Узел крепления пленки (варианты)
FILM ATTACHMENT UNIT (OPTIONS)

Область техники.
Группа технических решений относится к области теплиц.
Предшествующий уровень техники.
Из уровня техники известен узел крепления пленки (патентный документ RU 2748619, МПК A01G 9/14, 2021). Как и заявленный узел крепления, он содержит держатель с профилированным пазом, снабженным дном, удерживающей и замковой стенками, а также заклинивающий элемент, выполненный лентообразным с возможностью свободного размещения в пазу и содержащим в профиле удерживающий и замковый край. Удерживающее зацепление выполнено в виде зацепления удерживающего края с удерживающей стенкой при полном или частичном размещении заклинивающего элемента внутри паза. Замковое зацепление выполнено в виде зацепления замкового края с замковой стенкой при полном или частичном размещении заклинивающего элемента внутри паза. Заклинивающий элемент полностью или частично в профиле выполнен с возможностью упругой деформации. Замковое зацепление выполнено с возможностью расцепления при упругой деформации заклинивающего элемента, а удерживающее зацепление выполнено с возможностью предотвращения его расцепления при отсутствии деформации и при упругой деформации заклинивающего элемента до расцепления замкового зацепления.
При использовании держатели двух узлов крепления пленки закрепляют параллельно друг другу на расстоянии, немногим меньше ширины рулона пленки. Между держателями размещают пленку, края которой закрепляют в пазах узлов крепления заклинивающим элементом. Для покрытия площадей, ширина которых больше ширины пленки, рядом аналогично размещают вторую пару держателей. И так далее. При этом на стыке полос пленки размещены два держателя на небольшом расстоянии друг от друга. Такие держатели независимо друг от друга закрепляют к несущему элементу конструкции теплицы при монтаже пленки. Поэтому качество покрытия теплиц пленкой будет во многом зависеть от качества монтажа держателей - от качества соединения держателей с несущей конструкцией и от соблюдения шага размещения соединений. При некачественном монтаже держатели могут отходить от мест их крепления, что приводит к появлению щелей в покрытии. Под воздействием порывов ветра это также приводит к возникновению биений отошедшего держателя с пленкой о несущую конструкцию. Это, в свою очередь, приводит к повышенным нагрузкам на соседние места соединений держателя с несущими элементами. Такие нагрузки не являются запланированными, поэтому в конечном итоге происходит дальнейший отрыв держателя от несущей конструкции.
Таким образом, недостатком известного решения является такая конструкция узла крепления пленки, которая приводит к существенной зависимости качества покрытия теплиц пленкой от качества монтажа держателей при покрытии больших поверхностей (превышающих по ширине ширину рулона пленки).
Раскрытие заявленных технических решений.
Технической задачей, на решение которой направлено каждое техническое решение группы, является снижение зависимости качества готового покрытия пленкой от качества монтажа держателей узлов крепления пленки.
Техническим результатом, обеспечиваемым каждым техническим решением группы, является повышение прочности при параллельном монтаже держателей пленки.
Сущность узла крепления пленки по варианту 1 состоит в том, что узел крепления пленки содержит держатель с двумя профилированными пазами, каждый из которых снабжен дном, удерживающим и замковым карманами. Пазы в держателе обращены замковыми карманами друг к другу. Удерживающие карманы двух пазов соединены между собой. Узел крепления также снабжен двумя плоскими заклинивающими элементами, выполненными с возможностью размещения в указанных карманах соответствующего паза. Заклинивающий элемент полностью или частично в профиле выполнен с возможностью упругой деформации, возможностью его изъятия при его упругой деформации из замкового кармана и возможностью предотвращения его изъятия из удерживающего кармана до его изъятия из замкового кармана.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков узла крепления пленки по варианту 1, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
В частных случаях допустимо выполнять узел крепления пленки по варианту 1 следующим образом.
Глубину каждого паза целесообразно выполнять не превышающей две толщины заклинивающего элемента, ширину заклинивающего элемента - больше ширины паза за вычетом глубины замкового кармана, а глубину замкового кармана - меньше глубины удерживающего кармана.
Держатель может быть выполнен в виде единой детали из жесткого или упругого материала. Заклинивающий элемент предпочтительно выполнен лентообразным с возможностью его изъятия из замкового кармана при упругой деформации изгиба заклинивающего элемента.
Держатель может быть выполнен из двух полос тонколистовой холоднокатаной стали. Из одной полосы при этом выполнено дно пазов и удерживающие карманы, а из другой полосы выполнены замковые карманы.
