喷吹头.pdf

上传人:a3 文档编号:532913 上传时间:2018-02-21 格式:PDF 页数:25 大小:1.03MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN97196548.X

申请日:

1997.09.17

公开号:

CN1225725A

公开日:

1999.08.11

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权有效期届满IPC(主分类):G02B 6/42申请日:19970917授权公告日:20031224|||授权||||||公开

IPC分类号:

G02B6/44; H02G1/08

主分类号:

G02B6/44; H02G1/08

申请人:

英国电讯公司;

发明人:

P·A·巴克

地址:

英国英格兰伦敦

优先权:

1996.09.19 GB 9619596.1; 1997.04.16 GB 9707714.3

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

崔幼平

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种用于缆线喷吹安装过程的喷吹头,该喷吹头包括用来检测在被安装的传输线中的皱曲的装置,并减小施加到该传输线上的驱动作用力,防止该传输线出现机械损坏。

权利要求书

1.一种用于缆线喷吹安装过程的喷吹头,它包括:
一个马达和在运行关系上连接到该马达上的一个可旋转的驱动件;
一个容纳被安装的缆线的缆线入口;
一个用来连接到一根安装管道上的缆线出口,缆线就将安装进该管
道中,一个通孔把该缆线出口连接到缆线入口,该通孔形成一个缆线路
径,在使用过程中缆线通过此路径;
位于驱动件与缆线出口之间的一个皱曲检测器,所述皱曲检测器包
括一个腔室,在喷吹头中缆线路径通过该腔室,设置有一个或多个传感
器,以在使用过程中监视缆线在腔室中的位置;
该皱曲检测器也包括一个反射器,当缆线沿着缆线路径通过时缆线
碰到此反射器,设置该反射器是为了把一个弯曲部分引进缆线通过的路
径,其设置成如果驱动件用一个过大的作用力推缆线,缆线就将优先地
在该反射器的部位的腔室中发生皱曲。
2.按照权利要求1所述的一种喷吹头,其特征在于,反射器有一个
中凸的弯曲表面,暴露给缆线通道。
3.一种缆线喷吹安装装置,它包括按照上面的任何一个权利要求所
述的一个喷吹头,以及对该皱曲检测器中的传感器的输出作出响应的控
制装置,此装置可以按照该传感器的输出控制马达。
4.一种用于缆线喷吹安装过程的喷吹头,该喷吹头包括:
一个容纳一根缆线的缆线入口,一个用来连接到一根安装管道上的
缆线出口,缆线就将安装进该管道中,一个连接通道把该缆线入口连接
到缆线出口,
连接到驱动装置上的一个或多个驱动轮,在使用过程中该驱动装置
驱动该一个或多个驱动轮,把纵向的驱动作用力施加到缆线上,
一个与连接通道连通的腔室、反射装置、感应装置、控制装置、
一气体入口和一个气体注入点,该气体注入点连接到气体入口和通入在
腔室与缆线出口的中间的一点处连接通道;
在使用过程中所述纵向驱动作用力使得缆线沿着连接通道通过腔
室、通过反射装置和气体注入点,并通过缆线出口向前进,进入连接到
其上的一根管道中;
把感应装置构形成感应缆线在横向上的偏移,当过大的纵向驱动作
用力使得缆线在反射装置上出现皱曲时,出现所述横向上的偏移;
控制装置对感应装置作出响应,控制驱动装置按照感应装置的输出
改变一个或多个驱动轮所施加的驱动作用力。
5.按照权利要求4所述的一种喷吹头,其特征在于,反射装置是弯
曲的。
6.按照权利要求5所述的一种喷吹头,其特征在于,弯曲的反射装
置有圆形的弯曲形状,其曲率半径不小于10毫米,但是不大于50毫米。
7.按照权利要求4到6中任何一个所述的一种喷吹头,其特征在于,
弯曲的反射装置突进通道不小于0.5毫米,但是不大于1.5毫米。
8.按照权利要求4到7中任何一个所述的一种喷吹头,其特征在于,
设置了检测传输线在轴向上的运动方向的装置,使得如果该传输线在相
反的方向上运动时,控制装置使驱动装置增加由一个或多个驱动轮施加
的驱动作用力,直到该传输线处于平衡状态。
9.按照权利要求4到8中任何一个所述的一种喷吹头,其特征在于,
感应装置包括光源和光学检测器。
10.一种把一根缆线安装进一根管道的方法,该方法包括以下步骤:
ⅰ)把按照权利要求1,2,4到9中任何一个所述的喷吹头连接到该
管道上;
ⅱ)把一根缆线引进该喷吹头,并使该缆线与该喷吹头的可旋转的
驱动件或轮接合;
ⅲ)把高压气体施加到管道上;
ⅳ)通过该喷吹头并沿着管道使缆线前进;以及
ⅴ)按照喷吹头的一个或多个传感器的输出控制通过可旋转的驱动
件或轮施加的驱动作用力。
11.一种用于缆线喷吹安装过程的喷吹头,它包括:
一个马达和在运行关系上连接到该马达上的一个可旋转的驱动件;
一个容纳被安装的缆线的缆线入口;
一个用来连接到一根安装管道上的缆线出口,缆线就将安装进该管
道中,一个通孔把该缆线出口连接到缆线入口上,该通孔形成一个缆线
路径,在使用过程中缆线通过此路径;
一个转动传感器,来感应可旋转的驱动件的运动方向;以及
在运行关系上连接到转动传感器并连接到马达上的控制装置;在使
用过程中,该控制装置对驱动装置的转动方向作出响应,在感应到与当
缆线插进管道中时的转动方向相反时,使马达施加一个固定力矩到驱动
件上,抵消相反的旋转。
12.一个用于缆线喷吹安装过程的皱曲检测器,用在一个喷吹头的
驱动件的下游,该检测器包括:
一个容纳被安装的缆线的缆线入口;
一个用来连接到一根安装管道上的缆线出口,缆线就将安装进该管
道中,一个通孔把该缆线出口连接到缆线入口,该通孔形成一个缆线路
径,在使用过程中缆线通过此路径;
一个腔室,缆线路径通过该腔室,设置有一个或多个传感器在使用
过程中监视缆线在腔室中的位置;
该皱曲检测器也包括一个反射器,当缆线沿着缆线路径通过时缆线
碰到此反射器,设置该反射器是为了把一个弯曲部分引进缆线通过的路
径,其设置使得如果用一个过大的作用力推缆线进入皱曲检测器,缆线
就将优先地在该反射器的部位的腔室中发生皱曲。

