RU220341U1 - Сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет в темное время суток - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области дорожного строительства, а именно к сигнальным устройствам, предназначенным для обеспечения видимости дорожных конструкций, в особенности, в темное время суток, и может быть использована для крепления к дорожным ограждениям для предупредительной световой сигнализации водителям транспортных средств с целью предотвращения дорожно-транспортных происшествий. Указанный технический результат достигается в полезной модели за счет того, что сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет с темное время суток, содержит корпус (1), не менее одного излучающего свет элемента (2), соединенного с корпусом (1) посредством адгезивного вещества и образованного из смеси термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества, и крепежный элемент (3) для соединения корпуса (1) с дорожной конструкцией, при этом элемент (2), излучающий свет, имеет твердость по Шору не менее 60D и изготовлен термическим формованием указанной смеси. Технический результат - сохранение высокой интенсивности свечения в условиях влияния внешних воздействующих факторов в течение всего срока эксплуатации (не менее 5-ти лет) сигнального устройства. 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.

Description

[01] Область техники

[02] Полезная модель относится к области дорожного строительства, а именно к сигнальным устройствам, предназначенным для обеспечения видимости дорожных конструкций, в особенности, в темное время суток, и может быть использована для крепления к дорожным ограждениям для предупредительной световой сигнализации водителям транспортных средств с целью предотвращения дорожно-транспортных происшествий.

[03] Уровень техники

[04] В настоящее время широко применимы сигнальные устройства, предназначенные для обеспечения видимости дорожных конструкций в темное время суток, содержащие в своей конструкции светоотражающие (световозвращающие) элементы. Такие сигнальные устройства обеспечивают отражение света только в условиях прямой видимости и не способны накапливать солнечную энергию и\или искусственный свет в течение светового дня и затем излучать свет в темное время суток, то есть не обладают свойствами фосфоресценции. Стандартные сигнальные устройства со светоотражающими элементами менее заметны в условиях недостаточной освещенности, соответственно, не обеспечивают в полной мере предупредительную функцию и достаточную безопасность на дорогах.

[05] Применение сигнальных устройств с элементами, способными продолжительно излучать свет в темное время суток в различных погодных условиях и имеющих длительный срок эксплуатации, может значительно повысить безопасность участников дорожного движения и предотвратить дорожно-транспортные происшествия.

[06] Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является сигнальное устройство для дорожных ограждений, раскрытое в заявке на патент Японии JPH10131137A, 19.05.1998. Указанное сигнальное устройство включает закрепляемый на ограждении элемент, излучающий свет в темное время суток, состоящий из смеси термопластичного полимера с фосфоресцирующим веществом.

[07] Недостатком указанного аналога является то, что используемые в конструкции сигнального устройства элементы, излучающие свет, обладают сравнительно невысокими показателями стойкости к внешним воздействующим факторам и не могут обеспечить высокую интенсивность свечения в течение длительного срока эксплуатации. Это обусловлено тем, что тип термопластичного полимера, используемого в изготовлении элемента, излучающего свет, относится к эластомерам. При этом в аналоге указано, что данный элемент устройства произведен путем формования, однако не раскрыт конкретный способ производства. Между тем для таких изделий, как правило, применяют вырубку заготовок на штампах. Применение холодных способов формования приводит к более хрупкой структуре материала, который становится в большей степени подверженным механическим повреждениям и влиянию условий окружающей среды, а обработка эластомеров при повышенных температурах может привести к потере фосфоресцентных свойств элемента (способности накапливать энергию и излучать свет в темное время суток) и/или деградации материала из-за более низкой термической стабильности многих эластомеров по сравнению с твердыми пластмассовыми материалами. Низкие показатели стойкости элементов, излучающих свет, входящих в конструкцию сигнального устройства для дорожных ограждений, к внешним воздействующим факторам, не могут обеспечить длительный срок эксплуатации таких устройств. Также излучающие свет элементы, выполненные из эластичных материалов, обладают более матовой и шероховатой поверхностью, что также усиливается в процессе эксплуатации из-за механических повреждений, что прямо влияет на яркость и интенсивность свечения и выполнение основной функции сигнальных устройств такой, как обеспечение повышенной видимости в темное время суток.

[08] Основной технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является невозможность обеспечения стабильности эксплуатационных характеристик сигнальных устройств с элементами, излучающими свет в темное время суток в течение всего срока их эксплуатации.

