RS20180084A1 - Transportne trake sa termoplastičnim ili termoset kordom, i postupak za njihovu proizvodnju - Google Patents

Description

ТРАНСПОРТНЕ ТРАКЕ СА ТЕРМОПЛАСТИЧНИМ ИЛИ ТЕРМОСЕТ КОРДОМ, И ПОСТУПАК ЗА ЊИХОВУ ПРОИЗВОДЊУ.

ОБЛАСТ ТЕХНИКЕ

Приказани проналазак се односи на нову врсту транспортних трака, а нарочито на транспортне траке са кордом од термопластичних или термосет материјала.

Према међународној класификацији патената предметни проналазак се класификује у

B65G 15/08; B29D 31/00; B65G 39/00

B65G 23/22; Н02К 7/10

ТЕХНИЧКИ ПРОБЛЕМ

Транспортне траке за рударство и индустрију састоје се по правилу од носећег слоја уроњеног у гумене слојеве као што је приказано на слици 1/4 и слици 2/4. Носећи слој има улогу да подржава траку током свих подужних, бочних и вертикалних сила које се јављају током експлоатације траке. Носећи слој се по правилу састоји од корда, који може бити од челичне сајле (1) или од текстила (3). У посебним случајевима се могу користити и други метали или посебни типови текстила у улози носећег слоја траке. Детаљније информације о транспортним тракама и тракастим транспортним системима се могу наћи у различитим стручним публикацијама, као нпр. "Belt conveying of minerals", E. D. Yardley and L. R. Stace, Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering 2008.

Транспортне траке ce након завршетка производног процеса испоручују у котурима крајњим корисницима, и на самом месту инсталације се посебним процесом спајају да би се достигла одговарајућа дужина. За дуге тракасте транспортне системе се по правилу користе транспортне траке са челилним кордом.

Транспортне траке са челичним кордом v својој експлоатацији показују више мана.

1. Током инсталације транспортне траке на трачни транспортни систем, неопходно је повезати два краја транспортне траке користећи специјалне технике и методе (детаљније у "Belt conveying of minerals" и разним другим стручним публикацијама), које захтевају посебну пажњу и опрему, и дуго време израде. Осим у посебним случајевима где се челични кордови (1) директно варе један на други, што је у пракси тешко изводљиво на терену, није могуће достићи иницијалну јачину самог челичног корда (1) транспортне траке. Место на коме су спојена два краја транспортне траке је по правилу и најслабија тачке једне траке и транспортног трачног система на који је она инсталирана, и због тога су увек посебни методи коришћени да ојачају место споја.

2. Транспортне траке са челичним кордом (1) су доста теже од транспортних трака са текстилним кордом (3) због високе густине челика.

3. Трачни транспортни системи на који су инсталиране транспортне траке са челичним кордом (1) троше веће количине енергије због своје више тежине од трачних транспортних система са текстилним кордом (3).

4. Сам челични корд (1), односно челична сајла која се користи у ове сврхе је увек произведена на посебан начин, и потребно је да на својој површини садржи специјалне хемикалије које побољшавају везу са гуменом смешом траке. Процес производње челичног корда (1) је због овога релативно комплексан. 5. Транспортне траке са челичним кордом (1) није једноставно рециклирати, јер је веома компликовано раздвојити гуму (2) од самог челичног корда (1).

6. Челични кордови (1) су увек округлог облика због техничких ограничења у самом процесу производње челичног корда, односно челичне сајле. Због веће слободе у конструкцији и прорачунима техничких параметара транспортних трака, боље би било да постоји више могућих облика носећег корда.

7. Челични кордови (1) су осетљиви на хемијску корозију током своје експлоатације.

3. Ако је гумени слој (2) који их прекрива танак или је скроз потрошен, челични кордови (1) могу произвести варнице приликом удара или трљања са другим металним објектима. Ово може бити значајно ограничење приликом употребе у рудницима са подземном експлоатацијом.

9. У случају да немају никакав текстилни слој (тзв. брејкер) или неку другу врсту заштите између челичног корда (1) и гуменог слоја (2), транспортне траке са челичним кордом (1) су зеома осетљиве на подужно расецање, које може бити изазвано пробојем гуменог слоја (2) приликом довољно интензивних удара оштрих објеката.

Циљ овог проналаска је решавање свих споменутих проблема на једкоставан начи.

