ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМАЯ ОКОННАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Техническое решение относится к области строительства, а именно к лекгосбрасываемым оконным конструкциям, используемым на взрывоопасных объектах.
Из существующего уровня техники известно изобретение «оконная конструкция и ее элементы» по патенту США US 6216401, опуб. 17.04.2001, содержащее:
Профильные секции каркаса, включающие:
- основной элемент, установленный между профилированными секциями, предназначенный для размещения и поддержки соответствующего конца стекла;
- элемент жесткости, предназначенный для поддержки конца стекла и передачи взрывного давления в случае его воздействия на стекло основному элементу;
- демпфирующее устройство, выполненное в виде зигзагообразной, гибкой металлической полосы, предназначенное для гашения взрывной энергии, воздействующей на стекло;
- уплотнители с фигурными выступами;
- фигурные пазы для уплотнителей;
- стекла.
Общими признаками охарактеризованного изобретения и предлагаемого технического решения являются:
- профилированный каркас;
- уплотнители с фигурными выступами;
- фигурные пазы для уплотнителей;
- стекла;
Недостатком охарактеризованного изобретения является то, что данное изобретение не способно обеспечить сбрасываемость стекол при воздействии взрывной волны, в результате чего избыточное давление, например, нагрузкой 70 килограмм на квадратный метр, образовавшееся в помещении, разрушит всю оконную конструкцию и повредит несущие стены, на которых она была закреплена. Демпфирующее устройство не способно противостоять разрушению от взрывной волны.
Также из предшествующего уровня техники известно техническое решение по патенту РФ №63403 на полезную модель «Лекгосбрасываемая оконная конструкция», содержащее:
- оконный блок с рамой;
- стеклопакет;
- уплотнители;
- опорные элементы;
- саморезы-шпильки, оснащенные разрушаемыми элементами, которые закреплены на упомянутых выше саморезах-шпильках посредством распорных втулок;
- узлы крепления, включающие связанные с оконным блоком базовые элементы, выполненные в виде кронштейнов;
- распорные втулки, выполненные с кольцевым выступом из материала, не образующего искр при соударении со сталью, и установленные с возможностью исключения возникновения контакта саморезов-шпилек и базовых кронштейнов;
- раму со стеклопакетом, установленную в оконном блоке с помощью упомянутых узлов крепления.
Общими признаками указанной выше полезной модели и предлагаемого технического решения являются:
- профильный каркас конструкции;
- стекла;
- уплотнители;
- элементы крепления профильного каркаса к раме (в случае предложенного технического решения - это ригельная стойка из профиля).
Техническая сущность охарактеризованного технического решения заключается в том, что оно позволяет обеспечить удаление (легкосбрасываемость) из оконных проемов пластиковых и аллюминевых рамных оконных блоков, остекленных одно и двухкамерными стеклопакетами, поскольку при повышенном давлении, например, до 70 килограмм на квадратный метр в помещении, разрушаемый элемент узла крепления выходит из строя, освобождая тем самым саморез-шпильку от связи с базовым элементом узла крепления, и тем самым исключает крепление рамного оконного блока со стеклопакетом, установленного в панели стены, от фиксации с базовым элементом - уголковым металлопрофилем. При повышенном давлении фторопластовый диск (разрушаемый элемент) разрушается, и тем самым узел крепления лишается дополнительной фиксации и разрушается, и оконная конструкция вылетает наружу.
Недостатком охарактеризованной полезной модели является то, что при воздействии взрывной волны разрушается весь рамный оконный блок со стеклопакетом, повреждаются стеновые проемы, к которым крепится конструкция, в результате чего возникают трудозатраты на восстановление всей оконной конструкции, стеновых проемов, что в целом подтверждает неэффективность такой конструкции. Как показывают испытания, основная нагрузка при взрывной волне воздействует в первую очередь на стекла, и если не происходит быстрого выдавливания (сброса) стекол, за счет его задержки какими-то элементами, то для преодоления препятствия взрывная волна способна разрушить всю оконную конструкцию, в том числе повредить несущие конструкции здания, ответственные за прочность и безопасность сооружения. Поэтому эффективность легкосбрасываемых оконных конструкций наибольшим образом зависит от того, насколько быстро удалится именно остекление, в результате чего снижение избыточного давления, возникающего при внутренних взрывах на объектах, произойдет быстрее.
