Світлоповертальний елемент та спосіб кріплення світлоповертального елемента

Реферат: Винахід належить до будівництва або облаштування доріг, зокрема до пристроїв для полегшення користування дорогами і підвищення безпеки руху та до способів встановлення UA 100619 C2 (12) UA 100619 C2 таких пристроїв до елементів інженерного обладнання доріг, та може бути використаний, зокрема, для монтажу світлоповертальних елементів на автомобільних шляхах самостійно або у сполученні з іншими засобами організації дорожнього руху, а також у будівництві. Заявлений спосіб кріплення може бути застосований і в інших галузях, наприклад у будівництві при виконанні різноманітних монтажних робіт і т.п. Світлоповертальний елемент містить корпус, переважно з пластику, зі світлоповертальною поверхнею та поверхнею кріплення та додатково містить електропровідний елемент, сполучений з поверхнею кріплення, та шар термопластичного матеріалу, сполучений щонайменше з однією поверхнею електропровідного елемента. Спосіб кріплення світлоповертального елемента включає з'єднання світлоповертального елемента з місцем монтажу за допомогою термопластичного матеріалу, розташовування світлоповертального елемента поверхнею кріплення на місці монтажу та здійснення індукційного нагріву електропровідного елемента до розплавлення термопластичного шару з подальшим затвердінням розплавлених шарів. UA 100619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до будівництва або облаштування доріг, зокрема до пристроїв для полегшення користування дорогами і підвищення безпеки руху та до способів встановлення таких пристроїв до елементів інженерного обладнання доріг, та може бути використаний, зокрема, для монтажу світлоповертальних елементів на автомобільних шляхах самостійно або у сполученні з іншими засобами організації дорожнього руху, а також у будівництві. Відомо багато аналогічних світлоповертальних елементів, серед яких за сукупністю суттєвих ознак найближчими є наступний. За найближчий аналог світлоповертального елемента прийнято світлоповертальний елемент типу КД1-КД4, який містить корпус, переважно з пластику, зі світлоповертальною поверхнею та поверхнею кріплення до місця монтажу. Світлоповертальний елемент містить механічні кріпильні елементи або отвори для їх встановлення при кріпленні до елементів інженерного обладнання доріг, в саме гвинти, заклепки або анкерні болти [ГОСТ Р 50971-96, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ. СВЕТОВОЗВРАЩАТЕЛИ ДОРОЖНЫЕ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. ПРАВИЛА ПРИМЕНЕНИЯ, дата публікації - 24.11.1997]. Недоліком найближчого аналога є відносна складність виготовлення світлоповертального елемента через додаткові елементи кріплення, застосування яких також призводить до зниження зручності при монтажу світлоповертального елемента, а також зниження надійності утримання світлоповертальних елементів під час дорожнього руху, при очищенні з використанням засобів механізації очисних робіт та їх захисту від можливої крадіжки. Також відомо багато аналогічних способів кріплення світлоповертального елемента, серед яких за сукупністю суттєвих ознак найближчими є наступні. Відомий спосіб кріплення світлоповертального елемента до полотна дороги за допомогою анкерних болтів, які повинні забезпечувати його надійну кутову фіксацію. Зміна кутового положення світлоповертального елемента призводить до зменшення відстані, з якої спостерігається світлоповертальний елемент, зменшує ефективність його використання [свідоцтво РФ на корисну модель № 8977, опубліковане 16.01.1999 р., МПК: E01F9/04]. Недоліком відомого способу є необхідність порушення цільності поверхні для кріплення, у даному випадку, полотна дороги, виконання значної кількості технологічних операцій, а саме підготовка отворів у полотні дороги, очищення отворів, точна фіксація світлоповертального елемента. Крім того, ускладнюється конструкція самого світлоповертального елемента і збільшується його матеріаломісткість, а також швидкість монтажу світлоповертального елемента. За найближчий аналог прийнято спосіб кріплення світлоповертальних елементів відповідно до міжнародної заявки, опублікованої 16.01.1997 р. під номером WO 97/01675, МПК: E01F 9/04, E01F 9/08, який характеризується з'єднанням світлоповертального