КРАТАК ОПИС СЛИКА И НАЦРТА

Слика 1/4. Попречни пресек транспортне траке са челичним кордом. На слици се види челични корд (1) уроњен у гумене слојеве (2).

Слика 2/4. Попречни пресек транспортне траке са текстилним кордом. На слици се види текстилни корд (3) уроњен у гумене слојеве (2).

Слика 3/4. Транспортне траке са термопластичним или термосет кордом (4). На приказаном попречном пресеку транспортне траке виде се кордови (4) различитих попречних пресека.

Слика 3/4. Екструзија корда од термопластичног или термосет материјала (4) директно у простор између гумених слсјеза (2) уз помоћ екструдера (5).

СТАЊЕ ТЕХНИКЕ

Транспортне траке су један од најважнијих делова трачног транспортног система. У зазисности од конструкције транспортне траке се деле на транспортне траке са челичним (1) и са текстилним кордом (3). Постоје и хибридне варијанте, где се у пресеку траке могу наћи и челични и текстилни корд, као и друге компоненте.

Транспортне траке се по својој конструкцији састоје од гумених слојева (2), носећег елемента који може бити челични (1) или текстилни корд (3) по правилу, и по потреби додатних слојева од текстила или неког другог материјала који врше друге функције.

Обе врсте трака имају своје предности и мане. Траке са текстилним кордом (3) су лакше али су склоније издуживању под оптерећењем, нпр. када су инсталиране на дугачке транспортне системе, због физичких особина текстила као материјала. Са друге стране, транспортне траке са челичним кордом (1) су увек инсталиране на дужим системима због своје јачине и малог издуживања. Мана трака са челичним кордом (1) им је да су теже од трака са текстилним кордом (3). Остале мане се могу пронаћи у горњем делу текста, где су описани технички проблеми који се решавају овим проналаском.

Идеална транспортна трака би имала јачину траке са челичним кордом (1), а тежину траке са текстилним кордом (3), или би била неки оптимални компромис између ова два типа трака. Овај проналазак то могућава.

ДЕТАЉАН ОПИС ПРОНАЛАСКА

Главна разлика између транспортних трака са термопластичним или термосет кордом (4), које су предмет овог проналаска и осталих врста траснпортних трака је у корду. У типу трака који су предмет овог проналаска, корд се састоји од термпластичних или термосет материјала (4).

Транспортна трака у коју је уграђен термопластични или термосет корд (4) јe предмет овог проналаска. Попречни пресек овог новог типа трака се може видети на слици 3/4. Кордови могу бити истих или различитих попречних пресека, и могу бити направљени од једног или од различитих термопластичних или термосет материјала, као што је приказано на слици.

Као и код осталих типова транспортних трака гумени слојеви (2) се налазе са обе стране корда, и они нису предмет овог проналаска.

Транспортне траке по правилу излазе из постројења за производњу транспортних трака у форми котурова различитих дужина. Након тога на самом транспортном систему је неопходно транспортне траке монтирати и спојити, док се не достигне захтевана дужина транспортне траке која је зависна од дужине самог тракастог транспортног система.

Главни изазов у монтажи траснпортних трака са челичним (1) или текстилним кордом (3) је њихово спајање на трачном систему. Због практичних ограничења у варењу челичних кордова (1), није могуће на практичан начин извршити варење кордова трака са челичним кордом (1) на самом трачном систему, већ се прибегава разним другим техникама спајања ових тсака ("Belt conveying of minerals", E. D. Yardley and L. R. Stace, Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering 2008). Све ове технике као резултат имзју да се по правилу никада не достиже јачина споја, као на деловима транспортне траке где је корд континуалан.

Због тога је место споја траке истовремено и најслабија тачка транспортне траке инсталиране на трачнoм транспортном систему. У експлоатацији ових трака приликом непредвиђених ситуација, транспортна трака се по правилу кида на овом месту. Општи циљ у конструкцији и производњи транспортних трака је произвести транспортну траку која на месту где се спајају различити делови транспортне траке, има исту јачину као и сама непрекинута трака.

Захваљујући великом напретку у технологији термопластичних и термосет материјала, могуће је произвести материјале који имају отпоре на кидање, чак и веће од самог челика („Handbook of Plastics, Elastomers and Composite", Fourth Edition, Charles A.

