CZ2004540A3 - Způsob vytváření nekonečného pásu pro separační zařízení pásového typu - Google Patents

Description

.. . US - 727

Způsob vytváření nekonečného pásu pro separační zařízení pásového typu

Oblast techniky Předložený vynález se týká pohyblivého pásu, který může být použit v separačním zařízení opatřeném pásem k oddělování částic směsi, založeném na nabíjení částic, zejména se však týká zlepšeného pásu a způsobu výroby pásu.

Dosavadní stav techniky Pásové separační systémy (BSS) jsou používány k oddělování částic směsi založenému na nabíjení různých částic povrchovým kontaktem (to je třecím účinkem). Obrázek 1 ukazuje pásový separační systém 10. tak jak popsán v běžně dostupných US patentech č. 4,839,032 a 4,,874,507. Odkazem na tyto dokumenty je zřejmé, že zde byly ve své úplnost vzaty v úvahu jako stav techniky. Jedno z provedení pásového separačního systému 10 zahrnuje rovnoběžně umístěné elektrody 12 a 14/16. upravené v podélném směru tak, aby vytvořily podélnou středovou přímku 18, přičemž pás 20 se pohybuje v podélném směru mezi umístěnými elektrodami 12 rovnoběžně se středovou přímkou 18. Pás 20 tvoří uzavřenou smyčku , která je poháněna dvojicí koncových válců 22, 24· Směs částic je ukládána na pás 20 v oblasti 26 dodávání materiálu, mezi elektrodami 14 a 16. Pás 20 zahrnuje proti sobě se pohybující pásové segmenty 28 a 30, pohybující se v opačných směrech, pro dopravu částic směsi podél délky elektrod 12 a 14/16.

Kritickou částí pásového separačního systému (BSS) je z jeho pohyblivých částí pouze pás 20. Pás 20 se pohybuje vysokou rychlostí, například kolem 40 mil za hodinu ve vysoce abrasivním prostředí. Dva pásové segmenty 28, 30 se pohybují v opačných směrech, rovnoběžně se středovou přímkou 18 a tudíž, když přicházejí do styku, je relativní rychlost okolo 80 mil v hodině. Podobné, dříve známé pásy byly původně z materiálů tkaných z jednotlivých vláken odolných proti otěru. Tyto pásy byly poměrně nákladné a jejich životnost byla pouze asi pět hodin. Příčina jejich porušení spočívala obvykle ve vytvoření podélných opotřebených pruhů v důsledku podélného zvlnění, které vyvolalo vznik podélných děr v pásu, takže tyto se rozpadaly a zachytávaly o sebe. Rovněž se opotřebovávaly prameny tam, kde se křižovaly a ohýbaly při běhu pásu separátorem. Přihlašovatel činil pokusy zlepšit takový pás pomocí různých materiálů a různých vazeb, aby nalezl tkaný materiál s delší životností. Tyto pokusy však byly neúspěšné. Pásy, jenž jsou v současnosti používány u pásových separačních systémů 10 jsou vyráběny z vytlačovaných materiálu, které mají lepší odolnost vůči opotřebení než tkané pásy a mají životnost řádově vyšší , kolem 20 hodin. Vytlačování takovýchto pásů je popsáno u obecně známého patentu US 5,819,946 o názvu „Konstrukce separačního pásového systému", na něž jsou zde činěny odkazy.

Na obr.2 je schematicky znázorněna sekce pásu 40, která je v současnosti používána u pásového separačního systému z obr.l Je zde žádoucí dosažení požadované geometrie pásů. U vytlačovaných pásů je však toto obtížné.

Jeden příklad pásu, používaného u pásového separačního systému má konstrukci vytvořenou z pramenů 42, směrovaných e směru chodu stroje, to je pramenů 42, které jsou uspořádány podél horizontální délky pásu (označené šipkou 41) a příčnými prameny 46, tj. prameny, které jsou v podstatě kolmé na směr strojně směrovaných pramenů 42, jak je zobrazeno na obr.2. Příčně směrované prameny 46 mohou být vyrobeny se specifickým tvarem začátku 43 pásu. Příčně směrované prameny 46 přenášejí zatížení, to je směs složek a současně odolávají ohýbání při přechodu přes koncové válce (viz.obr. i, 22, 24) při rychlosti přibližně přes šest válců za vteřinu.

Vytlačovací postupy, kterými jsou pásy pro pásové separační systémy vyráběny v současnosti, musí být nutně kompromisem mezi řadou faktorů, zahrnujících výběr použitého polymeru, výběr přísad, vytlačovacího zařízení, teplotu použitou při vytlačovacím procesu a vytlačovací rychlost. Podle jednoho příkladu provádění vytlačování pásu, podle současných způsobů výroby, je postup následující. Řádně promíchaná směs na bázi polymerů a přísad (s výhodou předem smíchané dohromady) se dodává do vytlačovacího zařízení, kde mechanickým působením šroubů se ohřívá materiál na teplotu, kdy se stává plastickým, přičemž vytlačovací zařízení vytlačuje plast ven do válce a do formy. Forma má kruhový, příčný průřez a má mnoho drážek rovnoběžných s osou, jenž odpovídá průběhu strojně směrovaných pramenů 42. Každý z příčně orientovaných pramenů 46 je vytvořen pohybem vnitřní strany formy, takže obvodová drážka, jenž je zaplněna materiálem se vyprázdní a tak vytvoří příčně orientované prameny 46. Řízení geometrie pásu je většinou dosahováno nastavováním okamžité vytlačovací rychlosti během vytváření každého jednotlivého, příčně orientovaného pramene 46. Materiálu, jenž 3

···· ··· · · · • ·

• · · • MM zakončuje příčně orientované prameny 46 se buď nedostává pro tyto příčně orientované prameny 46 nebo naopak, je ho přebytek. Toto může činit obtíže, protože ve snaze vyhnout se změnám v příčném průřezu strojně orientovaných pramenů 42 se současně mění vytlačovací rychlost, aby se dosáhlo správně geometrie příčných pramenů 42. Poté, co je tkanivo strojně orientovaných pramenů 42 a příčně orientovaných pramenů 42 vytvarováno jako oběžná sekce, je ochlazeno např. ponořením do vodní lázně a rozříznuto a vyrovnáno, aby se vytvořila plochá lamela.

Jedním z důležitých aspektů pásu používaného v pásových separačních systémech je únavová pevnost. Aby se dosáhlo dobré únavové pevnosti měly by se eliminovat koncentrace mechanických napětí v místech změn příčného průřezu pramene. Udržení stálosti příčného průřezu je však obtížné, čímž únavová životnost vytlačovaných pásuje často problematická.

