КАНАТ СТАЛЬНОЙ В ПОЛИМЕРНОЙ ОБОЛОЧКЕ СО СВЕТООТРАЖАЮЩИМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ (ВАРИАНТЫ)
STEEL ROPE IN POLYMER SHELL WITH LIGHT-REFLECTING FILLERS (VERSIONS)

Изобретение относится к канатному производству, предназначено для использования в мостостроении, судостроении, горнорудной области, а также в обустройстве автодорог и путепроводов.
Известен стальной канат с полимерным покрытием, в котором каждая прядь с круглой витой проволочной сердцевиной помещена внутри пластмассового покрытия. Внешний контур пряди имеет фасонную форму, а грузонесущий элемент - круглую (В.Д. Егоров, Э.М. Мамыкина, Х.Ю. Латыпов, Г.Д. Першин, Производство канатов. М.: Металлургия. - 1980. - с. 8).
Недостатками этого изобретения являются высокие затраты на изготовление, возможное повреждение полимерной поверхности при свивки каната, что негативно скажется на эксплуатационные свойства каната. А также канат с полимерным покрытием не решает задачи визуального предупреждения.
Известен трос витой, состоящий из сердечника из металлических нитей с покрытием и полимерной оболочки из класса ПВХ (поливинилхлорид). По меньшей мере, одна из нитей сердечника имеет покрытие, преимущественно, из латуни (RU 48538, МПК D07B 1/00, опубликовано 27.10.2005).
Данное изобретение не обладает достаточными эксплуатационными и потребительскими характеристиками. Полимерная оболочка на основе ПВХ разрушается при приложении к тросу значительных нагрузок, не обеспечивает стойкость к воздействию агрессивных сред и визуального предупреждения в условиях плохой видимости.
пр
Известен стальной канат с полимерным материалом, содержащий повив основных прядей, металлический сердечник, из прядей тросовой конструкции, отличающийся тем, что при свивке каната между прядями обеспечивается зазор в интервале (0,040-0,095)*d,
пр
где d - диаметр прядей каната, мм,
а покрытие каната полимером осуществляется за один проход после его свивки, при этом благодаря зазорам между прядями каната обеспечивается глубокое проникновение полимера внутрь каната и заполнение пространства между прядями и металлическим сердечником, в результате достигается полное разделение прядей каната слоем полимера (RU 186969, МПК D07B 1/16, опубликовано 12.02.2019).
Недостатками данного изобретения являются усложненное изготовление каната, ненадежное заполнение межпрядного пространства полимерным материалом, нанесение полимерного материала не применимо для многопрядных канатов. Полимерная оболочка каната не обеспечивает визуального предупреждения в условиях плохой видимости.
Известен канат, состоящий из проволочных прядей, металлического сердечника, покрытого полимерной оболочкой, внутреннего заполнения полимерным материалом и наружной полимерной оболочки (RU 174518, МПК D07B 1/16, опубликовано 18.10.2017)
Данное изобретение не обеспечивает визуальное предупреждение при неблагоприятных погодных условиях, плохой видимости.
Известен канат стальной трехпрядный с пластически обжатыми прядями, из стальных оцинкованных проволок со степенью обжатия площади поперечного сечения каждой пряди 6-8%, пластическую деформацию пряди осуществляют одновременно со свивкой пряди, с последующей свивкой трех деформированных прядей в канат для тросового ограждения дорог, вытяжкой каната с приложением нагрузки 0,50 разрывного усилия в процессе свивки каната, в одной из трех прядей стальная оцинкованная проволока покрыта световозвращающим элементом (RU 167166, МПК E01F 15/00, опубликовано 27.12.2016).
Данный канат не защищен от воздействий агрессивной среды и сложных климатических условий, покрытие одной проволоки световозвращающим элементом не обеспечит достаточное визуальное предупреждение и свечение в условиях плохой видимости.
