УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ КРЕПЕЖНОГО ЭЛЕМЕНТА С ПОЛЫМ КОМПОЗИТНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к креплению поддерживающих устройств воздушной линии электропередачи, в частности к креплению консолей, кронштейнов, штанг токоприемников контактной сети электрифицированных дорог, а также к креплению траверс воздушной линии электропередачи.
Уровень техники
Из уровня техники известны узлы соединения крепежных элементов, таких как оконцеватель, либо узел стыковой, либо поворотный зажим, либо стойка, либо фиксатор с поддерживающими устройствами, такими как консоль, или кронштейн, или штанга токоприемника, относящимися к контактной сети электрифицированных дорог, при этом указанные элементы выполнены из металлических сплавов. Известные устройства применяются, например, в патентах на полезные модели №43508 от 27.01.2005 года, МПК В60М 1/23, и №112109 от 10.01.2012 года, МПК В60М 1/23. К сожалению, приведенные выше узлы соединения рассчитаны на эксплуатацию вместе с крепежными элементами и поддерживающими устройствами, выполненными из металлических сплавов. Так, в узлах соединения предусматривается зажатие крепежными элементами полых поддерживающих устройств, что приводит к незначительной упругой деформации металла в локальных зонах давления на полые поддерживающие устройства и надежному креплению за счет этого элементов, при этом подобное локальное давление нежелательно при использовании современных композитных материалов, представленных ниже.
Также из уровня техники известны новые поколения композитных материалов на основе базальтового, и/или органического, и/или полиэфирного, и/или параарамидного, и/или метаарамидного, и/или полиакрилонитирильного волокна, и/или стекловолокна, и эпоксидного связующего, и/или латексного связующего, и/или эластомеров, и/или полиэфирного связующего, и/или винилэфирного связующего, и/или связующего на основе полиуретана, и/или связующего на основе термопластов, и/или связующего на основе эластомеров. Преимуществами подобных материалов по отношению к традиционным металлическим материалам являются диэлектрические свойства, высокая прочность, устойчивость к коррозии, низкий вес, срок службы. При этом серьезным недостатком является высокая технологичность при использовании композитных материалов для поддерживающих устройств воздушной линии электропередачи, так, при зажатии последних традиционными крепежными элементами происходит локальное давление на небольшую часть композитного элемента, что может приводить к разрушению (растрескиванию) зажимаемой части (локальной части) композитного элемента, ввиду низкой упругой деформации композитных материалов по сравнению с используемыми металлическими сплавами.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является узел соединения, известный из патента на полезную модель РФ №143722 от 27.07.2014 года, МПК В60М 1/23, крепежных элементов, так, указанный элемент соединяет крепежные элементы такие как оконцеватель, либо узел стыковой, либо поворотный зажим, либо стойка, либо фиксатор с поддерживающими устройствами, такими как консоль, или кронштейн, или штанга токоприемника, относящимися к контактной сети электрифицированных дорог, при этом указанные элементы выполнены из металлических сплавов, а подшипник скольжения выполнен с использованием композитных материалов на основе углеродного волокна, стекловолокна и эпоксидной смолы. Недостатком представленного устройства является ограниченное использование композитных материалов только в подшипнике скольжения установленного в поворотной петле крепежного элемента, при этом при использовании указанного крепежного элемента происходит локальное давление на полые поддерживающие устройства, что в случае исполнения последних из композитных материалов может приводить к разрушению последних.
Таким образом, на сегодняшний день существует потребность в создании узла соединения крепежного элемента с полым композитным элементом, при использовании которого крепежный элемент во время его установки (затяжки) на полом композитном элементе не осуществляет локальное давление на небольшую часть композитного элемента, в котором давление от затяжки распределяется равномерно по максимально возможной площади полого композитного элемента.
Раскрытие полезной модели
Технический результат настоящей полезной модели заключается в увеличении прочности соединения крепежного элемента с полым композитным элементом за счет возможности увеличения силы затяжки соединительного изделия благодаря распределению сдавливающих усилий по поверхности полого композитного элемента, с одновременным предохранением полого композитного элемента от повреждения в результате установки на нем крепежного элемента, при котором исключается локальное воздействие соединительного изделия при затяжке на поверхность полого композитного элемента, приводящее к продавливанию и деформации последнего, а также увеличение срока эксплуатации при регулярных механических воздействиях, например при ветровых нагрузках и вибрациях дорожной конструкции, в результате исключения трения полого композитного элемента о крепежный элемент.
