ПРОТИВОСКОЛЬЗЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУВИ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для предохранения обуви от скольжения при передвижении по обледенелой, заснеженной или мокрой поверхности, и может быть использована в качестве накладки для обуви любого назначения, преимущественно используемой в нефтегазодобывающей промышленности, где установлены повышенные требования по химической и взрывопожарной безопасности.
Известно, что к производствам, связанным с образованием высокотемпературных искр, которые могут привести к возгораниям, пожарам, взрывам относятся нефтегазовая, угольная, промышленности и другие. При этом источниками возникновения электростатического заряда наиболее часто являются: трибоэлектризация, которая возникает при соприкосновении, трении и отрыве друг от друга поверхностей из разных материалов (например, при контакте подошв обуви с поверхностью пола или при трении одежды о тело человека); индукция или зарядка коронным разрядом, которые возникают при попадании человека (или предмета) в зону электростатического поля, создаваемого заряженным объектом. На определение зажигающей способности фрикционных искр, образующихся при соударении, трении этих материалов и способных стать источником зажигания горючих газопаровоздушных смесей, предъявляются особые требования.
Фрикционная искробезопасность – это состояние изделия, при котором исключается возможность взрыва и пожара от фрикционного искрения.
Средства защиты  с неэлектропроводящими материалами должны обеспечивать предотвращение возникновения с них опасного электростатического разряда или ограничивать способность возникающих разрядов стать источником зажигания взрывоопасных смесей. Основными показателями, определяющими защиту от электростатического разряда, являются: электростатические свойства материала; геометрические параметры неметаллического изделия; воспламеняющая способность разрядов статического электричества.
К искробезопасным материалам относятся материалы, полностью или частично исключающие образование электрических искр.
Антистатическая обувь обеспечивает рассеивание накопленного электрического заряда, что позволяет избежать риска разрядов и воспламенения взрывоопасной среды. Свойство таких материалов заключается в том, что они не создают при взаимном скольжении, ударе, трении фрикционных искр, способных инициировать горение заданной газовоздушной смеси.
Накладки на обувь из искробезопасных материалов эффективно предотвращают скольжение.
Противоскользящие накладки, как правило, представляют собой эластичную подошву, оснащенную износостойкими металлическими шипами, количество которых варьируется в зависимости от модели. При этом шипы, как правило, состоят из металлического корпуса, в котором размещена вставка из твердого металлического сплава.
Из предшествующего уровня техники известно противоскользящее устройство в виде протекторной накладки на каблук, выполненной из эластичного материала и условно разделенной на три части: центральную, устанавливаемую на каблук и снабженную износостойкими шипами, и две боковые, на которых закреплены  несъемные фиксирующие элементы, выполненные из ленты «Велкро» и закрепленные на концах боковин посредством клепок. Обе ленты одним своим концом крепятся к  металлофурнитурному кольцу, причем  одна из них установлена с возможностью регулирования ее длины. Фиксирующие элементы охватывают ногу пользователя спереди. В эластичной пластине выполнен вырез, совпадающий с зоной задника обуви, который и вставляется в этот вырез.
Недостатки известного устройства связаны с выполнением изностостойких шипов металлическими, что негативно влияет на обеспечение фрикционной искробезопасности (US D747,597 S «Non-slip shoe protector», дата приоритета 14.09.2013,  дата публикации 14.02.2014).
Известно противоскользящее устройство «Ледоходы» http://www.technoavia.ru/katalog/hoz/protivoskolg/9-025.htm, предназначенное для использования совместно с повседневной или рабочей обувью. Приспособление изготовлено из мягкого эластомерного материала в виде цельной накладки, условно разделенной на центральную часть, размещаемую на каблуке обуви, и боковые части,  в каждой из  которых вырезаны фиксирующие элементы в виде ответвлений разной длины: короткие и длинные. На концах коротких ответвлений смонтированы металлические овальные кольца, служащие для  закрепления в них фиксирующих элементов, в качестве которых используют   липкую ленту, соединяющую боковины спереди - со стороны носочной части обуви. В каждом длинном ответвлении выполнен ряд сквозных отверстий, которые совмещаются при соединении длинных фиксирующих элементов внахлест  на заднике обуви и в них вставляются  ограничители в виде, например, гвоздиков, с помощью которых определяется положение фиксирующих элементов в том или ином направлении. Гвоздики изготовлены из жесткого пластика. Износостойкие шипы выполнены влитыми.
Недостатки данного устройства также обусловлены использованием в конструкции металлических элементов, в частности, колец крепления, а также износостойких шипов, что в условиях, например,  нефтегазодобывающих предприятий может привести к возникновению электрической искры и в дальнейшем к различным повреждениям.
Применение в противоскользящем устройстве несменяемых влитых шипов приводит к сокращению его срока службы, т.к. износ, по крайней мере, одного из шипов, уменьшает противоскользящий эффект, при этом замена поврежденного шипа не предусмотрена.
Кроме того, срок эксплуатации снижается из-за повреждений фиксирующих элементов, т.к. в процессе эксплуатации  устройства отверстия, выполненные в мягком материале, постепенно увеличиваются в размерах, и крепежные гвоздики начинают из них выпадать, в результате происходит размыкание пяточных фиксирующих элементов, надежность и срок службы изделия снижаются.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство против скольжения, выполненное в виде эластичной конструкции с шипами, одеваемой на обувь, при этом шипы выполнены из закрепленного в эластичной конструкции металлического корпуса и выступающей из него вставки из твердого сплава (патент № 173636 на полезную модель «Устройство против скольжения», дата подачи 04.08.2016 г., опубликовано 04.09.2017 г.).