[09] Раскрытие сущности полезной модели

[010] Технический результат полезной модели заключается в сохранении высокой интенсивности свечения в условиях влияния внешних воздействующих факторов в течение всего срока эксплуатации (не менее 5-ти лет) сигнального устройства. Под высокой интенсивностью свечения подразумевается способность сигнального устройства оставаться видимым в темное время суток. Под внешними воздействующими факторами подразумеваются механические и климатические воздействия.

[011] Указанный технический результат достигается в полезной модели за счет того, что сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет с темное время суток, содержит корпус, не менее одного излучающего свет элемента, соединенного с корпусом посредством адгезивного вещества и образованного из смеси термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества и крепежный элемент для соединения корпуса с дорожной конструкцией, при этом элемент, излучающий свет, имеет твердость по Шору не менее 60D и изготовлен термическим формованием указанной смеси.

[012] Кроме того, для достижения технического результата предусмотрены частные варианты реализации полезной модели, согласно которым:

[013] - корпус выполнен металлическим или пластмассовым;

[014] - в качестве фосфоресцирующего вещества использован алюминат стронция или сульфид цинка;

[015] - содержание фосфоресцирующего вещества в излучающем свет элементе составляет от 30 до 45 мас.%;

[016] - в качестве адгезивного вещества использован эпоксидный клей, или акриловый клей, или полиуретановый клей.

[017] - смесь термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества содержит стабилизатор;

[018] - в качестве стабилизатора использован, по меньшей мере, один из следующих компонентов: тетраэтилортосиликат, бензофенон, бензотриазол;

[019] - смесь термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества содержит цветной пигмент.

[020] Заявленное устройство содержит на корпусе не менее одного элемента, содержащего в своем составе фосфоресцирующее вещество, за счет чего в дневное время суток устройство накапливает солнечную энергию и\или искусственный свет, а затем излучает свет в темное время суток, что обеспечивает видимость для участников дорожного движения, в том числе в различных погодных условиях. Использование указанных элементов с твердостью по Шору не менее 60D, изготовленных из соответствующих термопластичных полимеров, обеспечивает устойчивость устройства к механическим деформациям и истиранию, износостойкость в широком диапазоне температур и других условий окружающей среды, что гарантирует стойкость к влиянию внешних воздействующих факторов и, как следствие, высокую интенсивность свечения в течение длительного срока эксплуатации устройства (не менее 5-ти лет). При этом эластичные термопластичные полимеры не могут обеспечить высокий показатель по твердости излучающих свет элементов, входящих в конструкцию устройства, и, следовательно, стойкость к внешним воздействующим факторам, что приводит к недостаточной интенсивности свечения в условиях влияния внешних воздействующих факторов в течение длительного срока эксплуатации (не менее 5-ти лет).

[021] Способ изготовления элементов, излучающих свет в темное время суток, также влияет на их стойкость к воздействию внешних факторов. В заявленной полезной модели данные элементы изготовлены термическим формованием смеси термопластичного полимера с фосфоресцирующим веществом. При таком способе производства исходное сырье нагревают до пластического состояния и наращивают (добавляют слоями) или впрыскивают для создания необходимой формы. В отличие от ближайшего аналога, данный способ изготовления элемента, излучающего свет, подразумевает постепенное добавление материала, например, посредством литья под давлением или моделирования методом послойного наплавления (3d-печать), а не удаление или вырезание, как в случае традиционной формовки или фрезеровки. Термическое формование смеси термопластичного полимера с фосфоресцирующим веществом в пластическом состоянии при высоких температурах при изготовлении излучающих свет элементов сигнального устройства обеспечивает высокую стойкость готовых элементов к механическим повреждениям и влиянию условий окружающей среды за счет плотной и прочной структуры, а также повышенную видимость элементов за счет равномерности распределения смеси, что в совокупности влияет на сохранение интенсивность свечения на протяжении длительного срока эксплуатации.

[022] Фиксация элементов, излучающих свет, к корпусу сигнального устройства с использованием адгезивных веществ также влияет на возможность обеспечения устройством функции повышенной видимости на дорожных конструкциях, поскольку снижается вероятность повреждения и/или открепления данных элементов от корпуса сигнального устройства.

[023] Наличие на корпусе сигнального устройства крепежных элементов к дорожным конструкциям также необходимо для реализации назначения полезной модели.

[024] Таким образом, все приведенные признаки направлены на достижение единого технического результата, заключающегося в сохранении высокой интенсивности свечения в условиях влияния внешних воздействующих факторов в течение всего срока эксплуатации (не менее 5-ти лет) сигнального устройства.