Из существующего уровня техники также известна легкосбрасываемая конструкция без элементов открывания СИАЛ КП50, выбранная в качестве наиболее близкого аналога (прототипа) и содержащая:
- профильный каркас;
- стекла;
- уплотнители;
- пазы для уплотнителей;
- доборный элемент, выполненный в виде фигурного профиля с пазом на соответствующем своем конце, для фиксации в него выступа уплотнителя, и с выступом на другом своем конце для фиксации в соответствующий паз, выполненный в профильном каркасе, при этом доборный элемент имеет ответвленный участок, параллельно примыкающий к соответствующему участку поверхности стекла;
- уголок, один участок которого прикреплен к ригельной стойке, а другой, параллельно расположенный относительно ответвленного участка доборного элемента, примыкает к стеклу;
- скотч или бутиловую соединительную самоклеющуюся ленту, находящуюся между параллельно расположенными друг относительно друга поверхностью уголка и поверхностью стекла;
- прижимную планку с декоративной крышкой;
- фигурный стержень;
- фигурное углубление, выполненное в профильном каркасе для вхождения в него фигурного стержня с возможностью извлечения;
Общими признаками охарактеризованного выше прототипа и предлагаемого технического решения являются:
- профильный каркас;
- стекла;
- уплотнители;
- пазы для уплотнителей;
- прижимная планка с декоративной крышкой;
- фигурный стержень, входящий в соответствующее ему фигурное углубление, выполненное в профильном каркасе;
Недостатком охарактеризованного прототипа являются низкие характеристики сбрасываемости элементов оконной конструкции.
Это обусловлено, в первую очередь, тем, что стекло является приклеенным посредством скотча или бутиловой соединительной самоклеящейся лентой к соответствующему участку уголка, который является параллельным относительно поверхности стекла, к которому он примыкает, закрепленного к ригельной стойке. Как показывает практика, в процессе эксплуатации, в частности, при температурных перепадах, стекло очень надежно, за счет адгезивных свойств соединительной самоклеющейся ленты, прилипает к указанному уголку, вследствие чего требуется значительное усилие для его отсоединения от поверхности указанного уголка. В том случае, если отсоединение стекла от уголка не произошло, то стекло при выдавливании потянет за собой уголок, закрепленный к ригельной стойке, в результате чего произойдет повреждение ригельной стойки. Другой недостаток прототипа заключается в конфигурации доборного элемента, выполненного в виде фигурного профиля, который расположен одним своим концом, имеющим выступ, в соответствующем пазе профильного каркаса, а другим своим концом, имеющим паз, находится в зацеплении с выступом уплотнителя, при этом ответвленный участок доборного элемента параллельно примыкает к соответствующему участку поверхности стекла. При давлении стекла на ответвленный участок доборного элемента, который примыкает к соответствующей поверхности стекла, необходимо дополнительное усилие для извлечения конца доборного элемента, имеющего выступ, из соответствующего ему паза в профильном каркасе. Таким образом, для осуществления быстрой сбрасываемости стекол в указанном техническом решении необходимо преодолеть два дополнительных усилия, а элементы, задерживающие сбрасываемость стекол, могут стать причиной разрушения ригельной стойки и последующего разрушения несущих элементов.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении быстроты сбрасываемости элементов конструкции при избыточном давлении взрывной волны.
Технический результат достигается за счет того, что легкосбрасываемая оконная конструкция содержит профильный каркас, включающий первую дистанционную рамку, первый уплотнитель, входящий своим фигурным выступом в зацепление с первым фигурным пазом, выполненным на соответствующих стенках профильного каркаса, первое стекло, расположенное между соответствующей внешней поверхностью первого уплотнителя и соответствующей внешней поверхностью первой дистанционной рамки, второй уплотнитель, входящий своим фигурным выступом в зацепление со вторым фигурным пазом, выполненным на соответствующих стенках профильного каркаса, примыкающий своей соответствующей внешней стороной к соответствующей внешней стороне второй дистанционной рамки, фигурный стержень, входящий в соответствующее ему фигурное углубление, выполненное в профильном каркасе между первой и второй дистанционными рамками, выполненный с возможностью извлечения из фигурного углубления и соединенный крепежным элементом через сквозное отверстие, выполненное на соответствующем участке прижимной планки, расположенной на соответствующем участке внешней поверхности профильного каркаса, имеющей первый фигурный паз, входящий в зацепление с выступами третьего уплотнителя, примыкающего своей соответствующей внешней поверхностью к соответствующей внешней поверхности профильного корпуса, второй фигурный паз, входящий в зацепление с выступами четвертого уплотнителя, примыкающего своей соответствующей внешней поверхностью к соответствующей внешней поверхности второго стекла, примыкающего другой своей внешней поверхностью к соответствующей внешней поверхности первой дистанционной рамки.