Указанный технический результат достигается с помощью узла соединения крепежного элемента с полым композитным элементом воздушной линии электропередачи, включающим полый композитный элемент, на котором размещается крепежный элемент с помощью соединительного изделия, согласно заявленному решению между полым композитным элементом и крепежным изделием располагается распределяющий нагрузку элемент.
При этом в качестве крепежного элемента может использоваться оконцеватель, либо узел стыковой, либо поворотный зажим, либо стойка, либо фиксатор.
Также полый композитный элемент может являться поддерживающим элементом воздушной линии электропередачи.
Кроме того, по всему объему полости композитного элемента может располагаться элемент, предотвращающий накопление влаги, выполненный из пенного наполнителя, в качестве которого может использоваться двухкомпонентный пенополиуретан.
При этом полый композитный элемент может быть выполнен в виде консоли, или кронштейна, или штанги токоприемника, относящихся к контактной сети электрифицированных дорог, либо траверс, относящихся к воздушной линии электропередачи.
Помимо этого в полом композитном элементе может быть выполнено сквозное отверстие для соединительного изделия.
Также распределяющий нагрузку элемент может охватывать внешний контур полого композитного поддерживающего элемента и быть выполненным в виде втулки с поперечным разрезом, в которой может быть выполнено сквозное отверстие для соединительного изделия.
Кроме того, распределяющий нагрузку элемент может охватывать внешний контур полого композитного поддерживающего элемента и быть выполненным в виде полукольца, при этом в полукольце может быть выполнено сквозное отверстие для соединительного изделия.
Помимо этого соединительное изделие может устанавливаться с помощью сквозных отверстий в полом композитном элементе и в распределяющем нагрузку элементе.
Ко всему прочему в соединительном изделии может использоваться резьбовое соединение, кроме того, в качестве соединительного изделия может использоваться болтовое соединение, либо винтовое соединение, либо шпилечное соединение.
При этом соединительное изделие и/или распределяющий нагрузку элемент могут быть выполнены из металлического сплава.
Кроме того, композитный полый элемент, и/или крепежное изделие, и/или распределяющий нагрузку элемент могут быть выполнены на основе волокна и связующего, где в качестве волокна может быть использовано базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно, и/или стекловолокно, а в качестве связующего может быть использовано латексное связующее, или эпоксидное связующее, или полиэфирное связующее, или винилэфирное связующее, или связующее на основе полиуретана, и/или связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров.
В отличие от ближайшего аналога в узле соединения крепежного элемента с полым композитным элементом воздушной линии электропередачи располагается распределяющий нагрузку элемент, который позволяет увеличивать силы затяжки, предохраняет полый композитный элемент от повреждения и увеличивает срок эксплуатации.
Краткое описание чертежей
Сущность заявленной полезной модели и возможность ее практической реализации поясняется приведенными ниже фигурами и описанием.
На фигуре 1 показан общий вид консоли контактной сети электрифицированных дорог.
На фигуре 2 показан узел A на фигуре 1.
На фигуре 3 показан разрез А-А на фигуре 2.
На фигуре 4 показан узел Б на фигуре 1.
На фигуре 5 показан разрез Б-Б на фигуре 4.
На фигуре 6 показан узел В на фигуре 1.
На фигуре 7 показан разрез В-В на фигуре 6.
На фигуре 8 показан узел Г на фигуре 1.
На фигуре 9 показан разрез Г-Г на фигуре 8.
На фигуре 10 показан общий вид кронштейна контактной сети электрифицированных дорог.
На фигуре 11 показан разрез Д-Д на фигуре 10.
На фигуре 12 показан общий вид штанги токоприемника контактной сети электрифицированных дорог.
На фигуре 13 показан узел Е на фигуре 12.
На фигуре 14 показан разрез Е-Е на фигуре 13.
На фигуре 15 показан общий вид траверсы воздушной линии электропередачи.
На фигуре 16 показан разрез 3-3 на фигуре 15.
На фигуре 17 показан общий вид распределяющего нагрузку элемента в виде втулки.
На фигуре 18 показан разрез И-И на фигуре 17.
