UA65584C2 - Велика за площею, міцна на розтяг георешітка, спосіб та пристрій (варіанти) для її виготовлення - Google Patents

Abstract

Винахід стосується великих за площею, міцних на розтяг георешіток, способу та пристрою для їх виготовлення, а також їх застосування як дренажних та захисних решіток, а також огорож. Спосіб безперервного виготовлення великих за площею георешіток із перехресних термопластичних пластмасових смуг, з'єднаних між собою зварюванням у зонах перехрещення, відрізняється тим, що використовують одношарові, однорідні, міцні на розтяг пластмасові смуги з упорядкованими молекулами і велику кількість розміщених одна за іншою і одна поряд з іншою зон перехрещення поточним методом одночасно зварюють з використанням вібраційної зварювальної техніки. При цьому використовують розроблений, згідно з винаходом, вібраційний зварювальний пристрій, який відрізняється тим, що він містить щонайменше один вібраційний пристрій, яким може бути одночасно виконане зварювання щонайменше 100 зон перехрещення, переважно до 500 зон перехрещення.

Description

пластмасових смуг близько Зсм можуть виготовлятися зі швидкістю щонайменше 2,5м за хвилину.

Раніше це було неможливо, оскільки вважалося, що для створення бажаного питомого стиснення 1,5Н/мм2 при ширині пластмасових смуг, наприклад, 12мм, відстані між ними Зсм і кількості зон перехрещення смуг близько 5000 було б необхідним зусилля близько 1000000Н, що в жодному разі не забезпечить контрольованого зварювання. Крім того, вважалося, що при частоті коливань боГц - З00Гц і великій кількості одночасно зварюваних зон перехрещення елементи поточної лінії руйнувалися б.

Одначе, неочікувано було встановлено, що при відповідно масивному зварювальному столі ці зусилля можна утримувати, завдяки чому можна одночасно зварювати, наприклад, від 500 до 8000 зон перехрещення.

Суттєвим для цього було створення нового вібраційного зварювального пристрою, обладнаного великою за площею вібраційною плитою і відповідною станиною і відповідними системами управління і створення зусилля, а також пристроями подачі пластмасових смуг. За допомогою цього нового вібраційного зварювального пристрою велика кількість розміщених поруч одна з іншою і накладених одна на іншу з перехрещенням пластмасових смуг може бути одночасно, за однакових умов стиснення піддана дії коливань з однаковою частотою і амплітудою. При цьому можуть бути встановлені такі режими коливань: амплітуда в діапазоні від О0,5мм до 2,5мм, переважно від їмм до 2мм; частота в діапазоні від богу до ЗО0Гц, переважно від 150Гц до 180Гц.

Оскільки за допомогою винайденого вібраційного зварювального пристрою - в залежності від відстані між зонами перехрещення і ширини пластмасових смуг - можуть бути зварені 100 - 500 зон перехрещення, що раніше було немислимо, відповідно до даного винаходу стало можливим виготовлення великої за площею георешітки будь-якої ширини, переважно від З до б метрів, шляхом встановлення рядом відповідної кількості винайдених вібраційних зварювальних пристроїв.

Подачу смуг, орієнтованих у поздовжньому напрямку, тобто, у напрямку ходу машини(в подальшому «поздовжні смуги»), здійснюють з розміщенням їх паралельно на однаковій відстані одна від іншої.

Розміщення смуг, орієнтованих впоперек поздовжнього напрямку(в подальшому «поперечні смуги») здійснюють, переважно під прямим кутом до напрямку руху шляхом накладання на поздовжні смуги, причому, поздовжні і поперечні смуги утворюють переважно квадратні або менш чи більш видовжені прямокутні чарунки решітки. Самозрозуміло, що поперечні смуги можуть бути орієнтовані відносно поздовжніх смуг також під кутом від 45" до 90".

Відстані як між поздовжніми так і між поперечними смугами можуть бути вибрані довільно; вони лежать переважно у діапазоні від ї0мм до 100мм, зокрема, від 20мм до 80мм при вимірюванні між боковими краями смуг.

