Poste de mortero de resina polimérica reforzada con fibra.

Un poste (10) de resina reforzada con fibra que comprende un cuerpo anular que tiene una estructura

(18, 40) de pared definida entre un diámetro interior y exterior del poste, teniendo el poste una longitud que se extiende axialmente entre extremos opuestos del poste, en el que la estructura de pared del poste comprende: un número de capas (20, 22, 42) de resina reforzada con fibra, en el que una porción (20) de las capas está orientada longitudinalmente en la estructura de pared sustancialmente paralela a un eje que discurre por la longitud del poste; y

una o más capas (24) de un material compuesto que comprende una pluralidad de material particulado que está dispersado en una región continua de material endurecido,

en el que el material compuesto es un mortero polimérico, comprendiendo dicho mortero polimérico un constituyente sólido en forma de material particulado,

siendo dicho material particulado al menos uno seleccionado de la lista que consiste en:

materia particulada a base de sílice, en particular arena, hormigón machacado, roca machacada, granito machacado, arcilla, carbonato cálcico, plástico, metal, cerámica, materiales elastoméricos o mezclas de los mismos.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07118316.

Solicitante: AMERON INTERNATIONAL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 245 SOUTH LOS ROBLES AVENUE PASADENA, CALIFORNIA 91101 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: FRIEDRICH,RALPH S, URLICH,RON G, DAVIDSON,JAMES W, MERCADO,HECTOR P, JONES,DAVID B, VIEGL,RONALD A, CHEN,LIMING.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/32 (sobre un molde, una plantilla o un núcleo rotativos)
  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > EDIFICIOS > EDIFICIOS O CONSTRUCCIONES SIMILARES PARA EMPLEOS... > Torres; Mástiles, postes; Chimeneas de fábrica;... > E04H12/02 (Estructuras hechas en materiales específicos (E04H 12/16, E04H 12/18 tienen prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/50 (para producir objetos de longitud indefinida, p. ej. "prepegs", preimpregnados (SMC), capas multiaxiales (XMC))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/20 (orientadas en una sola dirección, p. ej. mechas u otras fibras paralelas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación por curvado, doblado, torcido alargado... > B29C53/80 (Elementos constitutivos, detalles o accesorios; Operaciones auxiliares)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación por curvado, doblado, torcido alargado... > B29C53/60 (utilizando superficies de formación interna, p. ej. mandriles)

PDF original: ES-2494292_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Poste de mortero de resina polimérica reforzada con fibra Campo de la invención

La presente invención versa acerca de postes utilizados para una variedad de aplicaciones, tales como transportar y soportar líneas de alta tensión de compañías eléctricas o similares y, más en particular, acerca de postes que están construidos especialmente a partir de resina reforzada con fibra que tienen una o más capas de mortero polimérico con el fin de proporcionar una estructura rentable que tiene una resistencia optimizada a la compresión y a la tracción para proporcionar una resistencia a la flexión muy adecuada para ser utilizada en aplicaciones convencionales de postes.

Antecedentes de la invención

El uso de postes es bien conocido para aplicaciones tales como transportar líneas de alta tensión de compañías eléctricas y similares, para acomodar la colocación de luces en los mismos, o para acomodar la colocación de otros dispositivos en los mismos a una distancia deseada del suelo. Tales postes han sido formados convencionalmente de madera maciza, acero, aluminio, u hormigón que tiene un grosor o un diámetro externo deseados, y también han sido formados a partir de metal que tiene un diámetro interno y externo diseñados para proporcionar un grosor deseado de pared.

Un factor clave a considerar cuando se diseña un poste para un uso particular es la resistencia a la compresión y a la tracción y el módulo que debe poseer el poste para proporcionar un grado deseado de resistencia a la flexión y rigidez. En el lado de compresión del poste, también puede ser necesaria una resistencia al pandeo local para la aplicación particular del poste. Cuando se trabaja con materiales sólidos tales como madera u hormigón, se proporciona la resistencia deseada al pandeo por medio del diámetro del poste y de la construcción de la pared sólida. Cuando se trabaja con materiales metálicos, u otros materiales que no se proporcionan en forma de una construcción de poste sólido, la resistencia al pandeo se proporciona por medio del grosor de la pared local de la estructura.