[025] Краткое описание чертежей

[026] Полезная модель поясняется чертежами, где:

На фигуре 1 показан пример реализации конструкции заявленного сигнального устройства с элементами, излучающими свет в темное время суток.

На фигуре 2 показано фотоизображение примера реализации заявленного сигнального устройства с элементами, излучающими свет в темное время суток (в дневное время).

На фигурах 3 и 4 показаны фотоизображения примера реализации заявленного сигнального устройства с элементами, излучающими свет в темное время суток, по п. 7 формулы полезной модели, в темное время суток.

[027] Элементы конструкции и другие объекты обозначены на фигурах следующими позициями:

1 - корпус;

2 - элемент, излучающий свет;

3 - крепежный элемент;

4 - плоскость корпуса (1) в форме трапеции.

[028] Осуществление полезной модели

[029] Сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет в темное время суток, включает корпус (1), который может быть изготовлен из различных материалов, например, металла или твердого пластика, любой формы, подходящей для размещения устройства на дорожной конструкции, например, дорожном ограждении. К примеру, как представлено на фиг.1, корпус (1) устройства представляет собой две одинаковые по размеру плоскости (4) в форме трапеции, верхние основания которых соединены друг с другом, образуя угол.

[030] На корпусе (1) размещены излучающие свет элементы (2), выполненные из смеси термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества. Форма и размер излучающих свет элементов (2) может быть различной. К примеру, в соответствии с фиг.1 на плоскостях (4) корпуса (1) устройства размещены плоские элементы (2), излучающие свет, повторяющие форму наклонных друг к другу плоскостей (4) корпуса (1). Толщина плоских элементов (2), излучающих свет, может составлять от 2 до 10 мм.

[031] Корпус (1) также содержит крепежные элементы (3), необходимые для фиксации устройства к дорожным конструкциям, например, с помощью болта и гайки. В зависимости от вида конструкции, на которой предстоит закрепить рассматриваемое устройство, вместо болта может быть использован, например, хомут или шпилька или винт и т.п. Для крепления устройства на объект можно также использовать электро-, газосварку.

[032] Как указано выше, излучающие свет элементы (2) сигнального устройства выполнены из смеси термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества. Для обеспечения повышенной твердости излучающего свет элемента (2) по шкале Шора не менее 60D могут применяться такие термопластичные полимеры, как полилактид (полимолочная кислота, PLA), полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат гликоль-модифицированный (PET-G), акрилонитрил бутадиен стирол (ABS). В качестве фосфоресцирующего вещества могут применяться алюминат стронция (SrAl₂O₄) или сульфид цинка (ZnS). Также к указанной смеси могут быть добавлены различные стабилизаторы и пигменты. Например, для лучшей устойчивости к атмосферному воздействию и защиты от влаги и окисления - тетраэтилортосиликат, и/или для лучшей устойчивости к ультрафиолетовому излучению - бензофенон или бензотриазол.

[033] Среди пигментов для обеспечения цветного свечения элементов в темное время суток могут применяться такие вещества (элементы), как:

[034] - европий (Ей) в качестве активатора для придания красного оттенка при свечении элементов;

[035] - ионы редкоземельных металлов, например, церий (Се), тербий (Tb) для придания белого оттенка при свечении элементов;

[036] - кадмиевые пигменты, например, сульфид кадмия (CdS), или оксиды железа, например, оксид железа (III) (Fe₂O₃) для придания желтого оттенка при свечении элементов.

[037] Соотношение в смеси для изготовления излучающих свет элементов (2) компонентов (термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества) может быть, к примеру, следующим, в мас.%: термопластичный полимер - от 50 до 95, фосфоресцирующее вещество - от 5 до 45. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели содержание фосфоресцирующего вещества составляет от 30 до 45 мас.%.

[038] В частном случае реализации полезной модели в смесь для изготовления излучающих свет элементов (2) устройства могут быть добавлены стабилизаторы и\или пигменты до 5 мас.%.

[039] Следует отметить, что состав и соотношение компонентов смеси для изготовления элементов (2), излучающих свет в темное время суток, могут быть оптимизированы и доработаны в зависимости от конкретных требований и условий применения, таких как цвет свечения, интенсивность свечения, климатические особенности и т.д.

[040] Далее приведены примеры по составу и содержанию компонентов смеси для изготовления излучающих свет элементов (2) заявленного устройства, а также способы их изготовления.

[041] Пример 1 - Сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет в темное время суток, изготовленными методом послойного наплавления, при этом элементы, излучающие свет, содержат в мас.%:

Термопластичный полимер в виде полиэтилентерефталата гликоль-модифицированного (PET-G) 75.

