Устройство для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ пи 570923

Севе Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.07.75 (21) 2158007/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.77. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 02.09.77 (51) M. Кл.2 Н ОIВ 13/10

Гасударственных комитет

Совета Министров СССР пе делам изобретений н открытий (53) УДК 621.3 И(088.8) (72) Авторы пзобрстснпя

А. А. Абросимов, Б. К. Чостковский, В. A. Тюмкин и В. И. Попов

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ НАЛОЖЕНИЯ

ПЕНОПЛАСТОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ НА КАБЕЛЬНУЮ ЖИЛУ

Изобретение относится к области кабельной техники и может применяться при изготовлении хкилы коаксиального кабеля с пенопластовой изоляцией.

При наложении пенопластовой изоляции на кабельную жилу применяют системы автоматического регулирования диаметра изоляции и погонной емкости жилы, стабилизирующие данные два параметра для повышения однородности кабельной жилы.

Известна двухконтурная система автоматического управления технологическим процессом наложения пенопластовой изоляции на жилу телефонного кабеля, содержащая датчик диаметра, регулятор и тяговое устройство, а также датчик погонной емкости, регулятор и устройство предварительного подогрева жилы.

Стабилизацию погонной емкости осуществляют изменением предварительного подогрева медной жилы, на которую накладывают изоляцию. Такое управляющее воздействие является быстродействующим, но оказывает сильное влияние на изменение погонной емкости жилы при условии малых радиальных толщин изоляции, что выполняется лишь для жил телефонного кабеля. При больших радиальных толщинах изоляции (например, для жилы коаксиального кабеля) это воздействие оказывает малое влияние на погонную емкость жилы и недостаточно для ее стабилизации, что обусловливает наличие больших неоднородных участков у жилы.

В известном устройстве для автоматического управления процессом наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу контур регулирования диаметра содержит датчик диаметра, регулятор и тяговое устройство. В контур регулирования погонной емкости вхо10 дят датчик погонной емкости, регулятор, устройство подогрева головки пресса и устройство изменения расстояния между головкой пресса и охлаждающей ванной.

Регулирование погонной емкости осуществляют изменением температуры расплава в головке пресса, которое характеризуется высоким быстродействием и изменением расстояния между головкой пресса и охлаждающей ванной, характеризующимся более высо20 ким быстродействием и позволяющим повысить общее быстродействие системы автоматического регулирования погонной емкости.

Недостаток такого технического решения— в малой эффективности его применения при

25 изготовлении кабельной жилы с большой радиальной толщиной пенопластовой изоляции (например, жилы коаксиального кабеля) изза слабого влияния быстродействующего воздействия на погонную емкость жилы. Вслед30 ствие этого быстродействие системы автома570923 тнческого регулирования погонной емкости, определяемое скоростью прогрева расплава в цилиндре экструдера и головке пресса, много меньше быстродействия контура регулирования диаметра.

Общее быстродействие обоих контуров регулирования при этом определяется быстродействием контура стабилизации погонной емкости, т. е. оно очень мало, что приводит к появлению у жилы неоднородных участков большой протяженности, которым в коаксиальном кабеле соответствуют неоднородности волнового сопротивления большой протяженности, резко ухудшающие его качество.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу содер>кит линейно-корректирующий элемент, связывающий выход датчика погонной емкости с входом регулятора диаметра жилы.

Введение дополнительной связи между контурами регулирования диаметра и погонной емкости кабельной жилы делает взаимозависимой работу обоих контуров автоматического регулирования, что позволяет во время переходного процесса медленнодействующего контура регулирования погонной емкости осуществить компенсацию отклонения величины диэлектрической проницаемости изоляции от номинального значения посредством соответствующего отклонения диаметра жилы и поддержать между приращениями диаметра и погонной емкости соотношение, при котором волновое сопротивление коаксиального кабеля, полученного после наложения на изготовленную таким образом жилу внешнего проводника, остается равным номинальному значению.

Таким образом, участки жилы, соответствующие переходным процессам в медленнодействующей системе регулирования погонной емкости, не вызывают появления неоднородностей волнового сопротивления в коаксиальном кабеле, и общее быстродействие двухконтурной системы определяется временем переходного процесса в быстродействующем контуре регулирования диаметра.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для автоматического управления технологической установкой 1 наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу содержит датчик 2 диаметра жилы, регулятор 3 диаметра жилы, датчик 4 погонной емкости жилы, регулятор 5 погонной емкости жилы и линейно-корректирующий элемент 6.

Технологическая установка 1 служит для протяжки медного проводника, наложения пенопластовой изоляции на проводник, охлаждения изолированной жилы и ее приема на

65 барабан. Она преобразует входные параметры — обороты тяги и температуру 0 расплава в соответствующие выходные парамстры— диаметр D жилы и погонную емкость С >килы.

Датчик 2 служит для преобразования отклонения диаметра ЛВ от номинального значения Р„в напря>кение AU>. Регулятор 3 осуществляет пропорционально-интегральный закон регулирования. Входной величиной регулятора 3 является напря>кение ЛУ, поступающее с выхода сумматора, выходной величиной — обороты и тяги. Датчик 4 преобразует отклонение погонной емкости ЛС от номинального значения С„в напряжение AU<, пропорциональное отклонение ЛС.

Регулятор 5 выполняет пропорциональноинтегральный закон регулирования. Входной величиной регулятора 5 является напряжение

AUc, поступающее с выхода датчика 4, выходной — температура 0 расплава. Элемент б служит для введения взаимозависимости в работу обоих контуров автоматического регулирования. Его входной величиной является напряжение ЛУс, поступающее с выхода датчика 4, а выходной величиной — напряжение

ЛУ„, пропорциональное напря>кение ЛУ .

