Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОСАДКИ ТЕРМОУСАЖИВАЕМОЙ ТРУБКИ НА КАБЕЛЬ

Изобретение относится к способам изготовления кабелей с термоусаживаемыми трубками, которые могут быть использованы как в промышленных условиях, так и индивидуально в условиях эксплуатации при необходимости изоляции кабеля, восстановления изолирующего покрова кабеля, защиты кабеля от вредного воздействия окружающей среды.

Известен способ определения усадки термоусадочной полиэтиленовой пленки (ГОСТ 25951-83), заключающийся в измерении изменения линейных размеров образцов при нагревании в воздушной или жидкой среде до определенной температуры в заданное время. В способе указана последовательность подготовки к испытанию определения усадки, последовательность проведения испытаний определения усадки, обработка результатов измерения.

Аналогом указанного способа посадки термоусаживаемой трубки на кабель является Инструкция по применению термоусаживаемых трубок для монтажа многопарных кабелей ГТС в полиэтиленовой оболочке ССКТБ, Москва, 1983. В работе указана методика подбора термоусаживаемых трубок, включающая в себя определение внутренних диаметров термоусаживаемых трубок в состоянии поставки и после полной усадки и выбор соответствующего типоразмера по техническим условиям с учетом 50%-ной радиальной усадки. Однако недостатком данного способа является то, что контроль за качественной посадкой трубки осуществляется слабым нажатием на трубку защищенными пальцами рук, под которыми должно чувствоваться плавление герметика, находящегося под торцом трубки. Таким образом, способ контроля не распространяется на термоусаживаемые трубки, не использующие при своем монтаже герметик.

Прототипом у заявленного способа посадки термоусаживаемой трубки на кабель является Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи. Министерство связи СССР. Главное управление по строительству сооружений связи. М., Радио и связь, 1986. Прототип прилагается. В указанном способе представлены требования для обеспечения оптимального обжатия термоусаживаемыми деталями изолирующего покрова кабеля. В частности, указано, что внутренние диаметры термоусаживаемых трубок, применяемых для восстановления защитных изолирующих покровов, должны соответствовать следующим соотношениям:

D₁ - внутренний диаметр термоусаживаемой трубки до усадки;

D₂ - внутренний диаметр термоусаживаемой трубки после усадки;

d₃ - наружный диаметр кабеля;

d₂ - наружный диаметр изолирующего шланга

В способе подчеркнуто, что диаметр термоусаживаемой трубки после полной усадки D₂ должен быть меньше диаметра металлической оболочки кабеля или быть равный ему.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится то, что в известном способе не указаны условия для выполнения указанных выше соотношений для контроля за качеством посадки термоусаживаемых трубок на изделия, в частности выбора температурного режима для получения необходимой усадки термоусаживаемой трубки перед процессом ее посадки на кабель.

К отличительным особенностям предложенного способа относится то обстоятельство, что выбор температурного режима для контроля за качеством посадки текстильной термоусаживаемой трубки на кабель осуществляется до стадии технологического процесса усадки трубки, а также применимость данного способа к термоусаживаемым трубкам любого начального диаметра с составом, аналогичным составу исследуемой термоусаживаемой трубки.

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно повышение качества посадки термоусаживаемой трубки на кабель за счет заданного температурного режима путем предварительного анализа зависимости величины усадки от температуры.

Поставленная задача достигается тем, что в способе посадки термоусаживаемой трубки на кабель, включающем выбор размера термоусаживаемой трубки исходя из условия , где d - внутренний диаметр термоусаживаемой трубки до усадки, см; d_к - наружный диаметр кабеля, см, на который производится посадка термоусаживаемой трубки; надвигание термоусаживаемой трубки на кабель, осуществление усадки термоусаживаемой трубки путем направленного температурного воздействия, с последующим измерением внутреннего диаметра термоусаживаемой трубки d_y, см, и наружного диаметра кабеля d_к, после чего проверяют выполнение условия , где d_y - внутренний диаметр термоусаживаемой трубки после усадки; d_к - наружный диаметр кабеля, на который производится посадка термоусаживаемой трубки, по которому судят о качестве посадки термоусаживаемой трубки на кабель, причем перед надвиганием термоусаживаемой трубки из уточных полиэтилентерефталатной комплексной нити и полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы и основной полиэтилентерефталатной нити определяют усадку при заданной температуре в диапазоне 100-200°C ε_н отдельных уточных полиолефиновых нитей с эффектом памяти формы по формуле:

