ОПОРА НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к непереносным осветительным устройствам преимущественно городского уличного освещения, в частности к их конструктивным элементам.
Известна модульная мачта (RU 2376432, МПК Е04Н 12/00, опубл. 20.12.2009 г.), содержащая, по меньшей мере, первый и второй полые конические модули, при этом площадь поперечного сечения одного конца модуля меньше площади поперечного сечения второго его конца. Второй конец первого модуля сопряжен с первым концом второго модуля. Первый и второй модули имеют различные прочностные свойства. Модули содержат композиционный материал, представляющий собой, в частности, намотанный совместно с волокном полиуретановый композиционный материал.
Известна опора воздушных ЛЭП или канатных дорог (RU 13385, МПК Е04Н 12/00, опубл. 10.04.2000 г.), принятая в качестве ближайшего аналога, выполненная в виде цилиндрических либо конических полых столбов или форменных пространственных конструкций из композиционных материалов на основе стекла или других высокопрочных нитей, жгутов или ткани на полимеризующемся связующем. Монтаж отдельных элементов осуществляется методом склейки.
Недостатком известных технических решений является наличие соединяемых между собой конструктивных элементов, что приводит к снижению прочности, долговечности конструкции в результате воздействия осадков на места соединения элементов, непрофессионализма сборки элементов и т.д. К тому же наличие большого количества конструктивных элементов характеризует процесс сборки и установки опоры как трудоемкий.
Известные конструкции не обеспечивают необходимого уровня жесткости соединений составляющих их элементов, что в процессе эксплуатации (вибрация их под напором ветра) приведет к преждевременному нарушению целостности соединений и их поломке (раскрошивание).
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении прочности, надежности и долговечности конструкции опоры системы наружного освещения.
Решение поставленной задачи в опоре наружного освещения, содержащей, по крайней мере, одну полую оболочку из композитного материала, достигается тем что композитный материал дополнительно содержит полые стеклянные микросферы, при этом в нижней части опоры выполнен элемент крепления ее к фундаменту, являющийся частью опоры.
Опора может быть выполнена в форме ствола дерева с текстурой, повторяющей текстуру ствола дерева.
В полости оболочки размещен блок системы коммутации и кабели освещения.
В верхней части опоры установлены осветительные устройства, например, светодиодные светильники.
В оболочке опоры выполнено окно, закрытое дверцей с замковым элементом.
В качестве композитного материала может быть использована стеклоткань, пропитанная полимерным связующим.
Элемент крепления опоры к фундаменту выполнен в виде фланца.
Сущность заявленного технического решения.
Опора наружного освещения представляет собой полую оболочку, выполненную из композитных материалов. В полости оболочки опоры размещены блок с элементами коммутации, кабели связи и освещения, которые также могут быть размещены в вертикальных каналах, предусмотренных в полости опоры. Для обеспечения доступа и возможности обслуживания установленного электрического оборудования в опоре выполнено окно, закрытое дверцей с замковым элементом, обеспечивающим защиту от несанкционированного проникновения внутрь опоры.
В нижней части опоры выполнен элемент крепления в виде фланца, являющийся частью опоры. Фланец служит для неподвижного крепления опоры к фундаменту, например, посредством заглубления.
В качестве композитных материалов могут быть использованы материалы, содержащие элементы армирования (упрочнения), заделанные в полимерное связующее, например, сложный полиэфир, эпоксидную смолу, полиуретан. Благодаря использованию композитных материалов возможно создание желаемой формы опоры.
В качестве элементов армирования, обеспечивающих улучшение общих прочностных свойств изделия, могут применяться, например, стекло или углерод, синтетические и натуральные волокна или волокнистые материалы.
Согласно данной полезной модели, для придания опоре дополнительной прочности в композитные материалы вводят составы на основе полых стеклянных микросфер, приближающие опору по прочностным показателям к металлической.
Благодаря введению в состав композитных материалов полых стеклянных микросфер уменьшается вес получаемого изделия (опоры), улучшаются прочность при сжатии и ударе, стабильность размеров, устойчивость к эрозии и агрессивным средам, повышается модуль упругости материала опоры и др.