елемента з місцем монтажу за допомогою термопластичного матеріалу. Тому прототип частково позбавлений недоліків відомого аналогічного способу завдяки сполученню світлоповертальних елементів з поверхнею для кріплення за допомогою термопластичного матеріалу, зокрема, за допомогою розплавленої бітумної мастики або епоксидного двокомпонентного клею. Недоліком такого з'єднання з використанням епоксидного клею є тривалий час полімеризації (декілька годин). Закриття дороги чи обмеження руху на такій термін призводить до значних економічних витрат і є неприпустимим. Використання бітумних клеїв, розм'якшення яких відбувається при 80-120 °C, не забезпечує надійного кріплення світлоповертальних елементів при підвищених температурах та нагріванні прямими сонячними променями. Окрім того використання зазначених способів є трудомістким. При необхідності демонтажу світлоповертальних елементів, закріплених зазначеними вище способами, строк експлуатації яких вичерпався, необхідні значні витрати часу та матеріалів. При цьому досить часто демонтаж призводить до пошкодження дорожнього полотна. В основу винаходу поставлено задачу підвищення ефективності і надійності кріплення світлоповертального елемента до місця монтажу, забезпечення незмінності просторової орієнтації світлоповертального елемента в процесі експлуатації під час контакту з автотранспортом або при очищенні доріг з використанням засобів механізації робіт з одночасним скороченням часу монтажу світлоповертального елемента та розширення переліку матеріалів, які можуть бути використані як термопластичний шар, за допомогою якого здійснюють кріплення світлоповертального елемента, а також спрощення подальшого демонтажу світлоповертального елемента після закінчення терміну експлуатації. Поставлена задача вирішується таким чином, що світлоповертальний елемент, який містить корпус, переважно з пластику, зі світлоповертальною поверхнею та поверхнею кріплення, відповідно до винаходу, містить електропровідний елемент, сполучений з поверхнею кріплення, 1 UA 100619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 та шар термопластичного матеріалу, сполучений щонайменше з однією поверхнею електропровідного елемента. При цьому електропровідний елемент може бути закріплено однією поверхнею з корпусом, а на іншу поверхню нанесено шар термопластичного матеріалу. При цьому шар термопластичного матеріалу може бути нанесено на поверхню електропровідного елемента, сполучену з поверхнею кріплення світлоповертального елемента та на інші поверхні електропровідного елемента. Також поставлена задача вирішується таким чином, що у відомому способі кріплення світлоповертального елемента, який включає з'єднання світлоповертального елемента з місцем монтажу за допомогою термопластичного матеріалу, відповідно до винаходу, додатково використовують електропровідний елемент, розташований на поверхні кріплення корпусу світлоповертального елемента та шар термопластичного матеріалу, розташований щонайменше на одній поверхні електропровідного елемента, далі розташовують світлоповертальний елемент поверхнею кріплення на місці монтажу та здійснюють індукційний нагрів електропровідного елемента до розплавлення термопластичного шару з подальшим затвердінням розплавлених шарів. При цьому можуть використовувати феромагнітну, наприклад, сталеву пластину як електропровідний елемент. При цьому можуть використовувати феромагнітну металеву пластину з отворами або металеву сітку як електропровідний елемент. При цьому можуть використовувати термопластичний матеріал з температурою плавлення більшою ніж температура плавлення матеріалу поверхні в місці монтажу. Між сукупністю суттєвих ознак винаходу та технічним результатом, який досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Технічний результат винаходу полягає в тому, що при індукційному нагріванні електропровідного елемента нагрівається одночасно термопластичний матеріал, який знаходиться з ним у контакті, частина корпусу світлоповертального елемента біля поверхні кріплення та матеріал поверхні призначеної для монтажу. При цьому теплові потоки направлені "з місця кріплення на зовні". Нагрівання здійснюється короткочасно, теплова енергія передається від електропровідного елемента відразу на поверхні