Замковые стенки двух пазов желательно выполнены на расстоянии друг от друга.
Сущность узла крепления пленки по варианту 2 состоит в том, что узел крепления пленки содержит основу, имеющую в профиле П-образную форму с отбортовкой внутрь. В основе закреплен держатель с двумя профилированными пазами, каждый из которых снабжен дном, удерживающим и замковым карманами. Пазы в держателе обращены замковыми карманами друг к другу. Узел крепления также снабжен двумя плоскими заклинивающими элементами, выполненными с возможностью размещения в указанных карманах соответствующего паза. Заклинивающий элемент полностью или частично в профиле выполнен с возможностью упругой деформации, возможностью его изъятия при его упругой деформации из замкового кармана и возможностью предотвращения его изъятия из удерживающего кармана до его изъятия из замкового кармана.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков узла крепления пленки по варианту 2, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
В частных случаях допустимо выполнять узел крепления пленки по варианту 2 следующим образом.
Глубину каждого паза целесообразно выполнять не превышающей две толщины заклинивающего элемента, ширину заклинивающего элемента - больше ширины паза за вычетом глубины замкового кармана, а глубину замкового кармана - меньше глубины удерживающего кармана.
Держатель предпочтительно выполнен в виде одной или двух деталей из жесткого или упругого материала, а заклинивающий элемент выполнен лентообразным с возможностью его изъятия из замкового кармана при упругой деформации изгиба заклинивающего элемента.
Удерживающий карман желательно снабжен на торце отбортовкой, а край отбортовки основы размещен между внешней стороной удерживающего кармана и отбортовкой этого кармана.
Замковые стенки двух пазов желательно выполнены на расстоянии друг от друга.
Автором технических решений заявленной группы изготовлены опытные образцы этих решений, испытания которых подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показан поперечный разрез узла крепления пленки по варианту 1, на фиг. 2 - поперечный разрез узла крепления пленки по варианту 1 из листового материала, на фиг. 3 - еще один пример узла крепления пленки по варианту 1, на фиг. 4 - поперечный разрез узла крепления пленки по варианту 2.
Перечень ссылочных обозначений:
1 - держатель;
100 - основа;
101 - отбортовки основы;
2 - паз;
3 - заклинивающий элемент;
301 - удерживающий край заклинивающего элемента;
302 - замковый край заклинивающего элемента;
4 - пленка;
5 - удерживающий карман;
501 - удерживающая стенка;
502 - удерживающая полка;
503 - отбортовка удерживающей полки;
6 - замковый карман;
601 - замковая стенка;
602 - замковая полка;
7 - дно;
8 - канавка;
10 - граница паза;
11 - торец противолежащей дну полки замковой стенки;
12 - свободный край пленки;
Осуществление узла крепления пленки по варианту 1.
Узел крепления пленки выполнен в виде держателя (1) с двумя профилированными пазами (2) шириной w (фиг. 1), а также заклинивающих элементов (3), выполненных с возможностью размещения в указанных пазах. Держатель предпочтительно выполнен в виде единой детали. При использовании узла крепления пленки между заклинивающими элементами (3) и пазами (2) размещают пленки (4), крепление которых необходимо обеспечить.
Держатель (1) выполнен из жесткого материала и может быть выполнен из упругого материала. Держатель может быть выполнен из стали, алюминия, пластика (стеклопластика). Держатель может быть выполнен из тонколистовой холоднокатаной стали (фиг. 2), чем, как известно, обеспечивается более гладкая поверхность и более точные геометрические формы изделия.
Заклинивающий элемент (3) выполнен плоским. По крайней мере часть заклинивающего элемента в профиле выполнена упругой. Предпочтительно, заклинивающий элемент выполнен лентообразным, например, в виде отрезков ленты. Еще более предпочтительно заклинивающий элемент выполнен в виде ленты. Последнее исполнение позволяет упростить процесс автоматизации установки и удаления заклинивающего элемента в/из кармана. Заклинивающий элемент может быть полностью выполнен из упругого материала, например, пластика, либо какая-то его часть может быть выполнена упругой, в то время как остальная его часть выполнена жесткой. Заклинивающий элемент (3) может быть в профиле прямоугольный, может быть дугообразный (в состоянии покоя, при отсутствии внешних изгибающих сил), может иметь локальные изгибы или быть рифленым. Заклинивающий элемент (3) имеет удерживающий край (301) и замковый край (302).