Además de postes de hormigón o madera maciza y postes fabricados de metal que tienen un grosor definido de pared (es decir, que tienen una construcción anular), se conoce la fabricación de postes a partir de materiales reforzados con fibra, tales como resina reforzada con fibra de vidrio. En una realización ejemplar, tales postes conocidos de fibra de vidrio tienen una estructura de pared anular formada completamente de devanados de fibra de vidrio, es decir, que comprende un número de capas formadas de bandas de fibra de vidrio que están impregnadas con resina. En tal ejemplo conocido, la estructura del poste comprende una pared de diámetro interno formada de una pluralidad de devanados radiales de cinta de fibra de vidrio impregnada con resina, capas intermedias proporcionadas en forma de un número de bandas de fibra de vidrio impregnadas con resina colocadas longitudinalmente que son cortadas individualmente a la medida y colocadas a lo largo de la longitud del poste en diversas ubicaciones y que están dispuestas sobre los devanados radiales subyacentes, y una capa más externa de bandas de fibra de vidrio reforzada con resina que también están cortadas individualmente y colocadas longitudinalmente a lo largo de una longitud del poste y dispuestas sobre al menos una porción de la capa intermedia subyacente.

En el documento US 3429758 se da a conocer otro poste de resina reforzada con fibra.

Aunque el anterior ejemplo demuestra que se conoce la formación de un poste de materiales de resina reforzada con fibra de vidrio, la dependencia de múltiples capas de material de resina reforzada con fibra de vidrio para formar el grosor de la pared necesario para proporcionar una resistencia a la compresión y una resistencia al pandeo deseadas tiene como resultado la producción de un poste que es relativamente caro en comparación con materiales más tradicionales en función de los costes de la materia prima.

Un poste de material compuesto fabricado como se ha descrito anteriormente tiene los siguientes problemas estructurales: (1) la resistencia a la tracción de las fibras orientadas longitudinalmente es muy elevada e imparte el grueso de la resistencia en la dirección de tracción; (2) sin embargo, las fibras orientadas longitudinalmente no tienen la misma resistencia a la compresión que a la tracción. La razón de esto es que las fibras pueden alcanzar su resistencia total en la tracción debido a que no dependen de la matriz de resina para hacerlo. Sin embargo, en compresión, las fibras dependen de la matriz de resina para no deformar las fibras muy pequeñas de vidrio en compresión. Este fenómeno da como resultado una resistencia a la tracción en las fibras orientadas axialmente que puede ser desde 6 a 10 veces mayor que la resistencia a la compresión correspondiente. (3) En el diseño de un pandeo local de pared bajo compresión (es decir, el grosor total de la pared local), la pared local puede romperse por pandeo mucho antes de que se alcance la resistencia a la compresión. Por lo tanto, se desea que un diseño de poste óptimo tenga una resistencia idéntica a la tracción y a la compresión y que el grosor de la pared sea suficiente como para evitar un pandeo local antes de la resistencia al aplastamiento por compresión.

Además, el procedimiento descrito anteriormente para fabricar un único poste por medio de las etapas llevadas a cabo secuencialmente que se hicieron notar anteriormente que incluyen cortar y tender bandas individuales del material de resina reforzado con fibra de vidrio que forma las capas intermedia y externa, es uno que lleva mucho tiempo y es costoso desde una perspectiva de fabricación.

En consecuencia, se desea que se desarrolle una construcción de poste que supere algunas o la totalidad de las deficiencias que se hicieron notar anteriormente. En concreto, se desea que se construya un poste de un material de resina reforzada con fibra de una forma que permita la realización de una resistencia óptima a la tracción y a la compresión para proporcionar una resistencia deseada al resistencia a la flexión o al pandeo para acomodar su uso con aplicaciones populares de poste, tales como para transportar líneas de alta tensión o de compañías eléctricas. Es deseable, además, que la construcción de tal poste sea una que sea relativamente más rentable de construir desde una perspectiva de fabricación y/o de materias primas en comparación con los postes convencionales de resina reforzada con fibra de vidrio. Finalmente, es deseable que tal poste sea fabricado de forma que no requiera el uso de maquinaria exótica, y que pueda ser fabricado a partir de materias primas que estén disponibles inmediatamente.

Sumario de la invención

El poste reforzado con fibra de la presente invención es según la reivindicación 1.

Las capas orientadas longitudinalmente de resina reforzada con fibra pueden estar dispuestas en la porción interior y/o exterior de la estructura de pared dependiendo de la configuración particular del poste como demanda la aplicación de uso final del poste. La estructura de pared también puede incluir capas orientadas radialmente de resina reforzada con fibras que pueden estar dispuestas en la porción interior y/o exterior de la estructura de pared. Las capas orientadas radialmente de resina reforzada con fibra están orientadas según un ángulo entre aproximadamente 70 a 90 grados con respecto a un eje que discurre a lo largo de la longitud del poste. En una realización ejemplar, los postes de la presente invención están formados con una estructura de pared que comprende al menos un 50 por ciento de capas orientadas longitudinalmente de resina reforzada con fibra.