说明书

喷吹头

本发明涉及用于缆线喷吹安装的一种喷吹头,并涉及适宜于与这样
的喷吹头结合的一种皱曲检测器。

由欧洲专利EP-B-108590和后来的申请已经很好地知道了:可以采
用由高速气体介质流提供的流体牵引作用把光导纤维传输线安装到管
道中。这种方法用于尺寸由1毫米到20毫米或更大的光导纤维和铜缆,
这取决于应用和进行安装的路线。

如在欧洲专利文件EP-B-108590中所描述的那样,一个喷吹头包括
一对用马达驱动的轮,它们提供一个推动作用力,此作用力用来把缆线
向前推,直到在该管道中对于粘性牵引作用力来说安装了一个足够的长
度,此粘性牵引作用力可以有效地进一步安装该缆线(典型地,为安装管
道的整个长度的前三分之一到一半)。这些驱动轮也使得可以克服反向
的流体静压,此压力作用在缆线上把缆线向后压,离开该管道。

缆线向前进的速率尤其取决于由这些驱动轮所施加的推力的大
小、摩擦力和可供使用的粘性牵引力的大小(此牵引力取决于所施加的
气压、缆线的直径、管道尺寸和长度,以及所安装的缆线的长度)。典
型地,通过操作者简单地控制由马达施加的推力的大小来控制在任何给
定情况下的安装速率。因为任何给定的喷吹头通常可以与一定范围的
缆线直径一起使用,所以喷吹头马达通常能够提供比相对较小的缆线在
没有皱曲的条件下所能够经受的推力更大的推力。通常,希望使用可能
最快的安装速率,同时避免皱曲,调节马达控制装置来实现这一点。如
对本技术熟悉的人士将会理解到的那样,在实践中,在不同的条件下一
根给定的缆线将开始出现皱曲,此条件取决于它的自由长度,粘性牵引
作用所施加的推力、摩擦力、管道直径、管道几何形状等。因此,在实
践中,机器操作人员需要留在喷吹头处,以便监视喷吹过程,并确保避免
出现皱曲,至少实现一个合理的安装速率。

为了防止对缆线和喷吹头二者的损坏,特别是为了防止驱动轮的损
坏,要避免缆线的皱曲。皱曲可能引起缆线在管道中阻塞,并会造成安
装过程的延迟。喷吹头可以包括马达失速传感器、离合器或可以防止
对马达或驱动轮(或轮胎)的损坏的易卸的连接件。即使用有这些部件
的喷吹头,在使用中,操作者依然需要在喷吹头处监视喷吹运行。在欧
洲专利文件EP-B-253636中描述了一种被称为皱曲检测器的装置,用来
监视皱曲的产生和用来控制喷吹头驱动装置,来避免皱曲。

现在,作为上面提到的欧洲专利的所有人的本申请人设计出一种新
的皱曲检测器,它可以与一种喷吹头结合,以形成一种简单的和紧凑的
装置,改进了整个喷吹性能,即使与欧洲专利文件EP-B-108590的喷吹
头与欧洲专利文件EP-B-345968的皱曲检测器的结合使用相比也是如
此。由新的皱曲检测器的结合所产生的新的喷吹头的设计特别适用于
与在欧洲专利文件EP-B-521710和EP-B-345968中所描述的非常紧凑
的光导纤维缆线一起使用。

按照本发明的一第一方面,本发明提供了用于缆线喷吹安装过程的
一种喷吹头,它包括:一个马达和在运行关系上连接到该马达上的一个
可旋转的驱动件;容纳被安装的缆线的一个缆线入口;用来连接到一根
安装管道上的一个缆线出口,缆线就将安装进该管道中,一个通孔把该
缆线出口连接到缆线入口;位于驱动件与缆线出口之间的一个皱曲检测
器,所述皱曲检测器包括一个腔室,缆线路径在喷吹头中通过该腔室,设
置了一个或多个传感器,以在使用过程中监视缆线在腔室中的位置;该
皱曲检测器也包括一个反射器,以将通过该腔室的缆线由一条直的路径
反射出,其设置使得如果驱动件用一个过大的作用力推缆线,缆线就将
优先地在该反射器的部位的腔室中发生皱曲。