Dopravníkové pásy jsou široce využívány pro dopravování materiálů a proto je věnována pozornost vývoji dopravníkových pásů. Obvykle jsou dopravníkové pásy konstruovány z elastomemích materiálů s výstužným kordem z vláken. Obvyklou praxí je používat spojité, tuhé pásy bez perforací. Takovéto pásy nejsou však vhodné pro předložený vynález, protože nevyhovují materiálu, který má být pomocí pásů dopravován v pásových separačních systémech. Řízení, resp. ovlivňování geometrie pásu je rovněž důležité, jak dokládá obecně známý US patent 5,904,253, na který jsou zde rovněž činěny odkazy. Na obr.3, je znázorněna zvětšená část pásu pásového separačního systému zobr.l. Směry segmentů 28, 30 , pohybujících se v protisměru, jsou znázorněny šipkami 34 a 36. Jak je ukázáno na obr.3, u jednoho příkladu požadované geometrie pásu 40 je na předním resp. vodícím konci 43, příčně směrovaných pramenech 46 vytvořen ostrý úhel 44 (viz.obr.2). V současné praxi vytlačování, je geometrie předního resp. vodícího okraje 43 určována složením polymemí směsi, použitými přísadami a podmínkami vytlačování. Změny těchto parametrů rovněž ovlivní další vlastnosti pásu a jeho činnost v pásovém separačním systému. Navíc také výběr polymerů, které mohou být využity ve vytlačovacím procesu je omezen. Existuje mnoho polymerů, které nemohou být vytlačovány, takže je nelze použít pro výrobu pásů vytlačováním. Navíc je třeba použít velké množství přísad pro vytlačování, aby se dosáhlo požadovaných vlastností pásu vytvořeného vytlačováním. Avšak přítomnost zase velkého množství přísad může zase komplikovat vytlačování a vyvolávat problémy s kompatibilitou materiálů, zejména u potravinářských aplikaci. Řada přísad potřebných pro ovlivňování rozměrů, rovněž působí jako plastifikátor a zvyšuje rychlost tečení a snižování • 9 · 4 • 9 · 4 ·· 9 > 9 9 9 9 9 • 9999 • · · • 9 9 9 • · 9999 • 9 9 99 « odolnosti pásu vůči opotřebení. Často změna jedné vlastnosti jedním způsobem bude mít nepříznivý účinek na ostatní vlastnosti.

Známé metody výroby pásů pro pásové separační systémy jsou vystaveny různým omezením u vytlačovacího procesu, například omezením z hlediska materiálů použitelných pro konstrukci pásu, přičemž musí být dosaženo kompromisu. V současnosti používané pásy nemají požadovanou délku doby opotřebení, dobrou únavovou pevnost a jednoduchou výrobu.

Podstata vynálezu

Podle jednoho provedení, spojení prvního konce první desky z termoplastu a druhého konce druhé desky z termoplastu k sobě, způsob zahrnuje vytvoření v podstatě odpovídajících si úhlů na prvním konci první desky z termoplastu a na druhém konci druhé desky z termoplastu, přičemž se vytvoří otvory v prvním konci první desky z termoplastu, které probíhají příčně z prvního konce do první desky z termoplastu. Dále se vytvoří otvory v druhém konci druhé desky z termoplastu, které probíhají příčně z druhého konce do druhé desky z termoplastu. Způsob dále zahrnuje umístění prvního a druhého konce první a druhé desky k sobě s mírným přesahem a přitlačení prvního a druhého konce k sobě. Provede se ohřev prvního a druhého konce nad teplotu tavení desek z termoplastu, přičemž se udržuje styk mezi prvním a druhým koncem po předem stanovenou dobu, načež se první a druhý konec ochladí čímž se proces jejich spojení je ukončí.

Podle jiného provedení vynálezu, zahrnuje způsob vytvoření pásu z termoplastického materiálu vytvoření úhlů na prvním konci první části desky termoplastu a na druhém konci druhé části desky z termoplastu. Způsob dále zahrnuje vytvoření množiny otvorů v první části desky z termoplastu, přičemž otvory jsou vedeny příčně k prvnímu konci první části desky z termoplastu a vytvoření druhé množiny otvorů v druhé části desky z termoplastu, která má být spojena s první částí desky z termoplastu, přičemž otvory jsou vedeny příčně k druhému konci desky z termoplastu. Způsob dále zahrnuje uložení prvního konce a druhého konce první a druhé části desky z termoplastu k sobě tak, že první a druhá část desky z termoplastu zahrnují přečnívající části, načež se provede vzájemné spojení první části a druhé části desky z termoplastu.

Podle ještě jiného provedení pás zahrnuje první ěást desky z termoplastu, zahrnující první množinu chlopní odděleně umístěných tak, aby vytvářely první množinu otvorů podél prvního konce první části desky z termoplastu. Pás rovněž zahrnuje druhou část desky z termoplastu , zahrnující druhou množinu vzájemně oddělených chlopní tak, aby vytvářely druhou množinu otvorů podél druhého konce druhé části desky z termoplastu. První množina chlopní je spojena s druhou množinou chlopní, čímž se spojí první a druhý konec. Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů. Z vysvětlení vyplynou výše uvedené a další znaky a rovněž výhody předloženého vynálezu. Odkazy budou činěny na výkresy, na nichž stejné vztahové značky označují stejné technické prvky. Výkresy jsou uváděny pouze pro účely ilustrovaní vynálezu, nejsou však zamýšleny pro definování vynálezu a tak jeho omezení.

Obr. 1 představuje schematicky jeden příklad pásového separačního systému (BSS); obr.2 představuje zvětšený schematický pohled na část vytlačeného pásu použitého v pásovém separačním systému.; obr.3 znázorňuje zvětšený pohled na část vytlačeného pásu pásového separačního systému, zahrnujícího dvě elektrody a pásové segmenty; obr.4 ukazuje schematicky část dvou sekcí pásu, které mají být spojeny dohromady způsobem podle vynálezu; obr 5 představuje pohled z boku na dvě sekce pásu, které mají být spojeny dohromady podle provedení dle vynálezu; obr.6 znázorňuje postupový diagram jednoho příkladu způsoby výroby pásu podle aspektů předloženého vynálezu; obr.7 znázorňuje pohled odzadu na dvě sekce pásu, které mají být spojeny dohromady podle aspektů vynálezu a obr.8 znázorňuje půdorys části pásu podle vynálezu. Příklady provedení vynálezu

Určité materiály, jako jsou termoplastické materiály, které obsahují polymerizované produkty a to alespoň jeden ze skupiny:olefinický monomer, termoplast a termoplastický elastomer, což jsou materiály, jejichž vlastnosti jsou vhodné pro použití v pásovém separačním systému. Jedním z příkladu potenciálně využitelného termoplastického materiálu je nylon, jiným může být polyethylen s vysokou molekulovou hmotností (UHMWPE). Polyethylen s vysokou molekulovou hmotností je jedním z příkladů vynikajícího materiálu, jenž má vlastnosti, které jsou ideální pro výrobu pásů pásových separačních systémů (BSS). Je extrémně odolný vůči otěru, například má řádově větší odolnost vůči otěru než další nejlepší materiál pro podobný účel. Má nízký koeficient tření, je netoxický, představuje vynikající dielektrikum a je snadno dostupný. Nevýhodou je, že ho nelze vytlačovat, takže pásy nemohou být vyráběny s využitím známých vytlačovacích technologií.