Основные недостатки прототипа связаны с изготовлением изностостойких шипов из металлических материалов, которые относятся к проводникам электрического тока и обладают значительно меньшим электрическим сопротивлением, чем диэлектрики. Известно, что в проводнике имеется большое число свободных носителей заряда, то есть заряженных частиц, которые могут свободно перемещаться внутри объёма проводника и под действием приложенного к проводнику электрического напряжения создают ток проводимости, что может привести к образованию фрикционных искр.
Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в повышении фрикционной искробезопасности изделия.
Указанный результат достигается тем, что противоскользящее устройство для обуви, выполненное в виде эластичной основы с износостойкими шипами, закрепляемой на подошве обуви, при этом каждый шип состоит из корпуса и размещенной внутри него вставки  из твердого материала, согласно полезной модели эластичная основа, корпус шипа и вставка изготовлены из  искробезопасных материалов.
В качестве искробезопасных материалов применяют преимущественно диэлектрические (изолирующие) материалы, в том числе органического или неорганического происхождения.
Полезная модель поясняется чертежами, где
Фиг. 1 – вид сверху противоскользящего устройства для обуви;
Фиг. 2 -  вид спереди противоскользящего устройства для обуви.
Противоскользящее устройство для обуви размещается на подошве и состоит из основы 1 – цельной базовой накладки (пластины), изготовленной из эластомерного материала и условно разделенной на центральную часть 2, в которой установлены  износостойкие шипы 3, и боковин 4, каждая из которых выполнена со сквозными отверстиями 5, 6 в виде щелей. Отверстия 6 расположены в виде вертикального ряда. В качестве эластомерного материала могут быть использованы композитные или эластичные полимерные материалы, обладающие повышенным коэффициентом трения на льду, что способствует увеличению надежности и продлевает срок эксплуатации изделия, а также снижает риск возникновения фрикционных искр. Известно, что, обледеневшие и заснеженные покрытия имеют меньший коэффициент трения по сравнению с обычным дорожным покрытием.
Все части основы приблизительно соразмерны по площади, что усиливает конструкцию, повышает ее надежность за счет равномерного распределения нагрузки и, соответственно, повышает срок службы.
Каждый из износостойких  шипов состоит из корпуса и размещенной внутри него  вставки. Корпус изготовлен из диэлектрического (изолирующего) материала, в том числе органического или неорганического происхождения. К первой группе относятся пластические массы, слоистые пластики, целлюлозные материалы, кремнийорганические полимеры, каучуковые и  т.п. Ко второй группе — керамика, силикатные стекла, сегнетоэлектрики и другие подобные материалы.
Вставку выполняют из любого твердого материала, включая керамический, графитосодержащий или иной, например,  фторопласт, полистирол, органическое стекло или стекловолокно.
В качестве материала для корпуса и вставок могут быть  применены низкоуглеродистые стали или стали с меньшими магнитными  свойствами, что  снижает  возможность возникновения электрической искры, особенно в условиях нефтегазодобывающих предприятий. Электроизоляционные материалы (диэлектрики) обладают очень большим электрическим сопротивлением, а также высокой нагревостойкостью, влагостойкостью и стойкостью к электрическим искрам, при этом значения электрических характеристик мало изменяются в процессе старения.
Шипы могут быть выполнены как влитыми (запрессованными), так и съемными, что определяется технологией изготовления.
Все сквозные отверстия в накладке снабжены буртиками, повышающими жесткость и прочность конструкции, что, в свою очередь, приводит к увеличению срока службы противоскользящего устройства, т.к. сопротивление внешним деформациям увеличивается. Размеры сквозных отверстий зависят от  параметров используемых  фиксирующих элементов из прочной ленты с застежкой «Велкро». Применение фиксирующих элементов из липкой ленты способствует упрощению процесса надевания/снимания противоскользящего устройства, а также исключает повреждения самой накладки.
Центральная часть основы защищает каблук и практически повторяет его форму, при этом ее торцовая  кромка выполнена с фасками, что обеспечивает более равномерное стаптывание и обуви, и  самой накладки.
Контактная поверхность центральной части накладки, как правило, выполнена рифлёной, что придает конструкции дополнительный противоскользящий эффект и продлевает срок службы.
Осуществление полезной модели подтверждается примерами конкретного выполнения.
Предлагаемое к защите устройство сначала фиксируют сзади - на пятке (заднике обуви). В любом из отверстий 5 одной из боковин закреплена липкая лента (на чертеже не показана), которая протягивается через задник обуви, вставляется в отверстие другой боковины и застегивается.
Аналогичным образом устройство  фиксируется спереди, при этом липкая лента, размещенная в любом из отверстий 6 вертикального ряда,  проходит через взъем стопы. В обоих случаях регулируется плотность прилегания. Возможность регулирования положения фиксирующего элемента по высоте расширяет область использования устройства - для обуви любого размерного ряда, в том числе, детского.
Помимо этого, наличие на боковинах нескольких вертикально расположенных сквозных отверстий, позволяет одновременно присоединять к устройству дополнительные приспособления, например, накладку, защищающую носочную часть обуви.
Основу  производят методом литья под давлением с применением известных технических средств и технологий.
Заявленное противоскользящее устройство для обуви позволяет значительно увеличить срок эксплуатации по сравнению с известными изделиями, а также расширяет область применения, в частности, может быть использовано в условиях с повышенными требованиями к химической и взрывопожарной безопасности.