最好,反射器有一个中凸的弯曲表面,暴露给腔室。

也提供了一种缆线喷吹安装装置,它包括按照上面描述的一个喷吹
头,以及对该皱曲检测器中的传感器的输出作出响应的控制装置,此装
置可以按照该传感器的输出控制马达。

按照本发明的第二方面,提供了用于缆线喷吹安装过程的一种喷吹
头,该喷吹头包括:容纳一根缆线的一个缆线入口,用来连接到一根安装
管道上的一个缆线出口,缆线就将安装进该管道中,一个由连接通道把
该缆线入口连接到缆线出口,连接到驱动装置上的一个或多个驱动轮,
在使用过程中该驱动装置驱动该一个或多个驱动轮,以把纵向的驱动作
用力施加到缆线上,与连接通道连通的一个腔室,反射装置,感应装置,
控制装置,气体入口和一个气体注入点,该气体注入点连接到气体入口
和通入在腔室与缆线出口的中间的一点处连接通道;所述纵向驱动作用
力使得缆线沿着连接通道通过腔室,通过反射装置和气体注入点,并通
过缆线出口向前进,进入连接到其上的一根管道中;把感应装置构形成
感应缆线的横向上的偏移,当过大的纵向驱动作用力使得缆线在反射装
置上出现皱曲时,出现所述横向上的偏移;控制装置对感应装置作出响
应,控制驱动装置按照感应装置的输出改变一个或多个驱动轮所施加的
驱动作用力。

最好设置检测传输线的轴向上的运动方向的装置,使得如果该传输
线在相反的方向上(与通常的安装方向相反)运动时,控制装置使驱动装
置增加由一个或多个驱动轮施加的驱动作用力,直到该传输线处于平衡
状态。最好只有一个驱动轮连接到驱动装置上。最好,感应装置包括光
源和光学检测器。

最好选择高压气体源来适应将进行安装的环境,但是,常规地将使
用一种惰性气体,比如空气或氮气。可以使用一台压缩机或瓶装气体。

按照本发明的另一方面,提供了把一根缆线安装进一根管道的方法,
该方法包括以下步骤:

ⅰ)把按照本发明的第一和第二方面的喷吹头连接到该管道上;

ⅱ)把一根缆线引进该喷吹头,并使该缆线与该喷吹头的可旋转的
驱动件或轮接合;

ⅲ)把高压气体施加到管道上;

ⅳ)通过该喷吹头并沿着管道使缆线前进;以及

ⅴ)按照喷吹头的一个或多个传感器的输出控制通过可旋转的驱动
件或轮施加的驱动作用力。

按照又一方面,本发明提供了用于缆线喷吹安装过程的一种喷吹头,
它包括:一个马达和在运行关系上连接到该马达上的一个可旋转的驱动
件;容纳被安装的缆线的一个缆线入口;用来连接到一根安装管道上的
一个缆线出口,缆线就将安装进该管道中,一个通孔把该缆线出口连接
到缆线入口,该通孔形成一个缆线路径,在使用过程中缆线通过此路径;
一个转动传感器,来感应可旋转的驱动件的运动方向;以及在运行关系
上连接到转动传感器并连接到马达上的控制装置;在使用过程中,该控
制装置对驱动装置的转动方向作出响应,当感应到与当缆线插进管道中
时的转动方向相反时,使马达施加一个固定力矩到驱动件上,抵消相反
的旋转。

在另一方面,本发明提供了用于缆线喷吹安装过程的一个皱曲检测
器,用以在一个喷吹头的驱动件的下游,该检测器包括:容纳被安装的缆
线的一个缆线入口;用来连接到一根安装管道上的一个缆线出口,缆线
就将安装进该管道中,一个通孔把该缆线出口连接到缆线入口,该通孔
形成一个缆线路径,在使用过程中缆线通过此路径;一个腔室,缆线通道
通过该腔室,设置了一个或多个传感器在使用过程中监视缆线在腔室中
的位置;该皱曲检测器也包括一个反射器,当缆线沿着缆线路径通过时
缆线碰到此反射器,设置该反射器是为了把一个弯曲部分引进缆线通过
的路径,其设置成如果用一个过大的作用力推缆线进入皱曲检测器,缆
线就将优先地在该反射器的部位的腔室中发生皱曲。

现在将仅只以示例的方式参考着下面的附图描述本发明,在这些图
中:

图1为按照先有技术的一个喷吹头的简图;

图2为按照先有技术的控制装置的简图;

图3为按照本发明的一第一实施例的一个喷吹头的简图;

图4为按照本发明的第一实施例的一个喷吹头的内部的截面的简
图;

图5为一个方框图,其示出了控制按照本发明的第一实施例的一个
喷吹头的电子子系统的主要部件;

图6为一个简图,其示出了在按照本发明的一个喷吹头中编码器、
马达和驱动轮的设置;

图7为按照本发明的一第二实施例的一个喷吹头的简图;

