Вулканізатор із гнучкими нагрівачами для ремонту локальних пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів

Реферат: Вулканізатор із гнучкими нагрівачами для ремонту локальних пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів містить внутрішній і зовнішній гнучкі нагрівачі, внутрішню і зовнішню пневмоподушки в захисних чохлах, блок управління, пневморозподілювач з пневмошлангами, обладнаними швидкорознімними пневмоз'єднаннями, та ремінну систему у вигляді множини стяжних ременів. Гнучкі нагрівачі містять карбонові нагрівальні елементи у силіконових оболонках. Зовнішній гнучкий нагрівач оснащений термодатчиком з можливістю автоматичної регуляції температури нагрівання за допомогою терморегулятора. Форма внутрішньої пневмоподушки відповідає профілю внутрішньої поверхні сегмента шини. До захисного чохла зовнішньої пневмоподушки з одного боку приєднана накладна багатосекційна панель з можливістю розташування в її секціях стяжних ременів, вільні кінці яких з одного боку оснащені фіксаторами. UA 101234 U (12) UA 101234 U UA 101234 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до шинної промисловості, а саме стосується обладнання для ремонту пневматичних шин та інших гумотехнічних виробів методом гарячої вулканізації, та може бути використана на автотранспортних підприємствах, на станціях технічного обслуговування і ремонту автомобілів, а також у шиномонтажних майстернях для ремонту локальних пошкоджень пневматичних шин легкових і малотонажних вантажних транспортних засобів. Відомий вулканізатор, який містить змонтовану на рамі з кронштейном опору для підтримки шини, нагрівачі у зборі з накладками, фіксатор, подушки для вирівнювання тиску і таймер [Оборудование, инструмент и материалы для профессионального ремонта шин, стыковки конвейерных лент: Вулканизаторы.„ Подъемное оборудование для ремонта шин. Комплектующие. Инструмент. Расходные материалы „[Электронный ресурс]: Каталог. Златоуст, 2015. - С. 16. - Режим доступа: http://www.termopress.ru/images/stories/Catalog_Termopress_2015.pdf. - Название с экрана]. Недоліками відомого вулканізатора є недосконалість його конструкції та пов'язані із цим функціональні обмеження, які полягають в наступному: по-перше, відома конструкція вулканізатора не дозволяє виконати якісний ремонт бічної і бортової частин шини, оскільки шина затискається механічним способом плоскими металевими нагрівачами, внаслідок чого на ремонтованій поверхні залишаються переломи, і шина, як правило, деформується; по-друге, відома конструкція вулканізатора не забезпечує одноетапний ремонт шини, а передбачає його виконання в два окремі етапи (гаряча вулканізація з наступною установкою термопластиря холодним способом), що збільшує витрати часу, матеріалів та енергоносіїв. Вказані недоліки усунені у відомому вулканізаторі для місцевого ремонту пневматичних шин, який складається із засобу для нагріву, що включає внутрішній та зовнішній гнучкі нагрівачі, теплоізоляційні прокладки, амортизаційний мат та пневмокамеру, опорної траверси, заповнювача внутрішньої порожнини шини, обтискного поясу у вигляді набору гнучких металевих стрічок і розташованих по кінцях стрічок поздовжніх елементів, виконаних у вигляді планок, пов'язаних з опорною траверсою за допомогою регулювальних гвинтів, і засобу для натягу обтискного поясу, виконаного у вигляді блоків, змонтованих на планках і кінцях гнучких стрічок з можливістю вільного обертання, та канатів, що послідовно їх огинають, кінці яких 4 закріплені на планках [а. с. СРСР № 1452702 (А1) з класів МПК В29С 67/10, В29L 30/00, опубл. 23.01.1989, бюл. № 3]. Переваги конструкції відомого вулканізатора полягають у можливості виконання одноетапного ремонту методом гарячої вулканізації з одночасним приварюванням термопластиру, причому шина затискається пневматично-механічним способом, а також у наявності пари гнучких нагрівачів для найбільш точного повторення профілю ремонтованої поверхні шини. Проте недоліком відомого вулканізатора є його вузька функціональність пристрій призначений для ремонту великогабаритних пневматичних шин. Внаслідок цього конструкція ускладнена наявністю опорної траверси та пов'язаного із нею за допомогою регулювальних гвинтів обтискного поясу із гнучких металевих стрічок з планками на кінцях, а також засобу для натягу вказаного обтискного поясу, виконаного у вигляді блоків, змонтованих на планках і кінцях гнучких