СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТОЙ ГЕОРЕШЕТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТОЙ ГЕОРЕШЕТКИ
METHOD FOR PRODUCTION OF CELLULAR GEOWEB AND DEVICE FOR PRODUCTION OF CELLULAR GEOWEB

Предметом изобретения является способ и устройство для изготовления ячеистой георешетки из двусторонне текстурированных, а при необходимости, даже и перфорированных лент из полиэтилена высокой плотности.
Ячеистые георешетки выполнены из нескольких десятков пластмассовых лент, соединенных сериями глубоких ультразвуковых сварок, расположенных перпендикулярно к продольным осям лент.
Они имеют форму пространственных структур, регулярных открытых решеток, похожих по своему строению на соты. Ячеистые георешетки - элементы систем укрепления и стабилизации грунта. Используемые в виде системы они образуют полужесткую плиту, значительно повышающую его стабильность.
Известные способы изготовления ячеистой георешетки основаны на соединении сваркой лент из пластмассы, помещенных на подвижном корпусе, при этом сварочное устройство закреплено на цоколе, прикрепленном к полу. Серии швов выполняются перпендикулярно к продольным осям лент.
Известен способ изготовления георешеток из термопластических прутов согласно изобретению «Георешетка большой поверхности и значительной выносливости на растяжение, способ и устройство для ее изготовления, а также ее применение как дренажного и арматурного элемента, и как ограждение» (см. патент PL №339183, опубл. 2000-10-09, кл. E02D 17/20).
Указанный способ заключается в том, что большое количество прутов размещено один за другим и рядом с другим, при этом место скрещивания прутов, сваривается поточным способом с одновременным применением техники вибрационной сварки. Вибрационное устройство для сварки характерно тем, что содержит не менее одной вибрационной единицы, при помощи которой можно одновременно сваривать не менее 100 мест скрещивания, предпочтительно до 500 мест скрещивания.
Существо заявляемого способа изготовления ячеистой георешетки из двусторонне текстурированных, или по мере необходимости из перфорированных лент полиэтилена высокой плотности, заключается в том, что ленты, изготовленные из смеси полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, а также полиэтилена средней плотности с натуральными и химическими заполнителями, помещенные в неподвижном корпусе, сваривают при помощи комплекса подвижных сварочных аппаратов. Сварочные аппараты закреплены на тележках, передвигающихся вдоль оси несущей балки, размещенных, в свою очередь, над корпусом, вдоль его оси. Сварочная система состоит из ультразвукового генератора и пресса с конвертором, бустером и сонотродом. Ультразвуковой генератор образует электрические вибрации высокой частоты. Они преобразовываются в конвертере в механические вибрации. Конвертер соединен с бустером, трансформирующим постоянные вибрации, произведенные конвертером, и передает их в сонотрод. Сонотрод концентрирует и усиливает механические вибрации, идущие в продольном направлении, и передает их к пластифицированной зоне соединения. Ленты помещаются между сварочным аппаратом и двумя комплексами подвижных небольших платформ, которыми укомплектован корпус. Помещенные в корпусе в противоположных рядах платформы поддерживают попеременно ленты во время их сварки. Швы образуются по очередным циклам.
Каждый цикл состоит из прижима рабочих элементов сварочного аппарата к двум лентам, опирающимся попеременно комплексами платформ. Все платформы каждого комплекса прикреплены к консольному комплекту и одновременно подаются в корпус. При первом цикле сварки на платформы помещаются две ленты, а при последующих циклах на платформы подаётся по одной ленте. Сварочный аппарат продвигается вдоль корпуса с колебательными движениями. Амплитуда этих движений равняется половине промежутка между соседними швами.
Ленты локально пластифицируются вибрирующим сонотродом, что вместе с прижимом сонотрода, выполняемым пневматическим серводвигателем, вызывает возникновение соединения между ними.
После реализации серии из нескольких десятков швов, готовый пакет сваренных лент ячеистой георешетки извлекается из корпуса.
Ячеистая георешетка, изготовленная в соответствии с заявляемым изобретением, представлена на чертежах, а именно на фиг.1 проиллюстрирован вид сверху растянутой георешетки, на фиг.2 - вид ленты сбоку, после сложения в позицию для транспортировки. На обеих фигурах видны ленты 18, из которых изготовлена георешетка, а также места шва 19 лент 18.
Устройство для изготовления ячеистой георешетки, в состав которого входят: корпус с вырезами (можно использовать термин «ниша») в боковых стенках, платформы, подаваемые в вырезы (в ниши), сварочный аппарат, а также системы питания электроэнергией и сжатым воздухом, при этом над корпусом, вдоль его оси на опорах закреплена несущая балка. К балке, посредством тележек, прикреплены сварочные аппараты, состоящие из генератора и пресса. Прессы укомплектованы:
конвертором, бустером и сонотродом. Корпус устройства неподвижен и имеет два противоположно расположенные ряда платформ. Каждый ряд платформ включен в комплект с кронштейнами, передним и задним, двигающимися посредством пневматических серводвигателей.