кріплення, розплавляючи відповідні шари, а інші частини корпусу світлоповертального елемента не зазнають при цьому перегріву. Відомі способи кріплення світлоповертального елемента з використанням термопластичних матеріалів використовують зовнішні джерела тепла, тобто теплові потоки направлені "зовні в місце кріплення", або заздалегідь розігрітий клей наносять на відповідні поверхні кріплення безпосередньо перед монтажем. Тобто використання сукупності ознак призводить до нового технічного результату. Винахідниками при проведенні численних дослідів було встановлено, що при нагріванні електропровідного елемента, розташованого саме в місці кріплення корпусу світлоповертального елемента з поверхнею, на яку має бути закріплено зазначений елемент, здійснюється нагрівання частини корпусу світлоповертального елемента в місці поверхні зварювання, розплав термопластичного матеріалу, одночасне нагрівання та часткове розплавлення матеріалу поверхні, призначеної для кріплення, переважно дорожнього полотна, якщо воно має хоча б частково термопластичні властивості (наприклад найбільш розповсюджений матеріал дорожнього полотна - асфальт). Зазначені обставини фактично призводять до зварювання корпусу світлоповертального елемента з дорожнім покриттям та надійного його кріплення. Це забезпечує надійне утримання і незмінність просторової орієнтації світлоповертальних елементів під час руху автотранспорту очищення шляхів з використанням засобів механізації робіт. Також при нанесенні термопластичного матеріалу на обидві поверхні електропровідного елемента завдяки індукційному нагріву здійснюється одночасно з'єднання (зварювання) світлоповертального елемента, електропровідного магнітного матеріалу і дорожнього покриття. При цьому в процесі кріплення світлоповертального елемента відбувається локальне контрольоване підвищення температури, що забезпечує високу швидкість процесу його монтажу. Винахідниками також при створенні дослідних зразків встановлено, що застосування електропровідного елемента та індукційний спосіб його нагріву зменшує вимоги до температури плавлення самого термопластичного матеріалу, який нанесено на вказаний засіб, що дозволяє значно розширити вибір термопластичних матеріалів, що використовуються для кріплення 2 UA 100619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 світлоповертального елемента та зменшити час його встановлення за рахунок локального розігріву зон кріплення світлоповертального елемента. Використання металевої феромагнітного матеріалу як електропровідного елемента дозволяє підвищити ефективність індукційного нагріву електропровідного елемента через зменшення магнітного опору магнітному потоку індукційного нагрівача, що скорочує час монтажу світлоповертального елемента та зменшує енерговитрати. Використання металевої феромагнітної пластини з отворами або металевої феромагнітної сітки або перфорованої металевої пластини як електропровідного елемента є оптимальним варіантом виконання засобу, призначеного для закріплення світлоповертального елемента з точки зору технології кріплення, що також скорочує час монтажу світлоповертальних елементів. Використання термопластичного матеріалу з температурою плавлення більшою, ніж температура плавлення матеріалу поверхні в місці монтажу є доцільним для додаткового забезпечення технічного результату, який полягає у фактичному зварюванні корпусу елемента з дорожнім покриттям, що підвищує надійність кріплення світлоповертального елемента до поверхні для кріплення і забезпечує незмінність просторової орієнтації світлоповертального елемента. Наступний приклад реалізації заявленого світлоповертального елемента та способу його кріплення ніяким чином не обмежує усі можливі варіанти реалізації цього пристрою та способу його кріплення, а тільки служить для пояснення його суті. Світлоповертальний елемент містить корпус зі світлоповертальною поверхнею та поверхнею кріплення, на якій розташовано електропровідний елемент. Електропровідний елемент виконаний у вигляді металевої феромагнітної пластини. Світлоповертальна поверхня може бути виконана з використанням плоскограних оптичних елементів або світлоповертальних плівок. Корпус виконаний переважно з пластику. Шар термопластичного матеріалу, наприклад клею-розплаву, може бути нанесений