ЗАЩИТНАЯ БИОРАЗРУШАЕМАЯ ЗАГЛУШКА

Техническое решение относится к области строительства, а именно к средствам защиты обработанных торцов цилиндрических полых металлических или полимерных тел при погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке или складировании.
Известна заглушка для защиты трубы или соединительной детали трубопровода, выполненная как одно целое из полимерного материала, содержащая внешний цилиндр, внутренний диаметр которого равен внешнему диаметру защищаемой трубы или соединительной детали трубопровода, внутренний цилиндр, расположенный коаксиально в полости внешнего цилиндра, торцовое кольцо, соединяющее один из торцов внешнего цилиндра с одним из торцов внутреннего цилиндра, и донышко, расположенное на другом торце внутреннего цилиндра, внутренний цилиндр выполнен с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру защищаемой трубы или соединительной детали трубопровода, заглушка в целом выполнена с толщиной стенки 2-4 мм, а в качестве полимерного материала использован полиэтилен, обработанный антипиреном и УФ-стабилизатором (RU 144296 U1, 20.08.2014).
Известно также защитное устройство для концов труб, выполненное в виде колпачка или заглушки, содержащее, в зависимости от использования, корпус из эластомерного материала в виде колпачка или заглушки и гильзообразный кожух в виде наружного или внутреннего кольца, корпус из эластомерного материала выполнен совместно с гильзообразным кожухом без возможности разборки устройства (RU 33422 U1, 20.10.2003).
Наиболее близкой является защитная заглушка на торец полого цилиндрического тела диаметром 57-1420 мм, выполненная из экструзионного листа термопластичного полимерного материала с условной прочностью при разрыве не менее 13 МПа и потерей прочности при испытании на морозоустойчивость не более 10% в виде образованного вакуумным формованием с охлаждением заглушки на калибре монолитного тела по форме стакана с образующими открытую по периметру со стороны его дна полость двойными боковыми стенками, между которыми расположен кольцевой участок, сопряженный с боковыми стенками, а дно выполнено на большей его поверхности, отличной от плоской формы (RU 167422 U1, 10.01.2017).
Все известные технические решения предполагают выполнение указанных изделий (заглушек) из материала, включающего УФ-стабилизатор, что исключает их разрушение под действием природных факторов даже в тех случаях, когда выполняемая изделием функция завершена и изделие находится вне защищаемого цилиндрического тела. Нередко, такие изделия попадают в грунт при выполнении земляных работ на объекте, что приводит к увеличению срока их разрушения из-за отсутствия доступа к ним естественного УФ излучения. Процесс естественного разрушения изделия, в частности утерянного при производстве работ на объекте, занимает недопустимо длительное время и доходит до 100 лет, даже при незначительном количестве УФ-стабилизатора или при его отсутствии, что приводит к загрязнению места производства работ и к нарушению экологического баланса природной среды.
Решаемая задача - предотвращение экологического загрязнения окружающей среды путем создания конструкции защитных заглушек, имеющих форму стакана с двойными стенками, образующими со стороны его дна открытую по периметру с внешней стороны кольцевую полость, и обеспечивающих ускорение за заданный расчетный срок до 5-10 лет процесс их разрушения под действием естественных природных воздействий, к которым относятся природные воздействия кислорода воздуха, естественного ультрафиолетового излучения, температурные факторы, влажность и воздействия микроорганизмов среды.
Технический результат: интенсификация, после заданного срока службы заглушки, ее разрушения под действием естественных внешних воздействий, в том числе атмосферных, естественного ультрафиолетового облучения, за счет организации очагов разрушения, преимущественно в местах минимальной ее толщины или в местах изменения конфигурации поверхности заглушки, имеющей форму стакана с двойными стенками, образующими со стороны его дна открытую по периметру с внешней стороны кольцевую полость.
Достигается это тем, что защитная биоразрушаемая заглушка на торец полого цилиндрического тела диаметром 57-1720 мм, выполнена из экструзионного листа биодеградирующего термопластичного полимерного материала на основе полиолефина, модифицированного биодеградирующим наполнителем, имеющим активатор биоразрушения микроорганизмами за счет окисления и действия естественного ультрафиолетового облучения, причем заглушка выполнена по форме стакана с двойными стенками, образующими со стороны его дна открытую по периметру с внешней стороны кольцевую полость и имеет отклонение толщины материала полимерной заглушки в пределах±0,5 мм, а также созданную рельефность по толщине дна на части его поверхности. Рельефность по толщине дна представляет собой выступ на одной его поверхности и соответствующую ему по форме впадину - на другой. Активатор биоразрушения может быть размещен на поверхности биодеградирующего наполнителя или в его теле. Возможно размещение активатора биоразрушения как на поверхности биодеградирующего наполнителя, так и в его теле. При этом в качестве биодеградирующего наполнителя могут быть использованы твердые органические отходы производства агропромышленного комплекса в гранулированной или порошкообразной форме, предпочтительно измельченные отходы очистки зерновых культур, а в качестве активатора биоразрушения использованы наночастицы металлов переменной валентности из группы Cu, Fe, Со, Ni, Sn, Cr или их оксиды.