Además, los postes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un poste (10) de resina reforzada con fibra que comprende un cuerpo anular que tiene una estructura (18, 40) de pared definida entre un diámetro interior y exterior del poste, teniendo el poste una longitud que se extiende axialmente entre extremos opuestos del poste, en el que la estructura de pared del poste comprende:

un número de capas (20, 22, 42) de resina reforzada con fibra, en el que una porción (20) de las capas está orientada longitudinalmente en la estructura de pared sustanclalmente paralela a un eje que discurre por la longitud del poste; y

una o más capas (24) de un material compuesto que comprende una pluralidad de material particulado que está dispersado en una reglón continua de material endurecido,

en el que el material compuesto es un mortero polimérlco, comprendiendo dicho mortero polimérico un constituyente sólido en forma de material particulado,

siendo dicho material particulado al menos uno seleccionado de la lista que consiste en:

materia particulada a base de sílice, en particular arena, hormigón machacado, roca machacada, granito machacado, arcilla, carbonato cálcico, plástico, metal, cerámica, materiales elastoméricos o mezclas de los mismos.

2. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que la estructura (18, 40) de pared comprende al menos un 50 por ciento de capas orientadas longitudinalmente de resina reforzada con resina en base al total de capas de resina reforzada con fibra utilizadas para formar la pared estructural.

3. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que la o las capas

(24) de material compuesto están interpuestas entre las capas (20, 22, 44) de resina reforzada con fibra en el

número de capas de resina reforzada con fibra.

4. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que el material particulado comprende arena y la región continua de material endurecido está formada de un material de resina curada.

5. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que la o las capas de material compuesto comprenden una disposición repetida del material compuesto y un material (28) de soporte colocado adyacente al material compuesto.

6. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que la o las capas

de material compuesto están interpuestas entre una estructura (18) de pared interior y una estructura (40) de

pared exterior, comprendiendo cada una capas (20, 22; 42) de resina reforzada con fibra que constituyen el número de capas de resina reforzada con fibra.

7. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 6, en el que la o las capas (24) de material compuesto están colocadas en la estructura (40) de pared exterior.

8. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 6, en el que cada una de las estructuras (18, 40) de pared interior y exterior incluye capas orientadas longitudinalmente de resina reforzada con fibra.

9. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 8, en el que cada una de las

estructuras (18, 40) de pared interior y exterior comprende al menos un 50 por ciento de capas orientadas

longitudinalmente en base a las capas totales de resina reforzada con fibra en cada estructura respectiva (18, 40) de pared interior y exterior.

10. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que una porción (22) del número de capas de resina reforzada con fibra está orientada radialmente en la estructura (18, 40) de pared.

11. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 10, en el que las capas

orientadas radlalmente (22) de resina reforzada con fibra están orientadas según un ángulo entre

aproximadamente 70 y 90 grados con respecto al eje que discurre por la longitud del poste.

12. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, que comprende, además, una superficie exterior (46) que es resistente a la radiación ultravioleta.

13. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 12, en el que la superficie exterior (46) comprende un revestimiento superficial formado de un material que es resistente a la radiación ultravioleta seleccionado del grupo de materiales que consiste en materiales de resina curada, materiales particulados y mezclas de los mismos.

14. El poste (10) de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 12, en el que el material que es resistente a la radiación ultravioleta es una composición curada, y en el que la composición curada resistente a la radiación ultravioleta es distinta de un material de resina utilizado para formar el número de capas de resina reforzada con fibra.

15. El poste de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que el material

compuesto dispuesto en la estructura de pared exterior está interpuesto entre capas orientadas longitudinalmente de resina reforzada con fibra.

16. El poste de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 1, en el que la pluralidad de partículas de material compuesto es arena, y el material endurecido de material compuesto está formado de un 10 material de resina curada.

17. El poste de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 16, en el que el material de resina incluye, además, un agente de acoplamiento para proporcionar una unión mejorada entre el material endurecido y la pluralidad de partículas.

18. El poste de resina reforzada con fibra según se especifica en la reivindicación 17, en el que el agente de

acoplamiento está seleccionado un compuesto que contiene silicio.