Тара-пакет для збереження й транспортування високовольтних ізоляторів

Винахід призначений для застосування в енергетичній, хімічній, харчовій промисловості, а також у виробництві побутової техніки і може бути використаним при збереженні й перевезенні, скляних або порцелянових предметів, наприклад, високовольтних ізоляторів для ліній електропередач. Відоме упакування, що застосовується при збереженні й транспортуванні високовольтних ізоляторів і має вигляд розташованих на європіддоні дерев'яних ящиків, кожний з яких уміщує, певну кількість з'єднаних у гірлянду ізоляторів [1]. Однак її застосування є неекономічним і характеризується низькою щільністю упакування ізоляторів, значною витратою деревини та важким ручним навантаженням ящиків на піддони. Відомий також пристрій - «Тара дощата для ізоляторів» [2], виконаний у вигляді встановленої на стандартному європіддоні дерев'яної рамкової конструкції, усередині якої розташовані дерев'яні решіткипанелі, на які вкладаються ізолятори. Цей пристрій, що на заводі-виробнику називається - «Універсальний пакет» [3], по технічній суті й поставленим завданням є найбільш близьким з відомих аналогів упакування, тому його обрано прототипом. Спільною конструктивною ознакою прототипу і запропонованого винаходу є те, що ізолятори, покладені рівнобіжними рядами в шари і розташовуються між панелями, які встановлені на стандартний європіддон. Даному пристрою властиві недоліки, основними з яких, є: - відсутність надійної просторової фіксації ізоляторів; - недостатня щільність упакування ізоляторів; - недостатньо висока надійність і велика питома вага пристрою; - висока імовірність руйнування ізоляторів при транспортуванні через зіткнення їхніх скляних частин; - необхідність з'єднання ізоляторів у важкі (15¸20кг.) гірлянди та їх наступне ручне укладання на решіткипанелі; - недостатня універсальність - неможливість упакування в пакет не з'єднаних між собою ізоляторів, або тільки їхньої скляної частини (деталі). Дійсно, у відомому універсальному пакеті зчеплення ряду ізоляторів із планками решітки-панелі, між якими вони розташовані як у жолобі, відбувається за рахунок їх власної ваги й ваги вільно покладених одна на одну та вище розташованих решіток-панелей і шарів ізоляторів. Однак якщо перший (нижній) шар ізоляторів притиснутий до решітки-панелі вагою усіх вище розташованих шарів, то кожен наступний шар, із віддаленням від першого, притискається все меншою вагою. При цьому верхній шар ізоляторів, що вільно лежить на останній решітці-панелі, утримується на ній, лише власною вагою і верхньою рамкою універсального пакета. Через те, що з'єднання ізоляторів має властивості шарніра з обмеженим люфтом таке розташування ізоляторів на решітці-панелі, допускає їхні осьові переміщення. Крім цього існують вертикальні коливання ізоляторів, які зумовлені, перш за все, неможливістю точного виготовлення решітки-панелі. Слід зауважити, транспортування вантажу супроводжується його інтенсивною вібрацією й розгойдуванням, що неминуче приводить до зіткнень й руйнування ізоляторів, розташованих у сусідніх рядах. При вантажнорозвантажувальних роботах, або різкому гальмуванні транспортного засобу, на універсальний пакет впливають значні інерційні сили, що деформують його дерев'яну конструкцію. Руйнування ж в універсальному пакеті хоча б однієї з решіток-панелей призводить до руйнування всього універсального пакета і масового бою ізоляторів. Варто звернути увагу на те, що упакування й транспортування ізоляторів у відомому універсальному пакеті можливі лише, якщо вони зчеплені один з одним у гірлянди. У не зчепленому стані незафіксовані ізолятори, що знаходяться в положенні «на ребрі», не можуть зберігати стійке просторове