图8为按照本发明的第二实施例的一个喷吹头的内部的截面的简
图;以及

图9为按照本发明的第二实施例的一个喷吹头的示意性透视图;

图10为用来确定一根传输线对压缩作用力的承受能力的实验方法
的简图;

图11为通过按照本发明的第二实施例的一个喷吹头的示意性剖面
图;

图12为按照本发明的一个喷吹头的图;以及

图13为按照本发明的一个喷吹头的图,把喷吹头打开,以便示出内
部的细节。

图1示出了用来把传输线安装到预先安装的管道中的先有技术的
安装装置10的一个简图。一对驱动轮2和3驱动该传输线1。该安装
装置或喷吹头10也包括一个入口4,用来连接高压(典型地,3到10巴)
气体介质的供应装置。高压气体介质在注入点5进入通道7,在该喷吹
头10内形成一个高压区域。驱动轮所施加的驱动作用力把传输线通过
一个密封件6向前推,并推进通道7,克服由于在喷吹头和管道内的高压
区域与喷吹头外面的压力(典型地为大气压力)之间的压力差的造成的
流体静压位能。该驱动作用力还沿着通道进一步推动传输线,通过管8,
并进入预先安装的管道9中。气体介质的注入产生沿着管道9的一股
高速空气流,此高速空气流所产生的牵引力和驱动轮所施加的驱动作用
力相结合,沿着预先安装的管道的长度推动传输线。

图2示出了用来与喷吹头10相结合的先有技术的控制装置12和
13。此控制装置或皱曲检测器12和13都被连接到控制单元14上,此
单元进而连接到与喷吹头10有关的控制装置(未画出)上。管道9的连
续长度通过皱曲检测器12,该管道9是安装管道的开始点,皱曲检测器
12对管道9的轨迹加上一个弯曲部分。类似地,管道11的长度通过皱
曲检测器13,该管道11携带传输线2进入喷吹头10中。把皱曲检测器
12的构形做成检测出在传输线中过量的纵向压缩作用力,而把皱曲检测
器13的构形做成检测出在传输线中过量的纵向拉伸作用力。当两个皱
曲检测器中任何一个在传输线中检测到过量的作用力时,有关的检测器
对控制单元14输出一个信号,该控制单元进而把一个信号送到喷吹头
内的控制装置,按照信号改变施加到传输线上驱动作用力。

图3示出了本发明的一第一实施例的简图。喷吹头15有许多与先
有技术的喷吹头共同的特点,比如驱动轮2和3,它们驱动传输线通过密
封件6,并沿着通道7驱动传输线。在使用时,由于把高压气体介质供应
到入口4,通道7处于比外部压力高的压力,把高压气体在注入点5处引
进通道7中。喷吹头的出口通过管8连接到预先安装的管道9上,驱动
轮2和3所施加的驱动作用力与高速气体介质流所引起的牵引力的结
合推动传输线1沿着此管道前进。另外,有一个腔室,其连接密封件6
和气体注入点5之间的通道。该腔室在腔室的整个长度上伸展通道的
截面。在该腔室的壁上设置了在这里数量为两个的光学传感器17和18。
喷吹头的本体可以由任何适合于成形制造出喷吹头并能承受在喷吹头
内出现的高压的材料制成。最好,制作喷吹头所使用的材料为一种金属,
比如铝合金或不锈钢,但是也可以使用一种工程塑料,比如玻璃纤维增
强的尼龙或环氧树脂。密封件6最好为环形的,它的孔的尺寸使得可以
容纳传输线,而使得气体通过该密封件由喷吹头的泄漏最少,并使该密
封件与传输线之间的摩擦最小。该密封件可以由高聚物材料或金属材
料制成,但是金属密封件优选为使它们有较长的使用寿命。图3示出了
位于喷吹头的本体内的控制电路和驱动装置。将会认识到,控制电路和
驱动装置中的一个或二者可以位于一个单独的单元中,当喷吹头运行时,
该单元可以位于远离喷吹头的地方。可以把喷吹头直接连接到管道上
而没有中间管,并且,通常这样是较好的。

图4示出了喷吹头15的内部的截面的简图,每个传感器17和18
分别包括一个光源17a和18a,并分别包括一个光学接收器17b和18b,
它们是直接对准的,并位于腔室的相对的侧面上,在一根与腔室的轴线
垂直的轴线上。″光学″这个词包括可见光,也包括在通常与光导纤维通
信系统有关的波长范围内的红外辐射。

将会很容易地认识到,光学传感器不是唯一可以使用的传感器类
型。可以使用机械接触开关给出传输线的位置的显示或者显示出作用
在传输线上的皱曲作用力。如果传输线包括金属件,也可以使用非光学
的电传感器,它们可以测量电感或电容的改变。

传感器17和18的光学接受器连接到控制电路19上,该电路进而
连接到驱动装置20上,该驱动装置连接到驱动轮2和3之一个上。最
上面的传感器17是最靠近通道的轴线的传感器,它的位置使得当处于
正常运行状态时传输线由于遮断由光源17a传输到光学接受器17b的
光束而触发上面的传感器17。此遮断是完全遮断即传输线完全遮住光
源或接受器还是部分地遮住并不重要,只要在传输线的存在与不存在之
间检测器的输出有可以测到的改变就可以。