Polyethylen s vysokou molekulovou hmotností se taví při 138°C. Teplota tavení je určován opticky tak, že se sleduje kdy matný bílý materiál se stane zcela čirý. Viskozita roztaveného polyethylenu s vysokou molekulovou váhou je tak vysoká, že tento při tavení neteče a částice zachovávají svůj tvar, dokonce, když jsou zcela roztaveny. Extrémní viskozita polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností (UHMWPE) po roztavení způsobuje značné zpoždění ve vytváření krystalických domén po ochlazení roztaveného polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností a tak krystalizace polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností nenastane okamžitě. Podobně jako všechny polymemí materiály, polyethylen s vysokou molekulární hmotností (UHMWPE) má velký koeficient tepelné roztažnosti. Při tavení rovněž značně expanduje. Tato expanze a následné smrštění během a po tepelném cyklu, představuje podstatné potíže při tepelném zpracování polyethylenu s vysokou molekulární hmotností. Běžné tavitelné konstrukční materiály, jako jsou kovy, mají mnohem menší tepelnou roztažnost než polyethylen s vysokou molekulární hmotností (UHMWPE). V důsledku smrštění při ochlazování polyethylenu s vysokou molekulární hmotností (UHMWPE) vzniknou velká tepelná pnutí mezi roztavenými materiály resp. sekcemi z polyethylenu s vysokou molekulární hmotností při různých teplotách a to dokonce mezi částmi s tohoto polyethylenu s různými stupni krystalizace. Stupeň krystalizace je faktorem pro určení hustoty a tudíž objemu kterékoliv jednotlivé části z polyethylenu s vysokou molekulární hmotností. U jednoho prováděného způsobu výroby dílů z polyethylenu s vysokou molekulární hmotností, je tento ve formě prášku. Prášek může být lisován za tlaku, při vysoké teplotě a tlaku do silných ingotů. Ingoty mohou být řezávány ještě za tepla do tvaru tabulí s požadovanou tloušťkou. Polyethylen s vysokou molekulární hmotností je lisován do silných ingotů, protože teplotní gradient, stupeň krystalizace, hustota a tudíž měrný objem jsou malé vzhledem k rozměrům ingotu, což vede k malým tepelným pnutím. V silném ingotu je poměr napětí na lisovaném povrchu k napětí, vzniklému smrštěním objemu materiálu, poměrně malý. Naopak, tenké části mají vyšší poměr a je vyšší pravděpodobnost, že buď prasknou nebo se asymetricky zdeformují, z čehož vzniknou vnitřní pnutí. U jiného příkladu pásového separačního systému BSS jsou pásy slabé, například řádově jedna osmina palce a jsou 45 palců široké. Délka materiálu, používaného k vytvoření pásu pásového separačního systému může být přibližně 60 stop. Desky z polyethylenu s vysokou molekulární hmotností, které jsou komerčně dostupné mají velikost 4 stopy krát 8 ♦ ··· ·«· ···· stop nebo 4 stopy krát 10 stop. Pásy pásového separačního systému mohou být vytvořeny spojením několika takovýchto desek dohromady, jak bude popsáno dále podrobněji. Pás pásového separačního systému lze případně vytvořit z jednotlivých desek z polyethylenu s vysokou molekulární hustotou, přičemž jejich konce mohou být spojeny dohromady a tak vytvořit nekonečný pás. V dalším případě může být několik úzkých desek spojeno dohromady podél jejich délek, aby se tak vytvořila široká složená deska, jejíž konce mohou být spojeny dohromady s konci jiných desek, aby se tak vytvořil nekonečný pás.

Svařování nebo spojování částí s polyethylenu s vysokou molekulární hmotností není prováděno v daném oboru ve významnějším rozsahu, převážně kvůli problémům spojeným s výsledným tepelným pnutím , které vzniká. Přestože je polyethylen s vysokou molekulovou hmotností široce využíván pro ochranu ocelových povrchů proti otěru, je používán jen jako jednotlivé desky, které jsou mechanicky upevněny k chráněnému povrchu ocelové části. Jsou li při pokusech o svařování polyethylenu s vysokou molekulární hmotností použita běžná zařízení typů využívajících tepelné zatavení, která mohou být vhodná pro ostatní polymery, jsou výsledky neuspokojivé. Svařovaná zóna se roztaví, což je indikováno tím, že se stane čirou a dvě roztavené části se poté spojí jejich přitlačením k sobě. Pokud je však součást ochlazována, tepelně ovlivněná zóna se podstatně smrští, což vede ke značnému zprohýbání desky. Zborcení desky se s postupující krystalizací zvětšuje. Často desky při ochlazování prasknou. Například ohřátý materiál se plasticky deformuje a v ohřátém materiálu vznikají tepelná pnutí. Poté, když se ochlazovaný materiál smrští, stává se příliš tuhý na to, aby se plasticky deformoval a tak se buď zbortí nebo praskne. Po okamžitém vyndání desek ze svařovacího zařízení a ochlazování na teplotu okolí, jsou tyto ploché, avšak o den později se objeví deformace v důsledku pokračující krystalizace a smrštění.

Tuhost polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností je také citlivá na stupeň krystalizace. Méně zkrystalizovaný materiál je měkčí a má nižší moduly. Avšak pokud je pás provozován v pásových separačních systémech, materiál je mnohokrát za vteřinu ohnut.

Pružení má tendenci způsobovat, že materiál pásu dále krystalizuje, což vede k dalším změnám rozměrů a tuhosti. Pásy pro pásové separační systémy se pohybují velkými rychlostmi, například řádově 20 metrů za vteřinu skrze úzkou mezeru. Při této rychlosti může být pás rychle zničen, pokud zachytí o něco nebo do něho udeří kus zbloudilého materiálu. Zborcení pásu, které způsobí, že se tento odchýlí od roviny elektrod je nepřijatelné, protože pás se poté tlačí proti elektrodám a dalším částem pásového pojezdu přičemž šikmo pojíždí mezi elektrodami pásového separačního systému, to zvyšuje jeho zatížení, což může vést k „zachycení" pásu 8 • m * · · · * * ··»· • · • · · · * • · samotného nebo „zachycení" na otvorech v elektrodách, kudy je zaváděn materiál. „Zachycení" pásu může vyústit v kritické selhání pásu. Pás se může v podélném směru také zcela rozdělit na dva nezávislé kusy. Pokud oba zbývající kusy pásu pokračují v činnosti v pásovém separačním systému, nastane nežádoucí situace, protože mezi oběma pohybujícími kusy se vytvoří nehybná oblast, kde přibývá vodivý materiál a způsobí zkrat mezi elektrodami s vysokým napětím.

Ve snaze vyhnou se zachycení pásu na otvorech, musí být zprohýbání pásu udrženo menší než je polovina šířky mezery 3! (viz. obr.3) mezi elektrodami 12, 16. Dalo by se předpokládat, že napnutí pásu by mohlo odstranit všechna zprohýbání. Avšak prakticky i když bude použito dostatečně velkého tahového napětí,, prakticky každý materiál bude zprohýbán. Všechny materiály mají určitý Poissonův poměr, na jehož základě, pokud je materiál napnut v jednom směru, se smrští ve všech příčných směrech. Například tenký materiál pásu nemůže přenést tlakové zatížení napříč jeho šíře a tak se ohýbá, což vede k zvlnění. Z jedním z poruchových režimů, jenž byl pozorován u určitých tkaných pásů, bylo podélné zvlnění, vedoucí k částem pásu, které vyčnívají v důsledku opotřebení. Opotřebení zdeformovaných, resp. zborcených částí pásu, je ve většině aplikací u pásových separačních systémů (BSS) nepřijatelné.

Teoreticky ohřátí a ochlazení sekcí pásů jako celku najednou dohromady by mohlo být možné. V praxi je však tato možnost problematická .Tím, co způsobuje zborcení, jsou gradienty tepelné roztažnosti, vedoucí k rozdílným tepelným pnutím a v důsledku toho rozdílným mechanickým napětím materiálu. Tepelná roztažnost materiály nastává v důsledku jak tepelných změn tak v důsledku fázové změny. Fázová změna není zcela rovnoměrná a isotropní. Z toho vyplývá, že rovnoměrná teplota, působící na všechny sekce pásu by nevyvolala nutně sobě se rovnající expanze a kontrakce materiálu. Při teplotě nad bodem tavení, materiál je viskózně elastický, kdy napětí závisí na deformační rychlosti. Navíc ohřívání a ochlazování celých sekcí pásů v jednom časovém okamžiku by dále vyžadovalo velmi velkou formu a vzhledem k tomu, že je požadováno, aby pás byl poměrně slabý, pás by pravděpodobně praskl při ochlazování v kontaktu s tuhou kovovou formou.