на зовнішню поверхню електропровідного елемента, яка сполучається з місцем монтажу або також і на внутрішню поверхню, яка сполучена з поверхнею кріплення світлоповертального елемента. Допускається нанесення шару клею-розплаву безпосередньо на поверхнею кріплення світлоповертального елемента поруч з електропровідним елементом для підвищення надійності кріплення. Здійснюють спосіб кріплення світлоповертального елемента наступним чином. На нижню поверхню світлоповертального елемента, якою він буде кріпитися до дороги, попередньо, в процесі його виробництва, встановлюється металева феромагнітна пластина, на яку нанесено клей-розплав. Потім встановлюють світлоповертальний елемент з металевою пластиною поверхнею з клеєм-розплавом на поверхню дороги. Далі здійснюють нагрів світлоповертального елемента індукційною котушкою. Клей-розплав розплавляється і після охолодження з'єднує світлоповертальний елемент з матеріалом дороги. Видалення або заміна світлоповертального елемента здійснюється також завдяки розігріву електропровідного елемента та відповідно клею-розплаву індукційною котушкою з подальшим механічним зміщенням корпусу світлоповертального елемента. Доцільно використовувати клеї-розплави з температурою плавлення понад 150-180 °C, що значно перевищує температуру повітря над дорогами у достатньо жарких кліматичних поясах і не перевищує температуру плавлення меншою, ніж температура плавлення пластмаси, з якої виготовлені світлоповертальні елементи. Винахідниками встановлено, що час кріплення світлоповертального елемента або його вилучення може становити від 1 до 5 хвилин в залежності від вибраного матеріалу клею (його температури плавлення) і потужності індукційного нагрівача. Потужність індукційного нагрівача може становити від 0,5 до 1,5 кВт, який може живитися від пересувних малопотужних електрогенераторів або акумуляторних батарей. Заявлений спосіб кріплення може бути здійснено з використанням стандартного обладнання та матеріалів. Заявлений спосіб кріплення може бути застосований і в інших галузях, наприклад у будівництві при виконанні різноманітних монтажних робіт і т.п. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 1. Світлоповертальний елемент, який містить корпус, переважно з пластику, зі світлоповертальною поверхнею та поверхнею кріплення, який відрізняється тим, що містить електропровідний елемент, сполучений з поверхнею кріплення, та шар термопластичного матеріалу, сполучений щонайменше з однією поверхнею електропровідного елемента. 3 UA 100619 C2 5 10 15 20 2. Світлоповертальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропровідний елемент закріплено однією поверхнею з корпусом, а на іншу поверхню нанесено шар термопластичного матеріалу. 3. Світлоповертальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що шар термопластичного матеріалу нанесено на поверхню електропровідного елемента, сполучену з поверхнею кріплення світлоповертального елемента та на інші поверхні електропровідного елемента. 4. Спосіб кріплення світлоповертального елемента, який включає з'єднання світлоповертального елемента з місцем монтажу за допомогою термопластичного матеріалу, який відрізняється тим, що додатково використовують електропровідний елемент, розташований на поверхні кріплення корпусу світлоповертального елемента та шар термопластичного матеріалу, розташований щонайменше на одній поверхні електропровідного елемента, далі розташовують світлоповертальний елемент поверхнею кріплення на місці монтажу та здійснюють індукційний нагрів електропровідного елемента до розплавлення термопластичного шару з подальшим затвердінням розплавлених шарів. 5. Спосіб кріплення світлоповертального елемента за п. 4, який відрізняється тим, що використовують феромагнітну, наприклад, сталеву пластину як електропровідний елемент. 6. Спосіб кріплення світлоповертального елемента за п. 4, який відрізняється тим, що використовують феромагнітну металеву пластину з отворами або металеву сітку як електропровідний елемент. 7. Спосіб кріплення світлоповертального елемента за п. 4, який відрізняється тим, що використовують термопластичний матеріал з температурою плавлення більшою, ніж температура плавлення матеріалу поверхні в місці монтажу. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4