где l₀ - длина нити до усадки, см; l - длина нити после усадки, см, определяют усадку эталонной термоусаживаемой трубки ε_mэ при заданной температуре в диапазоне 100-200°C по формуле:

где d₀ - внутренний диаметр эталонной термоусаживаемой трубки до усадки, см; d_0y - внутренний диаметр эталонной термоусаживаемой трубки после усадки, см. Данные вычисления выполняются не менее 5 раз для повышения надежности результата. Далее определяются средние арифметические значения усадки отдельных уточных полиолефиновых нитей с эффектом памяти формы ε_н по формуле:

и усадки эталонной термоусаживаемой трубки ε_mэ по формуле:

После определяют температурный коэффициент α по формуле:

который используют для определения величины усадки термоусаживаемой трубки выбранного диаметра, причем определение усадки выбранной термоусаживаемой трубки осуществляют путем определения числа основных нитей N термоусаживаемой трубки, плотности уточных полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы, приходящихся на единицу длины ρ_н, см^-1, значения внутреннего диаметра выбранной текстильной термоусаживаемой трубки d до усадки, последовательно выбирают температуру воздействия на трубку в диапазоне 100-200°C с шагом 5°C до выполнения условия с одновременным определением величины усадки трубки по формуле:

где N - число основных полиэтилентерефталатных нитей в выбранной трубке, ρ_н - плотность уточных полиолефиновых мононитей термоусаживаемой трубки, приходящихся на единицу длины, см^-1, d - внутренний диаметр термоусаживаемой трубки, см, ε_н - усадка при заданной температуре в диапазоне 100-200°C отдельных уточных полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы, определяемая из зависимости величины усадки уточной полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы от температуры, определенная для эталонной термоусаживаемой трубки, ε_m - прогнозируемая усадка термоусаживаемой трубки при выбранной температуре в диапазоне 100-200°C, а для проверки выполнения условия рассчитывают прогнозируемый внутренний диаметр выбранной термоусаживаемой трубки d_y после усадки по формуле: , после чего на термоусаживаемую трубку воздействуют установленной температурой для процесса усадки для диаметра d_y.

Существенными признаками заявляемого способа является взаимосвязанная совокупность действий при способе посадки термоусаживаемой трубки на кабель. При известности отдельных приемов, таких как выбор размера термоусаживаемой трубки, исходя из условий - проверка выполнения условия смотри прототип, определение усадки нитей только полная совокупность заявленных признаков, последовательность их выполнения с дополнительными приемами, изложенными в отличительной части формулы изобретения, обеспечивает получение новых результатов, изложенных выше, которые обеспечивают изобретательский уровень созданного решения.

Для лучшего понимания способа посадки трубки на кабель представлены фигуры 1-3, где на фигуре 1 представлено схемное решение термоусаживаемой трубки, состоящей из трех различных компонентов, где 1 - уточная полиолефиновая мононить с эффектом памяти формы с линейной плотностью 60-65 Текс, 2 - уточная комплексная полиэтилентерефталатная нить с линейной плотностью 40-45 Текс, 3 - основная полиэтилентерефталатная нить с линейной плотностью 200-205 Текс, на фигуре 2 представлена зависимость усадки при заданной температуре в диапазоне 100-200°C отдельных уточных полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы ε_н и усадки термоусаживаемой трубки ε_mэ в диапазоне 100-200°C с шагом 5°C от температуры, где 4 - зависимость усадки при заданной температуре в диапазоне 100-200°C отдельных уточных полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы ε_н от температуры, 5 - зависимость усадки термоусаживаемой трубки ε_mэ от температуры, на фигуре 3 представлена зависимость температурного коэффициента α в диапазоне 100-200°C с шагом 5°C от температуры.