Фосфоресцирующее вещество в виде алюмината стронция (SrAl₂O₄) 25.

[042] Пример 2 Сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет в темное время суток, изготовленными методом литья под давлением, при этом элементы, излучающие свет, содержат в мас.%:

Термопластичный полимер в виде полипропилена 50.

Фосфоресцирующее вещество в виде сульфида цинка (ZnS) 44.

Стабилизатор в виде тетраэтилортосиликата 5 Пигмент в виде ионов церия (Се) 1.

[043] Пример 3 Сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет в темное время суток, изготовленными методом послойного наплавления, при этом элементы, излучающие свет, содержат в мас.%:

Термопластичный полимер в виде акрилонитрила бутадиен стирола (ABS) 90.

Фосфоресцирующее вещество в виде сульфида цинка (ZnS) 5,5.

Стабилизатор в виде бензофенона 4.

Пигмент в виде оксида железа (III) (Fe₂O₃) 0,5.

[044] В качестве компонентов в соответствии с настоящей полезной моделью можно использовать компоненты различных производителей. Указанные примеры являются лишь частными случаями реализации устройства.

[045] В таблице 1 приведены показатели (характеристики), полученные в результате лабораторных испытаний сигнальных устройств, содержащих излучающие свет элементы в соответствии с примерами 1-3 и прототипом, соотношение компонентов которого соответствует примеру 1. В таблице 2 приведены показатели интенсивности свечения элементов сигнальных устройств в соответствии с примерами 1-3 и прототипом, соотношение компонентов которого соответствует примеру 1, в зависимости от срока их эксплуатации.

[046] Таблица 1. Показатели (характеристики) сигнального устройства с элементами, излучающими свете темное время суток, в соответствии с примерами 1-3 и прототипом.

[047] Измерения интенсивности свечения элементов сигнального устройства по примерам 1-3 заявленной полезной модели и прототипа проводились в условиях, приближенных к планируемой эксплуатации, а именно: на расстоянии не менее 1 метра от кромки ближайшей к ограждению проезжей части дороги до лицевой поверхности в соответствии с ГОСТ Р 52289, а также после прохождения первой фазы люминесценции (после 1 часа) в одинаковых климатических условиях.

[048] Таблица 2. Процентное изменение интенсивности свечения элементов сигнального устройства в зависимости от срока его эксплуатации

[047] Процентное изменение интенсивности свечения элементов сигнального устройства в зависимости от срока его эксплуатации представляет собой отношение разности показателей интенсивности в соответствии с таблицей 1 (столбец 3) и показателей интенсивности, полученных по результатам измерений на момент окончания 1-го, 2-го, 3-го, 4-го и 5-го годов эксплуатации сигнальных устройств с элементами, излучающими свет, соответствующих примеру 1-3 заявленной полезной модели и прототипу, соотношение компонентов которого соответствует примеру 1, в одинаковых условиях, то есть под влиянием одних и тех же воздействующих факторов (механических и климатических), к исходному значению, выраженное в процентах.

[048] Как следует из результатов лабораторных испытаний, представленных в таблицах 1 и 2, устройство по настоящей полезной модели сохраняет высокую интенсивность свечения под влиянием внешних воздействующих факторов на протяжении всего минимального срока эксплуатации (не менее 5-ти лет) в отличие от ближайшего аналога, показатели интенсивности свечения которого резко падают после 3-х лет эксплуатации.

Claims (8)

1. Сигнальное устройство для дорожных конструкций с элементами, излучающими свет с темное время суток, содержащее корпус (1), не менее одного излучающего свет элемента (2), соединенного с корпусом (1) посредством адгезивного вещества и образованного из смеси термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества, и крепежный элемент (3) для соединения корпуса (1) с дорожной конструкцией, отличающееся тем, что элемент (2), излучающий свет, имеет твердость по Шору не менее 60D и изготовлен термическим формованием указанной смеси.

2 Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус (1) выполнен металлическим или пластмассовым.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве фосфоресцирующего вещества использован алюминат стронция или сульфид цинка.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержание фосфоресцирующего вещества в излучающем свет элементе (2) составляет от 30 до 45 мас.%.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смесь термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества содержит стабилизатор.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в качестве стабилизатора использован, по меньшей мере, один из следующих компонентов: тетраэтилортосиликат, бензофенон, бензотриазол.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смесь термопластичного полимера и фосфоресцирующего вещества содержит цветной пигмент.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве адгезивного вещества использован эпоксидный клей, или акриловый клей, или полиуретановый клей.