положення, а це виключає жорсткість конструкції універсального пакета. Крім того, відсутність просторової фіксації змушує розташовувати ізолятори у шарах на великій відстані між рядами, через що щільність упакування (коефіцієнт заповнення ізоляторами об'єму універсального пакета) складає не більш 0,25¸0,30, а частка їхньої ваги в пакеті не перевищує 0,85, що обумовлює низькі економічні показники і, зокрема, високу питому вартість перевезення одного ізолятора. У звичайному випадку, для збільшення щільності упакування, деталі складної конфігурації намагаються розташувати компактно - максимально наблизити одна до одної. Але при упакуванні ізоляторів необхідно повністю виключити можливість їхнього взаємного контакту, оскільки загартоване скло - матеріал скляної частини ізолятора, де який час після виготовлення зберігає внутрішні залишкові напруги і руйнується при ударному контакті. У відомому пристрої, при відсутності просторової фіксації ізоляторів і наявному співвідношенні їхніх розмірів із габаритами панелі, зближення рядів значно збільшить імовірність ударно-контактних руйнувань. (Розміри панелі дозволяють вмістити у шарі ще один ряд ізоляторів, підвищивши щільність упакування, однак занадто мала відстань між ізоляторами практично виключить їхнє безпечне транспортування). Слід також зазначити, що ізолятори достатньо часто виготовляються з комплектуючих, які отримуються від інших заводів-виробників. До таких комплектуючих відноситься основна і найбільш габаритна частина ізолятора -скляна ізоляційна деталь (так звана склодеталь). Однак склодеталі не мають зчіпного з'єднання і відповідно не можуть бути з'єднані між собою в гірлянди, що виключає їхнє упакування в універсальний пакет і створює серйозні проблеми при необхідності транспортування. Простим рішенням у цьому випадку є ручне укладання тисяч склодеталей на транспортний засіб (а потім - розвантаження), із перекладанням кожної, для забезпечення схоронності, стружкою, обпилюваннями, папером і т.ін. В основу винаходу поставлене завдання - створити тара-пакет із новим типом панелі, виконаної з нового матеріалу, яка забезпечує нове взаємне розташування ізоляторів, їх просторову фіксацію, надійну і високу щільність упакування, що виключить ймовірність утворення бою ізоляторів при транспортуванні, забезпечить надійність конструкції при зниженні Π питомої ваги, а також додасть пристрою властивість універсальності, яка дозволить упаковувати ізолятори і склодеталі не зчеплені між собою. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що панелі, виконуються об'ємними, з легкого, пористого матеріалу, а ізолятори містяться в їх тілі у виїмках, які мають форму спрощеного об'ємного відбитка розрізаного уздовж осі ізолятора. В загальному випадку, об'ємні панелі контактують одна з одною, а виїмки, що знаходяться в зоні контакту одна навпроти одної, стуляючись, утворюють повнооб'ємні комірки, у які ізолятори містяться цілком. У деяких випадках, наприклад, при необхідності візуального контролю за упакованими ізоляторами, об'ємні панелі можуть розташовуватися дистанційно й ізолятори містяться у виїмки частково. Об'ємні панелі виконуються двох типів: зовнішнього та проміжного. Перші - мають виїмки тільки з одної сторони, інші - із двох протилежних сторін, при цьому товщина зовнішніх і проміжних об'ємних панелей при їхньому контактному розташуванні дорівнює, відповідно, lзк=(0,50¸0,75)D та lпк=(0,65¸0,90)D, а при дистанційному розташуванні, відповідно, lзд=(0,35¸0,60)D та lпд=(0,45¸0,70)D, тут D - максимальний діаметр склодеталі ізолятора, що упаковується. У залежності від типу, розмірів ізолятора, а також необхідної їхньої кількості в пакеті, виїмки або повнооб'ємні комірки з уміщеними