ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СЕТЬ
THREE-DIMENSIONAL NET

Изобретение относится к области конструкций из проволочных сеток, а также тканям с особым расположением нитей.
Известна ткань, образованная двумя семействами взаимно перпендикулярно ориентированных нитей основы и утка, в которой оси нитей каждого семейства имеют форму винтовых линий, противоположно закрученных по отношению к нитям другого семейства, и любая нить, перевиваясь с нитями другого семейства, одновременно охватывает на каждом витке смежные нити своего семейства (Ткань и способ ее получения. RU 2243299, 27.12.2004). Такая структура может быть реализована не только в собственно тканях, но и в других топологически схожих с нею конструкциях, например, проволочных сетках типа панцирных. В последнем случае роль нитей играет проволока (пруток), а свитые из нее спирали фактически являются пружинами. Таким образом, в данном контексте термины «нить», «проволока» или «пруток» оказываются равнозначными, равно как и термины «ткань» и «сетка».
Недостатком названного переплетения, выбранного в качестве прототипа, является ограниченность толщины получаемого полотна, что сокращает область возможного использования такой конструкции, оставляя вне ее целый ряд применений, предполагающих развитие полотна в направлении, перпендикулярном к его плоскости.
Задачей предлагаемого изобретения является распространение области применения предложенного в патенте RU2243299 переплетения на конструкции, имеющие развитую структуру в направлении, нормальном к поверхности сетки.
Указанная задача решается тем, что сетка выполняется пространственной за счет того, что представляет собой совокупность прилегающих друг к другу слоев, каждый из которых выполнен в виде предложенного в прототипе переплетения, но при этом нити каждого слоя перевиваются с нитями смежных слоев. Сетку предлагаемого строения целесообразно изготавливать путем ввинчивания нитей в предназначенные им позиции, что технологически можно осуществлять в рамках одной операции, поэтому деление такой пространственной конструкции на слои является условным, применяемым лишь для облегчения восприятия ее топологии.
При максимально возможном отношении диаметра нити или прутка к диаметру применяемых винтовых спиралей образуется плотная и прочная многослойная ткань, отличающаяся чрезвычайно высокой степенью связности, поскольку каждая нить (например, основы) буквально на каждом витке перевивается не только с нитями утка, но и со смежными нитями самой основы, а кроме того, еще и с примыкающими к ней нитями смежных слоев с обеих сторон. Размер трехмерного раппорта для такой ткани в плоскости слоя характеризуется всего лишь одним шагом свитых в винтовые спирали нитей основы и утка, а по направлению нормали - наружным диаметром этих винтовых спиралей. При этом в пределах раппорта друг с другом одновременно перевиваются нити шести различных семейств, принадлежащие основе и утку трех разных слоев.
При необходимости можно еще более повысить плотность такой ткани путем поперечного обжатия, поскольку максимально возможная плотность ткани такого строения получается для винтовых линий не с окружностью, а с эллипсом в основании. Если же не применять обжатия, то конфигурация остающихся в ткани полостей позволяет дополнительно ввести в них отдельные нити, в том числе и связанные друг с другом, например, полотняным, переплетением.
При уменьшении отношения диаметра прутка к диаметру винтовых спиралей образуется ажурная конструкция, которая может применяться в качестве армирующей конструкции, основы целого класса композитных материалов, а также в виде разного рода хорошо воспринимающих поперечную нагрузку, но одновременно обеспечивающих беспрепятственную конвекцию, ковриков и матов, элементов матрасов и сидений, а еще при изготовлении различных фильтров и прочих изделий.
Необходимо отметить, что взаимное зацепление нитей смежных слоев возможно не только для случая совпадающих размеров винтовых линий, используемых для их образования, но и в случае, когда диаметры (и, соответственно, шаги) винтовых линий смежных слоев оказываются кратными друг другу. Это позволяет осуществить конструкции предлагаемого типа, в которых происходит сопряжение слоев с крупной и мелкой сеткой.
На Фиг.1 показан фрагмент одного слоя пространственной сети и 4 выделенных штриховкой нити (по 2 для основы и утка) примыкающего к нему сверху другого слоя. На Фиг.2 изображен фрагмент четырехслойной пространственной сети предлагаемого строения. Фиг.3 иллюстрирует структуру многослойной ткани плотного плетения на примере ее фрагмента, полученного рассечением между слоями. На Фиг.4 показан трехмерный раппорт плотной ткани, в пределах которого одновременно переплетаются нити шести разных семейств, принадлежность к которым указывается различным углом наклона штриховки. Фиг.5 показывает рассеченный между слоями пример комбинированной ткани, в которой между слоями дополнительно введены тканевые прослойки, сотканные из узких лент путем обычного полотняного переплетения. На Фиг.6 изображена трехслойная пространственная сеть с кратно меняющимся от слоя к слою размером сетки.
При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в существенном расширении области применения переплетения, обладающего важным достоинством - высокой связностью получаемой структуры.
Технико-экономическое преимущество заявляемого изобретения заключается в возможности замены предлагаемой конструкцией более сложных и дорогих элементов различных изделий.
Изобретение может использоваться при производстве композиционных материалов, в ряде строительных конструкций и в деталях машин оригинального исполнения, а также при изготовлении целого ряда товаров народного потребления: обеспечивающих прохладу летних матрасов, вечно сухих ковриков для ванн и бассейнов, вентилируемых естественной конвекцией автомобильных сидений, и других.