МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ДВЕРЬ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при изготовлении металлических дверей повышенной прочности, используемых в местах с особыми требованиями к пожаро-, шумо- и теплозащищенности.
Известны конструкции металлических дверей, включающие в свой состав металлический, часто не один лист, а более, между которыми размещены связующие конструкционные элементы и/или различного рода наполнители в виде, например, металлических включений, оставшихся в результате металлических производств:
патент RU на полезную модель №948,
патент RU на полезную модель №8393,
патент DE на изобретение №3820342,
патент RU на полезную модель №66397 (патентообладатель - «Торэкс»),
патент RU на полезную модель №12027 (патентообладатель - «Торэкс»).
Типичной конструкцией, представляющей данную группу патентов, является полезная модель №8393, в которой в качестве наполнителя использован гипсосодержащий материал.
Известны также двери, имеющие, кроме металлического полотна или полотен в составе многослойной структуры, набор полотен из другого материала, среди которых имеются включения, например, в виде отходов различных производств. Включения заполимеризованы пенополиуретаном:
патент CN на изобретение №103726760,
патент CN на полезную модель №203584242,
патент US на изобретение №8845847
патент RU на полезную модель №143166,
патент RU на полезную модель №98776,
патент RU на полезную модель №123442 (патентообладатель - «Торэкс»),
патент RU на полезную модель №106294 (патентообладатель - «Торэкс»),
патент RU на полезную модель №104225 (патентообладатель - «Торэкс»),
патент RU на полезную модель №71690 (патентообладатель - «Торэкс»).
Типичной конструкцией данной группы является полезная модель №123442, в которой в качестве защитных включений использованы гранитная крошка и/или обломки гранитных камней.
1
1
Известные конструкции Заявителя данной заявки - завода стальных дверей «Торэкс» (Завод стальных дверей «Торэкс» производит двери более 20 лет. За это время продукция инновационного предприятия стала популярной в России и за рубежом. Ежедневно завод впускает не менее 1000 штук стальных дверей с заданными характеристиками.) отражены в патентах, входящих как в первую группу аналогов, имеющих ряд полотен, так и во вторую (см. последние патенты второго представленного списка), характеризуются наличием многовариантных различных многослойных структур, в которых наряду с названными выше дверными полотнами могут быть использованы MDF плиты.
Однако для вышеперечисленных групп аналогов характерен далеко не самый высокий класс пожаростойкости, шумо- и теплозащищенности.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является конструкция двери, описанная в патенте RU на полезную модель №123443 (патентообладатель - «Торэкс»). Дверь металлическая имеет многослойную структуру с каркасом, включающую внутреннее полотно, наружное металлическое полотно. Промежуточное пространство между полотнами заполнено укрепляющими элементами. В качестве последних введены уложенные как в продольном, так и в поперечном направлении в виде поочередно расположенных слоев, содержащих защитные включения, металлические прутковые стержни, залитые пенополиуретаном. В качестве защитных включений используются отходы гранита в виде крошки и обломков гранитных камней. Внутреннее полотно может быть изготовлено из MDF плиты.
Однако защитные включения в виде гранитной крошки - не самый дешевый наполнитель и не часто распространенный в местах, где нет гранитного производства.
В решениях-аналогах решались задачи введения тех или иных полотен, их толщин, специфики выполнения и их конфигурации. В результате освоены серии выпусков разных металлических дверей с разнообразными характеристиками, интересующими заказчиков, и успешно решались сначала задачи конструирования металлических дверей повышенной прочности, затем - упрощения технологии их изготовления без снижения надежности.
В настоящем заявляемом решении ставится задача повышения пожаро-, шумо- и теплозащитных свойств.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что металлическая дверь повышенной прочности в виде многослойной структуры с каркасом, включающая два крайних дверных полотна -ближайшее к защищаемому объему и внешнее металлическое и заключенные между ними дверные полотна и включения в виде арматурных элементов и пенополиуретана, имеет между крайними полотнами предварительно заготовленные и сформированные с протяженностью 300×190×30 (мм) пластины пенобетона, упакованные в полиэтилен, при этом пластины уложены рядами и одним слоем между соседними дверными полотнами, зафиксированы на местах укладки и залиты пенополиуретаном.
Заявляется также металлическая дверь повышенной прочности, в которой фиксирование пластин пенобетона на местах укладки осуществлено клейкой лентой (Фиг. 2).
Кроме того заявляется также металлическая дверь повышенной прочности, в которой, наряду с вышеописанными признаками, число пластин и их ориентация определяется заданной конфигурацией зон укрепления двери.
Техническим результатом заявляемого решения является достижение высоких пожаростойких, шумо- и теплозащитных свойств металлической двери.
Указанный технический результат достигается не столько за счет использования инновационного по своим характеристикам материала в производстве дверей - пенобетона, сколько оптимально найденными размерами составляющих слой пенобетона пластин. Пенобетон - ячеистый бетон, имеющий пористую структуру за счет замкнутых пор по всему объему, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пенообразователя. Благодаря пористой структуре пенобетон имеет ряд преимуществ:
- обладает лучшими теплоизоляционными свойствами, коэффициент теплопроводности пенобетона 0,07-0,3 Вт/м°С,
- пенобетон гидроустойчив,
- даже при высоких температурах - порядка 800-1000°С сохраняет высокие прочностные характеристики.
Конструктивное выполнение слоя пластин, с принципиально названными размерами, и выполненных из материала с низкой плотностью и низким коэффициентом теплопроводности - пенобетона, улучшает и другие служебные свойства двери. При возникновении пожара с наружной стороны помещения наружное полотно двери от нагрева может потерять прочностные свойства. Однако дальнейшее распространение тепла внутрь охраняемого помещения будет затруднено из-за теплоизолирующего свойства пенобетона - демпфирующего материала. Промежуточные и внутреннее полотна будут сохранять свои несущие характеристики и разрушения двери не произойдет.