стрічок з можливістю вільного обертання, та канатів, що послідовно їх огинають. Також недоліком є недосконала конструкція пневмокамери, яка, незважаючи на призначення вулканізатора, за своєю формою та габаритними розмірами не відповідає більшості типорозмірів великогабаритних шин, внаслідок чого виникає необхідність використовувати заповнювач для заповнення внутрішнього об'єму шини в місці ремонту до рівня бортів. Найбільш близьким аналогом запропонованої корисної моделі за кількістю суттєвих ознак та технічним результатом, що досягається, є вулканізатор із гнучкими нагрівачами для ремонту місцевих пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів, який містить внутрішній і зовнішній гнучкі нагрівачі з терморегуляторами, внутрішню і зовнішню пневмоподушки в захисних чохлах, блок управління, пневморозподілювач з пневмошлангами, обладнаними швидкороз'ємними пневмоз'єднаннями, та ремінну систему у вигляді множини стяжних ременів, закріплену на основі із засобом для натягу ремінної системи у вигляді рухомої клавіші з установленими на ній фіксаторами стяжних ременів [Оборудование, инструмент и материалы для профессионального ремонта шин, стыковки конвейерных лент: Вулканизаторы.„ Подъемное оборудование для ремонта шин. Комплектующие. Инструмент. Расходные материалы [Электронный ресурс]: Каталог. - Златоуст, 2015. - С. 4-5. - Режим доступа: http://www.termo-press.ru/images/stories/Catalog_Termopress_2015.pdf. – Название с экрана]. Спільними ознаками відомого технічного рішення та рішення, що заявляється, є те, що обидві конструкції містять внутрішній і зовнішній гнучкі нагрівачі, внутрішню і зовнішню 1 UA 101234 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пневмоподушки в захисних чохлах, блок управління, пневморозподілювач з пневмошлангами, обладнаними швидкороз'ємними пневмоз'єднаннями, та ремінну систему у вигляді множини стяжних ременів. Проте відома конструкція містить ряд конструктивних відмінностей, які заважають отриманню технічного результату, передбаченого об'єктом корисної моделі, що заявляється. Одним з основних недоліків найбільш близького аналога є те, що внутрішній та зовнішній нагрівачі містять у своєму складі металеві нагрівальні елементи, зокрема виконані у вигляді ніхромових ниток або спіралей. Такий тип нагрівальних елементів є не достатньо енергоефективним через відносно низьку, порівняно з іншими відомими із сучасного рівня техніки матеріалами, теплопровідність, при цьому є не достатньо гнучким, що негативно впливає на еластичні властивості нагрівачів в цілому, а також має обмежений ресурс експлуатації через низький запас міцності на згинання. Наступним суттєвим недоліком найбільш близького аналога є те, що робочі поверхні внутрішнього і зовнішнього гнучких нагрівачів не містять додаткового захисного покриття, яке б дозволяло уникнути механічних пошкоджень внаслідок тертя об грубі поверхні захисних чохлів пневмоподушок, а також усувало б можливість прилипання фрагментів термопластиру до робочої поверхні внутрішнього нагрівача. Ще одним важливим недоліком найбільш близького аналога є складність механізму регуляції температури гнучких нагрівачів. Вказаний недолік полягає в тому, що кожен із гнучких нагрівачів має по два термодатчики, розташованих незалежно один від одного в різних зонах робочої основи нагрівача, а регулювання температури по кожній зоні окремо взятого нагрівача відбувається шляхом перемикання двох каналів відповідного йому терморегулятора. При цьому у процесі експлуатації з метою виключення можливого перегрівання необхідно проконтролювати принаймні початок процесу регулювання температури по кожній зоні гнучких нагрівачів, а у випадку виникнення аварійної ситуації - надмірного розігріву нагрівачів необхідно вручну відімкнути вулканізатор від мережі (тобто система не є повністю автоматичною). Черговим недоліком найбільш близького аналога є недосконала просторова форма внутрішньої пневмоподушки. Вказана пневмоподушка є плоскою, а отже не забезпечує якісного притискання по всій внутрішній поверхні шини в місці ремонту. Також недоліком найбільш близького аналога є наявність основи із конструктивно складним засобом для натягу і фіксації стяжних ременів, які ускладнюють конструкцію в цілому, знижують її мобільність та ускладнюють маніпуляції під час установки шини у вулканізатор. В основу корисної моделі поставлена задача покращити техніко-експлуатаційні характеристики відомого вулканізатора за рахунок спрощення конструкції, зниження енергоспоживання, збільшення терміну експлуатації, підвищення якості локального ремонту шини із забезпеченням автоматичної регуляції температури її нагрівання в ремонтній зоні шляхом відповідних конструктивних змін та вдосконалень. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у вулканізаторі із гнучкими нагрівачами для ремонту місцевих пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів, який містить внутрішній і зовнішній гнучкі нагрівачі, внутрішню і зовнішню пневмоподушки в захисних чохлах, блок управління, пневморозподілювач з пневмошлангами, обладнаними швидкороз'ємними пневмоз'єднаннями, та ремінну систему у вигляді множини стяжних ременів, згідно з корисною моделлю, внутрішній і зовнішній гнучкі нагрівачі містять карбонові нагрівальні елементи у силіконових оболонках, при цьому зовнішній гнучкий нагрівач оснащений термодатчиком з можливістю автоматичної регуляції температури нагрівання за допомогою терморегулятора, форма внутрішньої пневмоподушки відповідає профілю внутрішньої поверхні сегмента шини, а до захисного чохла зовнішньої пневмоподушки з одного боку приєднана накладна багатосекційна панель з можливістю розташування в її секціях стяжних ременів, вільні кінці яких з одного боку оснащені фіксаторами. Крім цього, згідно з корисною моделлю, у одному з можливих варіантів реалізації корисної моделі робочі поверхні гнучких нагрівачів можуть містити термостійкі антиадгезійні плівкові покриття, переважно з фторопласту, приєднані за допомогою термостійкого силіконового клею. Перелічені ознаки запропонованого технічного рішення є суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, а їх сукупність забезпечує досягнення очікуваного технічного результату - спрощення конструкції та збільшення терміну експлуатації вулканізатора, забезпечення якісного ремонту без пошкодження та деформування шини із використанням заявленого вулканізатора при одночасному зниженні його енергоспоживання, підвищенні його ефективності. Цим забезпечуються якісний ремонт локальних пошкоджень всіх ділянок, особливо бічної поверхні та бортів, будь-яких видів пневматичних шин (у тому числі з низькою 2 UA 101234 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 висотою профілю). Причинно-наслідковий зв'язок суттєвих ознак запропонованого рішення з технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. У запропонованому вулканізаторі до складу удосконаленої конструкції гнучких нагрівачів входять карбонові нагрівальні елементи у силіконових оболонках, внаслідок чого досягається зниження енергоспоживання, зумовлене кращою теплопровідністю карбонового волокна, порівняно із металом, а також підвищення гнучкості нагрівачів та збільшення терміну їх експлуатації, оскільки карбонові нагрівальні елементи характеризуються відмінними еластичним властивостям та здатні витримувати близько 10000 згинань під будь-якими кутами. До того ж, силіконові ізоляційні оболонки карбонових нагрівальних елементів є термостійкими та при цьому легко поєднуються з матеріалом виготовлення основ нагрівачів (силіконова гума), чим забезпечується висока технологічність виготовлення останніх. Крім цього, завдяки можливій наявності у конструкції гнучких нагрівачів термостійких антиадгезійних плівкових покриттів забезпечується надійний захист робочих поверхонь нагрівачів від механічних пошкоджень внаслідок тертя об грубі поверхні захисних чохлів пневмоподушок і прилипання фрагментів термопластиру, що сприяє збільшенню ресурсу експлуатації гнучких нагрівачів, а також полегшенню та прискоренню ремонтних робіт. При цьому запропоновані термостійкі антиадгезійні плівкові покриття є повністю технологічними у виготовленні. Зокрема, вони можуть бути виконані, наприклад, із фторопластової плівки, яка є термостійкою та має антиадгезійні властивості, та приєднані до робочих поверхонь гнучких нагрівачів за допомогою термостійкого силіконового клею, який характеризується відмінною адгезією до силіконової гуми та дозволяє отримати еластичне клейове з'єднання з високою механічною міцністю. Завдяки тому, що у запропонованій конструкції вулканізатора температура нагрівання гнучких нагрівачів регулюється повністю автоматично по одному термодатчику, розташованому у зовнішньому гнучкому нагрівачеві та виконаному, наприклад, у вигляді термопари ТХА, за допомогою