Zvlnění, resp. zborcení, ke kterému dojde při svařování dvou desek materiálu dohromady, vyplyne z nevratné deformace, která nastane během ohřívacího a chladícího cyklu. Polyethylen s vysokou molekulovou hmotností musí být dobře ohřát nad teplotu bodu tání,aby se dosáhlo dostačující pohyblivosti povrchových molekul, aby navzájem prodifundovaly a vytvořily pevný spoj po ochlazení. Polyethylen s vysokou molekulovou hmotností se během ohřevu roztahuje, celková objemová změna je řádově 10%, přičemž mez 9 ·· » • · ♦ • · ·· · ♦ ···* • · • · • · · • ·«·» • · průtažnosti ohřátého materiálu je mnohem nižší než neohřátého materiálu. Ochlazený materiál, poblíž teplem ovlivněné zóny, zadržuje ohřátý materiál, jenž teče. Když se ohřátý materiál ochlazuje, smršťuje se a jako takový se stává tužší, neohebnější, mez průtažnosti se zvyšuje, přičemž je schopen vyvinout postačující tlak na neohřátý materiál, aby tak způsobil určitou odchylku nebo deformaci. Pokud se svařovaná zóna zvolí tenčí, způsobí to, že naakumulovaný tlak v ohřátém materiálu během ochlazování převýší pevnost studeného materiálu, což vyústí v prasknutí materiálu. Pokud se svár zhotoví velmi tenký, tak se rovněž sníží pevnost sváru.

Deformace nebo zborcení pásu vyrobeného z polyethylenu z vysokou molekulovou hmotností je dána kontrakcí teplem ovlivněné zóny a zborcením okolního materiálu. Rozsah jakéhokoliv zborcení je závislé na celkovém napětí, které závisí na celkové délce sváru. Například u 40 palců širokého pásu, 10% pnutí (vyplývající z 10% změny objemu, jak bylo diskutováno výše), vyvolá deformaci plus 2 palce u ochlazeného materiálu a minus 2 palce u ohřátého materiálu. Dochází zde k určité plastické deformaci ohřátého materiálu, avšak 2,5% délkové změny (1 palec ze 40) vyústí v podstatné zdeformování.

Zborcení roviny pásu může být kritickým parametrem u pásových separačních systémů (BSS), přičemž závisí na vlnové délce zvlnění. Pokud je zvlnění bráno jako jediná sinusová vlna, rovinná deformace může být přibližně vypočítána ze vztahu:

kde d značí deformaci a λ představuje vlnovou délku.

Jestliže je tudíž vlnová délka λ sinusové vlny 80 palců (dvakrát délka 40 palců dlouhých svárů), z rovnice 1 vyplývá celková deformace d rovna 4,5 palcům. Toto je příliš mnoho pro to, aby pás mohl být zabudován do většiny systému, protože pokud je snaha vyhnout se tomu, aby se pás zachytil na otvorech, jak bylo diskutováno výše, zvlnění pásu musí být drženo pod méně než jednu polovinu šířky mezi elektrodami, přičemž deformace 4,5 palců znamená, že šířka mezery mezi elektrodami by měla být alespoň 9 palců. Toto je však příliš široké oddálení mezi elektrodami pro účinnou funkci pásového separačního systému (BSS). Naopak, pokud je stejné procentuální napětí spojeno s vlnovou délkou, rovnající se 2 palcům, vybočení deformace d z roviny pásu, stanovené z rovnice 1 je nyní 0,1 palce. Tato hodnota je nižší než je obvyklá mezera mezi elektrodami pásového separačního 10 10 ···· • · · ► ·«·· « ·· · • · · • » » · • · ·«·< 1 · f ·· i systému (BSS). V praxi mnoho z těchto deformací je plastických a elastických, takže skutečné zvlnění může být mnohem menší než 0,1 palce.

Jak již bylo zmíněno výše, vlnová délka deformace určuje velikost výstupu z roviny pásu /desky. Část desky, která je vystavena tlakovému tepelnému napětí, se bortí, protože tlakové zatížení je větší než kritické zatížení, kterému může deska odolávat bez zborcení. Kritické zatížení, které vyvolává zborcení, je nejnižší při nejdelší vlnové deformaci a zvyšuje se rapidně, pokud se vlnová délka snižuje. Toto kritické zatížení může být vypočítáno za použití Eulerova vztahu [β

Br=r2E A

Kde E je modul pružnosti, A je moment setrvačnosti dílu a L je délka sváru.

Napětí se akumuluje mezi teplem ovlivněnými zónami a teplem neovlivněnými zónami svařovaných sekcí, vytvořených z polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností UHMWPE , přičemž způsobuje deformace. Vlnová délka deformačního zborcení může být řízena nastavením hraničních podmínek pro tlak a napětí na nulu na koncích svárů vytvořených volných konců. Krátkými sváry vznikají vyšší kritická zatížení pro vznik deformací, přičemž při těchto vyšších zatíženích je více tepelných pnutí přítomno v důsledku, kdy nedochází k deformování pásu. Pokud jsou vytvořeny krátké sváry, všechna zborcení jsou umístěna v oblasti svárů, přičemž vlnová délka je nejvíce dvakrát tak dlouhá jako svár (jedna polovina sinusové vlny). Z toho vyplývá, že pokud se vytvoří krátký svár (řádově o velikosti jednoho palce), vybočení rovinného prvku při jakémkoliv zborcení bude malé.

Jedním aspektem způsobu svařování desek podle vynálezu, je poskytnout otvory, například řezy v sekcích, například polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností, které musí být svařeny tak, aby délka sváru byla relativně krátká a tak, že teplem ovlivněná zóna je uvnitř oblastí ohraničená otvory. Toto umožní, aby tepelná pnutí byla pružně absorbována v materiálu jak vystavenému teplu , tak teplem neovlivněném. Například desky, které jsou spojovány způsobem podle předloženého vynálezu, mohou být řádově deset stop dlouhé nebo 120 palců. Teplem ovlivněná zóna je například 1,2 palců široká nebo přibližně 1% délky desky. Při svařování desek z polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností za těchto podmínek se vytváří v pásu otvory, avšak ve většině pásů pásových separačních systémů (BSS) jsou otevřené oblasti, přičemž další otvory navíc kolem spoje, nejsou na škodu. Jakékoliv zborcení ,u .výsledných svářených desek je velmi malé a nevyčnívá nad rovinu 11

• · • ·

· • · # # «ι pásu.Je třeba zdůraznit, že jednotlivé malé desky mohou být spojeny tak, aby vytvořily složené desky, přičemž jednotlivé desky nebo složené desky mohou být navzájem spojeny a vytvořit tak uzavřenou smyčku.

