СВЕТОВОЗВРАЩАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к строительству или обустройству дорог, в частности, к устройствам для облегчения пользования дорогами и повышения безопасности движения и может быть использована, в частности, для монтажа световозвращающих элементов на автомобильных дорогах самостоятельно или в сочетании с другими средствами организации дорожного движения, а также использована в строительстве.
Известно много аналогичных световозвращающих элементов, среди которых по совокупности существенных признаков ближайшим является следующий. За прототип светоотражающего элемента принято световозвращающий элемент типа КД1-КД4, который содержит корпус, преимущественно из пластика, со световозвращающей поверхностью и поверхностью крепления к месту монтажа. Световозвращающий элемент содержит механические крепежные элементы или отверстия для установки при креплении к элементам инженерного оборудования дорог, а именно винты, заклепки или анкерные болты (ГОСТ Р 50971-96, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ. СВЕТОВОЗВРАЩАТЕЛИ ДОРОЖНЫЕ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. ПРАВИЛА ПРИМЕНЕНИЯ, дата публикации - 24.11.1997). Недостатком прототипа является относительная сложность изготовления светоотражающего элемента из-за дополнительных элементов крепления, применение которых также приводит к снижению удобства при монтаже светоотражающего элемента, а также к снижению надежности фиксации световозвращающих элементов во время дорожного движения, при очистке с использованием средств механизации очистных работ и к ухудшению защиты от возможной кражи. В основу полезной модели поставлена задача повышения эффективности и надежности крепления светоотражающего элемента на месте монтажа, обеспечения неизменности пространственной ориентации световозвращающего элемента в процессе эксплуатации при контакте с автотранспортом или при очистке дорог с использованием средств механизации работ с одновременным сокращением времени монтажа светоотражающего элемента и расширения перечня материалов, которые могут быть использованы как термопластичный слой, с помощью которого осуществляют крепления светоотражающего элемента, а также упрощения последующего демонтажа светоотражающего элемента после окончания срока эксплуатации. Поставленную задачу решают таким образом, что световозвращающий элемент, содержащий корпус, преимущественно из пластика, со световозвращающей поверхностью и поверхностью крепления, согласно полезной модели, содержит электропроводящий элемент, соединенный с поверхностью крепления, и слой термопластичного материала, соединенный минимум с одной поверхностью электропроводящего элемента.
При этом электропроводящий элемент может быть прикреплен одной поверхностью к корпусу, а на другую поверхность нанесен слой термопластичного материала.
При этом слой термопластичного материала может быть нанесен на поверхность электропроводящего элемента, соединенную с поверхностью крепления светоотражающего элемента и на другие поверхности электропроводящего элемента.
Между совокупностью существенных признаков полезной модели и техническим результатом, который достигается, существует следующая причинно-следственная связь.
Технический результат полезной модели заключается в том, что при индукционном нагреве электропроводящего элемента нагревается одновременно:
- термопластичный материал, который находится с ним в контакте,
- часть корпуса светоотражающего элемента у поверхности крепления и
- материал поверхности предназначенной для монтажа.
При этом тепловые потоки направлены «от места крепления наружу». Нагрев осуществляется кратковременно, тепловая энергия передается от электропроводящего элемента сразу на поверхности крепления, расплавляя соответствующие слои, а остальные части корпуса светоотражающего элемента не несут при этом перегрева.
Известные конструкции крепления светоотражающего элемента с использованием термопластических материалов используют внешние источники тепла, т.е. тепловые потоки направлены «извне к месту крепления», или предварительно разогретый клей наносят на соответствующие поверхности крепления непосредственно перед монтажом. То есть использование указанной совокупности признаков приводит к новому техническому результату.
Изобретателями при проведении многочисленных опытов было установлено, что при нагревании электропроводящего элемента, расположенного именно в месте крепления корпуса светоотражающего элемента с поверхностью, на которую должен быть закреплен указанный элемент, осуществляется нагрев части корпуса светоотражающего элемента в месте поверхности сварки, расплав термопластичного материала, одновременный нагрев и частичное расплавление материала поверхности, предназначенной для крепления, преимущественно дорожного полотна, если оно хотя бы частично имеет термопластичные свойства (например, наиболее распространенный материал дорожного полотна - асфальт). Указанные обстоятельства фактически приводят к сварке корпуса светоотражающего элемента с дорожным покрытием и надежного его крепления. Это обеспечивает надежное удержание и неизменность пространственной ориентации световозвращающих элементов при движении автотранспорта и очистки путей с использованием средств механизации работ.