Выведенные расчетным и практическим путем размеры пластин пенобетона - оптимальны, отработаны и скорректированы опытным путем в организации-Заявителе. С одной стороны размеры достаточны для получения эффекта по поставленной задаче, с другой стороны они минимальны для ее достижения и не увеличивают значительно ни вес, ни габариты заявляемой двери.
Повышается также защищенность металлической двери от механического воздействия, так как пластины пенобетона с арматурой являются существенной преградой от механического воздействия. При воздействии на слои из пластин пенобетона заявляемых размеров газовой горелкой демпфирующий теплоизолирующий материал -пенобетон существенно затрудняет процесс прожигания слоя.
Использование технического решения позволяет существенно увеличить защищенность двери.
Таким образом, слой из пластин пенобетона в заявляемой конструкции, помещенных в полиэтилен, залитых пенополиуретаном, значительно улучшает шумопоглощающие и теплосберегающие свойства двери. Особо ценны и труднодостижимы были ранее в других случаях пожаростойкие свойства дверей на очень длительный период, поскольку известные в других применениях противопожарные пропитки и покрытия с течением времени снижают свою эффективность.
Кроме того без разработанной Заявителем конструкции и технологии ее осуществления, материал типа бетона, уложенный без связующего вещества в промежуточном пространстве между дверными полотнами с учетом специфики защищаемых зон, расположенных и заполненных снизу вверх последовательно, не гарантировал бы раскрошивания и сползания в последующем периоде эксплуатации исходного пенобетонного материала. Не были бы исключены и сдвиги пластин со временем с первоначальных мест при перемещении (открывании и закрывании) двери и появления при этом шума и грохота. Данную проблему решает такой технический прием как заливание - связывание полотен и слоев, в том числе пластин пенобетона, пенополиуретаном. Включения в виде пластин пенобетона внутри двери - прочное и оригинальное решение для помещений не только эконом класса.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью Фиг. 1 и 2, на которых изображены соответственно продольное сечение заявляемой двери - на Фиг. 1; пример конструкции двери с укладкой пластин на Фиг. 2. Позициями 1-4 на фигурах обозначены:
1 - арматурные элементы;
2 - пластины пенобетона;
3 - клейкая лента;
4 - стяжка.
Заявляемая металлическая дверь повышенной прочности выполнена в виде многослойной структуры с каркасом и двумя крайними дверными полотнами - ближайшим к защищаемому объему полотном и внешним металлическим полотном. Между названными выше полотнами заключены другие полотна и включения в виде арматурных элементов 1. В пространство металлической двери введены также предварительно заготовленные и сформированные с протяженностью в длину, высоту и толщину 300×190×30 (мм) пластины пенобетона 2, которые упакованы в полиэтилен. Число пластин пенобетона 2 и их ориентация определяется заданной конфигурацией зон укрепления двери. Пластины пенобетона 2 уложены рядами и одним слоем между соседними дверными полотнами. Пластины пенобетона 2 зафиксированы на местах укладки клейкой лентой 3 и залиты пенополиуретаном. Для исключения возникновения дефектов при заливке пенополиуретана, а именно раздутия, внутрь пространства между полотнами могут быть помещены стяжки 4 в виде металлических направляющих, закрепленных на каркасе двери.
Эксплуатация двери.
При эксплуатации заявляемой двери - открывании и закрывании, движении ее в обе стороны не происходит перемещения составляющих элементов и включений каждого из промежуточных слоев материалов и соседствующих друг с другом дверных полотен. Металлические дверные полотна прочно установлены, сварены, зафиксированы в металлическом каркасе, другие слои, как металлическая решетка и пенополиуретан органично дополняют многослойную структуру, не позволяя при вертикальном положении двери сдвинуться чему-либо внутри каждого из слоев, поскольку технология использования пенополиуретана как связующего насчитывает на предприятии-Заявителе несколько лет и оптимально отработана до высокой надежности. Пластины пенобетона, упакованные в прочный промышленный полиэтилен, уложенные в соответствии с конфигурацией зоны или зон (верхней, средней, нижней) укрепления и зафиксированные на местах укладки клейкой лентой или армированным скотчем, не снижают культуру организованного производства, не крошатся со временем при движении двери, не пылят, поскольку погружены со всех сторон еще и в застывший пенополиуретан.
Дверь стандартно оснащена различной фурнитурой и запирающими устройствами в зависимости от назначения.
Пример.
В качестве экспериментального образца на предприятии-Заявителе изготовлена заявляемая металлическая дверь, в которой внешнее металлическое полотно изготовлено из холоднокатаного стального листа. Пластины пенобетона уложены в данном примере только в центральной зоне двери в два ряда по вертикали - верхний и нижний, и по горизонтали в два ряда - внешний и внутренний ближний - к петлям. При этом пластина, находящаяся в нижнем внутреннем, ближним к петлям, ряду уложена в виде горизонтально вытянутой. Остальные пластины ориентированы вертикально для уравновешивания дверной многослойной структуры. После пластин пенобетона в многослойной структуре металлической двери расположен металлический лист. Апробация пожаро-, шумо- и теплозащитных свойств металлической двери проходит успешно.
Все названные узлы и элементы выполнены в соответствии с вышеизложенными особенностями заявляемой конструкции, то есть с размерами пластин пенобетона 300×190×30 (мм) и упакованными в прочный промышленный полиэтилен, затем уложены как описано выше, зафиксированы прочно на местах укладки. Все промежуточные полотна и включения, включая и пластины пенобетона, залиты пенополиуретаном.