Причинно-следственная связь признаков независимого пункта формулы с техническим результатом, подтверждающая их существенность, обеспечивается за счет того, что форма выполнения используемой для закрытия торца полого цилиндрического тела диаметром 57-1720 мм, защитной биоразрушаемой заглушки, требует ее разрушения на отдельные части, которые затем разлагаются более интенсивно, чем монолитная конструкция, имеющая соединенные дном двойные стенки, ограничивающие доступ к ним внешних природных воздействий. Выбор материала обусловлен, прежде всего, выполнением изделием рабочих функций в течение заданного времени эксплуатации и с возможностью его разрушения на отдельные части после истечения этого времени. Для этого используется экструзионный лист на основе полиолефина, как имеющий необходимую для эксплуатационных функций изделия толщину, обеспечивающую, в то же время заданные сроки деградационного биоразрушения изделия указанной формы. Для этого материал листа модифицирован биодеградирующим наполнителем, включающим активатор биоразрушения микроорганизмами за счет окисления и действия естественного ультрафиолетового облучения, влажности и температуры. А выполненная из такого материала заглушка имеет заданное отклонение толщины в пределах±0,5 мм, а также созданную рельефность по толщине дна заглушки на части его поверхности, что обеспечивает неравномерность биоразрушения по всей поверхности и распад изделия на части по местам интенсивного биоразрушения, происходящего в местах утонения материала или в местах искусственно созданной рельефности по толщине дна. Таким образом, установлена взаимосвязь существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, обеспечивающая достижение указанного технического результата.
На фиг. 1 представлен один из примеров выполнения заглушки в поперечном ее сечении с выступами и впадинами искусственно созданной рельефности;
На фиг. 2 представлен другой пример выполнения заглушки в поперечном ее сечении с выступами и впадинами искусственно созданной рельефности.
Защитная биоразрушаемая заглушка устанавливается на торец полого цилиндрического тела диаметром 57-1720 мм. Заглушка выполнена из термопластичного полимерного материала на основе полиолефина, в качестве которого может быть материал из группы: ПЭ, EVA, ПП и их блоки и сополимеры. Заглушка имеет форму стакана с двойными стенками 1 и 2, монолитно (при формовании) соединенными кольцевой перемычкой 3, образующими со стороны его дна 4 открытую по периметру с внешней стороны кольцевую полость. Дно 4 имеет искусственно созданную, например при вакуумном формовании заглушки, рельефность 5 по толщине дна на части его поверхности. Форма выполнения рельефности по толщине дна на части его поверхности может быть совмещена с приданием ей заданной функциональности, например, надписи, логотипа и т.п. Материал заглушки имеет отклонение толщины материала полимерной заглушки в пределах ±0,5 мм. Указанные пределы и рельефность приводят к неравномерности биоразрушения биодеградирующего термопластичного полимерного материала на основе полиолефина, распаду заглушки на отдельные части, интенсивность дальнейшего разрушения которых значительно выше, чем разрушение всей заглушки в целом. Выбор материала обусловлен, прежде всего, требованием выполнения заглушкой эксплуатационных функций в заданных условиях эксплуатации, а затем - ее разрушением в установленные сроки. Для этого использован экструзионный лист, модифицированный биодеградирующим наполнителем, имеющим активатор биоразрушения микроорганизмами за счет окисления и действия естественного ультрафиолетового облучения, влажности и температуры окружающей среды. Активатор биоразрушения размещен, например напылением, на поверхности биодеградирующего наполнителя или в его теле, например внедрением, что способствует возникновению очагов разрушения. В качестве биодеградирующего наполнителя использованы твердые органические отходы производства агропромышленного комплекса в гранулированной или порошкообразной форме, предпочтительно измельченные отходы очистки зерновых культур, а в качестве активатора биоразрушения использованы наночастицы металлов переменной валентности из группы Cu, Fe, Со, Ni, Sn, Cr или их оксиды.
Такое выполнение позволяет обеспечить совмещение заданных функциональных свойств заглушки с требованием соблюдению экологических норм.