в них ізоляторами розташовуються на об'ємній панелі в межах одного шару рядним, діагональним або довільним способом і орієнтуються, у залежності від способу розташування, або в одному, або у взаємно протилежних, або в довільних напрямках, утворюючи однакову в усіх шарах схему компактного взаємного розташування ізоляторів. Схеми компактного взаємного розташування ізоляторів у непарних та парних шарах розвернуті на 180° і забезпечують орієнтацію розташованих один над одним ізоляторів у взаємно протилежні напрямки, а також їх певні місця знаходження, при яких проекції габаритних розмірів виїмок або повнооб'ємних комірок, розташованих одна над одною, збігаються, а міжосьова відстань діагонально розташованих у суміжних шарах рядів ізоляторів Lд становить не менш як (Δ+D), де Δ - зазор між поверхнями ізоляторів. Зазор між поверхнями ізоляторів дорівнює товщині стінки, що їх розділяє і при компактній схемі взаємного розташування визначається, як Δ=0,05¸0,15(D-d), тут і далі d- діаметр шапки ізолятора, при відповідності відстані між осями суміжних рядів L=1,0¸1,2(D-d). При цьому стінки виїмок або повнооб'ємних комірок, розміщених за схемою компактного взаємного розташування разом із упакованими в них ізоляторами, утворюють в тілі об'ємних панелей шарово-стільникову структуру, яка забезпечує тара-пакету сукупну міцність, котра перевищує міцність матеріалу об'ємних панелей. Співвідношення згаданої міжосьової відстані - L, розміру зазорів (товщини стінок) - Δ та максимального діаметру склодеталі - D, забезпечує потрібне взаємне перекриття корпусів ізоляторів Kп=D/L, яке повинно бути більш як 20%. У залежності від способу розташування на об'ємній панелі у межах одного шару можуть знаходитися, як з'єднані, так і не з'єднані між собою ізолятори, або їх склодеталі. Максимально задовольняє вимоги до матеріалу, з якого виготовляються об'ємні панелі, пінополістирол, піноізол, піноскло, спучений перлітовий пісок, або водостійкий гофрокартон. Таким чином, можна зробити висновок, що реалізація поставленої у винаході задачі покращує технічні характеристики тара-пакету та надає йому нових властивостей, сукупність яких, як відмінних ознак, у відомих аналогах відсутня, не є простим конструюванням і не випливає з відомого рівня техніки та має причиннонаслідковий зв'язок, що відповідає винахідницькому рівню. Запропонований тара-пакет, відображений на кресленнях: Фіг.1 - загальний вигляд тара-пакету, який складається з об'ємних панелей, встановлених на стандартному європіддоні; Фіг.2 - об'ємна панель (зовнішня) з улаштованими в її тілі виїмками; Фіг.3 - зовнішня об'ємна панель з ізоляторами, покладеними у виїмки; Фіг.4 - розріз контактуючих зовнішніх і проміжної об'ємної панелі (панелі умовно показані на відстані одна від одної) з ізоляторами, поміщеними в улаштовані в їхньому тілі повнооб'ємні комірки; Фіг.5 - ізолятори, поміщені між двома зовнішніми панелями, які розташовані дистанційно по відношенні одна до одної; Фіг.6 - шар ізоляторів, розташованих рядним способом; Фіг.7 - горизонтальна схема компактного розташування ізоляторів рядним способом у непарному й парному шарах ізоляторів та проекцій габаритних розмірів виїмок, розташованих одна над одною; Фіг.8 - загальний вигляд двох шарів ізоляторів, упакованих у повнооб'ємні панелі; Фіг.9 - шари ізоляторів, розташованих рядним способом між об'ємними панелями та їх характерні розміри; Фіг. 10 - діагональна схема компактного взаємного розташування ізоляторів; Фіг.11 - комбінована (у цьому прикладі - рядно-діагональна) схема компактного взаємного розташування ізоляторів; Запропонований тара-пакет (Фіг. 1) складається із зовнішніх 1 та проміжних 2 об'ємних панелей, розташованих на стандартному європіддоні 