Также при нанесении термопластичного материала на обе поверхности электропроводящего элемента благодаря индукционному нагреву осуществляется одновременно соединение (сварка) светоотражающего элемента, электропроводящего магнитного материала и дорожного покрытия.
При этом в процессе крепления светоотражающего элемента происходит локальное контролируемое повышение температуры, что обеспечивает высокую скорость процесса его монтажа.
Изобретателями также при создании опытных образцов установлено, что применение электропроводящего элемента и индукционный способ его нагрева уменьшают требования к температуре плавления самого термопластичного материала, который нанесен на указанный элемент, что позволяет значительно расширить выбор термопластичных материалов, используемых для крепления светоотражающего элемента и уменьшить время его установки за счет локального разогрева зон крепления светоотражающего элемента.
Использование металлического ферромагнитного материала как электропроводящего элемента позволяет повысить эффективность индукционного нагрева электропроводящего элемента из-за уменьшения магнитного сопротивления магнитному потоку индукционного нагревателя, что сокращает время монтажа светоотражающего элемента и уменьшает энергозатраты.
Использование металлической ферромагнитной пластины с отверстиями или металлической ферромагнитной сетки или перфорированной металлической пластины как электропроводящего элемента является оптимальным вариантом исполнения средства, предназначенного для закрепления светоотражающего элемента с точки зрения технологии крепления, что также сокращает время монтажа световозвращающих элементов.
Использование термопластичного материала с температурой плавления больше, чем температура плавления материала поверхности в месте монтажа, является целесообразным для дополнительного обеспечения технического результата, который заключается в фактической сварке корпуса элемента с дорожным покрытием, повышает надежность крепления светоотражающего элемента к поверхности для крепления и обеспечивает неизменность пространственной ориентации световозвращающего элемента.
Следующий пример реализации заявленного светоотражающего элемента никоим образом не ограничивает все возможные варианты реализации этого устройства, а только служит для объяснения его сути.
Световозвращающий элемент содержит корпус со световозвращающей поверхностью и поверхностью крепления, на котором расположен электропроводящий элемент. Электропроводящий элемент выполнен в виде металлической ферромагнитной пластины. Световозвращающая поверхность может быть выполнена с использованием плоскогранных оптических элементов или световозвращающих пленок. Корпус выполнен преимущественно из пластика. Слой термопластичного материала, например, клея-расплава, может быть нанесен на внешнюю поверхность электропроводящей элемента, которая соединяется с местом монтажа или также и на внутреннюю поверхность, которая соединена с поверхностью крепления светоотражающего элемента. Допускается нанесение слоя клея-расплава непосредственно на поверхности крепления светоотражающего элемента рядом с электропроводным элементом повышения надежности крепления.
Осуществляют крепления светоотражающего элемента следующим образом.
На нижнюю поверхность светоотражающего элемента, которой он будет крепиться к дороге, предварительно, в процессе его производства, устанавливается металлическая ферромагнитная пластина, на которую нанесено клей-расплав. Затем устанавливают световозвращающий элемент с металлической пластиной поверхностью с клеем-расплавом на поверхность дороги. Далее осуществляют нагрев светоотражающего элемента индукционной катушкой. Клей-расплав расплавляется и после охлаждения соединяет световозвращающий элемент с материалом дороги. Удаление или замена светоотражающего элемента осуществляется также благодаря разогреву электропроводящего элемента и соответственно клея-расплава индукционной катушкой с последующим механическим смещением корпуса светоотражающего элемента. Целесообразно использовать клеи-расплавы с температурой плавления более 150-180°С, что значительно превышает температуру воздуха над дорогами в достаточно жарких климатических поясах, и не превышает температуру плавления пластмассы, из которой изготовлены светоотражающие элементы. Изобретателями установлено, что крепление светоотражающего элемента или его демонтаж может составлять от 1 до 5 минут в зависимости от выбранного материала клея (его температуры плавления) и мощности индукционного нагревателя. Мощность индукционного нагревателя может составлять от 0,5 до 1,5 кВт, нагреватель может питаться от передвижных маломощных электрогенераторов или аккумуляторных батарей.
Заявленное устройство может быть осуществлено с использованием стандартного оборудования и материалов.