Для ясности приведем расшифровку некоторых терминов, используемых для характеристики предложенного технического решения:
- уплотнители - это упругие прокладки трубчатой или более сложной формы, идущие по периметру окна, защищающие от проникновения холодного воздуха, шума и влаги;
- первая дистанционная рамка - рамка, удерживающая стекла на расстоянии (дистанции) между друг другом;
- вторая дистанционная рамка - рамка, образующая необходимую дистанцию (пространство, расстояние) внутри профильного каркаса, через которую каркас соединяется с ригельной стойкой.
Выполнение предложенного технического решения с дистанционной рамкой, которая преимущественно выполняется из пластика, например, методом литья расплава под давлением, с использованием заранее изготовленных пресс-форм, и при этом не имеет на своих поверхностях фигурных выступов и пазов, необходима для образования технологически необходимого пространства между первым и вторым и вторым стеклом, а также для облегчения быстрого выпадения стекол при повышенном давлении.
При нормальных нагрузках первая дистанционная рамка является зажатой между первым и вторым стеклом, вследствие чего она не может выпасть, при этом между поверхностями первой дистанционной рамки и поверхностью стекол, а также ее поверхности, примыкающей к соответствующей стенке фигурного паза, предназначенного для вхождения в него фигурного стержня, не имеется адгезивного материала или самоклеющих соединительных лент, а также не имеется выступов и пазов, сцепляющих их между собой и затрудняющих ее свободное выпадение из конструкции при повышенном давлении на стекла.
Фигурный стержень, входящий в соответствующее ему фигурное углубление, и выполнение его с возможностью извлечения из фигурного углубления, выполненного в профильном каркасе между первой и второй дистанционными рамками, и соединение фигурного стержня с прижимной планкой через сквозное отверстие, выполненное на соответствующем участке прижимной планки, которая через четвертый уплотнитель удерживает второе стекло, отделенное от первого стекла первой дистанционной рамкой, обеспечивает при избыточном давлении взрывной волны мощностью, например, более 70 килограмм на квадратный метр, выдавливание первого и второго стекол, которые, в результате движения наружу, воздействуют на прижимную планку, которая соединена через сквозное отверстие с фигурным стержнем, находящимся в соответствующем ему по форме и размерам фигурном углублении в профильном каркасе. Удаление прижимной планки влечет за собой извлечение фигурного стержня из соответствующего ему углубления в профильном каркасе. Таким образом, происходит освобождение всей оконной конструкции от стекол, в результате чего снижается избыточное давление в помещении, и остальные конструктивные элементы оконной конструкции и несущих конструкций здания, ответственных за безопасность и устойчивость, остаются неповрежденными. При этом для обеспечения необходимой прочности, при нормальных нагрузках на стекло, крепежный элемент, например, самонарезающий винт, соединяющий прижимную планку с фигурным стержнем, выполнен с возможностью вхождения в тело фигурного стержня и имеет на своем соответствующем конце канавку, предназначенную для его вворачивания, например, отверткой, в тело фигурного стержня. Фигурный стержень может быть выполнен, например, полым и из пластикового материала, например, методом литья расплава под давлением с использованием заранее изготовленных пресс-форм. Прижимная планка может быть выполнена из любого известного материала, например, пластика, например, известным методом литья расплава под давлением с использованием заранее изготовленных пресс-форм. При закручивании крепежного элемента, например, в правую строну, в зависимости от направления резьбы, фигурный стержень расширяется по направлению к внутренним стенкам фигурного углубления, за счет чего обеспечивается необходимая прочность закрепления фигурного стержня в фигурном углублении. При откручивании указанного крепежного элемента в обратную сторону происходит ослабление фигурного стержня по отношению к внутренним стенкам фигурного углубления, в результате чего возможно более свободное его извлечение из фигурного углубления. Для обеспечения работы легкосбрасываемой оконной конструкции в различных условиях эксплуатации выбирают необходимую для этих целей плотность крепления фигурного стержня в фигурном углублении. Профильный каркас может быть изготовлен, например, из любого материала, отвечающего необходимым прочностным характеристикам для этих целей, например, алюминия, например, методом литья расплава под давлением с использованием заранее изготовленных пресс-форм. В качестве стекла может быть использовано, например, стекло, не прошедшее термической обработки (незакаленное, нетермоупроченное, не ламинированное пленкой, неармированное). Уплотнители могут быть выполнены из любого материала, отвечающего их функциональному назначению, например, резины. Вторая дистанционная рамка выполняется из любого известного материала, например, алюминия, например, методом литья расплава под давлением с использованием заранее изготовленных пресс-форм. Предлагаемая легкосбрасываемая оконная конструкция крепится к ригельной стойке посредством крепежного элемента, например, болта, проходящего через соответствующие сквозные отверстия, выполненные во второй дистанционной рамке. Ригельную стойку крепят к строительному проему за счет крепежных элементов, например, болтов.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где изображена легкосбрасываемая оконная конструкция.