如果把传输线引进喷吹头中,并且该喷吹头的内部已经加压了,那
么在该喷吹头的内部与外部之间的压力差可能造成施加到传输线上的
一种活塞作用力,把传输线由喷吹头排出。为了防止这样的情况出现,
当传感器17开始检测到传输线的存在时,使施加到该传输线上的固定
力矩有足够的大小,来克服该活塞作用力,并维持传输线的位置。喷吹
头的这一特点以前似乎没有被使用过,此特点显然可以用于所有类型的
喷吹头,不论它们是否也包括一个皱曲检测器。当安装开始时,增加施
加到传输线上的力矩,使得驱动轮把传输线驱动进入管道中。由一个电
位器控制最大的安装速度,该电位器位于该喷吹头上,其位置使得操作
人员可以手动地调节传输线的最大安装速度。当安装开始时,控制电路
19指示驱动装置20把安装速度在6秒内由零线性地增加到最大的安装
速度。在正常的运行条件下,缆线占据通道的中心位置,至少部分地遮
住传感器17,这使得一个绿色的指示灯(例如一个LED)亮起来,以通知
操作人员安装正在以一种适当的方式进行。

当驱动轮所施加的驱动作用力比由于高速空气流的牵引所造成的
作用力大时,这在喷吹头处被″看到″,在喷吹头的缆线中出现压缩作用
力。缆线是一个细长的柱体,并当足够的压缩作用力作用在它上时,它
将开始出现皱曲。通道限制了缆线的横向上的运动,但是缆线在与腔室
连接的通道区域内的那部分可以自由地在横向上移动进入或更多地进
入腔室。然而,当足够的纵向压缩作用力作用在缆线上,在腔室区域里
的该缆线将发生皱曲。如果在缆线上的皱曲引起该缆线在横向上运动
使得停止对上传感器17的触发时,光学接受器17b就将检测到由光源
17a发出的未受到缆线阻碍的光线。控制电路接收到来自传感器17的
信号的改变,并发送一个信号到驱动装置,以降低由驱动轮施加的驱动
作用力。这样的情况使得一个淡黄色的LED指示灯亮起来,以通知操作
人员已经出现了小问题。

驱动作用力的这样的减小将降低在缆线中的压缩作用力,并因此减
少在该缆线中的轻微的皱曲,使得缆线返回到它的典型的位置,并重新
触发上传感器。随后,控制电路将试图把安装速度由它的被降低了的大
小增加回到最大水平,在6秒的时间内线性地增加该速度。可能会出现
缆线在″绿色″与″淡黄色″状态之间″振荡″的情况,在这样的情况下,喷
吹头的操作人员应该使用在该喷吹头上的电位器降低所设定的缆线的
最大的安装速度。使缆线中的皱曲达到最小的反馈环路足够地敏感,以
至使缆线处于″淡黄色″状态的时间达到最少。可能使得缆线进入″淡黄
色″状态的情况为该缆线横过管道的路线中的一个转弯处,或是当缆线
接近管道路线的端部时。

如果由于某种原因比如管道的阻塞或在管道中有一个半径非常小
的转弯处使传输线进入停止状态,驱动作用力有很大的可能性会使传输
线皱曲达到可能会出现机械损坏的程度,有可能出现传输线的折断。为
了防止这类可能的事故,如果发生皱曲的传输线触发了下面的传感器18,
控制电路使得驱动装置立即把驱动轮停下来,从而可以纠正安装中的问
题。把下传感器的位置选定成通常传输线可以皱曲到足以触发该传感
器而不会发生严重的机械损坏。这样的情况使得一个红色的LED指示
灯亮起来,通知操作人员已经出现了严重的问题。如果进入这种″红色
的″状态,喷吹头只能靠返回″绿色的″状态重新启动,并从零增加安装速
度。随后,此安装速度将在6秒的时间内由零线性地增加到最大值。

图5示出了一个方框图,其表示出控制该喷吹头的电子子系统的主
要部件。控制逻辑装置38由皱曲传感器39接受关于缆线在喷吹头内
的位置的信息,即该缆线是处于″绿色的″、″淡黄色的″、还是″红色的″
状态。取决于由皱曲传感器接受到的信息,控制逻辑装置指示马达驱动
电路35维持、增加、还是降低马达32的速度,这进而使驱动轮动作。
马达驱动电路把一个驱动电压施加到马达上,马达的速度正比于被马达
驱动电路施加的驱动电压。一个电位器控制最大的驱动电压,喷吹头的
操作人员可以改变该电位器的设定,来控制安装速度,以便适合缆线所
正在装入电缆的路线的特点。在物理上把编码器33耦合到马达上(见
图6),使得马达的速度和方向可以受到监视。编码器为一个传统的两通
道光学装置,它包括装在一个盘40上的两个不同相的线组和一个编码
检测器41。由两个线组所产生的上升边缘和下降边缘的相对位置可以
确定马达运动的方向,以及因此确定驱动轮的运动方向。如果马达开始
在一个相反的方向上运动(相对于当安装缆线时缆线的方向而言),那么
编码器的逻辑装置36指示马达驱动电路施加一个固定力矩,以便把缆
线固定在喷吹头的本体内,并防止它被压力差所引起的活塞作用力推
出。

