СТРАХОВОЧНАЯ ТКАНАЯ ЛЕНТА ПОРОГОВОГО СРАБАТЫВАНИЯ
BRAIDED SAFETY CORD OF THRESHOLD OPERATION

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в амортизирующих и предохранительных энергопоглощающих устройствах для гашения кинетической энергии движущихся масс и ударной нагрузки преимущественно в комплектах монтажного, противопожарного, горноспасательного и альпинистского снаряжения, используемого для страховки людей, работающих на высоте.
Основным атрибутом конструкции тканых лент порогового срабатывания является наличие в их составе несущих фоновых основных и уточных нитей и дополнительных систем основных нитей, служащих энергопоглощающими элементами, разрываемыми под действием заданной пороговой нагрузки. Концевые участки лент порогового срабатывания заданной длины фиксируют на двух разных плоскостях амортизирующего устройства. В случае аварийного несанкционированного перемещения страхуемого тела, закрепленного на одном из концов ленты, расположенные в ней дополнительные системы основных нитей разрываются, при этом происходит превращение кинетической энергии движущихся тел в работу разрыва энергопоглощающих нитей. После разрыва энергопоглощающих систем основных нитей перемещенный конец ленты должен быть надежно зафиксирован и удерживаться в этом положении за счет не менее 20-кратного запаса прочности от величины нагрузки порогового срабатывания.
Известна энергопоглощающая тканая лента, обеспечивающая программируемое удлинение и разрыв при заданной нагрузке. Лента содержит два фоновых слоя, выполненных полотняным переплетением коренных основных и уточных нитей и дополнительных соединительных основных нитей, заработанных последовательно в каждом из слоев с образованием между ними ячеек. В ленте предусмотрено несколько систем дополнительных соединительных основных нитей, которые могут переходить из слоя в слой как равномерно, так и неравномерно. Если соединительные нити переходят из слоя в слой неравномерно, то при раздирании ленты сначала будет разрываться только одна система нитей, потом сразу две, а затем три системы соединительных нитей.
Это делается для того, чтобы плавно вводить в работу ленту и снизить величину начального динамического удара. Лента вырабатывается на ткацком станке, оснащенном жаккардовой машиной, причем соединительные нити подаются со шпулярника [Патент США №3978894, Кл. 139-383, 1976 г.].
Недостатком данной ленты является обусловленная ее конструкцией большая величина перемещения страхуемого тела при пороговом срабатывании, достигающая 100% исходной длины. Кроме того, фоновая часть ленты не обладает страховочным свойством фиксировать и удерживать страхуемое тело после порогового срабатывает. Известна также тканая лента порогового срабатывания амортизирующих устройств, содержащая два параллельно расположенных один над другим фоновых слоя с фиксированными кромками, выполненных полотняным переплетением фоновых основных и уточных нитей. Фоновые слои соединены энергопоглощающими разрываемыми основными нитями, заработанными последовательно в каждом из слоев с образованием между ними ячеек. [Авторское свидетельство СССР №1172954, опубл. 15.08.1985 г. БИ №30].
Недостатком данной тканой ленты порогового срабатывания также является обусловленная ее конструкцией большая величина перемещения страхуемого тела при пороговом срабатывании, достигающая 100% исходной длины. Кроме того фоновая часть ленты не обладает страховочным свойством фиксировать и удерживать страхуемое тело после порогового срабатывания.
Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются однослойные тканые отделочные ленты, выполненные полотняным переплетением фоновых основных и уточных нитей и дополнительно содержащие равномерно распределенные по ширине не менее двух групп узорообразующие основные нити, каждая из которых имеет по одному короткому одиночному и одному длинному перекрытию длиной от 2 до 8 уточин [Справочник по лентоткацкому производству. - М.: Легкая индустрия, 1978, с.223, 260, 280].
Наличие в ленте фоновой и нескольких дополнительных разнопереплетающихся групп основных нитей с различной длиной основных перекрытий, последовательно разрывающихся при приложении ударной нагрузки, придает ей энергопоглощающие свойства. Однако фоновая часть ленты не обладает страховочным свойством фиксировать и удерживать страхуемое тело после порогового срабатывания с 20 кратным запасом прочности от порога срабатывания.
Технической задачей настоящего изобретения является создание страховочной тканой ленты, обеспечивающей небольшую величину перемещения страхуемого тела при пороговом срабатывании, не превышающую 40% ее исходной длины. При этом фоновая часть ленты должна обладать страховочным свойством фиксировать и удерживать страхуемое тело после порогового срабатывания не менее чем с 20-кратным запасом прочности от порога срабатывания.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая страховочная тканая лента порогового срабатывания выполнена полотняным переплетением фоновых основных и уточных нитей и дополнительно содержит равномерно распределенные по ширине не менее двух групп энергопоглощающие основные нити. Дополнительные энергопоглощающие группы основных нитей состоят из равного количества идентичных по сырьевому составу и линейной плотности текстильных нитей, которые располагаются парами и переплетаются друг с другом в противофазе, образуя тканые элементы репсового переплетения с длиной перекрытия полураппорта от 2 до 8 уточин.
