ЗАЩИТНЫЙ ЗАТВОР ПОДЗЕМНОГО СООРУЖЕНИЯ
PROTECTIVE LOCK OF UNDERGROUND FACILITY

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано при изготовлении устройств для изоляции подземного сооружения в целом или его части в целях защиты людей и оборудования от разрушительного воздействия ударной воздушной волны и предотвращения проникновения в защищаемое пространство загрязняющей и агрессивной внешней среды.
К устройствам подобного рода предъявляются жесткие требования в отношении габаритов и размещения в крайне ограниченном полезном пространстве подземного сооружения, а также надежности защитных элементов конструкций.
Известен затвор подземного сооружения в виде вентиляционной двери постоянно закрытого типа, включающий раму с дверным проемом, полотнище из легкого эластичного воздухонепроницаемого материала с ребрами жесткости и средства для подачи сжатого газа к затвору (см., например, патент SU 1155771 А, опублик. 1985).
К существенным недостаткам такого затвора относятся сложность его обслуживания, неполнота открытия, низкая прочность и, главное, неспособность к защите от воздействия мощной ударной волны, а также от проникновения агрессивной среды в изолируемую зону подземного пространства. Следовательно, он не может быть применен в подземном сооружении с вышеуказанными защитными свойствами, например в метрополитене, из-за его конструктивных особенностей, обусловленных его назначением.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по назначению, конструктивным особенностям и достигаемому результату является известный защитный затвор подземного сооружения, содержащий коробку с петлями, закрепленное в петлях коробки с возможностью поворота в горизонтальной плоскости жесткое полотно, размещенное между полотном и лицевой поверхностью коробки уплотнение из эластичного материала и привод поворота полотна с запорным механизмом, приводимым в действие вручную. В данной конструкции полотно взаимодействует с коробкой через уплотнение только по лицевой поверхности коробки (см, например, Общестроительный каталог СК-11, выпуск 1, изд. ОАО «Центр проектной продукции в строительстве», Москва, 2008 с.126).
Основным недостатком последнего из вышеуказанных затворов является ненадежность герметизации между защищаемой зоной подземного сооружения и зоной опасного воздействия из-за наличия в конструкции затвора только одного уплотнительного элемента, который может не сработать в результате повреждения или износа, либо при возможном неполном закрытии защитного затвора или в результате повреждения привода поворота полотна.
Задачей предлагаемого изобретения является создание защитного затвора подземного сооружения, лишенного вышеуказанных недостатков известных технических решений и обеспечивающего получение нового технического результата, а именно - гарантированной изоляции защищаемой зоны подземного сооружения от воздействия ударной волны и защищаемой зоны подземного сооружения от воздействия ударной волны и губительной для жизни и здоровья людей агрессивной среды. Данный результат достигается путем создания ступенчатого уплотнения в разных плоскостях зазора между полотном и коробкой защитного затвора с одновременным и автоматическим запиранием полотна в коробке.
Поставленная задача решается тем, что в защитном затворе, содержащем коробку с петлями, смонтированное в петлях коробки с возможностью поворота в горизонтальной плоскости жесткое полотно, размещенное между полотном и лицевой поверхностью коробки уплотнение из эластичного материала, механизм поворота полотна и запорный механизм, имеется выполненное в виде полого кольца дополнительное уплотнение с источником сжатого воздуха, а на внутренней поверхности коробки выполнена опорная площадка, расположенная параллельно торцовой поверхности полотна в его запертом положении, при этом дополнительное уплотнение размещено между коробкой и полотном с возможностью уплотняющего взаимодействия с лицевой поверхностью полотна в продольной плоскости подземного сооружения и уплотняющего распорно-запирающего взаимодействия с опорной площадкой коробки в поперечной плоскости. В предпочтительном варианте осуществления изобретения на тыльной поверхности полотна в зоне опасного воздействия на подземное сооружение установлен датчик давления для срабатывания подачи сжатого воздуха в дополнительное уплотнение.
Сущность предлагаемого изобретения, а также его преимущества станут более понятными и очевидными из нижеследующего подробного описания примера его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
Фиг.1 - общий вертикальный вид защитного затвора со стороны изолируемой зоны подземного сооружения.
Фиг.2 - вид защитного затвора в разрезе А-А по фиг.1. Стрелкой В показано направление опасного воздействия на подземное сооружение.
Фиг.3 - вид затвора в разрезе Б-Б по фиг.1. Пунктирными линиями показано открытое положение полотна.
Фиг.4 - вид узла Г по фиг.3, изображающий взаимное положение элементов затвора перед запиранием полотна в коробке.
