СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ГЕОРЕШЕТКИ Российский патент 2017 года по МПК B29C55/04 

Область техники

Изобретение относится к области строительства, более точно, к георешеткам, предназначенным для применения в качестве армирующей и разделяющей прослойки в конструкциях земляного полотна линейных транспортных (автомобильных, железнодорожных, трубопроводных) и геотехнических сооружений.

Предшествующий уровень техники

Заявленное изобретение относится к двухосно-вытянутым сетчатым структурам (георешеткам), получаемым из листа полимерного материала. Георешетки, в частности полимерные георешетки, используются для механической стабилизации грунта, в котором частицы щебня удерживаются георешеткой. При правильно подобранной структуре решетки происходит эффект заклинивания частиц щебня в георешетке, при этом предотвращается горизонтальное движение щебня. Вероятность эффекта заклинивания зависит от соотношения размеров ячейки и фракции щебня и формы ячейки, поскольку чем ближе форма ячейки к кругу, тем больше вероятность заклинивания асимметричных частиц щебня.

Известен способ изготовления полимерной георешетки, раскрытый в патенте US 6423394, опубликованном 23.07.2002, включающий перфорирование и последующее вытягивание листа из полимерного материала сначала вдоль, а затем поперек. Недостатком этого известного способа является то, что не предусматривается получение георешетки с шестиугольными ячейками.

Известен также способ изготовления полимерной георешетки, раскрытый в патенте US 3386876, опубликованном 04.06.1968, включающий перфорирование и последующее вытягивание листа из полимерного материала сначала вдоль, а затем поперек, при перфорировании перфорационные отверстия, в частности круглые, выполняют рядами поперек листа из полимерного материала с одинаковыми расстояниями между соседними отверстиями в ряду и одинаковым шагом между соседними рядами вдоль листа из полимерного материала. Этот известный способ является наиболее близким аналогом. Недостатком этого известного способа является также то, что не предусматривается получение георешетки с шестиугольными ячейками.

Раскрытие изобретения

Заявленное изобретение направлено на решение технической проблемы, заключающейся в улучшении механической стабилизации грунта.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в получении георешетки с шестиугольными ячейками. При использовании георешетки с шестиугольными ячейками обеспечивают эффект заклинивания частиц щебня с большей вероятностью.

Техническим результатом также является снижение площади «нерабочих зон» георешетки, т.е. областей георешетки, которые не влияют на эффект заклинивания частиц щебня. «Нерабочие зоны» - это области, примыкающие к узлам решетки. В георешетке с треугольными ячейками в узле решетки соединяются 6 ребер и угол между ними 60°. В георешетке с квадратными ячейками в узле решетки соединяются 4 ребра и угол между ними 90°. А в георешетке с шестиугольными ячейками в узле решетки соединяются 3 ребра и угол между ними 120°. Чем больше угол, тем ближе к узлу может оказаться частица щебня, заклинившаяся в георешетке.

Указанные технические результаты достигается в способе изготовления полимерной георешетки, включающем:

перфорирование, при этом располагают перфорационные отверстия рядами поперек листа (полотна) из полимерного материала с одинаковым расстоянием между соседними отверстиями (шагом) в ряду и одинаковым интервалом между соседними рядами вдоль листа из полимерного материала, а каждый ряд перфорационных отверстий выполняют со смещением вдоль ряда (поперек листа из полимерного материала) на половину шага (расстояния между соседними отверстиями в ряду) относительно перфорационных отверстий соседних рядов, и

последующее вытягивание листа из полимерного материала:

сначала вдоль, при этом растягивают перфорационные отверстия в ромбовидные ячейки, каждая из которых образована четырьмя узлами и четырьмя ребрами, соединяющими узлы, а

затем поперек, при этом растягивают узлы и образуют ячейки в виде шестиугольников.

Размеры всех перфорационных отверстий могут быть равны.

Перфорационные отверстия могут выполняться круглыми.

Вытягивая лист из полимерного материала с ромбовидными ячейками поперек и растягивая узлы, можно сохранять неизменным максимальный размер ячеек в продольном направлении, при этом дополнительно растягивают полученные при продольном вытягивании ребра ромбовидных ячеек так, чтобы их длина была равна длине ребер, образуемых при растягивании узлов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана структура перфорированного листа полимерного материала.

На фиг. 2 показана фотография перфорированного листа полимерного материала.

На фиг. 3 показана структура продольно вытянутого перфорированного листа полимерного материала.

На фиг. 4 показана фотография продольно вытянутого перфорированного листа полимерного материала.

На фиг. 5 показана структура полимерной георешетки.

На фиг. 6 показана фотография полимерной георешетки.

Осуществление изобретения

Ниже приводится описание производства заявленной полимерной георешетки.