В частности, в качестве композитного материала опоры используется стеклоткань, пропитанная полимерным связующим (стеклопластик), с введенными в его состав полыми стеклянными микросферами.
Источники освещения размещают в верхней части опоры. В качестве источников освещения преимущественно применяют светодиодные светильники.
Высота опоры может быть выбрана любой в зависимости от условий установки и дизайнерского решения. Форма выполнения опоры может варьироваться от классической, применяемой в системах городского уличного освещения, до авангардной, например, для освещения парков, частных территорий. Так, например, опора может быть выполнена в форме ствола дерева с ветвями, на которых размещены светодиодные светильники. При этом опора может иметь рельеф поверхности, повторяющий кору ствола дерева.
Опора может быть изготовлена посредством известных методов формования:
методом экструзии, литьем под давлением, методом намотки армирующих волокон, пропитанных полимерным связующим, на оправку, и др.
В частности опора может быть изготовлена путем укладки слоев стеклоткани в матрицу с дальнейшей пропиткой ее полимерным связующим, например, полиэфирной смолой, включающим полые стеклянные микросферы, в который при необходимости введен краситель, например, соответствующий цвету ствола дерева. Пропитка полимерным связующим может быть осуществлена посредством гелькоутных пистолетов.
В качестве матрицы может быть использован слепок ствола дерева, при этом на готовом изделии создается текстура ствола дерева.
На прочностные свойства изготовленной опоры влияют направление намотки волокон армирующего материала (элементы армирования), а также отношение количества волокнистого армирующего материала к количеству полимерного связующего, содержащего микросферы, последовательность намотки, толщина и тип волокнистого армирующего материала, а также тип полимерного связующего и микросфер.
Посредством различного направления намотки армирующих волокон можно подбирать необходимые характеристики прочности и жесткости конструкции опоры, а посредством изменения компонентов и структуры композитного материала, можно существенно повысить долговечность конструкции.
Технический результат, достигаемый при использовании данной полезной модели, заключается в следующем.
В результате использования в качестве материала опоры композитного материала, преимущественно стеклопластика, наполненного полыми стеклянными микросферами,
- повышается прочность опоры на сжатие, удар,
- повышается устойчивость к экстремальным долговременным знакопеременным нагрузкам,
- повышается жесткость конструкции опоры,
- увеличивается срок службы, в результате того, что используемый материал не подвержен коррозии, не гниет, не разрушается,
- обеспечивается возможность придания опоре дизайнерской формы, например, в форме деревьев.
Место соединения опоры с фундаментом является концентратором напряжений, создаваемых воздействием на опору внешних усилий, например, напором ветра. Благодаря введению в состав композитного материала полых стеклянных микросфер достигается дополнительная прочность и жесткость опоры, позволяющие выполнять нижний конец опоры в виде элемента крепления ее к фундаменту, что невозможно достигнуть в известных аналогах ввиду меньшей жесткость и прочность на растяжение, сжатие материала опор.
Таким образом, опора представляет собой монолитную конструкцию, обладающую повышенной жесткостью, прочностью и надежностью.
Выполнение опоры в виде единой оболочки исключает наличие достаточного количества соединяемых конструктивных элементов, что приводит к повышению прочности, надежности, долговечности конструкции, а также к повышению ее устойчивости к воздействию атмосферных осадков. Кроме того, обеспечивается простота сборки и установки опоры на месте.
В отличие от опор систем наружного освещения, выполненных из дерева, бетона, металла, являющихся массивными, несущими повышенный риск травмоопасности при столкновении автомобилей с данной опорой на высокой скорости, предложенная опора обеспечивает аварийную безопасность: в результате столкновения транспорта с опорой она разлетается на части, что позволяет снизить повреждения автомобиля и обеспечить дополнительную защиту пассажиров. При столкновении автомобиля с опорой на малой скорости опора в результате ее достаточной прочности на сжатие и удар осуществляют функцию демпфера.