Порог срабатывания ленты определяется по формуле
,
ср
где Р - порог срабатывания, кгс,
1
P - разрывная нагрузка одной группы нитей дополнительной основы, кгс,
n - общее число групп энергопоглощающих систем нитей основы.
Для обеспечения эффекта страховки суммарная разрывная нагрузка нитей фоновой основы должна не менее чем в 20 раз превышать величину порогового срабатывания.
Полный раппорт ленты по основе равен удвоенному произведению раппортов всех систем содержащихся в ней разнопереплетающихся нитей основы. Раппорт переплетения по утку равен наименьшему общему кратному раппортов по утку всех содержащихся в ленте энергопоглощающих систем основных нитей.
На фиг.1 приведен рисунок раппорта переплетения и совмещенная с ним схема расположения нитей основы и утка в продольном сечении предлагаемой ленты.
ф
1
2
3
1
24
На фиг.1 приняты следующие условные обозначения: О - нити фоновой основы, O, О, O - разрываемые энергопоглощаюшие нити основ с разными длинами репсовых перекрытий; У…У- - порядковые номера уточных нитей в раппорте переплетения от 1 до 24.
На фиг.2 приведен график «нагрузка - удлинение» предлагаемой ленты во время порогового срабатывания и разрыва энергопоглощающих участков разрываемых основных нитей, на котором показано, что после порогового срабатывания и разрыва энергопоглощающих систем основных нитей лента амортизирует ударную нагрузку, после чего воспринимает массу страхуемого тела и удерживает его не менее чем с 20-кратным запасом прочности порога срабатывания.
Предлагаемую страховочную ленту порогового срабатывания изготавливают на челночных или рапирных лентоткацких станках из всех видов текстильных нитей, преимущественно из химических нитей.
Для подтверждения технического результата изобретения были изготовлены экспериментальные образцы страховочных лент порогового срабатывания предложенной конструкции. Технические характеристики изготовленных лент приведены в таблице.
Данные таблицы показывают, что заявляемая страховочная лента порогового срабатывания полностью соответствует целевому назначению: обеспечивает небольшую величину перемещения страхуемого тела при пороговом срабатывании, не превышающую 35% исходной длины. При этом фоновая часть ленты обладает страховочным свойством фиксировать и удерживать страхуемое тело после порогового срабатывания не менее чем с 20-кратным запасом прочности порога срабатывания.
Лента рекомендована для использования в комплектах монтажного, противопожарного, горноспасательного и альпинистского снаряжения, используемого для страховки людей, работающих на высоте.
Техническая характеристика предлагаемых тканых лент порогового срабатывания
Наименование параметров
Марка страховочной ленты порогового срабатывания
СТЛПС - 50/800
СТЛПС - 60/1200
СТЛПС - 70/1600
СТЛПС - 80/2000
Номинальный порог срабатывания ленты, кгс
40±2
60±3
80±4
100±5
Максимальное удлинение ленты при пороговом срабатывании, % исходной длины
28
32
34
35
Номинальная ширина ленты, мм
30±2
45±2
58±2
70±2
Номинальная линейная плотность ленты, г/м
28±2
40±2
50±2
60±2
Толщина ленты, мм, не более
2,2
2,2
2,2
2,2
Число нитей в ленте
основы по всей ширине ленты
фоновой
26
38
50
62
1-й разрываемой
8
12
16
20
2-й разрываемой
8
12
16
20
3-й разрываемой
8
12
16
20
утка на 10 см
44±2
44+2
44±2
44±2
Разрывная нагрузка по основе фоновой (страхующей) части ленты, кгс, не менее
800
1200
1600
2000
Вид сырья и структура нитей
основы фоновой
Нить полиэфирная (лавсановая) 675 текс
разрываемых основ
Нить полиэфирная (лавсановая) 111 текс
утка
Нить полиэфирная (лавсановая) 454 текс
Примечания:
1. Сокращенные обозначения структур лент:
СТЛПС - страховочная тканая лента порогового срабатывания;
числитель дроби в обозначении марки ленты - номинальный порог срабатывания ленты, кгс;
знаменатель дроби в обозначении марки ленты - номинальная разрывная нагрузка фоновой (страхующей) части ленты, кгс.
2. Ленты серии СТЛПС могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды ±50°C и повышенной относительной влажности до 98%.