Известен трос металлополимерный, содержащий сердечник, выполненный из металлических нитей с покрытием и полимерной оболочки, отличающийся тем, что сердечник состоит из соединенных между собой свивкой прядей, которые, в свою очередь, состоят из соединенных между собой свивкой из стальных нитей из высокоуглеродистых марок сталей с покрытием из цветных металлов, и имеет впадины для соединения с цветной или прозрачной полимерной оболочкой с относительным удлинением не менее 20%. Полимерная оболочка выполнена с возможностью добавления в нее фотолюминофоров или глиттера (RU 164494, МПК D07B 1/00, опубликовано 10.09.2016, принят за прототип).
Недостатком данной полезной модели является высокая стоимость за счет применения высокоуглеродистых марок сталей с покрытием из цветных металлов.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит защите каната от внешнего истирания, воздействия динамических нагрузок, контактных напряжений, агрессивных сред и сложных климатических условий с одновременным обеспечением визуализации конструкций, выполненных из него. Особенностью предлагаемой конструкции является наличие в полимерной оболочке светоотражающих наполнителей, что позволяет привлечь внимание к движущимся объектам, эксплуатирующим канаты и канатным ограждениям при неблагоприятных погодных условиях, плохой видимости, а также получаемое свечение улучшает декоративное решение конструкций.
Указанный технический результат достигается покрытием стального каната, после его свивки, полимерной композицией на основе термопластов или термоэластопластов, содержащая светоотражающие наполнители, на экструзионной линии, за одну технологическую операцию. При этом для улучшения адгезии стали с полимерным материалом и проникновения полимерного материала во внутрь каната, поверхность каната предварительно подвергается нагреву в стационарном устройстве и при покрытии дополнительно в передвижном устройстве предварительного подогрева. Для фиксирования нанесенного покрытия канат проходит искусственное охлаждение.
Сущность изобретения заключается в нанесении полимерного покрытия на стальной канат различных конструкций.
1. Канат стальной одинарной свивки, состоящий из оцинкованных проволок либо проволок без покрытия круглого или фасонного сечения, свитых вокруг центральной проволоки, покрытый полимерной композицией (на основе термопластов или термоэластопластов), содержащей светоотражающие наполнители.
Конструкция данного каната поясняется фигурами 1 и 2. На фигуре 1 показана конструкция каната 1×19, состоящая из 18 стальных проволок круглого сечения 1, свитых в два концентрических слоя вокруг центральной проволоки 2, полимерной композиции 3, заполняющая пространство между проволоками каната и образующая оболочку каната.
На фигуре 2 показана конструкция каната, состоящая из 19 стальных проволок круглого сечения 1, 42 стальных проволок фасонного сечения 2 и полимерной композиции 3, заполняющей пространство между проволоками каната и образующей оболочку каната.
2. Канат стальной двойной свивки, состоящий из трех или шести прядей по типу свивки линейного касания (ЛК), свитых между собой или вокруг металлического или органического сердечника, покрытый полимерной композицией (на основе термопластов или термоэластопластов), содержащей светоотражающие наполнители.
Конструкция данного каната поясняется фигурами 3 и 4, 5.
На фигуре 3 показана конструкция каната, состоящая из трех прядей 1 конструкции 1+6, свитых между собой, полимерной композиции 2, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната. На фигуре 4 показана конструкция каната, состоящая из шести прядей 1 конструкции 1+9+9 типа ЛК, свитых вокруг органического сердечника 2, полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната.
На фигуре 5 показана конструкция каната, состоящая из шести прядей 1 конструкции 1+7+7/7+14 типа ЛК, свитых вокруг металлического сердечника 2 конструкции 7x7(1+6), полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната.
3. Канат стальной двойной свивки, состоящий из шести прядей по типу свивки точечного касания (ТК), свитых вокруг металлического или органического сердечника, покрытый полимерной композицией (на основе термопластов или термоэластопластов), содержащей светоотражающие наполнители. Конструкция данного каната поясняется фигурами 6 и 7.