Na obr.4 je zobrazena část jednoho příkladu hran desky, připravených ke svařování podle předloženého vynálezu. Je nutno uvést, že spojení lze provést tepelným svařováním a rovněž i dalšími způsoby svařování plastu, pracovníkům z daného oboru, známými, jako ultrazvukem, dielektrickým ohřevem či ohřevem infračerveným zářením. Jak bylo uvedeno výše, jsou otvory 50 vytvořeny v každé z prvních sekcí ( nebo deskách) 52 a druhé sekci (nebo desce) 54 z polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností (UHMWPE), které mají být svářeny a vytvořit pás. Je samozřejmé, že sekce 52 a 54 z polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností (UHMWPE) mohou být různé desky, které jsou určeny ke vzájemnému spojení nebo to mohou být okraje té samé desky , které mají být spojen dohromady a vytvořit tak nekonečný pás. Otvory 50 jsou vytvořeny v desce před zhotovením spoje. Otvory 50 v materiálu u spoje slouží dvěma účelům. Především je zde vytvořen prostor odebráním materiálu zářezy, aby se zde mohla uplatnit volná expanze polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností při jeho ohřevu. Druhým účelem je, že přilehlé připojené sekce 56 (chlopně materiálu) jsou navzájem rozpojeny, takže tepelné pnutí v jedné sekci, vznikající v důsledku chlazení a tím smrštění, se nepřenáší na přilehlou sekci a tak se neakumuluje podél délky spoje. Zachycení expanze, způsobené ohřevem a umožnění smrštění v důsledku ochlazení, zabraňuje, aby se tepelné pnutí soustřeďovalo napříč šířky pásu a způsobovalo zborcení pásu během svařovacího procesu. Čáry 58 a 60 ohraničují rozsah zóny, ovlivněné teplem během spojovacího procesu. Je zde zřejmé, že otvory 50 zasahují za teplem ovlivněnou zónu, takže tato teplem ovlivněná zóna je uvnitř oblasti ohraničené otvory. Toto umožňuje, aby tepelná pnutí byla elasticky zachycena jak v tepelně ovlivněném materiálu tak v materiálu nevystaveném teplu, tak jak bylo diskutováno výše. V uvedeném příkladu mají otvory zaoblené povrchy. Je to žádoucí z toho důvodu, aby se zabránilo koncentraci napětí při základně otvoru a rovněž to může být žádoucí z hlediska použití řezného nástroje pro vytváření otvorů, který může být zaoblený. Jiné tvary otvorů mohou být samozřejmě použity také. Podle jednoho z příkladů, šířka pásu (sekcí z materiálu, který má být svařen), může být přibližně 40 palců, přičemž chlopně 56 z materiálu, který tvoří materiál sváru, mají šířku přibližně 1 palec. Šířka otvorů 50 není kritická, pokud materiál z přilehlých chlopní 56 neexpanduje přes otvory 50 během svařovacího procesu a nenarušuje tlakem a napětím stav okrajů volných hran. .1 12 ·· ! • * f • » · » • ··#«( • · # ♦ · t

Rozdělení svárů do většího počtu kratších svařených úseků s otevřenými prostory (tj .otvory 50) mezi nimi, jak je zobrazeno, má rovněž výhodu v tom, že otevřené prostory působíc jako místa ukončení případně vzniklé trhliny. Trhliny se snadno šíří přes pevný materiál, protože napětí je soustředěno u počátku trhliny. Účinným omezovačem trhlin je otvor, jenž je dostatečně velký, takže tlak může být elasticky rozložen kolem otvoru.

Kritickým parametrem pásů pásových separačních systémů může být požadavek na jejich stejnoměrnou tloušťku a jejich povrch bez výstupků, které by mohly zachytit o elektrody nebo o protilehle ležící sekci pásu, když pás pojíždí po pásovém separačním systému. Jak již bylo uvedeno dříve, spojování desek pomocí řady krátkých svárů vyvolává problém vzniku deformací, ale že rovněž spojovací postup by neměl být příčinou vzniku výběžků. Svár natupo, například svár rovinných ploch, nemá dostatečnou pevnost odolávat kolmému tahovému zatížení při chodu pásových separačních systémů a rovněž představuje určitou nespojitost v tuhosti materiálu napříč takovéhoto spoje. Během přechodu spoje přes řadu válců separátoru (při rychlosti zhruba 6 za vteřinu) je spoj vystaven mnohonásobným cyklům v ohybu v jednom směru a opačném směru. Tyto cyklické zpětné a dopředné ohyby způsobují porušení spoje provedeného svárem natupo. Naopak, spoj provedený jednoduchým překrytím materiálu může způsobit zvýšení tloušťky spoje a pásu. Omezení tloušťky spoje sevřením sváru mezi ohřáté desky může způsobit, že přebytek materiálu je vytlačován ven. Polyethylen s vysokou molekulovou hmotností se v těchto případech nedeformuje plasticky, místo toho materiál praská. Praskliny způsobují koncentrace tlaku, jenž mají tendenci postupovat do objemu materiálu.

Nespoj itosti v průběhu teploty mohou rovněž způsobit diskontinuity ve stupni krystalizace a tím rovněž diskontinuity v modulu pružnosti materiálu. Takovéto diskontinuity v modulu pružnosti materiálu mohou rovněž vést ke koncentracím mechanického pnutí a prasklinám.

Ye snaze vyhnout se výše uvedeným problémům, lze podle jednoho z provedení předloženého vynálezu provést přípravu svařovaného spoje, spočívající ve skosení úseků, které mají být svařeny. Na obr.5 je znázorněn příčný řez svárem podle jednoho provedení vynálezu. Jak obrázek 5 ukazuje, každá z chlopní 56 materiálu (viz obr.4) může být zkosena pod úhlem 70°. U jednoho provedení můžou být vytvořeny v podstatě odpovídající si úhly na každé ze dvou desek (nebo okrajů), které mají být spojeny tak, že pokud jsou desky ustaveny k sobě s mírným překrytím, v podstatě odpovídající si úhly zapadnou do sebe, jak je ukázáno. Zkosení spoje je zvláště důležité. Toto zkosení umožňuje, aby jakékoliv diskontinuity ·· f • * # • * I » t · l • · · * «··« • i • ··♦· • · ··*· » 13 v modulu pružnosti materiálu, jenž nastanou ve svářeném materiálu, byly rozptýleny v delším prostoru a tím, aby byla snížena jakákoliv tendence vzniku koncentrací napětí. U pásů pásových separačních systému je požadováno, aby jeho přístupné plochy činily velké procento z plochy pásu a rovněž je požadováno, a aby pás byl „silný“. Vzniká zde tudíž potřeba optimalizovat stav mezi těmito dvěma požadavky. Pevnost teplem ovlivněného materiálu závisí na příčném průřezu spoje. Pevnost materiálu u sváru, ovlivněného teplem, je nižší než pevnost materiálu jako celku. Za účelem vytvoření otevřených ploch na pásu, které jsou nutné pro řádnou funkci pásových separačních systému, je nutno odstranit množství objemového materiálu pásu. Je tudíž třeba, aby svar byl pouze tak pevný jako zeslabený materiál zbytku pásu. Toho lze dosáhnout použitím většího příčného průřezu svaru, než má zbytek pásu. Zvýšení plochy sváru umožňuje, aby spoj dosáhl plné pevnosti materiálu, dokonce i když svar sám o sobě má nižší pevnost. Použitím zkoseného spoje, tak jak je to znázorněno na obr.5, se rovněž snižují nerovnoměrnosti v materiálových vlastnostech, které mohou vést ke koncentracím napětí a tím i případně k poruše.