Згідно з винайденим способом виготовлення великих за площею георешіток, кількості поздовжніх і поперечних пластмасових смуг вибирають такими, що загальна ширина георешітки становить від Зм до бм, переважно 5м, а загальна довжина становить від 25м до 500м, переважно від 50м до 100м.

Поперечний переріз використовуваних згідно з винаходом пластмасових смуг є або квадратом, переважно зі сторонами від 2,0мм до 6,Омм, зокрема від 2,5мм до 4,5мм, або прямокутником, ширина якого становить, переважно, від 5мм до 40мм, зокрема, 10мм, 12мм або 16мм, а товщина становить від 0,4мм до 2,5мм, зокрема, від 1,0мм до 1,5мм.

Згідно зі спеціальною формою здійснення винаходу використовують поздовжні смуги, ширина і/або товщина яких більша, ніж відповідні параметри поперечних смуг.

До використовуваних згідно з винаходом термопластів належать поліестери(ПЕ, РЕ5), наприклад, поліетилентерефталат(ПЕТ, РЕТ), поліолефіни, наприклад, поліетилен високого тиску(ПЕВТ, РЕНО) або поліпропілени(ПП, РР), поліаміди(ПА, РА), наприклад, РА 6 і РА 66, арамід, а також полівінілалкоголі(ПВА,

РМА).

Зокрема, як термопластичні синтетичні матеріали використовують поліетилентерефталат(ПЕТ, РЕТ) або поліпропілен(ПП, РР). Для забезпечення якомога вищої міцності на розтяг кратність витяжки має становити для поліпропілену максимум 1 : 15, переважно від 1 : 9 до 1 : 13. Для поліетилентерефталату доцільною є кратність витяжки 1 : 10, переважно від 1 : 6 до 1 : 8, чим при максимальному зусиллі розтягу досягається деформація від 595 до 2095.

Міцність пластмасових смуг лежить в діапазоні від ЗО0Н/мм? до 800Н/мм; вони можуть бути гнучкими або жорсткими.

Оскільки взаємодія між захисною решіткою і грунтом залежить від сил тертя між грунтом і решіткою, на верхньому і/або на нижньому боці смуг, з яких виготовлена решітка, шляхом профілювання/гиснення можуть бути виконані елементи, що покращують тертя/контакт решітки із грунтом.

Тиснення може бути виконане у вигляді ромбоподібних структур з глибиною тиснення від 0,05мм до 0О,5мм. Глибина тиснення має становити від 0,595 до 3095 товщини пластмасової смуги. Наприклад, при товщині пластмасової смуги 1,5мм глибина тиснення на кожному боці смуги становить 0,15мм.

Іншими можливими формати тиснених елементів є, наприклад: поздовжні канавки; поперечні канавки; стільникові структури; ромбоподібні структури з шипами; «шишки», шипи і т.п. або комбінації вказаних вище елементів.

Нижче винахід пояснюється детальніше на прикладах, які, одначе, не обмежують його обсягу.

Міцні на розтяг пластмасові смуги виготовляються за допомогою горизонтального екструдера з автоматичним фільтром розплаву.

Для підвищення міцності на розтяг пластмасові смуги протягують через кілька витяжних пристроїв, каналів з гарячим повітрям, а також каналів розбризкування з відхиленням смуг, при чому відбувається орієнтування молекул.

Екструдовані і витягнуті пластмасові смуги намотують на котушки, які вміщують, наприклад до 15000 погонних метрів.

З метою подальшого використання міцних на розтяг пластмасових смуг для виготовлення великих за площею георешіток шириною, переважно, від Зм до бм, зокрема 5м підготовлені котушки встановлюють на рами для котушок. Прийомні вузли для окремих котушок мають гальмівний пристрій для забезпечення контрольованого розмотування смуг з котушок. При робочій ширині 5м і прийнятій відстані ЗОмм між серединами пластмасових смуг шириною 10мм необхідно мати 167 прийомних вузлів.

Одначе, як уже згадувалося, можуть бути вибрані також і інші відстані в діапазоні від 10мм до 100мм, оскільки, наприклад, для дренажних матів з метою забезпечення стабільних за тиском умов витікання необхідні відстані близько 10мм і менше.