терморегулятора, розташованого у блоці управління, досягається суттєве спрощення механізму регуляції температури нагрівання та конструкції вулканізатора в цілому. Відсутність термодатчика у складі конструкції гнучкого внутрішнього нагрівача сприяє підвищенню терміну його експлуатації (нагрівач експлуатується у внутрішньому просторі шини, витримуючи значні динамічні навантаження та пластичні деформації) і при цьомукомпенсується за рахунок техніко-експлуатаційних характеристик використаного в його конструкції карбонового нагрівального елемента, який забезпечує легко контрольований розігрів до заданої температури при відносно меншому, порівняно із металевим нагрівальним елементом, енергоспоживанні. Запропонований механізм терморегуляції дозволяє виконати плавне і рівномірне нагрівання гнучких нагрівачів до робочої температури і витримувати її впродовж визначеного часового проміжку, що гарантує якісну вулканізацію шини. Завдяки удосконаленій просторовій формі внутрішньої пневмоподушки, яка точно відповідає профілю внутрішньої поверхні сегмента шини, забезпечується більш рівномірне, порівняно із найбільш близьким аналогом, розподілення притискного зусилля на зону ремонту без порушення геометрії шини. Крім цього, запропонована форма внутрішньої пневмоподушки сприяє скороченню витрат часу на підготовку вулканізатора до роботи (немає потреби додатково використовувати технологічні вкладиші з наповнювачем ― достатньо застосувати внутрішню пневмоподушку визначеного розміру, що відповідає даному типорозміру шини). Завдяки наявності у конструкції захисного чохла зовнішньої пневмоподушки накладної багатосекційної панелі, виконаної з можливістю розташування в її секціях стяжних ременів, а також завдяки оснащенню вільних кінців вказаних ременів фіксаторами будь-якої відомої конструкції, забезпечується суттєве спрощення конструкції вулканізатора в цілому та підвищення його мобільності. Відсутність стаціонарної основи для кріплення шини дозволяє легко розмістити вулканізатор на відносно невеликій площі і за потреби переміщувати його в межах довжини пневмошлангів та кабелів живлення гнучких нагрівачів навіть під час процесу вулканізації. В цілому сукупність суттєвих ознак забезпечує технічний результат, який полягає у спрощенні конструкції та збільшенні терміну експлуатації вулканізатора, забезпеченні якісного ремонту без пошкодження та деформування шини із використанням заявленого вулканізатора при одночасному зниженні його споживаної потужності, підвищенні його ефективності. Подальша суть корисної моделі пояснюється в описі, який наведено нижче як необмежувальний приклад, з посиланням на креслення, на яких зображено: на фіг. 1 - схема збирання запропонованого вулканізатора; на фіг. 2 - загальний вигляд запропонованого вулканізатора в робочому стані; 3 UA 101234 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на фіг. 3 - внутрішній гнучкий нагрівач запропонованого вулканізатора, частково в розрізі. Запропонований вулканізатор із гнучкими нагрівачами для ремонту локальних пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів містить внутрішній гнучкий нагрівач 1 та зовнішній гнучкий нагрівач 2, внутрішню пневмоподушку 3 в захисному чохлі 4 і зовнішню пневмоподушку 5 в захисному чохлі 6, а також блок управління 7, пневморозподілювач 8 з пневмошлангами 9, обладнаними швидкорознімними пневмоз'єднаннями 10, та ремінну систему у вигляді множини стяжних ременів 11. Внутрішній 1 та зовнішній 2 гнучкі нагрівачі містять карбонові нагрівальні елементи 12 у силіконових оболонках. Робочі поверхні гнучких нагрівачів 1 і 2 можуть містити термостійке антиадгезійне плівкове покриття 13, переважно з фторопласту, приєднане за допомогою клейового з'єднання з термостійкого силіконового клею. Гнучкі нагрівачі 1 і 2 оснащені кабелями живлення 14, на кінцях яких встановлені швидкорознімні з'єднання (штекери) 15 з можливістю з'єднання з відповідними їм роз'ємами (не показані) на блоці управління 7. Блок управління 7 обладнаний таймером 16, терморегулятором 17, вимикачами 18 (пуск), 19 (стоп), 20 (реле часу) і 21 (налаштування параметрів), а також цифровим табло 22. Зовнішній гнучкий нагрівач 2 оснащений термодатчиком, переважно у вигляді термопари, (не показано) з можливістю автоматичної регуляції температури нагрівання за допомогою терморегулятора 17. Внутрішня пневмоподушка 3 має форму, яка відповідає профілю внутрішньої поверхні сегмента