Svar, rovněž podle obr. 5, může být proveden obrobením dvou konců 52, 54, které mají být svařeny a při kterém se vytvoří dva odpovídající si ostré úhly. Toto bylo již diskutováno výše. V jednom příkladu provedení může být úhel menší než přibližně 30 stupňů. Čím menší je úhel, tím větší je plocha příčného průřezu sváru. Tahové zatížení pásu je přenášeno smykem na tomto svaru. V jiném příkladu provedení byl použít úhel (70) rovnající se 15 stupňům, který se dobře osvědčil. Tento úhel zvyšuje příčný průřez spojené oblasti pro přenos tahového napětí smykem čtyřikrát v porovnání s příčným průřezem neobrobeného materiálu. V jiných případech byly použity úhly v rozsahu od 10 stupňů do 45 stupňů. Pokud je úhel příliš velký, je zde omezeno vzájemné přesazení a požadovaná přesnost pro přípravu okrajů desek se může zvýšit. Podobně, pokud je úhel příliš malý, úseky svarů jsou velmi tenké a šířka svarů se může zvýšit.

Pevnost spoje převýší pevnost materiálu vjeho objemu dokonce i když pevnost svařuje 1/3 pevnosti základního materiálu. Spoj však představuje zeslabenou část pásu, a proto musí být věnována pozornost skutečnosti, že porucha nezačíná v jediném místě, ale postupuje během únavy materiálu do dalších oblastí.

Tomuto se zabraňuje tím, že se zajistí, aby otevřené úseky byly dostatečně rozevřené, takže přebytečný materiál může volně během svařovacího postupu expandovat a tím, že se zajistí že na teplem ovlivněném materiálu nejsou žádné povrchové defekty, jako např. povrchové trhliny, jenž mohou vyvolat šíření únavových lomů. Pokud se vytvoří jakékoliv takovéto ·* 14 • •Μ # · ·-# · · « *·« ·· · • · 1 · • · ··*· • · · ·· i praskliny během svařovacího procesu je nutno opracovat a odstranit prasklý materiál před použitím pásu.

Na obr.6 je zobrazen postupový diagram jednoho postupu výroby pásu podle aspektů předloženého vynálezu. Jak již bylo uvedeno výše, v prvém kroku 100 se zajistí jedna nebo více desek z termoplastu, jenž mají být spojeny dohromady. Y jednom z příkladů mohou být spojeny dvě nebo více desek za účelem získání větší složené desky, ze kterých může být nakonec vytvoře spojitý pás. Protilehlé okraje obou jednotlivých desek nebo složené desky, mohou být spojeny dohromady, aby se tak vytvořil spojitý pás. Následující způsob využívá složení buď jednotlivých desek, nebo protilehlých okrajů stejné desky. V dalším kroku 202 mohou být okraje, které mají být spojeny, zkoseny a vytvořeny (krok 204) otvory 50 (viz obr.4), jak již bylo uvedeno výše. Svařování okrajů může být započato v krocích 206 a 208 orientováním dvou okrajů desek 52, 54 ve svařovacím zařízení, které stlačí k sobě svařované okraje pomocí kovových desek 76, 78 tak, ze svařované okraje sejpřekrývají, jak ukazuje obr.5.

Prostor mezi kovovými deskami může být upravován vkládáním vymezovacích prvků 72,74 v kroku 210. Pokud jsou použity dostatečně tuhé kovové desky, vymezovací prvky 72_ a 74 mohou být umístěny u konců desek, jak je ukázáno. Pokud jsou však použity méně tuhé kovové desky, pak vymezovací prvky 72,74 mohou být vloženy podél vnitřku, např. do otevřených prostorů vytvořených otvory 50 mezi chlopněmi 56 materiálu (obr.4). Umístění těchto vymezovacích prvků 72 a 74 je znázorněno na obr.7, jenž ukazuje pohled odzadu na desky 52,54, mezi kovovými deskami 76,78. Vymezovací prvky 72, 74 mohou mít tloušťku, která je v podstatě rovna tloušťce pásu, přičemž jsou vyrobeny z materiálu, který neměkne při dané teplotě.

Kovové desky 76 a 76 jsou poté přiloženy k pásu a je na ně vyvinut tlak, který je přes ně přenesen do desek 52, 54· V následujícím kroku 214 se kovové desky 76, a 78 ohřejí buď elektricky nebo běžněji cirkulujícím horkým mediem. Tlak na svár je udržován během ohřívacího a chladícího cyklu. Jako jeden z příkladů lze uvést, že teplota je zvýšena přibližně na 395° F (resp. 202°C) a je na této hodnotě udržována po dobu 30 minut. Poté je ohřev ukončen a nastane cirkulace chladící kapaliny, aby se svar ochladil na teplotu okolí. Svar je ochlazen tak, že se po vyjmutí ze svařovacího zařízení nedeformuje. Po vytvoření svaru by měl být pás udržován po nějakou dobu, kdy v polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností pokračuje krystalizace, v přiměřeně ploché poloze. Teplota zeskelnění pro polyethylen jel 53°K. Nad touto teplotou bude probíhat krystalizace. 15

• · · • · · f • · · MM • · ·

Jak bylo uvedeno výše, u jednoho provedení vynálezu je plast ohřát na svařovací teplotu přímým kontaktem s ohřátými kovovými deskami 76 a 78. Alternativní metody ohřevu, jako je ohřev ultrazvukem nebo infračerveným záření jsou běžně známy. Takovéto alternativní metody mohou být použity za předpokladu, že teplota materiálu je během svařování řízena a za předpokladu, že je použito tlaku k zajištění toho, že tloušťka spoje je v podstatě rovna tloušťce základního materiálu.

Použití zkoseného svaru rovněž umožňuje, aby svar byl během svařovacího procesu vystaven velkému tlaku. V některých případech dvě části, které mají být svařeny nezapadají přesně do sebe, přičemž se zde projeví mírný “přesah 8F jak je znázorněno na obr.5. Během svařovacího procesu je materiál držen mezi dvěmi ohřátými kovovými deskami 76.78. Kovové desky 76,78 vytvářejí povrch a zaručují tloušťku svaru. Přesazení desek 52.54 zajistí, že v oblasti svaru je dostatek materiálu a že určité množství materiálu může natéci do otevřených prostorů. Stupeň přesazení lze stanovit srovnáním tloušťek spoje před svařováním (rozměr 80) s tloušťkou základního materiálu (rozměr 82). Součet rozměrů základního materiálu 82 a přesazení 81 se rovná tloušťce před svářením. Poměrový stupeň přesazení je (80 až 82) /82. Aby byl poměrový stupeň vyjádřen procenticky, je nutno poměrovou hodnotu vynásobit 100. U jednoho provedení podle vynálezu je přesazení asi 10%. U jiného příkladu provedení bylo použito přesazení 60%, přičemž spoj byl funkčně dobře využitelný, avšak i jiné hodnoty mohou být rovněž využity. Přesah rovněž slouží k tomu, aby snížil požadavky na stupeň přesnosti při opracovávání odpovídajících si povrchů. Zvláště důležitá může být skutečnost, že nastavené povrchy jsou stlačovány k sobě během svařovacího procesu. Pokud je opracování povrchů nepřesné tak, že povrchy nejsou v kontaktu, pak tyto povrchy nevytvoří dostačující svar. Pokud je vytvořen přesah, lze pro přitlačení povrchu k sobě využít jednu plochou desku, jenž je pevná a jednu plochou desku, jenž je pohyblivá.