编码器盘40对于两个通道中的每一个每转产生500个脉冲。该盘
在物理上被耦合到马达32上(见图6),马达又通过齿轮42连接到驱动
轮2和3上。齿轮的传动比为5∶1,所以驱动轮的一转要求马达转5转,
因此在每个编码器通道中产生2500个脉冲。驱动轮的轮胎的圆周长大
约为100毫米,因此安装1米长的缆线产生25000个脉冲。这使得可以
精确地监视缆线的位置,这是因为每个编码器脉冲代表缆线的40微米
的位移。如上面所指出的那样,新的喷吹头的这一方面对于不使用皱曲
检测器的喷吹头有用,相信这是与本发明性无关。

图6示出了耦合到两个驱动轮2和3的马达。应该理解到,可以把
马达只耦合到任何一个驱动轮2或3上。

上面的讨论是针对驱动轮的,但是对于熟悉本技术的人士来说将显
然的是:一个(或多个)驱动轮可以改变成一种等价的装置,比如驱动
皮带或履带驱动装置。

参见图5,由编码逻辑装置36把关于安装距离和速度的信息送到距
离和速度校准电路37。使用显示装置34把安装距离显示给操作人员,
该显示装置最好包括一个LCD显示单元,但是它可以包括任何适当的显
示单元(例如,一个L.E.D.装置或一个机电装置)。显示单元也显示出缆
线的标称安装速度,此速度由控制马达驱动电流的电位器的位置得出。
如果在由电位器得出的该安装速度与由编码器逻辑装置从编码器的输
出计算出的安装速度之间有差别,就把一个校准信号送到编码器逻辑装
置,此逻辑装置进而把信号送到马达驱动电路,启动伺服机构,使得马达
驱动电压适当地提高。这一反馈环路确保了缆线的实际安装速度与标
称安装速度相同,该标称安装速度被显示装置显示出,按照喷吹头的操
作人员对电位器的定位确定。由于轮胎的滚动阻力的与温度有关的改
变,这样的差另可能会增加。

图7示出了本发明的一第二实施例的一个简图,而图8示出了本发
明的第二实施例的内部的剖面的简图。喷吹头21在结构上与喷吹头
15(如在图3所示出的那样)类似,区别只在于添加了反射器22。该反射
器是稍微弯曲的,在这一具体的实施例中它是一块平板。把检测器设置
成平行于通道7的膛孔的轴线,并稍微突进该膛孔。当该喷吹头在正常
状态下运行时,传输线在反射器上通过,触发上传感器17,其使得把驱动
作用力维持在它的最大容许值。当过量的压缩作用力作用在传输线上
时,喷吹头以与第一实施例的装置相同的方式运行,如上面所描述并在
图3和4中所示出的那样。反射器的添加使得传输线以一种更可控的
方式发生皱曲,并减小了传输线被过大的压缩作用力损坏的可能性。

把尺寸做成适当的如上面所描述的喷吹头可以用于安装直径范围
由1到20毫米的缆线的安装。为了最大限度地利用网络的基础结构,
有很大的兴趣把非常小的缆线即直径为1毫米的缆线安装进内部孔径
比如为3.5毫米的微细管道中。在欧洲专利申请EP-A-345968和EP-A-
521710中描述了这样的小缆线。典型地,这样的缆线包括1到8根光导
纤维,通常为单模的,有时为多模的,装在一个共同的高聚物外壳中。由
于它们的尺寸和结构,这些缆线对皱曲有非常低的承受能力,可能由使
用按照本发明的喷吹头得到巨大的利益。下面的讨论假设使用标称直
径为1毫米的这样的缆线。下面的原理对于直径较大的缆线依然是真
实的,但是在下面的讨论中描述的实施例可能需要适当地放大,以便适
应缆线的直径,刚度等的不同。

图10示出了按照本发明的第二实施例的喷吹头的示意性透视图。
该喷吹头的两个半块被一个合叶29连接起来,并可以用夹紧装置30夹
紧关闭。可以理解到,可以使用靠把喷吹头的两个半块紧固在一起实现
密封的任何其它的方法,但是使用一个连成一体的合叶有这样的好处:
减少了用来牢固地固定该喷吹头的上部与下部所需要的紧固件的数目,
减少了打开和关闭该头部所用的时间。另外,合叶的安排减少了对密封
件31或该头部的上半块的下表面的损坏的可能性。密封件6和31防
止高压气体由喷吹头泄漏出。出口28使得两个不同尺寸的管道可以被
密封地夹紧到该喷吹头上。典型地,设置了齿形的沿圆周的凹槽,使得
把管道保持在该头部中变得容易。对本技术熟悉的人士将容易地理解
到,可以把该头部设计成只能容纳一个管道尺寸,或者可以容纳多于两
个管道尺寸。也将会理解到,可以采用一个接头或可以实现有效的密封
的任何其它装置把几个管装到喷吹头上。