шини 23 і розміщена в порожнині захисного чохла 4. Зовнішня пневмоподушка 5 розташована, відповідно, в порожнині захисного чохла 6. До захисного чохла 6 зовнішньої пневмоподушки 5 з одного боку приєднана (пришита) накладна багатосекційна панель 24 з можливістю розташування в її секціях 25 стяжних ременів 11. Вільні кінці стяжних ременів 11 з одного боку оснащені фіксаторами 26 будь-якої відомої конструкції. Подальша суть запропонованої корисної моделі пояснюється спільно з найбільш вдалим з практичного погляду, проте не обмежувальним, прикладом його реалізації. Вулканізатор використовують для ремонту локальних пошкоджень на шинах легкових і малотоннажних вантажних автомобілів з одночасною установкою пластирів методом гарячої вулканізації. Для цього у порожнину шини 23 на підготовлене до вулканізації місцеве пошкодження поверх термопластира (не показаний) укладають гнучкий внутрішній нагрівач 1. На нього встановлюють внутрішню пневмоподушку 3. Підготовлену таким чином шину 23 встановлюють на зовнішню пневмоподушку 5 з розташованим на її поверхні зовнішнім гнучким нагрівачем 2. Після цього за допомогою фіксаторів 26 рівномірно затягують ремені 11, утворюючи обтискний бандаж навколо зони ремонту. Блок управління 7 переводять із транспортного в робоче положення, під'єднують до електромережі, здійснюють налаштування необхідної температури нагріву та часу вулканізації, пневморозподілювач 8 за допомогою мережевого пневмошланга 27 з'єднують з пневмосистемою, кабелі живлення 14 гнучких нагрівачів 1 і 2 під'єднують до блока управління 7. Потім у пневмокамери (спочатку у внутрішню 3, а потім у зовнішню 5) подають стиснене повітря заданого тиску для забезпечення необхідного зусилля опресування. Після цього вимикачем 21 на блоці управління приводять вулканізатор в дію. Управління та контроль за процесом вулканізації здійснюється автоматично за допомогою електронного таймера 16 і терморегулятора 17. Після завершення процесу вулканізації (автоматичного вимкнення вулканізатора за сигналом таймера 16) забезпечують остигання шини 23 під тиском згідно з технологією. Після цього послідовно скидають тиск з пневмоподушок 3 і 5, розфіксовують стяжні ремені 11, виймають з порожнини шини 23 внутрішню пневмоподушку 3 та внутрішній гнучкий нагрівач 1 та видаляють відремонтовану шину 23 з вулканізатора. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Вулканізатор із гнучкими нагрівачами для ремонту локальних пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів, що пропонується, втілений, наприклад, у моделі ОЛКО-1, що виготовляється серійно та при цьому не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у галузі шинної промисловості, і може бути реалізоване з використанням відомих технологій, а отже дане технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "промислова придатність". Разом із тим, у відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено конструкцій і зразків вулканізатора із гнучкими нагрівачами для ремонту локальних пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що може отримати правову охорону. 60 4 UA 101234 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Вулканізатор із гнучкими нагрівачами для ремонту локальних пошкоджень пневматичних шин транспортних засобів, що містить внутрішній і зовнішній гнучкі нагрівачі, внутрішню і зовнішню пневмоподушки в захисних чохлах, блок управління, пневморозподілювач з пневмошлангами, обладнаними швидкорознімними пневмоз'єднаннями, та ремінну систему у вигляді множини стяжних ременів, який відрізняється тим, що внутрішній і зовнішній гнучкі нагрівачі містять карбонові нагрівальні елементи у силіконових оболонках, при цьому зовнішній гнучкий нагрівач оснащений термодатчиком з можливістю автоматичної регуляції температури нагрівання за допомогою терморегулятора, форма внутрішньої пневмоподушки відповідає профілю внутрішньої поверхні сегмента шини, а до захисного чохла зовнішньої пневмоподушки з одного боку приєднана накладна багатосекційна панель з можливістю розташування в її секціях стяжних ременів, вільні кінці яких з одного боку оснащені фіксаторами. 2. Вулканізатор за п. 1, який відрізняється тим, що робочі поверхні гнучких нагрівачів містять термостійкі антиадгезійні плівкові покриття переважно з фторопласту, приєднані за допомогою термостійкого силіконового клею. 5 UA 101234 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6