На фигуре 1 показан вид лекгосбрасываемой оконной конструкции в разрезе по линии А-А в рабочем состоянии.
На фигуре 2 показан вид легкосбрасываемой конструкции после взрыва.
Позициями на чертежах представлены: профильный каркас - 1, первая дистанционная рамка - 2; первый уплотнитель - 3; первый фигурный паз - 4, выполненный на соответствующей стенке профильного каркаса; первое стекло - 5; второй уплотнитель - 6; второй фигурный паз - 7, выполненный на соответствующей стенке профильного каркаса; вторая дистанционная рамка - 8; первый фигурный паз - 9 прижимной планки; третий уплотнитель - 10; прижимная планка - 11; сквозное отверстие - 12, выполненное на соответствующей поверхности прижимной планки; фигурный стержень - 13; фигурное углубление - 14, выполненное в профильном каркасе; четвертый уплотнитель - 15; второй фигурный паз - 16 прижимной планки; второе стекло - 17.
Предлагаемое техническое решение реализуется следующим образом:
Изготавливают профильный каркас - 1, например, из алюминия, например, методом литья под давлением, который содержит первую дистанционную рамку - 2, устанавливают первый уплотнитель - 3 своим фигурным выступом в первый фигурный паз - 4, выполненный на соответствующей стенке профильного каркаса - 1. Первое стекло - 5 располагают между соответствующей внешней поверхностью первого уплотнителя - 3 и соответствующей внешней поверхностью первой дистанционной рамки - 2, устанавливают второй уплотнитель - 6 своим фигурным выступом во второй фигурный паз - 7, выполненный на соответствующей стенке профильного каркаса - 1, затем устанавливают вторую дистанционную рамку - 8 между соответствующей внешней поверхностью второго уплотнителя - 6 и соответствующей внешней поверхностью третьего уплотнителя - 10, который устанавливают своим фигурным выступом в первый фигурный паз - 9 прижимной планки - 11. На соответствующем участке прижимной планки - 11, например, по центру, выполняют сквозное отверстие - 12 и пропускают через него фигурный стержень - 13, который входит в соответствующее ему по форме и размерам фигурное углубление - 14, которое выполняют в профильном каркасе - 1 между первой дистанционной рамкой - 2 и второй дистанционной рамкой - 9. Четвертый уплотнитель - 15 устанавливают своим фигурным выступом во второй фигурный паз - 16 прижимной планки - 11. Устанавливают второе стекло - 17 между четвертым уплотнителем - 15 и соответствующей внешней поверхностью первой дистанционной рамки - 2. Собранную таким образом конструкцию крепят к ригельной стойке посредством крепежного элемента, например, болта, проходящего через соответствующие сквозные отверстия, выполненные во второй дистанционной рамке. Ригельную стойку крепят к строительному проему посредством крепежных элементов, например, болтов. Прижимная планка может содержать декоративную крышку, выполненную из любого известного материала, например, пластика. При воздействии взрывной волны сбрасываются следующие элементы: первое и второе стекла, первая дистанционная рамка; третий и четвертый уплотнитель, находящиеся в первом и втором фигурных пазах прижимной планки, которая удаляется вместе с проходящим через выполненное в ней сквозное отверстие фигурным стержнем.
Предлагаемое техническое решение успешно применяется, например, на взрывоопасных объектах газовой и нефтеперерабатывающей промышленности.
Предлагаемое техническое решение в совокупности всех существенных признаков повышает эксплуатационные характеристики легкосбрасываемой оконной конструкции, выражающиеся в повышении быстроты сбрасываемости элементов конструкции при избыточном давлении взрывной волны.
Настоящее техническое решение не ограничено показанным здесь вариантом выполнения и может свободно изменяться в рамках следующих далее пунктов формулы полезной модели. Например, различные примеры и различные признаки могут свободно комбинироваться друг с другом, чтобы получить новые варианты выполнения, влияющие на заявленный технический результат.