Harper, McGraw-Hill Companies Inc.2002). Ca друге стране ови материјали су лакши од челика.

Технологија спајања термопластичних и термосет материјала је веома развијена, и веома једноставна за употребу. Користи се у практично свим гранама индустрије у производњи предмета за општу и посебну употребу. У овом проиналаску је предвиђено коришћење стандардних техника спајања термопластичних или термосет кордова. Саме технике спајања термполастичних или термосет кордова нису предмет овог проналаска.

Транспортна трака са кордом од термопластичних или термосет материјала (4) чији су кордови спојени коришћењем стандардних метода спајања термопластичних и термосет објеката монтирана на трачном систему је предмет овог проналаска. Због лакоће спајања овог типа кордова оваква трака показује значајне предности приликом монтаже и експлоатације на самом тракастом трачном систему.

Други вид спајања кордова од термопластичних или термосет материјала је спајање хемијском реакцијом. У овом типу спајања се на површине које је потребно спојити стављају хемијска једињења која изазивају хемијску реакцију која резултује спајањем две површине хемијском везом. Овај тип спајања термопластичних или термосет кордова (4) је предмет овог проналаска.

Есктрузија термопластичних и термосет материјала у објекте различитих дужина, димензија и попречних пресека је општепозната и коришћена метода производње дугачких термопластичних или термосет објеката, који су истог или сличног попречног облика и пресека на целој својој дужини. У овом проналаску је предложено да се екструзија као метод производње користи за производњу термопластичих или термосет кордова (4) за уградњу у транспортне траке.

У овом проналаску је предвиђено да се термопластични или термосет кордови (4) екструдирају и истовремено уграђују између гумених слојева транспортне траке, и то директно испред пресе за вулканизацију транспортних трака, и то је предмет озог проналаска (Слика 4/4). Предвиђено је овим проналаском, да постоје један или више екструдера (5), који у складу са захтевима конструкције транспортне траке, могу екструдирати кордове истих или различитих облика и попречних пресека.

У постројењима за производњу транспортних трака, по правилу, постоје посебне машине (такозване машине за конфекционирање транспортне траке) чија је функција да састављају гумене слојеве и корд у целину, односно у транспортну траку. На овим машинама се челични (1) или текстилни корд (3) уграђују у простор између гумених слојева (2) транспортне траке. У следећем производном кораку овако састављена транспортна трака улази у пресу за вулканизацију, где се дешава процес вулканизације гумене смеше.

У овом проналаску је предвиђено да се на машину за конфекционирање транспортних трака угради посебни додатни екструдер (5), један или више њих, чија је функција да врши екструзију корда од термопластичног или термосет материјала (4) директно у простор између гумених слојева транспортне траке (2). Машина за конфекционирање транспортних трака са додатним посебним екструдером (5) за екструзију корда је предмет овог проналаска.

Други метод уградње термопластичног или термосет корда (4) између гумених слојева (2) траснпортне траке је претходна производња кордова на посебном постројењу за екструзију кордова, и њихово намотавање на колутове. У облику колутова је предвиђено да се испоручују у постројења за производњу транспортних трака, за даљу уградњу у саму транспортну траку између гумених слојева (2). Овај начин производње транспортних трака са термоппластичним или термосет кордом (4) је предмет овог проналаска.

Овим проналаском је предвиђено да кордови више нису само кружног облика и попречног пресека, већ могу бити различитих облика и попречних пресека. Овим проналаском је предвиђено да се због лакоће производње и манипулисања самим кордом у различитим деловима транспортне траке, по потреби, уграђују различити облици и попречни пресеци корда, као што се може видети на слици 3/4.

Током процеса производње транспортне траке, претходно произведени гумени слојеви (2) се састављају са кордовима и по потреби другим додатним слојем или слојевима на за то предвиђеној машини у захтевану конструкцију. Након тога, следећи корак у производњи транспортних трака је улазак овако састављене траке, чији гумени слојеви (2) још увек нису вулканизирани, у пресу за вулканизацију или било коју другу врсту машине за вулканизацију.

Овим проналаском је, по потреби, предвиђено да су кордови направљени од термопластичних или термосет материјала (4) који се топе на температурама на којима се одиграва процес вулканизације гуме, или пролазе кроз било коју другу врсту физичке или хемијске трансформације током процеса производње транспортних трана, а поготово током процесног корака где се одиграва вулканизација гумених слјева (2) транспортне траке. Ово има за циљ бсљу манипулацију крајњим техничким карактеристикама транспортне траке током процеса производње.