Je třeba zdůraznit, že ohřívací a chladící cyklus jsou důležité jak z hlediska dosažení teplot tak časů, při kterých je různých teplot dosaženo. Rovněž bylo zjištěno, že jsou důležité účinky okrajů při přenosu tepla na pás a z pásu během svařovacího procesu. Tyto účinky okrajů mohou být překonány použitím "obětovaného" materiálu u konce pásu, jenž může být později odříznut od pásu, aby se tak účinek okraje přesunul z okraje pásu do vlastního odstranitelného členu. Běžně tímto členem může rovněž být distanční vložka jenž určuje vzdálenost kovových desek vzhledem k požadované tloušťce pásu.

Potenciálním poruchovým režimem je odlupování sváru. Pás je vystaven značným smykovým namáháním na povrchu, kde je ve styku s elektrodami při rychlosti řádově desítek metrů za vteřinu. Zpětné odlupování s opotřebením obnažené části a občas se zachycením 16

< ···· • ·

vyčnívající části na vstupu pro přívod materiálu může vést ke katastrofální poruše pásu. Důsledek takovéhoto poruchového režimu lze snížit volbou orientace přesahu svaru tak, že tenká zkosená část svaru je na vlečeném okraji pásu. Při této orientaci se zde neprojevuje tendence okraje odlupovat se zpět a tendence k poruše svaru, která by se šířila napříč spojem.

Orientace svařených okrajů pásu je znázorněna na obr. 5 vzhledem k předním okrajům příčných pramenů 46. Pás může být nainstalován v zařízení tak, že jeho povrch 88 ie přivrácen k elektrodám a povrch 90 je přivrácen k další části zařízení. Směr pohybu pásu, vzhledem k stacionárním elektrodám, potom bude jak ukazuje šipka 92. Výroba pásu podle daného způsobu, z polyethylenu s vysokou molekulární hmotností (UHMWPE), umožňuje aby byly použity profily popisované v US patentu 5,904,253 na nějž je zde činěn odkaz. Při jednom běžném způsobu výroby pásu je použito souřadnicové obráběcí zařízení. U tohoto zařízení je deska uložena na stůl a řezací hlava se pohybuje napříč desky, přičemž každý otvor v pásu může být vyříznut samostatně. Na základě správného výběru řezacího nástroje mohou mít otvory požadovaný přední okraj a vlečený okraj, tak jak je požadováno. Je výhodné, když geometrie předního okraje lze dosáhnout pomocí tvarovacích prostředků jako je tváření, děrování, obrábění, řezání vodním paprskem a podobně.

Na obr. 6 v kroku 216 , podle předmětného způsobu výroby pásu, může být zjišťována celková délka pásu, aby se tak určilo, zdaje dostatečně velká pro vytvoření úplného pásu pro požadované použití. Pokud tomu tak není, mohou být navařeny další desky opakováním kroků 208 až 214, jak naznačuje krok 218 , a tím aby se vytvořila složená deska požadované délky. Protilehlé okraje složené desky mohou být pak spojeny dohromady, aby tak vytvořily spojitý, uzavřený pás, jak představují kroky 220 až 224.

Způsob výroby pásu, zde popsaný může být také využit pro jiné aplikace. U řady dalších aplikací mohou být otvory v pásu nežádoucí. Jak je popsáno výše, podle jednoho provedení, materiál může být v oblasti svaru odstraněn, aby se tak svar rozdělil na krátké, nezávislé sekce. Poté co je toto provedeno a svar je zhotoven, mohou být otvory vyplněny materiálem a tak vyroben pás bez otvorů. Může být však požadováno, aby se umožnilo rozdělení pnutí podél svarů a sváry aby zůstaly co se týká struktury nezávislé. Jedna z cest realizace tohoto je vyplnit otvory materiálem s nízkým modulem pružnosti, jako tenkou vrstvou nebo pěnou z polyethylenu. Pěna je snadno deformovatelná a bude pohlcovat podstatná tepelná pnutí vytvářená během svařování. Při schopnosti svařovat desky z polyethylenu s vysokou molekulární hmotností (UHMWPE) do spojitých nekonečných pásů, lze dosáhnout i pružnosti pásu. Desky mohou být upnuty na stole a vytvořeny v nich otvory. Je zde úplná volnost při výběru geometrie příčně vedených pramenů a pramenů vedených v pracovním směru zařízení. Prameny vedené v pracovním směru zařízení mohou být navrženy tak, aby měly velkou životnost z hlediska únavy, přičemž příčně vedené prameny mohou mít geometrii umožňující vynikající možnosti oddělování. Způsob výroby a materiály zde popsané, které mohou být použity, umožňují dosažení delší životnosti pásů a umožňují lepší řízení geometrie pásu. Výroba pásu pro pásový separační systém BSS podle předloženého způsobu rovněž umožňuje, aby do postupu byly přidány další kroky.

Je výhodné, že pás pro pásový separační systém lze použít v různých prostředích. Polétavý popílek je abrazivní a často obsahuje cizí tělesa. V popílku jsou často obsaženy kameny, svařovací elektrody, šrouby, rukavice, zrcadla a další cizí tělesa, která mohou způsobit řadu závad pásu. Pokud se stane, že cizí předmět je větší než mezera mezi elektrodami, předmět se nedostane do zařízení , ale zůstane zavěšen na vstupu do zařízení dokud není odstraněn nebo dokud nedojde ke zničení pásu. U jednoho provedení pásu, podle vynálezu, mohou být na pásu vytvořeny v pravidelných roztečích pevnostní příčné prvky. Jedno provedení části pásu s takovými pevnostními prvky 100, 101. 102, 103 je znázorněno na obr.8. Pás se může zachytit u jednoho z těchto silných prvků a zastavit, takže zařízení může být otevřeno a zbaveno cizích těles. Podle jednoho z příkladů provedení pevnostní příčné prvky mohou být vytvořeny tak, že se periodicky střídají s otvory 106 v pásu. Často je výhodné, aby tento prvky 100 se zvýšenou pevnostní byl součástí svaru. Může se stát, že pás je trhán v podélném směru, dokud trhlina nedosáhne svaru, kde je ukončena. Pásy tak mohou vydržet několik takových případů, nastávajících v různých polohách na pásu, přičemž u dosud známých pásů již jediný tento případ mohl vyústit v podélnou trhlinu po celé délce pásu a pás zničit. Je výhodné, když neděrované oblasti pásu mohou situovány v podélné linii, například podél okraje 104. Je rovněž možné, aby pevnostní člen 101 byl vytvořen jako neděrovaná sekce, vedená ve směru šířky pásu nebo úhlopříčně (například oblast 1021, nebo mohou být umístěny nahodile ( například oblast 103 ) nebo uspořádány ve formě pravidelného dezénu.

Na základě popsaných různých ilustrativních provedení a jejich aspektů, jsou pro odborníka z daného oboru zřejmé další modifikace a alternativy. Například zde popsaný způsob svařování desek může být využit ke svařování i jiných materiálů než polyethylenu s vysokou molekulární hmotností (UHMWPE), jako nylonu s vysokou molekulární hmotností, polyesteru, přičemž tyto termoplastické desky zahrnují jak děrované desky tak neděrované desky z jakýchkoliv termoplastických materiálů. Takovéto modifikace a 18 ·* · • · ♦ • · · • ···* • ♦ ···♦ · «Μ • · · • ♦ · · • · ·♦·· ♦ * · ·· · alternativy je nutno zahrnout do tohoto popisu, jenž je zde uveden pro účely ilustrace a nikoliv pro omezení vynálezu. Rozsah vynálezu je dán z řádně formulovaných připojených patentových nároků a jejich ekvivalentů.