图9示出了用来确定传输线对压缩作用力的承受能力的一种实验
方法的简图。把传输线1的样品放置在试验装置26和27上,它们分别
再现了喷吹头15和21的内部的尺寸和几何形状,分别见图7a和图7b。
负载室23在传输线的样品的端部上提供了一个随着时间增加的轴向的
压缩作用力,并把该压缩作用力的大小传输给数据记录器25。随着压缩
作用力增加,传输线将开始皱曲,受到腔室和通道的限制,并将停止对传
感器17的触发。控制单元24把一个输出信号送到数据记录器25,并把
开始出现皱曲的压缩作用力储存在数据记录器的记忆体中。将继续增
加压缩作用力,使在传输线上的皱曲进一步增加。当传输线达到最大皱
曲点时,它将触发下传感器18,此传感器使得控制单元把一个信号送给
数据记录器。数据记录器将记录下出现最大皱曲的压缩作用力。

试验装置27类似于试验装置26,区别在于它另外包括一个反射器
22,此反射器的尺寸和形状与在喷吹头21中使用的反射器相同。该反
射器也有与在喷吹头21中的反射器相同的相对于腔室的位置。数据记
录器25类似地记录下开始出现皱曲所需要的压缩作用力和对于最大皱
曲所需要的压缩作用力。

表1示出了用在图8a中示出的装置采用上面描述的试验方法得到
的一批实验结果。符号+表示压缩作用力足以破坏传输线。

                                表1

   样品号

 开始出现皱曲所需要
  的作用力(克重力)
 出现最大皱曲所需要
  的作用力(克重力)
     1
        38
         58
     2
        88+
         88+
     3
       104+
        104+
     4
        88+
         88+
     5
        48
         58
     6
        35
         64
     7
        42
         64
     8
        41
         64
     9
        35
         56
    10
        98+
         98+

表2汇总了用在图8b中示出的即包括反射器的装置采用上面描述
的试验方法得到的一批实验结果。

                                   表2

   样品号
     1
 开始出现皱曲所需要
  的作用力(克重力)
 出现最大皱曲所需要
  的作用力(克重力)
     1
        45
         68
     2
        45
         64
     3
        46
         67
     4
        43
         64
     5
        46
         65
     6
        38
         60
     7
        38
         58
     8
        42
         65
     9
        44
         67
    10
        43
         68

比较表1和表2显示出:包括反射器显著地改善了试验的重复性,
使得开始出现皱曲的作用力和造成最大皱曲的作用力更一致。反射器
也防止了会导致传输线的非常快的皱曲和断裂的较高的作用力的出
现。

将会认识到,反射器的功能是使得皱曲在缆线受到物理的破坏之前
出现皱曲,这一功能比反射器的结构更有意义。最好,反射器是弯曲的。
如果反射器不是弯曲的,那么可能与缆线接触的任何边缘应该是倒角的,
从而使该反射器擦伤缆线的可能性达到最小。应该把该反射器和它的
周围设计成使得如果在该喷吹头内出现皱曲,此部分缆线将在反射器的
部位方便地进入腔室中。反射器的曲线可以为一个圆的一段弧。该反
射器可以另外为抛物线形的曲线,或是一个非弯曲的结构。任何非弯曲
的反射器可能必须被设计成使得缆线在该反射器上的通过不会导致对
缆线的外表面的损坏。

图12示出了按照本发明的带有喷吹头的两个半块的一个喷吹头,
此两个半块由夹紧装置30密封起来。外壳31包括马达和齿轮,外壳32
包括编码器。图13示出了按照本发明的喷吹头,该喷吹头被打开,以便
示出内部的细节。

设置了反射器,为的是提供下列有利的效果:

(ⅰ)对于出现皱曲有一个重复性更好的阈值,以及

(ⅱ)减小的最大的皱曲作用力,它减小了损坏传输线的可能性。如
上面所表明的那样,该反射器的准确的形状是不重要的,而该反射器可
以例如为圆形的曲线,或者为抛物线形的曲线。已经发现,对于直径为
0.9毫米到1.2毫米的缆线和有部分圆弧形状的曲线的反射器,反射器
最好伸进通道0.5毫米到1.5毫米,并且半径最好为10-50毫米。更可
取的是,对于这一缆线尺寸,反射器伸入通道1毫米左右,反射器的曲线
的半径可以为30毫米左右。为了能容许批量生产技术可能得到的公差,
最好把反射器连接到调节装置上,使得可以校准反射器的伸出量(典型
地,在装运到现场之前进行,并且以后定期地进行)。这也将使得该喷吹
头可以与一定直径范围内的缆线一起使用。

对于直径大约为1毫米的缆线来说,现已发现,通道7最好有1.5-
3毫米的直径。更可取的是,通道的直径为2毫米。该通道的尺寸的上
限由缆线将被安装进去的管道的尺寸决定。一般说来,通道的直径应该
比该管道的直径小。对于1毫米的缆线典型的管道直径为3.5毫米。
由欧洲专利文件EP-B-108590已经很好地知道了缆线的直径与成功地
进行喷吹安装的管道直径之间的关系。缆线的直径与管道孔径的比值
最好在1∶3到1∶2的范围内。把缆线安装入超出这一范围的管道中不
是不可能,但是不太有效。缆线将偏移进去的腔室的尺寸也取决于缆线
的尺寸。一般说来,腔室的深度应该至少为缆线直径的四倍,而腔室长
度应该至少为缆线直径的八倍。为了防止缆线受到过小的弯曲半径,腔
室的长度最好至少为它的深度的两倍。对于1毫米直径的缆线来说,腔
室的深度的优选的范围为6-10毫米,而腔室的长度的优选范围为20-30
毫米。用8毫米的腔室深度和26毫米的腔室长度已经得到了非常满意
的结果。腔室最好有一个中凸的弯曲形状,以便防止缆线经受到太小的
弯曲半径。另一种腔室形状可以是基本上的长方形,但是要带有倒角的
角部,以防止对缆线出现损坏。