Противоположно размещенные ряды платформ установлены по отношению друг к другу через отрезок, равный половине промежутка между соседними швами лент. У тележек есть собственный привод. Все функции устройства по изобретению контролируются системой автоматики на основании PLC.
Устройство в соответствии с изобретением представлено на чертежах, где на фиг.3 показано вертикальное сечение устройства, на фиг.4 представлен вид сбоку пресса, а на фиг.5 - вид сверху корпуса.
Устройство состоит из корпуса 1 с вырезами (нишами) 17 в боковых стенках корпуса 1, несущей балки 3, закрепленной над корпусом 1 на опорах 2 и проходящих вдоль оси корпуса 1, а также прикрепленных к несущей балке 3 посредством тележек 4 сварочных аппаратов 5, состоящих из генераторов 6 и прессов 7. Прессы 7 укомплектованы конвертером 8, бустером 9 и сонотродом 10. Корпус 1 неподвижен и имеет два противоположных ряда платформ 11, 12. Каждый ряд платформ 11 и 12 включен в комплект кронштейнов заднего 14 и переднего 13, передвигаемых при помощи пневматических серводвигателей 15. Тележки 4 имеют свой привод 16.
Устройство работает следующим образом. Тележки 4 вместе с прикрепленными к ним сварочными аппаратами 5 перемещаются с колебательным движением по очередным местам сварки. Амплитуда этого движения равна половине промежутка между соседними швами.. Противоположно размещенные ряды платформ 11 и 12 перемещают по отношению друг к другу на промежуток, равный половине расстояния между соседними швами ячеистой георешетки. Опирающиеся на соответствующие вырезы 17 в корпусе 1, в противоположных рядах платформы 11, 12 направляют попеременно ленты во время их сварки. Все платформы каждого комплекта кронштейнов 13, 14 подаются в вырезы 17 корпуса 1 одновременно. Все функции устройства контролируются при помощи системы автоматики, основанной на драйвере PLC. После начала оператором процесса сварки с уровня одной консоли управления, рабочее плечо пресса 7, поддерживающее конвертер 8, бустер 9 и сонотрод 10, опускается в направлении лент, предусмотренных для сварки. После прижима сонотрода 10 к свариваемым лентам запускается генератор 6, обеспечивающий ток высокой частоты, заменяемый конвертером 8 на механические вибрации. Механические вибрации, производимые конвертером 8, трансформируются и направляются в сонотрод 10 через бустер 9. Сонотрод направляет механические вибрации в пластифицированную зону шва лент. После цикла работы генератором 6, рабочее плечо пресса 7 поднимается вверх. Устройство готово к проведению очередной серии швов.
Способ изготовления ячеистой георешетки из двусторонне текстурированных или, по мере необходимости, тоже из перфорированных лент из полиэтилена высокой плотности осуществляется следующим образом. Указанные ленты, изготовленные из смеси полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, а также полиэтилена средней плотности вместе с естественными и химическими заполнителями, помещенные в неподвижном корпусе 1, свариваются при помощи комплекса подвижных сварочных аппаратов 5. Сварочные аппараты 5 закреплены на тележках 4, передвигающихся вдоль оси несущей балки 3, закрепленной в свою очередь над корпусом 1, вдоль его оси. Генератор 6 создает электрические вибрации высокой частоты. Они преобразуются в конвертере 8 в механические вибрации. К конвертеру 8 закреплен бустер 9, трансформирующий постоянные вибрации, произведенные конвертером 8, и направляет их в сонотрод 10. Сонотрод 10 концентрирует и усиливает механические вибрации, идущие в продольном направлении, и направляет их к пластифицированной зоне соединения. Ленты помещаются между сварочным аппаратом 5 и двумя комплексами подвижных небольших платформ 11 и 12, которыми укомплектован корпус. Помещенные в корпусе в противоположных рядах платформы, поддерживают попеременно ленты во время их сварки. Швы образуются по очередным циклам.
Каждый цикл состоит из прижима рабочих элементов сварочного аппарата 5 к двум лентам, опирающимся попеременно комплексами платформ 11 и 12. Все платформы 11 и 12 каждого комплекса прикреплены к консольному комплекту 13 и 14 и подаются одновременно в вырезы 17 в корпусе 1. При первом цикле сварки на платформы 11 и 12 помещаются две ленты, а при очередных циклах на платформы 11 и 12 передвигаются по одной ленте. Сварочный аппарат 5 продвигается вдоль корпуса 1 с колебательным движением. Амплитуда этого движения равняется половине промежутка между соседними швами.
Ленты локально пластифицируются вибрирующим сонотродом 10, что вместе с прижимом сонотрода 10, выполняемым пневматическим серводвигателем, вызывает возникновение соединения между ними.
После реализации нескольких десятков серий швов, готовый пакет сваренных лент ячеистой георешетки извлекается из корпуса 1.