ЗАЩИТНЫЙ ПРОФИЛЬ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к упаковке и может быть использована для защиты от динамических воздействий и неблагоприятных условий транспортировки и хранения при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке крупногабаритных полуфабрикатов большой массы, например, металлопроката в виде рулонов и пачек металлических листов и пластин, связок погонажных изделий в виде труб, швеллера, уголка, арматуры и т.п.
Известна амортизирующая прокладка на ребра изделий по Авторскому свидетельству №1576441 МКИ В65Д 81/02 на изобретение «Амортизирующая прокладка на ребра изделий» [1], которая представляет собой корпус из упругого материала с цилиндрической поверхностью, имеющей поперечное сечение в виде разомкнутого кольца. Данная прокладка обеспечивает эффективную защиту транспортируемых изделий от повреждения при транспортировке и перевалке.
Однако этой прокладке присущ ряд существенных недостатков:
- прокладка обеспечивает эффективную защиту только углов изделий;
- при применении прокладки для защиты плоских изделий типа листов или пластин она препятствует их укладке в пакеты;
- масса прокладки достаточно велика, что приводит к неэффективным затратам защитного материала (например, полимерных композитов) и повышению транспортных расходов при перемещении грузов;
- конструкция прокладки создает определенные трудности при возврате использованной упаковки производителю продукции.
Известна также амортизирующая прокладка по Авторскому свидетельству №1364548 МКИ В65Д 81/02 на изобретение «Амортизирующая прокладка» [2], состоящая из чередующихся утолщений и более тонких участков. Недостатками данной конструкции является невысокая эффективность защиты продукции от механических повреждений, т.к. размеры утолщений и тонких участков соизмеримы и не обеспечивают рассеяние энергии ударных воздействий при погрузочно-разгрузочных работах.
Наиболее близкой по технической сущности и по совокупности признаков к заявляемому решению является полезная модель «Защитный профиль» по свидетельству №25883 МКИ В65Д 81/02.
При этом защитный профиль, состоящий их чередующихся утолщений и более тонких участков, отличающийся тем, что он выполнен из упругого монолитного пористого материала, модуль упругости которого меньше приведенного модуля упругости защищаемого изделия, а геометрические элементы профиля выбраны из условия - максимально возможная величина деформации профиля при динамических воздействиях в плоскости, перпендикулярной защищаемому элементу изделия, в месте воздействия не должна превышать максимальной толщины профиля при соответствии формы профиля форме защищаемого элемента изделия [3].
Данный защитный профиль обеспечивает эффективную защиту изделий или полуфабриката, в т.ч. металлопроката в виде рулонов, листов, пачек и т.п., благодаря достаточно высоким упругим характеристикам и возможности деформироваться без разрушения при изгибе.
К числу существенных недостатков защитного профиля, выбранного за прототип, относятся:
- большая материалоемкость профиля в случае применения монолитного материала;
- низкая защитная способность профиля при использовании пористого материала, т.к. при механических нагрузках поры не препятствуют деформированию утолщений и профиль принимает конфигурацию плоского листа с низкой защитной способностью;
- при применении пористого материала резко возрастает коррозионное повреждение транспортируемого металлического полуфабриката из-за поглощения и удерживания открытыми порами атмосферной влаги или жидких газообразных коррозионно-активных сред. При длительном транспортировании груза такой защитный профиль будет способствовать развитию контактной коррозии под профилем;
- низкий уровень защиты при динамическом контактировании пакета из упакованных полуфабрикатов из-за симметричного расположения утолщений и более тонких участков защитного профиля;
- недостаточная деформативность утолщений из монолитного материала, что приводит к пластическому деформированию (течению) при высоких значениях контактных нагрузок и потере защитных способностей.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности защиты транспортируемых или складируемых изделий от динамических воздействий и неблагоприятных условий при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке крупногабаритных полуфабрикатов большой массы, например, металлопроката в виде рулонов и пачек металлических листов и пластин, связок погонажных изделий в виде труб, швеллера, уголка, арматуры и т.п., при уменьшении материалоемкости защитного профиля упаковки.