На фигуре 6 показана конструкция каната, состоящая из шести прядей 1 конструкции 1+6+12 типа ТК, свитых вокруг металлического сердечника 2 конструкции 1x19(1+6+12), полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната.
На фигуре 7 показана конструкция каната, состоящая из шести прядей 1 конструкции 1+6+12+18 типа ТК, органического сердечника 2, полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната.
4. Канат стальной многопрядный двойной свивки, состоящий из прядей по типу свивки линейного касания (ЛК), свитых вокруг металлического или органического сердечника, покрытый полимерной композицией (на основе термопластов или термоэластопластов), содержащей светоотражающие наполнители.
Конструкция данного каната поясняется фигурами 8 и 9, 10.
На фигуре 8 показана конструкция каната, состоящая из восьми прядей 1 конструкции 1+5+5/5+10 типа ЛК, свитых вокруг металлического сердечника 2 конструкции 7x17(1+8+8), полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната, причем пряди каната пластически обжатые. Канат с пластически обжатыми прядями имеет по сравнению с необжатыми большую плотность, однородность и прочность на разрыв, повышенную способность противостоять внешним деформирующим воздействиям, устойчив к раздавливанию.
На фигуре 9 показана конструкция каната, состоящая из восемнадцати прядей 1 конструкции 1+6, свитых в два концентрических слоя, органического сердечника 2, полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната.
На фигуре 10 показана конструкция каната, состоящая из тридцати трех прядей 1 конструкции 1+6, свитых в несколько концентрических слоев вокруг металлической центральной пряди 2, полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната, причем пряди каната пластически обжатые.
5. Канат стальной тройной свивки, состоящий из шести стренг, свитых вокруг металлического или органического сердечника, покрытый полимерной композицией (на основе термопластов или термоэластопластов), содержащей светоотражающие наполнители. Конструкция данного каната поясняется фигурой 11.
На фигуре 11 показана конструкция каната, состоящая из шести стренг 1 конструкции 6×7× (1+6+6/6), органического сердечника 2, полимерной композиции 3, заполняющей пространство между прядями каната и образующей оболочку каната.
В качестве полимерной композиции могут быть использованы полипропилен, полиэтилен, полистирол, уретановые термоэластопласты, полиэфирные термоэластопласты, полиолефиновые и диенвинилароматические термоэластопласты, а так же полиэфир-полиамидные и другие пластические массы.
Для декоративного решения в полимерную композицию, помимо светоотражающих наполнителей, возможно добавление красящих пигментов различных цветов (синий, красный, белый, черный, оранжевый, зеленый, желтый и т.д).
Таким образом, предложенное изобретение исключает износ проволок каната из-за попадания абразивных частиц и защищает от воздействия агрессивных сред. В результате покрытия поверхности каната полимерной композицией уменьшается механический износ блоков, увеличивается площадь контакта между канатом и блоком. Добавление светоотражающих наполнителей в полимерную композицию позволит предупредить об опасных движущихся объектах, ограждениях и придаст декоративное оформление объекту.
Изобретение может быть использовано в мостостроении, судостроении, горнорудной области, в обустройстве автодорог и путепроводов.
Изобретение реализовано на опытном канате со следующими показателями:
- конструкция 3×7(1+6);
- диаметр каната - 19,0 мм;
- канат имеет наружную полимерную оболочку со светоотражающими наполнителями;
- в качестве полимерной композиции использован полипропилен с добавлением люминофоров.
Проведены промышленные испытания на российской автодороге в качестве непрерывного заградительного барьера, разделяющего проезжие части дороги и препятствующего съезду транспортных средств с проезжей части дороги или выезду на встречную полосу. Испытания показали положительные результаты. Применение стального каната в полимерной оболочке со светоотражающими наполнителями снижает аварийность транспорта и дорог в целом как в дневное, так и в ночное время суток. Полимерная оболочка увеличит срок службы ограждения.