用来沿着管道推进传输线的驱动装置通常包括一台电动机,典型地
用低的电压(小于或等于50伏)提供驱动作用力,然而,将会理解到,也
可以使用其它形式的马达,例如液压马达或气动马达。气动马达特别是
电动机的优选的替代品,尽管这样将需要设置一种适当的控制转换器,
使得控制器19的电输出信号可以控制马达的驱动作用力。另外,不把
两个驱动轮都耦合到驱动装置上,可以并且最好只通过驱动轮之一提供
驱动作用力。这避免了用两个驱动轮可能会出现的问题:如果它们不同
步,或者不同的驱动轮提供了不同的驱动作用力,将可能导致严重的缆
线的损坏。也应该理解到,在上面讨论的实施例中,送到马达的直流电
压控制马达的速度。另外,马达可以是脉冲宽度调制的,脉冲的负载循
环可以改变,以便控制马达的速度。

即使安装过程的速率由控制装置自动控制,使用某种形式的显示装
置向喷吹头的操作人员提供信息也是有利的,例如使一个绿灯亮起来显
示正常的工作状态(上面被称为″绿色的″状态),一个淡黄色的灯显示出
现皱曲且正在减小驱动作用力(上面被称为″淡黄色的″状态),一个红色
的灯显示出现了最大的皱曲已经把驱动作用力除去了(上面被称为″红
色的″状态)。这种显示装置可以安装在喷吹头的表面上,和/或可以安
装在的该喷吹头运行时可能位于远离该单元的一个单独的单元上。附
加地或另外地可以设置一个声音信号,显示状态的改变或非绿色的状
态。再有,可以设置对控制电路的手动的代用装置,使得一旦引起″红色
的″阻塞出现的阻塞已经被排除掉,重新开始安装。

虽然在上面描述的实施例中,已经示出并描述了″向下″伸展进下块
体的腔室,但是此腔室当然可以″水平地″伸展或在横向上伸展。″竖直
地″设置的一个好处在于:在该头部的上方位置不需有光学传感器装置
的任何部分(检测器或者光源都需要电路的连接)。可以把″所有的″腔
室和传感器作为喷吹头的下半块的一部分,即使一个喷吹头大致沿着孔
的轴线分开,引导缆线就是沿着该孔进行的,并且其中传感器的一个活
动部分为该喷吹头的上半块的一部分可能是优选的设置。

可以把传感器的光源和光学检测器与刚才提出的″水平的″腔室相
结合或与一个″竖直的″腔室结合起来并排地安装,适当地设置用来由光
源把光引导到检测器的反射器。在一个″水平的″腔室的安排中,把反射
器(例如反射镜或抛光的表面)设置在喷吹头的上半块上可能是最佳
的。

不需要把驱动轮做为形成喷吹头的其余部分的块体的一个整体的
部分安装,但是应该避免有太大的间隙,从而使得缆线在轮的壳体与喷
吹头的其余部分之间的间隙中形成皱曲的可能性为最小。(显然,可以
接受的间隙的大小将取决于所使用的缆线将出现皱曲的容易程度,而这
通常与缆线的直径有关。)典型地,驱动轮设有橡胶的轮胎,并且,这些
轮胎典型地需要定期地更换。至少对于小直径的缆线,轮胎由一种适当
的高聚物材料或橡胶材料制成,例如Welvic PVC,它的密度为每立方米
1170公斤,柔软度为115(采用英国标准BS 2782方法365A测得的值)。
另一种材料为GA8718,它的密度为每立方米1320公斤,柔软度为86(采
用英国标准BS 2782方法365A测得的值),且Shore硬度为57(采用英
国标准BS 2782方法365B测得的值)。这些轮胎的直径大约为30毫米,
在使用中大约被压缩1到2毫米。如在所示出的实施例中那样,把这些
驱动轮安装在喷吹头的高压区域的外面有以下好处:当更换轮胎和/或
驱动轮时不会影响围绕这一区域的密封。然而,如果愿意,也可以把这
些轮装在高压区域中,但是已经发现这样不是最佳的。最好由硅橡胶或
类似物形成围绕高压区域的密封。

喷吹头.pdf_第1页
第1页 / 共25页
喷吹头.pdf_第2页
第2页 / 共25页
喷吹头.pdf_第3页
第3页 / 共25页
点击查看更多>>
资源描述

《喷吹头.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《喷吹头.pdf(25页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

一种用于缆线喷吹安装过程的喷吹头,该喷吹头包括用来检测在被安装的传输线中的皱曲的装置,并减小施加到该传输线上的驱动作用力,防止该传输线出现机械损坏。 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 物理 > 光学


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1