Claims (38)

19 ·· » ♦ · · • · · • ···· • ♦ ···♦ « ·· ··· ·· * • ♦ · • · · · • · ♦·· • ♦ · ·♦ · Patentové nároky 1. Způsob vzájemného spojení prvního okraje první části desky z termoplastu a druhého okraje druhé části desky z termoplastu zahrnující: - vytvoření úhlů na prvním okraji první části desky z termoplastu a na druhém okraji druhé části desky z termoplastu; vytvoření první množiny otvorů v první části desky z termoplastu, přičemž otvory jsou umístěny napříč prvního okraje první části desky z termoplastu; vytvoření druhé množiny otvorů v druhé části desky z termoplastu, která má být spojena s první části desky, přičemž otvory jsou umístěny napříč druhého okraje druhé části desky z termoplastu; sesazení prvního okraje a druhého okraje první části a druhé části desky z termoplastu k sobě tak, že první a druhá část desky z termoplastu zahrnují přesazené části; - spojení první části a druhé části termoplastické desky dohromady.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok spojení zahrnuje krok svařování první části a druhé části desky z termoplastu.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok vytvoření úhlů zahrnuje vytvoření v podstatě do sebe zapadajících ostrých úhlů na prvním okraji a na druhém okraji.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok spojení zahrnuje: ohřátí alespoň přesazených částí první části a druhé části desky z termoplastu za tlaku nad teplotu bodu tání první části a druhé části desky z termoplastu, přičemž přesazené části první a druhé části desky z termoplastu se spojí dohromady a - ochlazení alespoň přesazených částí první části a druhé části desky z termoplastu. 20 ** · • · · • · · • ···· » • · ··♦· · • # ♦ ·· • · · • ·««· ♦ · · ♦ ♦ ·

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok spojem zahrnuje vzájemné přitlačení prvního a druhého okraje; - ohřátí prvního a druhého okraje nad teplotu tavení desky z termoplastu; - udržování styku mezi prvním a druhým okrajem po předem stanovený časový úsek a - ochlazení prvního a druhého okraje po jejich spojení.

6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že krok ohřevu zahrnuje ohřev přímým kontaktem s ohřátými kovovými deskami.

7. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že krok ochlazení zahrnuje chlazení přímým kontaktem s chlazenými kovovými deskami.

8. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že krok přitlačení prvního a druhého okraje k sobě zahrnuje přitlačení prvního a druhého okraje k sobě párem kovových desek.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že šířka každé kovové desky z páru kovových desek je 1,5 palce.

10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že termoplastickým materiálem je polyethylen s ultravysokou molekulovou hmotností.

11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje děrování první a druhé části desky z termoplastu.

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že krok děrování první a druhé části desky z termoplastu, přičemž otevřená plocha děrované desky přesahuje 50% celkové plochy děrované desky.

13. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že krok děrování první a druhé části desky z termoplastu zahrnuje vytvoření děrování pro vytvoření předního okraje pásu s ostrým úhlem. 21 ·« I • · · · # • · · ····· • · · · ·· ·· I

14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že krok děrování zahrnuje vytvoření děrování předního okraje pásu s ostrým úhlem, který je menší než přibližně 60 stupňů.

15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok sesazení první a druhé části desky z termoplastického materiálu zahrnuje sesazení první a druhé desky z termoplastického materiálu, přičemž přesahující části mají tloušťku, jenž je přibližně o 10% větší než je tloušťka první části desky z termoplastu.

16. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kroky vytváření otvorů zahrnují vytvoření otvorů, přičemž mezery mezi nimi jsou přibližně 1 palec.

17. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kroky vytváření otvorů zahrnují vytvoření otvorů, jejichž šířka je větší než přibližně 1/8 palce.

18. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kroky vytváření otvorů zahrnují vytvoření otvorů jejichž délka je přibližně 2 palce.

19. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že termoplastem je nylon.

20. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro vzájemné propojení je použit první okraj první desky z termoplastu a druhý okraj druhé desky z termoplastu.

21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že krok vytváření otvorů v prvním okraji zahrnuje vytvoření otvorů v prvním okraji první desky z termoplastu, přičemž otvory jsou vedeny příčně, ke směru prvního okraje do první desky z termoplastu.

22. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že krok vytváření otvorů v druhém okraji zahrnuje vytvoření otvorů v druhém okraji druhé desky z termoplastu, přičemž otvory jsou vedeny příčně ve směru z druhého okraje do druhé desky z termoplastu. 22 • · • · · • · • ·· ·· · • · • ·♦·· • · « ·♦ ·

23. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok vzájemného spojení první a druhé části desky z termoplastu zahrnuje vzájemné spojení prvního okraje a druhého okraje té samé desky z termoplastu pro vytvoření spojitého pásu.

24. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje spojem první a druhé části desky z termoplastu s alespoň jednou přidanou deskou z termoplastu, pro vytvoření složené deska.

25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že dále zahrnuje vzájemné spojení opačných konců složené desky, pro vytvoření spojitého pásu.

26. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že termoplastický materiál obsahuje polymerizovaný produkt alespoň jednoho olefmického monomeru.

27. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že termoplastický materiál zahrnuje polyethylen s velmi vysokou molekulovou hmotnosti.

28. Pás, vyznačující se tím, že zahrnuje: -první část desky z termoplastu, zahrnující první množinu vzájemně oddělených chlopní (56), vytvářející první množinu rozevření (50) podél prvního okraje první části desky z termoplastu; -druhou část desky z termoplastu, zahrnující druhou množinu chlopní, vzájemně oddělených tak, aby vytvořily druhou množinu rozevření podél druhého okraje druhé části desky z termoplastu, přičemž první množina chlopní je spojena s druhou množinou chlopní a tím je spojen první okraj s druhým okrajem.

29. Pás podle nároku 28, vyznačující se tím, že deska z termoplastu je vytvořena z nylonu.

30. Pás podle nároku 28, vyznačující se tím, že deska z termoplastu zahrnuje polyethylen s velmi vysokou molekulovou hmotností.

31. Pás podle nároku 28, vyznačující se tím, že deska z termoplastu zahrnuje 23 99 99 9 • t · • · · • ··#· « • · MM · • I ··· 9 9 9 9 9 9 9 9 • 99 9 9999 * * alespoň jeden olefínický monomer.

32. Pás podle nároku 28, vyznačující se tím, že každá chlopeň z první a druhé množiny chlopní je zkosena.

33. Pás podle nároku 28, vyznačující se tím, že první a druhá část desky z termoplastu zahrnuje jednu desku z termoplastu, přičemž první a druhý okraj jsou spojeny, čímž je vytvořen spojitý pás.

34. Pás podle nároku 28, vyznačující se tím, že dále zahrnuje alespoň jednu přídavnou část desky z termoplastu, která je spojena s alespoň první nebo druhou části desky termoplastu, aby se tak vytvořila složená deska z termoplastu.

35. Pás podle nároku 34, vyznačující se tím, že protilehlé okraje složené desky jsou spojeny dohromady, aby se tak vytvořil spojitý pás.

36. Pás podle nároku 28, vyznačující se tím, že dále zahrnuje pevnostní člen.

37. Pás podle nároku 36, vyznačující se tím, že pevnostní člen zahrnuje část desky z termoplastu bez otvorů, umístěnou v blízkosti prvního a druhého okraje.

38. Pás podle nároku 36, vyznačující se tím, že pevnostní člen zahrnuje část pásu bez otvorů, umístěnou u podélného okraje pásu.