Заклинивающий элемент (3) со стороны замкового края (302) может быть снабжен упругим язычком, а в остальном выполнен упругим или жестким. При этом язычок тоньше остальной части заклинивающего элемента и в профиле этого элемента является продолжением плоскости заклинивающего элемента, расположенной ближе к дну паза (2). Язычок может быть выполнен из каучука или резины.
Заклинивающий элемент имеет в свободном (не деформированном) состоянии ширину wg, wg<w.
Профилированный паз (2) имеет дно (7), удерживающий карман (5) и замковый карман (6). Карманы имеют противоположные дну части для удерживания заклинивающего элемента (3) внутри паза (2) при использовании узла крепления пленки.
Удерживающий карман (5) имеет примыкающую к дну (7) удерживающую стенку (501) и противолежащую дну удерживающую полку (502). Удерживающая стенка, предпочтительно, перпендикулярна дну, а удерживающая полка параллельна дну. Удерживающая полка желательно снабжена отбортовкой (503) для предотвращения повреждения закрепляемой пленки за счет снижения ее перегиба.
Замковый карман (6) имеет примыкающую к дну (7) замковую стенку (601) и противолежащий дну замковый элемент (602), предпочтительно выполненный в виде полки. Замковая стенка, предпочтительно, перпендикулярна дну, а замковая полка может быть параллельна дну (фиг. 1), а может быть расположена под углом к дну (фиг. 2).
Паз (2) имеет границу (10), которая представляет собой плоскость, соединяющую ближайшие края противолежащих дну удерживающей полки (502) и замкового элемента (602). В геометрическом смысле упомянутые ближайшие края являются прямыми, лежащими на поверхности указанной полки (502) и элемента (602). Далее по тексту упоминание того, что какой-либо элемент полностью находится внутри паза, будет означать, что этот элемент не выходит за границу (10) паза.
Глубина паза выбирается сравнимой с толщиной заклинивающего элемента с учетом толщины пленки, подлежащей закреплению. Предпочтительно глубина паза не более чем в три раза превышает толщину заклинивающего элемента, более предпочтительно, глубина паза не более чем в два раза превышает толщину заклинивающего элемента.
Ширина паза w определяется расстоянием между стенками (501, 601). Если эти стенки не параллельны друг другу, ширина паза определяется как наибольшее расстояние между указанными стенками.
Удерживающий карман (5) имеет глубину wh. В случае, показанном на фиг. 1, глубина удерживающего кармана определяется шириной удерживающей полки (502). В общем случае глубина удерживающего кармана определяется по прямой, по которой измерена ширина паза, как расстояние от удерживающей стенки до проекции на эту прямую свободного края удерживающей полки.
Замковый карман (6) имеет глубину wk. В случае, показанном на фиг. 1, глубина замкового кармана определяется шириной замкового элемента (полки) (602). В общем случае глубина замкового кармана определяется по прямой, по которой измерена ширина паза, как расстояние от замковой стенки до проекции на эту прямую наиболее отдаленного края замкового элемента.
Щель между удерживающей полкой (502) и замковым элементом (602) определяет пространство, через которое заклинивающий элемент (3) устанавливается в паз (2) и извлекается из него. Ширина этой щели wg=w-wh-wk.
Два паза (2) расположены в держателе (1) замковыми карманами (6) друг к другу, при этом удерживающие карманы (5) пазов расположены в профиле по краям держателя. Держатель выполнен так, что по меньшей мере удерживающие карманы двух пазов конструктивно соединены между собой, в том числе выполнены в виде одной детали. Замковые стенки (601) двух пазов могут быть выполнены на расстоянии друг от друга для обеспечения возможности закрепления держателя в этом месте к несущей конструкции и/или для обеспечения удобства монтажа и демонтажа пленки из пазов. Между замковыми карманами по центру держателя может быть выполнена канавка (8) (фиг. 3). По этой канавке держатель может быть разделен вдоль на две половины, которые могут быть использованы индивидуально, например, на краях области покрытия теплицы пленкой.
Полностью или частично размещенный внутри паза (2) заклинивающий элемент (3) ограничен в своем движении. При этом удерживающий (301) и замковый (302) края полностью размещены внутри паза и ограничены в движении, соответственно удерживающим (5) и замковым (6) карманами. Удерживающий край (301) таким образом сцеплен с удерживающим карманом (5) и образует удерживающее зацепление. Замковый край (302) вышеуказанным образом сцеплен с замковым карманом (6) и образует замковое зацепление.