3 і закріплених на ньому за допомогою пакувальної стрічки 4. На Фіг.2 зображені улаштовані в об'ємній зовнішній панелі 1 виїмки 5, які відповідають спрощеній формі розрізаного уздовж осі ізолятора. На Фіг.3 зображені ізолятори 6, уміщені у виїмки 5. На Фіг.4 наданий схематичний розріз контактно розташованих зовнішніх 1 та проміжних 2 об'ємних панелей (умовно показані на відстані одна від одної) з ізоляторами 6, що знаходяться між ними і уміщені цілком у повнооб'ємні комірки 7. На Фіг.5 наведений варіант уміщення ізоляторів 6 між об'ємними панелями, розташованими дистанційно одна від іншої. На Фіг.6 зображений шар ізоляторів 6, компактно розташованих рядним способом. На Фіг.7 наведений приклад схеми компактного розташування ізоляторів рядним способом у суміжних непарних 8 і парних 9 шарах, розгорнуті на 180° один до одного та показаний збіг проекцій 10 габаритних розмірів 11 контурів 12 повнооб'ємних комірок, розташованих одна над одною. На Фіг.8 зображені шари ізоляторів 6, розташованих між об'ємними панелями 1 і 2. На Фіг.9 показана схема і характерні розміри рядного розташування суміжних шарів ізоляторів, що знаходяться між дистанційно розташованими панелями 1 та 2. На Фіг. 10 та Фіг. 11, показані схеми компактного розташування ізоляторів у шарах, відповідно, діагональним і комбінованим (у наведеному прикладі - рядно-діагональним) способами. У формувальному пристрої виготовляють з легкого пористого матеріалу об'ємні панелі двох типів зовнішні 1 і проміжні 2, в яких улаштовуються об'ємні виїмки 5. При цьому виїмки улаштовуються відповідно до прийнятої схеми компактного взаємного розташування ізоляторів і способу їхнього розміщення, що відповідають типорозміру ізоляторів, що упаковуються. В зовнішніх об'ємних панелях 1 виїмки 5 улаштовуються тільки з одного боку, протилежна сторона залишається рівною і, або встановлюється на європіддон, або утворює верхнє склепіння пакета панелей. У проміжних об'ємних панелях 2 виїмки влаштовуються з двох протилежних сторін таким чином, щоб схема компактного взаємного розташування однієї сторони була розгорнута на 180° щодо аналогічної схеми з іншої сторони, а проекції 10 габаритних розмірів 11 контурів 12 виїмок, що знаходяться одна над одною в суміжних непарних 8 і парних 9 шарах, збігалися. Нижня зовнішня панель 1 установлюється рівною стороною на європіддон 3, а в наявні в ній виїмки 5 уміщуються ізолятори 6, що утворюють шар, на який зверху встановлюється проміжна об'ємна панель 2. Ця об'ємна панель контактує з нижче розташованою зовнішньою об'ємною панеллю 1 і утворює повнооб'ємні комірки 7, у яких ізолятори 6 надійно фіксуються. У виїмки, що маються на протилежній верхній стороні проміжної об'ємної панелі 2, установлюється наступний шар ізоляторів, потім наступна проміжна об'ємна панель і так далі до досягнення необхідної кількості ізоляторів. На останній шар ізоляторів установлюється зовнішня об'ємна панель 1 рівною стороною до гори. Складений у такий спосіб пакет об'ємних панелей, зв'язується пакувальною стрічкою 4 із європіддоном 3, утворюючи тара-пакет. При необхідності, об'ємні панелі можуть установлюватися дистанційно одна від одної. У залежності від розмірів об'ємних панелей, на стандартному європіддоні може розташовуватися один або кілька пакетів. Література: 1. Glass Insulators for OverheaD Lines. Catalogue 1978. SeDiver Pilkington International. 2. ТУ 34 13.0309-88. Тара дощата для ізоляторів. Міненерго СРСР. Зареєстровано в Українському республіканському керуванні Держстандарту СРСР. Донецький центр метрології та стандартизації. 12.07.1988 року. Книга обліку №086/001699. 3. Ізолятори для повітряних ліній електропередач. Львів, Львівська ізоляторна компанія, 2003 рік.