Всі поздовжні пластмасові смуги, як уже також згадувалося, орієнтовані переважно паралельно одна іншій.

Орієнтовані у поздовжньому напрямку пластмасові смуги(поздовжні смуги) протягуються за допомогою протяжного вузла. У протяжному вузлі знаходиться система поперечного відрізання, призначена для відокремлення поздовжніх смуг при заміні котушки, і з'єднувальний пристрій для автоматичного з'єднування нової смуги із залишком старої смуги. Для з'єднування використовують переважно ультразвукові або вібраційні зварювальні пристрої.

За допомогою гальм з пневматичним приводом забезпечується контрольована подача окремих поздовжніх смуг. Протяжний вузол сконструйовано таким чином, що під час наступного процесу зварювання забезпечується незмінний натяг окремих поздовжніх смуг.

Орієнтовані впоперек поздовжніх пластмасових смуг поперечні смуги укладаються за допомогою укладальної головки. Можливе одночасне укладання до 50 поперечних смуг. Укладальна головка сконструйована таким чином, що може здійснюватися укладання до 50 поперечних смуг у обох напрямках руху головки над поздовжніми смугами.

Окремі гальма забезпечують рівномірний натяг поперечних смуг під час укладання.

Укладені поперечні смуги за допомогою гусеничного транспортера подаються до власне зварювального пристрою. Гусеничний транспортер складається із нижньої нерухомої подвійної стрічки і двох подвійних стрічок, встановлених з можливістю горизонтального переміщення. Для забезпечення достатнього зусилля між обома подвійними стрічками для притискання поперечних смуг під нижньою направляючою стрічки розміщено напірний шланг, який притискує нижню гусеничну стрічку до верхньої гусеничної стрічки.

Переміщувані разом з головкою обрізні пристрої відрізають укладені, натягнуті поперечні смуги безпосередньо перед подачею у зварювальний пристрій. Вібраційний зварювальний пристрій складається, наприклад, із 10 розміщених поруч один з іншим вібраційних пристроїв, кожен з яких містить масивну вібраційну плиту з інтегрованою вібраційною рамою, привідні генератори, плату регулятора амплітуди і обмежувач коливань. Розміри окремих вібраційних пристроїв становлять, наприклад, 475мм х 720мм, завдяки чому всі 10 вібраційних пристроїв разом можуть здійснювати від близько 4000 до близько 8000 окремих операцій зварювання за один робочий хід. Процес зварювання здійснюється переважно при таких параметрах: частота в діапазоні від бОГц до З00Гц, зокрема, від 150Гц до 180гц, при амплітуді коливань до 2мм.

Кожен з десяти вібраційних пристроїв має комплектну раму. 10 відповідних нижніх робочих органів розміщені на 10 зварювальних столах, кожен з яких для виконання зварювання підіймається чотирма гідравлічними циліндрами. Для напрямлення пластмасових смуг у зоні зварювального робочого органа встановлені відокремлювальні гребінці.

Після закінчення процесу зварювання готову георешітку через головний вивідний вузол подають на технологічну операцію каширування, наприклад, нетканим матеріалом, тканиною, трикотажним матеріалом або плівкою, з метою виготовлення готового виробу, що складається, наприклад, із решітки і нетканого матеріалу, для використання в якості дренажного елемента або захисного елемента, безпосередньо після процесу виготовлення георешітки. Одно- чи двостороннє каширування може бути здійснене за допомогою зварювання гарячим клином, гарячим повітрям чи за допомогою клею і т. п. після каширування готовий комбінований продукт подають на вузол обрізання і намотування.

Георешітки згідно з винаходом, кашировані плівкою, придатні для виготовлення захисних тентів для вагонів і вантажних автомобілів, а також для тимчасових навісів.

Самі георешітки згідно з винаходом поряд з раніше вказаними основними галузями їх застосування можуть бути використані також для виготовлення огорож, наприклад, для захисту дичини, або для виготовлення огорож при утриманні тварин, або для виготовлення огорож безпеки на будівельних майданчиках, для захисту від лавин чи каменепадів.