Овим проналаском је предвиђено да се, по потреби, приликом процеса производње термопластичног или термосет материјала од којих је израђен корд (4), у те материјале додају адитиви који побољшавају адхезију између гуменог слоја (2) транспортне траке и термопластичног или термосет материјала.

Предности проналаска у односу на садашњу технологију.

1. Веома једноставна технологија прављења спојева.

Спајање пластичних површина, у суштини, се врши топљењем површинског слоја оба дела пластике који се желе спојити, и чврстим пријањањем односно стапањем истопљених површина. Ова техника је свуда у индустрији коришћена и опробана, и има своје многобројне методе и варијанте. На овај начин је могуће припремити спојеве који су исте јачине као и сам корд (4). Коришћењем посебних метода могуће је на једноставан начин припремити спојеве где су површине које се спајају различитих облика и својстава, при чему се може остварити јачина споја чак и већа него код истог таквог непрекинутог корда. Постигнуте јачине споја који је припремљен на овај начин су исте или приближне самој јачини корда односно транспортне траке са термопластичним или термосет кордом (4).

Транспортне траке са термопластичним или термосет кордом (4) су мање тежине од трака са челичним кордом (1).

Слобода у пројектовању самих транспортних трака са термопластичним или термосет кордом (4) је скоро безгранична због огромне количине термопластичних и термосет материјала материјала који су данас доступни за употребу. Такође и због слободе у обликовању облика и попречног пресека термопластичног или термосет корда (4) постоји додатни ниво могућности за фино подешавање крајњих техничких особина саме транспортне траке.

Цена многих типова термопластичних или термосет материјала може бити нижа од цене челичног корда (1).

Рециклирање транспортних трака са термопластичним или термосет кордом (4) је много једноставније него код трака са челичним (1) или текстилним кордом (3).

Claims (9)

ПАТЕНТНИ ЗАХТЕВИ

1. Транспортна трака, назначена тилле, да транспортна трака садржи у себи носећи корд (4) направљен од једног или од комбинације више термопластичних или термосет материјала.

2. Транспортна трака према захтеву 1, назначена тиме, да су кордови (4) унутар транспортне траке једног типа облика и попречног пресека, или комбинације више облика и више попречних пресека, где облик и попречни пресек могу бити различитих димензија и односа димензија, као и њихових комбинација.

3. Транспортна трака према захтевима 1 и 2, назначена тиме, која се састоји од једног или комбинације термопластичних или термосет материјала, који могу садржати адитиве који побољшавају адхезију између гуме (2) и термопластичног или термосет материјала.

4. Транспортна трака према захтевима од 1 до 3, назначена тиме, да су кордови (4) два краја транспортне траке спојени коришћењем процеса спајања термопластичног или термосет материјала, где су површине на крајевима термпластичних или термосет кордова (4) истопљене и спојене под одговарајућим притиском, и након тога остављене да се охладе.

5. Транспортна трака према захтевима од 1 до 4, назначена тиме, где су кордови (4) направљени од термпластичних или термосет материјала који се могу топити, или пролазити кроз било коју врсту физичке или хемијске трансформације током процеса производње транспортних трака, а поготово током процесног корака где се одиграва вулканизација гумених слојева (2) транспортне траке.

6. Транспортна трака према захтевима од 1 до 5, назначена тиме, да се спојеви транспортних трака могу правити коришћењем технологије хемијског спајања.

7. Транспортна трака према захтевима од 1 до 6, назначена тиме, да су кордови (4) произведени екструзијом термопластичног или термосет

материјала директно у простор између гумених слојева (2).

8. Транспортна трака према захтевима од 1 до 7, назначена тиме, где су термопластични или термосет кордози (4) произведени ван фабрике за производњу транспортних трака процесом екструзије, а затим намотани на колутове и накнадно уграђени у транспортну траку у постројењу за производњу транспортних трака.

9. Постројење за уграђивање корда (4) у простор између гумених слојева (2) једне транспортне траке, назначено тиме, да је на њега уграђен посебни екструдер (5) са функцијом екструзије термопластичних или термосет кордова (4) у простор директно између гумених слојева (2) транспортне траке.