Фиг.5 - вид узла Г по фиг.3, изображающий взаимное положение элементов затвора после запирания полотна в коробке.
Как показано на чертежах, в проеме тоннеля с железобетонной обделкой 1 установлена коробка 2 защитного затвора из сваренных между собой закладных элементов уголкового профиля. Закладные элементы соединены таким образом, что образуют на внутренней поверхности коробки 2 опорную площадку 3 замкнутого в поперечной плоскости подземного сооружения контура.
В описываемом примере рабочая поверхность опорной площадки 3 расположена параллельно продольной оси подземного сооружения. Однако для повышения эффективности ее работы она может быть расположена под острым углом к продольной оси.
На лицевой поверхности коробки 2 (в зоне 4 опасного воздействия на подземное сооружение) вдоль ее правой вертикальной кромки приварены две петли 5, на которые шарнирно навешено жесткое полотно 6. В защищаемой зоне 7 подземного сооружения смонтирован червячно-винтовой механизм 8 поворота в горизонтальной плоскости полотна 6, связанный с железобетонной обделкой 1 подземного сооружения и лицевой поверхностью полотна 6.
На лицевой поверхности коробки 2 (т.е. в зоне опасного воздействия на защитный затвор) размещено кольцеобразное уплотнение 9 сплошного сечения из эластичного материала (например, влагостойкой резины). Уплотнение 9 установлено с возможностью взаимодействия в рабочем положении с лицевой поверхностью полотна 6.
На лицевой поверхности полотна 6 неподвижно закреплено надуваемое дополнительное уплотнение 10 с возможностью уплотняющего взаимодействия с лицевой поверхностью полотна 6 в продольной плоскости подземного сооружения и распорно-запирающего взаимодействия с опорной площадкой 3 коробки в поперечной плоскости (т.е. в направлении, нормальном к торцовой поверхности полотна 6 в его закрытом положении). Дополнительное уплотнение 10 выполнено в виде полого кольца квадратного сечения из упругого материала (например, из селиконовой каучуковой резины) и соединено с источником сжатого воздуха (не показан) баллонного типа. Дополнительное уплотнение 10 совместно с опорной площадкой 3 служат также в качестве элементов автоматического запорного механизма предлагаемого затвора.
На тыльной поверхности полотна 6 со стороны зоны 4 опасного воздействия на подземное сооружение установлен датчик давления 11 для включения и выключения подачи сжатого воздуха в дополнительное уплотнение 10.
Работа изготовленного по настоящему изобретению и смонтированного в подземном сооружении защитного затвора осуществляется следующим образом.
В случае отсутствия угрозы внешнего воздействия на подлежащее защите подземное сооружение затвор постоянно открыт для обеспечения нормального режима работы подземного сооружения.
В ситуации, обуславливающей необходимость применения защиты (например, перед проведением взрывных работ в окрестностях подземного сооружения или при наличии угрозы стихийного природного катаклизма в виде горного обвала, наводнения и т.п. явлений) защитный затвор закрывают путем поворота в горизонтальной плоскости полотна 6 с помощью механизма 8. При этом происходит изоляция защищаемой зоны 7 подземного сооружения от зоны внешнего воздействия 4 с частичной герметизацией зазоров между коробкой 2 и полотном 6 в вертикальной продольной плоскости.
В момент совершения какого-либо из указанных явлений возникает мощная воздушная ударная волна, воздействие которой воспринимается жестким и прочным полотном 6 с датчиком 11. Выработанный датчиком 11 сигнал моментально дает команду на включение подачи сжатого воздуха в дополнительное уплотнение 10. В результате раздутия дополнительного уплотнения 10 оно прижимается внешней поверхностью к опорной площадке 3 коробки 2 с распорным усилием в направлении, нормальном к торцовой поверхности полотна 6 затвора. При этом происходит дополнительное уплотнение оставшихся зазоров между полотном 6 и коробкой 2 в поперечной и продольной плоскостях. Кроме того, благодаря указанному распорному усилию между дополнительным уплотнением 10 и опорной площадкой 3 одновременно и автоматически происходит запирание полотна 6 в коробке 2 затвора.
После отпадения необходимости защиты подземного сооружения затвор открывают путем совершения вышеописанных действий в обратном порядке.
Из вышеизложенного описания следует, что в случае использования совокупности существенных признаков, перечисленных в формуле предлагаемого изобретения, гарантируется получение простого, высокотехнологичного и надежного защитного затвора с новым техническим свойством для особо важных подземных сооружений.