Осуществление полезной модели
Предлагаемое техническое решение полезной модели поясняется конкретными исполнениями предложенного узла соединения крепежного элемента с полым композитным элементом воздушной линии электропередачи, однако приведенные примеры не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заявленного технического результата.
На фигуре 1 показана консоль контактной сети электрифицированных дорог, включающая стеклопластиковые трубы 1, узлы стыковые 2, крепящиеся к трубам с помощью узлов А, оконцеватели 3, крепящиеся к трубам 1 с помощью узлов Б, поворотный зажим 4, крепящийся к трубам с помощью узла В, стойка 5, крепящаяся к трубам с помощью узла Г, струна 6.
На фигуре 2, 3 показаны узел А и его сечение А-А, включающие стеклопластиковую трубу 1, на которой расположены втулка 7 (фиг. 3) и узел стыковой 2, имеющие сквозные отверстия для крепления на трубе 1 с помощью болтового соединения 8.
На фигуре 4, 5 показаны узел Б и его сечение Б-Б, включающие стеклопластиковую трубу 1, на которой расположены втулка 7 (фиг. 5) и оконцеватель 3, имеющие сквозные отверстия для крепления на трубе 1 с помощью болтового соединения 8.
На фигуре 6, 7 показаны узел В и его сечение В-В, включающие стеклопластиковую трубу 1, на которой расположены втулка 7 (фиг. 7) и поворотный зажим 4, имеющие сквозные отверстия для крепления на трубе 1 с помощью болтового соединения 8.
На фигуре 8, 9 показаны узел Г и его сечение Г-Г, включающие стеклопластиковую трубу 1, на которой расположены втулка 7 (фиг. 9) и стойка 5, имеющие сквозные отверстия для крепления на трубе 1 с помощью болтового соединения 8.
На фигурах 10, 11 показан кронштейн контактной сети электрифицированных дорог, включающий стеклопластиковую трубу 9, на которой расположены втулка 7 (фиг. 11) и кронштейн тяги 10, имеющие сквозные отверстия для крепления на трубе 9 с помощью болтового соединения 8, тягу 11, оконцеватель 12.
На фигурах 12, 13 и 14 показана штанга токоприемника контактной сети электрифицированных дорог, включающая стеклопластиковую трубу 13, на которой расположены оконцеватели 14 и втулки 7 (фиг. 14), имеющие сквозные отверстия для крепления на трубе 13 с помощью болтового соединения 8, а также провод передачи электроэнергии 14.
На фигурах 15, 16 показана траверса воздушной линии электропередачи, включающая стеклопластиковую трубу 15, на которой расположены полукольца 16 и узлы стыковые 17, имеющие сквозные отверстия для крепления на трубе 15 с помощью болтового соединения 8, крепежный элемент 18.
На фигурах 17, 18 показан распределяющий нагрузку элемент в виде втулки 7 с разрезом.
Узлы соединения крепежных элементов с полыми композитными элементами воздушной линии электропередачи, рассмотренные на фигурах 1-14, имеют распределяющие нагрузку элементы в виде втулок 7, так последние благодаря разрезу имеют внутренний периметр (диаметр), меньший или равный внешнему периметру (диаметру) полого композитного элемента, что позволяет устанавливать втулки 7 без зазоров на полые композитные элементы, на которые в свою очередь устанавливаются необходимые крепежные элементы - оконцеватель, узел стыковой, поворотный зажим, стойка, а с помощью болтового соединения 8, указанные элементы закрепляются на полом композитном элементе. Кроме того, узлы соединения крепежных элементов с полым композитным элементом воздушной линии электропередачи, рассмотренным на фигурах 15 и 16, имеют распределяющие нагрузку элементы в виде полуколец 16, которые так же, как и втулки 7, устанавливаются без зазоров на полые композитные элементы и с помощью болтового соединения 8 закрепляются на полом композитном элементе.
Благодаря распределению сдавливающих усилий в результате болтовых соединений 8 по поверхности представленных на фиг. 1-16 полых композитных элементов удается увеличить силу затяжки болтовых соединений, предохраняя поверхности композитных элементов от повреждения, а также трения о крепежные элементы в процессе эксплуатации.
Реализация полезной модели возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических процессов и материалов.
Проведенные патентные исследования показали, что совокупность существенных признаков полезной модели не известна из уровня техники.