Пример

Перед проведением испытаний подготавливают образцы - эталонную текстильную термоусаживаемую трубку с внутренним диаметром d₀=10 см распускают на отдельные составляющие ее нити. Определяют усадку полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы в диапазоне температур 100-200°C с шагом 5°C. Для этого образцы полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы длиной l₀=40 см подвергают нагреванию в низкотемпературной электропечи SNOL 58/350 методом теплового удара в диапазоне 100-200°C до стабилизации усадки. На каждое испытание при выбранной температуре выбирают по n=5 образцов нити. После воздействия температурного режима измеряют новую длину полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы l_i, см. По формуле (2) для каждого температурного режима рассчитывают усадку ε_нi i-гo образца уточной полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы:

l₀ - начальная длина полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы, равная 40 см;

l_i - длина i-го образца полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы после усадки;

i=1,2…5.

Для каждого температурного режима получают 5 значений усадки ε_нi уточной полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы. Затем для каждого температурного режима по формуле (3) рассчитывают среднее значение усадки ε_н при заданной температуре в диапазоне 100-200°C отдельных уточных полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы как среднее арифметическое значений усадок:

Пример расчета среднего значения усадки при заданной температуре отдельных уточных полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы при температуре 135°C 9 см. таблицу 1).

Далее исследуют усадку ε_mэ эталонной термоусаживаемой трубки в диапазоне температур 100-200°C с шагом 5°C. Для этого образцы эталонной термоусаживаемой трубки длиной 10 см и внутренним диаметром до усадки d₀=10 см подвергают нагреванию в низкотемпературной электропечи SNOL 58/350 методом теплового удара в диапазоне 100-200°C с шагом 5°C до стабилизации усадки. На каждое испытание при выбранном температурном режиме выбирают по n=5 образцов эталонной термоусаживаемой трубки. После воздействия температурного режима измеряют внутренний диаметр i-го образца эталонной термоусаживаемой трубки после усадки d_0yi, см. По формуле (4) для каждого температурного режима рассчитывают усадку i-гo образца эталонной термоусаживаемой трубки ε_mэi:

d₀ - внутренний диаметр эталонной термоусаживаемой трубки до усадки, равный 10 см;

d_0yi - внутренний диаметр i-го образца эталонной термоусаживаемой трубки после усадки;

i=1,2…5.

Для каждого температурного режима получают 5 значений усадки ε_mэi эталонной термоусаживаемой трубки. Затем для каждого температурного режима по формуле (5) рассчитывают среднее значение усадки ε_mэ эталонной термоусаживаемой трубки как среднее арифметическое значений усадок:

ε_mэi - значение усадки i-го образца.

Пример расчета среднего значения усадки эталонной термоусаживаемой трубки при температуре 135°C (см. таблицу 2).

На фигуре 2 представлены зависимости усадки полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы ε_н и усадки термоусаживаемой трубки ε_mэ в диапазоне 100-200°C с шагом 5°C от температуры. Для определения усадки термоусаживаемой трубки любого внутреннего диаметра d до усадки необходимо вычислить температурный коэффициент α, число основных полиэтилентерефталатных нитей N и плотность на единицу длины полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы ρ_н, см^-1. Значения и ε_н и ε_mэ необходимы для дальнейшего определения температурного коэффициента α, который определяют для каждого температурного режима в диапазоне 100-200°С с шагом 5°С, температурный коэффициент α по формуле (6):

Полученную зависимость температурного коэффициента α от температуры применяют для расчета усадки ε_m термоусаживаемой трубки различного внутреннего диаметра d до усадки.