Указанная задача решается за счет того, что защитный профиль для упаковки крупногабаритных полуфабрикатов большой массы, например, металлопроката в виде рулонов и пачек металлических листов и пластин, связок погонажных изделий в виде труб, швеллера, уголка, арматуры и т.п., состоит
из чередующихся утолщений и более тонких участков и выполнен из упругого полимерного материала, модуль упругости которого меньше приведенного модуля упругости материала защищаемого изделия, причем утолщения расположены симметрично или асимметрично на одной или обеих плоскостях профиля, а в качестве упругого полимерного материала используют вспененный композиционный полимерный материала со степенью вспенивания 0,05÷0,90.
В частных случаях утолщения могут иметь в сечении форму квадрата, прямоугольника, полусферы, эллипса или треугольника.
Реализация предложенных технических решений в защитном профиле позволяет достичь следующих преимуществ:
1. Применение вспененного полимерного композиционного материала со степенью вспенивания 0,05÷0,90 позволяет снизить массу защитного профиля на 5÷90% при сохранении основных потребительских характеристик.
2. Применение вспененного полимерного композиционного материала обеспечивает повышенную деформативность утолщений профиля, их передеформирование без разрушения и пластического течения при многократном механическом воздействии за счет упругой газовой среды, выполняющей роль демпфера.
3. Расположение утолщений различной формы симметрично или асимметрично по обе стороны от плоскости сечения позволяет снизить динамическую нагрузку при механическом контакте соседних упакованных объектов при их транспортировке и предотвратить повреждение защитного профиля.
4. Вспененные композиционные полимерные материалы получают непосредственно в процессе получения защитного профиля высокотехнологичным методом экструзии. Вспенивание в процессе экструзии повышает геометрическую точность изделия и увеличивает производительность процесса.
Вспененные материалы имеют характерную структуру по сечению, сочетающую внешний монолитный нагрузочный слой (корку) и внутренний пористый слой. Такая структура материала предотвращает проникновение коррозионных сред к поверхности транспортируемого металлического изделия или полуфабриката при обеспечении высоких деформационных характеристик.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими рисунками:
на фиг.1 представлены возможные формы утолщений защитного профиля;
на фиг.2 приведена характерная структура полимерного материала для защитного профиля.
в
м
Для производства заявляемого защитного профиля целесообразно использовать композиционные материалы на основе термопластов-полиолефинов, поливинилхлорида, полиамидов, стирольных пластиков, сополимера формальдегида с диоксаланом, полиэфиров, термоэластопластов - дивинилстирольного, полиуретанового, полиолефинового, полиэфирного, а также их термодинамически совмещенных смесей. Допускается применение регенерированного (вторичного) сырья. Степень вспенивания материала С определяется из соотношения массы образца вспененного материала m и массы монолитного материала m одинакового объема по формуле:
Степень вспенивания определяется исходя из параметров транспортируемого полуфабриката: массы, длины, формы и т.п., а также, исходя из состава используемого полимерного материала.
В качестве вспенивающих агентов (порофоров) рекомендуются промышленно выпускаемые азотсодержащие продукты, используемые в технологии пластмасс (азоформамид, соли муравьиной кислоты, соли щавелевой кислоты и т.п.). Выбор порофора определяется экономической целесообразностью и температурой разложения, которую определяют по технологическим режимам переработки базового полимерного материала.
Испытания заявленного защитного профиля проведены на ООО «МП Ремтранс» (г.Череповец, РФ) при транспортировке металлопроката различной номенклатуры. Защитный профиль был изготовлен на технологическом оборудовании РУП «Белвторполимер» (г.Гродно, Беларусь).
Результаты технологических испытаний свидетельствуют о высокой эффективности применения предлагаемого к патентованию защитного профиля из полимерного материала.
Источники информации, принятые во внимание:
[1] Амортизирующая прокладка на ребра изделий. Авторское свидетельство №1576441 МКИ В65Д 81/02.
[2] Амортизирующая прокладка. Авторское свидетельство №1364548 МКИ В65Д 81/02.
[3] Защитный профиль. Свидетельство на полезную модель №25883 МКИ В65Д 81/02. 2002. - Прототип.