При воздействии внешних возмущений на технологическую установку 1 происходит изменение как диаметра жилы по изоляции, так и диэлектрической проницаемости изоляции.

Датчик 2 преобразует отклонение диаметра от номинального значения в пропорциональное ему напряжение, которое, проходя через сумматор, поступает на вход регулятора 3.

Регулятор 3, изменяя обороты и тяги, возвращает величину диаметра к номинальному значению. Изменение оборотов тяги происходит до тех пор, пока напряжение AU на выходе регулятора 3 не станет равным нулю.

Изменение диэлектрической проницаемости изоляции приводит к отклонению погонной емкости от номинального значения. Датчик 4 преобразует отклонение погонной емкости в пропорциональное ему напряжение, которое поступает на выход регулятора 5. Регулятор

5, изменяя температуру 0 расплава в цилиндре экструдера, воздействует на диэлектрическую проницаемость накладываемой изоляции и возвращает величину погонной емкости к номинальному значению.

Однако изменение температуры расплава характеризуется большим временем переходного процесса (порядка 10 — 15 мин), в течение которого на жилу накладывается изоля. ция, имеющая неноминальное значение диэлектрической проницаемости и соответственно погонной емкости. Для того, чтобы отклонение величины диэлектрической проницаемости от номинального значения в течение переходного процесса в контуре регулирования погонной емкости не вызвало отклонения величины волнового сопротивления коаксиального кабеля. введена дополнительная связь между конт рами чепез элемент 6, который подает через сумматор на вход регулятора 3

570Ч23

ДИаМЕтРа НаПРЯжЕНИЕ ;U„, ПРОПОРЦПОнаЛЬIIOi: напряжению на выходе; а-:.к;! .. Поступление напряжения ЛУ„на вход регулятора 3 быстродействующего контура регулирования диаметра приводит к измененшо оборотов тя- 5 ги и стабилизации диаметра жилы на неноминальном уровне.

В установившемся режиме работы контура регулирования диаметра с учетом пропорционально-интегрального закона регулирования 10 напряжение на входе регулятора 3 равно нулю

Ы = Див+ ЬУ„=- О, где

ЫУ,э -= К„д13; (2) ЬУ„= К„Л1 7с == К,.Кс ДС, (3) здесь К вЂ” коэффициент передачи датчика 2;

К,< — коэффициент передачи элемента 6; 20 (с — коэффициент передачи датчика 4.

Подставив выражения (2) и (3) в формулу (1), получаем, что введенная связь между контурами ооеспечивает изготовление >килы, у которой в течение переходного процесса в 25 кorl !ape рогу лировarrr»r погc!1«orr емкости поддерживается определенное соотношение между приращениями погонной емкости 11 диаметра

Кс

ЛВ =- — К, - — С. (4)

К ) Коэффициент К„выбран таким образом, чтобы между прираще,1иями погонной емкости и диаметра поддерживалось соотнощепие, при котором волновое сопротивление коаксиальиогo кабеля, изготовленного из этой жилы, сохраняет постояннос значение, равное поминальному. Для того, чтобы волновое сопротпв!re!rile Z rrc пo iy rrr Io поминального значения, нсоо: одимо выполнеlIrl0 у СЛОВИя

40

hZ= ЬВ+ ЛС = О. (5)

DD дС

Из уравне;1ия (5) определяется соотношение между приращениями ЛС и AD, которое необходимо поддерживать:

DZ (6) Сопоставляя выражения (1) и (6), нахо- 55 дим, что коэффициент передачи элемента 6 должен быть выбран равным

dZ дС (7) к, dD

Частпыс производные, входящие в зависимость (7). берут от выражения для волнового сопротивления коаксиального кабеля как фу11кции диаметра жилы и ее погонной емкости.

По окончании переходного процесса в контуре регулирования погонной емкости погонная емкость жилы становится равной номинальному значению, при этом ЛС=О; ЛU<=0; У„=.О и контур регулирования диаметра стаб!!лизирует диаметр жилы иа уровне его номинального значения.

В качестье выходной величины системы автомати1ес:<ого регулирования может рассматри"";à Tüñÿ величина

AZ = AD+ — .дС, D дС кoTo >óio система стабилизирует на нулевом уровне при быстродействии, определяемом ко.!туром регулирования диаметра и являющимся достаточно большим.

Функционирование предлагаемого устройства для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции па жилу коаксиального кабеля и огли ше о обычьых систем регулирования диаметра и погонной емкости жилы обусловливает стабилизацгпо основного параметра качества коаксиального кабеля — волнового сопротивления. При этом общее быстродействие спетp.. irül повышается.

Высокое быстродействие обеспечивает повышение однородности волнового сопротивлеиич кабеля без увеличения его материалоемкос Ги и усло>кпе11ия технологического процесса, что позволяет изготавливать дешевый коаксиальпый кабель с пенопластовой изоляцией, пригодный для передачи criãíàëoir широкого спектра частот.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу, содср)кап!ее регулятор диаметра жилы с датчиком диаметра жилы и регулятор погонной емкости с датчиком погонной емкости, о тл и ч а ю щеес я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит линейнокорректпрующий элемент, связывающий выход датчика погонной емкости с входом регулятора диаметра жилы.

Редактор Т. Рыбалова

Составитель В. Ратников

Техред Е. Хмелева

Корректор Л. Брахнина

Заказ 1934 1 Изд. № 699 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2