Заклинивающий элемент (3) может находиться в пазу (2) в свободном, не напряженном состоянии, между пазом (2) и заклинивающим элементом (3) могут быть зазоры со всех сторон элемента (3).
Замковое зацепление не может быть разомкнуто без упругой деформации заклинивающего элемента (3). То есть замковый край (302) не может быть выведен из паза (2) (из замкового кармана (6)) без упругой деформации заклинивающего элемента (3), в частности, замкового края (302). Замковый край (302) не может быть выведен из паза (2) при свободном размещении заклинивающего элемента (3) в пазу (в отсутствии сил деформации) при любом положении этого элемента в пазу. Только после упругой деформации, в частности, изгиба заклинивающего элемента, его замковый край можно извлечь из паза. Другими примерами упругой деформации является сжатие и кручение.
Удерживающее зацепление не может быть разомкнуто до того, как будет разомкнуто замковое зацепление, даже при любой упругой деформации заклинивающего элемента (3). То есть удерживающий край (301) может быть выведен из паза (2) (из удерживающего кармана (5)) только после того, как из паза будет выведен замковый край (302). При любой неразрушающей деформации заклинивающего элемента (3) внутри паза удерживающий край (301) будет оставаться внутри удерживающего кармана (5).
Указанное выше удержание заклинивающего элемента внутри паза и порядок его извлечения из паза достигается в частном случае следующими геометрическими параметрами узла крепления пленки:
- выполнением глубины паза (2) сравнимой с толщиной заклинивающего элемента (3);
- выполнением ширины wj заклинивающего элемента (3) превышающей ширину w паза (2) за вычетом глубины wk замкового кармана (6) (wj>w-wk);
- выполнением глубины wk замкового кармана (6) меньше глубины wh удерживающего кармана (5) (wk<wh).
При этом для специалиста в области механики очевидно следующее. Сила упругой деформации - это сила, прилагаемая к заклинивающему элементу (3) и не превышающая максимальную для элемента (3) силу упругой деформации. Максимальная сила упругой деформации для элемента (3) - это сила, превышение которой приводит к тому, что первоначальная форма заклинивающего элемента (3) не восстанавливается после прекращения действия этой силы, то есть приводит к значительной остаточной деформации или разрушению заклинивающего элемента (3).
Стенки паза могут иметь гладкие поверхности такие, что прилежащие к дну (7) стенки (501, 601) и противолежащие дну удерживающая полка (501) и замковый элемент (602) могут плавно переходить друг в друга и не иметь резкой границы.
В одном частном случае выполнения расстояние между дном (7) и замковым элементом (602) может быть больше расстояния между дном (7) и удерживающей полкой (502). При этом наименьшее расстояние между краем замкового элемента (602) и удерживающей полкой (502) меньше ширины wj заклинивающего элемента (3). Указанное исполнение обеспечивает упор заклинивающего элемента (3) одной стороной в нижний край замкового элемента (602), когда другая сторона элемента (3) упирается в удерживающую полку (502). При этом глубина удерживающего кармана (5) значительно превышает глубину замкового кармана (6). Это обеспечивает надежное удержание пленки удерживающим карманом (5) даже при упругой деформации заклинивающего элемента (3).
В другом частном случае, показанном на фиг. 1, расстояние между дном (7) и удерживающей полкой (502) равно расстоянию между дном (7) и замковым элементом (602). Находящийся в пазу (2) заклинивающий элемент (3) не выскакивает из него, упираясь одной стороной в нижний край замкового элемента (602), когда другая сторона элемента (3) упирается в удерживающую полку (502). Удерживающая полка (502) параллельна дну, глубина удерживающего кармана (5) значительно превышает глубину замкового кармана (6).
Находящийся выше границы (10) паза торец (11) замкового элемента (602) может быть выполнен с небольшим наклоном в сторону от щели паза (от удерживающей полки (502)).
В третьем частном случае, показанном на фиг.2, держатель выполнен из двух полос тонколистовой холоднокатаной стали. Из одной полосы выполнено дно (7) пазов (2) и удерживающие карманы (5). Из другой полосы выполнены замковые карманы (6). Замковые элементы (602) выполнены в виде отгиба краев полосы, расположенного под углом к дну (7).
Осуществление узла крепления пленки по варианту 2.