Полимерная георешетка изготавливается из полотна (листа) полипропилена методом экструзии с последующим перфорированием и ориентированием. Сформированное на каландрах полотно толщиной 4,0-9,0 мм и шириной 1000-1350 мм поступает на электромеханический перфоратор, где происходит просечка отверстий одного диаметра на всей площади полотна рядами поперек полотна, как показано на фиг. 1 и фиг. 2. Диаметр отверстия просечки d от 4 мм до 7 мм, шаг просечки в ряду a составляет от 3 мм до 10 мм. Каждый ряд перфорационных отверстий выполняют со смещением вдоль ряда (поперек листа из полимерного материала) на половину шага (расстояния между соседними отверстиями в ряду) относительно перфорационных отверстий соседних рядов. Расстояние между рядами отверстий вдоль полотна одинаково, зависит от диаметра отверстий просечки и шага просечки в ряду и регулируется протяжным устройством.

Перфорированное полотно поступает в камеру продольной ориентации, где происходит его нагрев до температуры 90-150°C и продольное вытягивание (машинное направление). Полотно нагревают при прохождении через группу медленных и группу быстрых валов, нагреваемых до заданной температуры. Параметры ленты после камеры продольной ориентации следующие: ширина ленты - 950-1150 мм, размер ромбовидной ячейки в длину b=50-70 мм, размер ромбовидной ячейки в ширину c=5-15 мм, как показано на фиг. 3 и фиг. 4.

После продольного ориентирования полотно заправляют в установку поперечной ориентации. Установка представляет собой камеру, в которую полуфабрикат подают с помощью двух клупповых цепей. Установка поперечной ориентации разделена на пять секций по ходу движения решетки: секция зажима, секция предварительного нагревания, секция поперечного растяжения, секция стабилизации, секция охлаждения и обрезки по ширине. Камера установки поперечной ориентации имеет четыре зоны нагрева, которые обогреваются циркулирующим горячим воздухом. Температура в секции предварительного нагревания и секции поперечного растяжения 120-160°C. Зажатая между двумя клупповыми цепями одноосно-ориентированная решетка (полуфабрикат) подается в камеру установки поперечной ориентации. В секции предварительного нагревания происходит разогрев решетки до пластичного состояния, в секции поперечного растяжения происходит поперечное ориентирование решетки, в секции стабилизации происходит релаксация решетки, в секции охлаждения решетка остывает и тянущими валами подается к узлу намотки, при этом идет обрезка кромок решетки пластинчатыми или дисковыми ножами. Получаемая в результате георешетка показана на фиг. 5 и фиг. 6. Длина каждого ребра l=25-40 мм.

Наибольший технический результат достигается при использовании заявленной полимерной георешетки с ячейками в виде правильных шестиугольников. Для получения таких ячеек в секции поперечного растяжения, во-первых, сохраняют натяг вдоль полотна, не давая ячейкам сжаться при поперечном растягивании. Во-вторых, подбирают опытным путем параметры ромбовидной ячейки, чтобы при поперечном растяжении длина ребер ромбовидных ячеек, полученных при продольном вытягивании, в результате дополнительного растяжения была равна длине ребер, полученных при растягивании узлов.

Изобретение относится к изготовлению полимерной георешетки. Осуществляют перфорирование и последующее растягивание листа из полимерного материала. Перфорационные отверстия располагают рядами поперек листа из полимерного материала с одинаковым шагом в ряду и одинаковым интервалом между соседними рядами вдоль листа из полимерного материала, а каждый ряд перфорационных отверстий выполняют со смещением вдоль ряда на половину шага относительно перфорационных отверстий соседних рядов. Растягивают перфорационные отверстия в ромбовидные ячейки, которые растягивают в ячейки в виде шестиугольников. В результате улучшается механическая стабилизация грунта. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ изготовления полимерной георешетки, включающий перфорирование и последующее вытягивание листа из полимерного материала сначала вдоль, а затем поперек, при этом ряды перфорационных отверстий располагают поперек листа из полимерного материала с одинаковым интервалом вдоль листа из полимерного материала, перфорационные отверстия в каждом ряду располагают с одинаковым шагом, отличающийся тем, что каждый ряд перфорационных отверстий выполняют со смещением вдоль ряда на половину шага относительно перфорационных отверстий соседних рядов, при этом, вытягивая перфорированный лист из полимерного материала вдоль, растягивают перфорационные отверстия в ромбовидные ячейки, каждая из которых образована четырьмя узлами и четырьмя ребрами, соединяющими узлы, а затем, вытягивая лист из полимерного материала с ромбовидными ячейками поперек, растягивают узлы и образуют ячейки в виде шестиугольников.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размеры всех перфорационных отверстий равны.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что перфорационные отверстия выполняют круглыми.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, вытягивая лист из полимерного материала с ромбовидными ячейками поперек и растягивая узлы, сохраняют неизменным максимальный размер ячеек в продольном направлении, при этом дополнительно растягивают полученные при продольном вытягивании ребра ромбовидных ячеек так, чтобы их длина была равна длине ребер, образуемых при растягивании узлов.

5. Полимерная георешетка, отличающаяся тем, что изготовлена способом по п. 1.