На фигуре 3 представлена зависимость температурного коэффициента α от температуры в диапазоне 100-200°C с шагом 5°C.

Производят расчет количества основных полиэтилентерефталатных нитей N выбранной термоусаживаемой трубки, по формуле (7) рассчитывают плотность уточных полиолефиновых нитей на единицу длины ρ_н, см^-1 термоусаживаемой трубки:

М - число полиолефиновых мононитей с эффектом памяти формы на длине образца термоусаживаемой трубки, равной l;

l - длина образца термоусаживаемой трубки.

Определяют внутренний диаметр выбранной термоусаживаемой трубки до усадки d. Последовательно выбирают температуру воздействия в диапазоне 100-200°C с шагом 5°C с одновременным определением величины усадки термоусаживаемой трубки ε_m и внутреннего диаметра выбранной термоусаживаемой трубки d_y после усадки по формуле (8) до выполнения условия

N - число основных полиэтилентерефталатных нитей в термоусаживаемой трубке;

ρ_н - плотность уточных полиолефиновых мононитей термоусаживаемой трубки, приходящихся на единицу длины, см^-1;

d - внутренний диаметр термоусаживаемой трубки, см;

ε_н - усадка полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы, определяемая из зависимости, представленной на фигуре 2;

α - температурный коэффициент, определяемый из зависимости, представленной на фигуре 3;

ε_m - прогнозируемая усадка термоусаживаемой трубки при выбранной температуре в диапазоне 100-200°C.

Температурный коэффициент α определяемый для эталонной трубки, применяют для определения посадки термоусаживаемой трубки выбранного начального внутреннего диаметра.

Пример выбора температурного режима для качественной посадки термоусаживаемой трубки на кабель.

Пример 1

В качестве примера по реализации способа берут кабель со значением наружного диаметра d_к=6 см. Производят выбор диаметра термоусаживаемой трубки для посадки на кабель до выполнения условия Трубка диаметром d=8 см удовлетворяет этому условию. Производят подсчет количества основных полиэтилентерефталатных нитей N=48, производят подсчет плотности уточных полиолефиновых мононитей на единицу длины термоусаживаемой трубки ρ_н=12 см^-1. Выбирают предполагаемую температуру обдува термоусаживаемой трубки для посадки на кабель Т=135°C из диапазона 100-200°C. По зависимости коэффициента усадки полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы от температуры, представленной на фигуре 2, для предполагаемой температуры 135°C определяют значение коэффициента усадки уточной полиолефиновой мононити с эффектом памяти формы. По зависимости температурного коэффициента α от температуры, представленной на фигуре 3, определяют для температуры 135°C значение температурного коэффициента α=4,8. Используя исходные данные, по формуле (8) определяют предполагаемый коэффициент усадки выбранной термоусаживаемой трубки и ее диаметр после усадки.

В таблице 3 приведены начальные условия и определяемые величины для выбора температуры обдува Т=135°C.

Проверяют выполнение условия . Так как условие для качественной посадки термоусаживаемой трубки на кабель выполняется. Следовательно, температура Т=135°C обеспечивает качественную посадку выбранной термоусаживаемой трубки диаметром d=8 см на кабель с наружным диаметром d_к=6 см.

Пример 2

Последовательность действий по выбору температуры обдува для посадки выбранной термоусаживаемой трубки на кабель аналогична примеру 1. Исходные данные для расчета и определяемые величины представлены в таблице 4.

Проверяют выполнение условия . Так как условие для качественной посадки термоусаживаемой трубки на кабель выполняется. Следовательно, температура T=150°C обеспечивает качественную посадку термоусаживаемой трубки диаметром d=7 см на кабель с наружным диаметром d_к=5 см.

Таким образом, заявляемая совокупность приемов с расчетными формулами и диапазоном режимных показателей обеспечивает достижение технического результата, а именно повышение качества посадки термоусаживаемой трубки на кабель за счет заданного температурного режима путем предварительного анализа зависимости величины усадки от температуры.