Узел крепления пленки выполнен в виде основы (100), в которой закреплен держатель (1) с двумя профилированными пазами (2) шириной w (фиг. 4), а также заклинивающих элементов (3), выполненных с возможностью размещения в указанных пазах. При использовании узла крепления пленки между заклинивающими элементами (3) и пазами (2) размещают пленки (4), крепление которых необходимо обеспечить. Основа предпочтительно выполнена металлической, а держатель - пластиковым. Основа и держатель могут быть выполнены из металла и пластика в любом сочетании.
Держатель (1) выполнен из жесткого материала и может быть выполнен из упругого материала. Держатель может быть выполнен из стали, алюминия, пластика (стеклопластика). Держатель может быть выполнен из тонколистовой холоднокатаной стали.
Профилированный паз (2) и заклинивающий элемент (3) выполнены аналогично описанным выше в варианте 1. При этом удерживающая полка всегда снабжена отбортовкой (503) для предотвращения повреждения закрепляемой пленки за счет снижения ее перегиба. Также эта отбортовка (503) предназначена для крепления держателя (1) к основе (100).
Основа (100) имеет в профиле П-образную форму с отбортовкой (101) внутрь. При этом вертикальные полки П-образной формы с отбортовками выполнены охватывающими удерживающие карманы (5). Отбортовки (101) основы своими торцами размещены между отбортовками (503) и удерживающими полками (502). Этим обеспечивается фиксация держателя (1) в основе (100).
Держатель (1) предпочтительно выполнен в виде единой детали, но может представлять собой две детали, каждая из которых представляет собой половину вышеописанного держателя, содержащую только один паз. В случае двух деталей держатель дополнительно закреплен к основе в области замковых стенок.
Порядок использования узла крепления пленки по вариантам 1 и 2.
При использовании узел крепления пленки устанавливают на каркасе той конструкции, которая должна быть покрыта пленкой.
Для закрепления двух пленок (4) их края укладывают поверх пазов (2) так, чтобы свободные края (12) пленок располагались со стороны замковых карманов (6), а остальное полотно пленок - со стороны удерживающих карманов (5). Затем, накладывая заклинивающие элементы (3) поверх пленок, заводят их боковой стороной в удерживающие карманы (5), увлекая туда и пленки (4). При этом пленки (4) находятся между заклинивающими элементами (3) и пазами (2). Другой боковой стороной заклинивающих элементов (3) прижимают пленки (4) к торцам (11) замковых элементов (602).
Затем, прилагая к заклинивающим элементам (3) силу упругой деформации, изгибают эти элементы. При изгибе заклинивающего элемента (3) его заклинивающий край (302) скользит вдоль торца (11) в сторону паза (2).
Наклон торца (11) в сторону от удерживающего кармана (5) позволяет при вставке заклинивающего элемента (3) в паз (2) заводить элемент дальше в удерживающей карман (5). Это приводит к тому, что до начала воздействия упругих сил элемент (3) располагается под меньшим углом к дну (7) паза. Это упрощает технологию механизированной установки элемента (3) в паз, так как для этой установки достаточно будет однонаправленного воздействия на элемент (3) и не требуется его подворачивание с целью заведения в удерживающей карман (5).
Воздействие на элемент (3) продолжают до тех пор, пока он полностью не зайдет в паз (2). При попадании внутрь паза заклинивающий элемент восстанавливает свою форму после деформации и удерживает пленку (4) внутри паза (2).
При натяжении полотна пленки (4) силы трения пленки (4) о заклинивающий элемент (3) прижимают этот элемент к удерживающей полке (502). Этот прижим увеличивает силы трения пленки и заклинивающего элемента, что еще больше усиливает силу прижима. Пленка при этом заклинивается и надежно удерживается в пазу.
При эксплуатации смонтированного покрытия на пленки (4) воздействуют внешние силы, обусловленные, например, ветром и осадками. Эти воздействия передаются на удерживающие карманы (5) держателя (1). Благодаря конструктивной связи удерживающих карманов двух пазов (2) снижается нагрузка на элементы крепления держателя (по первому варианту) и держателя с основой (по второму варианту) к несущим конструкциям (каркасам теплиц). Благодаря этому происходит решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата.
Для извлечения пленки из узла крепления прижимают заклинивающий элемент (3) к дну (7) паза, и, вытягивая пленку за свободный край (12), выводят заклинивающий элемент (3) за границу (10) паза на торец (11). Затем, снижая силу прижима элемента (3), вытягивают его вместе с пленкой из паза.
Промышленная применимость.
Технические решения реализованы с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, могут быть изготовлены на любом промышленном предприятии и найдут широкое применение в области теплиц.