Каркас палатки
TENT'S FRAME

Изобретение относится к области наземного некапитального строительства, каркасно-тентовым конструкциям, а именно к палаткам, и может быть использовано в конструкции палаток различного назначения. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик палатки за счет особого строения каркаса, на ускорение и упрощение процесса монтажа и демонтажа палатки, а также на повышение ее надежности.
Известен каркас палатки, который содержит торцевую раму с тремя стойками и ригелем, среднюю и торцевую рамы из крайних стоек и ригеля. Ригели рамы имеют трубчатые выступающие соединительные элементы для установки в них верха стоек. Стойки рам соединены продольными и поперечными стержнями в один ряд, а ригели соединены между собой в два ряда (патент РФ №2014418, Е04Н 15/34, Е04Н 15/44, Е04В 1/24, опубл. 15.06.1994). Недостатком этого решения является низкая скорость сборки.
Известна схема каркаса палатки, состоящая из прямых трубчатых элементов (например, патент №2276714, Е04Н 15/00, опубл. 20.05.2006), который собирается из отдельных элементов на месте монтажа с помощью болтовых или аналогичных соединений, после чего на него закрепляется тентовое покрытие. Недостатком данной конструкции является длительное время (30-120 мин) и высокая сложность сборки в связи с большим количеством разрозненных элементов и множеством операций.
Известна также схема каркаса палатки, включающая надувные трубы из полимерного материала (т.н. пневмокаркас, например патент РФ №149996, Е04Н 15/20, опубл. 27.01.2015), на которых изначально закреплены тентовые покрытия. Данная схема обладает сравнительно высокой скоростью монтажа (5-30 мин) и демонтажа (10-50 мин), но имеет существенный недостаток в виде уязвимых надувных элементов, которые могут быть легко повреждены в процессе эксплуатации, что может поставить под угрозу целостность всей конструкции. Кроме того, для длительной эксплуатации пневмокаркасных палаток требуется надежная система контроля и поддержания давления в пневмокаркасе, что усложняет процесс эксплуатации. Также существенным минусом данного каркаса является сложность ремонта в полевых условиях и невозможность эксплуатации элементов каркаса с нарушенной герметичностью.
Известна быстровозводимая палатка «Спасатель-1», которая содержит крепкий внутренний каркас из жестких Х-образных элементов, представляющих из себя 2 прямых стержня, соединенные в центральных частях единой осью, обеспеченный блокирующими ремнями, позволяющими быстро развернуть палатку (http://www.mobilmedicin.ru/products_tentl.html, http://www.passat-emercom.ru/news/22.html, http://mskprofi.ru/palatki/spasatel-l.htm). Недостатком является недостаточная жесткость конструкции из-за отсутствия диагональных элементов каркаса.
В основу изобретения положена задача создания каркаса палатки, в котором за счет использования диагональных элементов каркаса существенно повышается прочность конструкции и ее аэродинамические характеристики. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет разместить 4 входа по углам палатки, что обеспечивает высокую безопасность при эвакуации, комфортное использование, а также удобное соединение без теплопотерь с другими палатками для образования единого палаточного лагеря. Целью изобретения также является повышение комфортности палатки при ее эксплуатации за счет упрощения и ускорения монтажа и демонтажа. Изобретение позволяет уменьшить время монтажа палатки из походного состояния до 1 минуты, демонтажа до 1 минуты, при этом не имеет недостатков в виде надувных элементов. Высокая степень заводской готовности исключает ошибки при монтаже изделия, поэтому сборка может быть произведена не специалистами. Для монтажа не требуются инструменты, техника, электричество, компрессоры, отсутствует мелкий крепеж, поэтому сборку можно производить в сложных погодных условиях или ночью. Каркас и тент при монтаже не раскладываются на земле и не пачкаются, что увеличивает срок их службы. Простая конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность в полевых условиях. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет разместить 4 входа по углам палатки, что обеспечивает высокую безопасность при эвакуации, комфортное использование, а также удобное соединение без теплопотерь с другими палатками для образования единого палаточного лагеря.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в корпусе палатки, включающем жесткие Х-образные симметричные элементы, представляющие из себя 2 прямых стержня, соединенные в центральных частях единой осью, между жесткими Х-образными симметричными элементами установлены асимметричные жесткие Х-образные элементы со смещением центральной точки соединения стержней ±10% от длины стержня, при этом общая длина симметричных и асимметричных стержней одинакова, а конец каждого стержня снабжен пластиной, прикрепленной к общему коннектору и установленной на нем с возможностью вращения в одной плоскости; к коннектору прикреплены от 2 до 4 стержней, входящих в состав Х-образных элементов, и от 0 до 4 диагональных стержней, снабженных на концах пластинами, которые присоединены с одного конца к коннектору с возможностью вращения в одной плоскости, а с другого конца - к дополнительному коннектору с возможностью вращения в одной плоскости, причем длина диагональных стержней составляет 55-75% длины стержней X-образных элементов.
Коннекторы могут быть установлены с возможностью закрепления на них элементов каркаса с внутренней и с внешней стороны каркаса. Внешний и внутренний тенты могут быть закреплены на коннекторах или к стержням каркаса с внешней или внутренней стороны каркаса соответственно. На внутренней стороне каркаса может быть установлено осветительное оборудование. Ветровые оттяжки могут быть закреплены на внешних коннекторах, в углах палатки выполнены входные устройства. В углах палатки могут быть выполнены входные устройства. К основному каркасу может быть присоединен каркас самораскрывающегося козырька над входным устройством.
Предлагаемая конструкция каркаса позволяет уменьшить время монтажа палатки из походного состояния до 1 минуты, демонтажа до 1 минуты, при этом не имеет недостатков в виде надувных элементов. Высокая степень заводской готовности исключает ошибки при монтаже изделия, поэтому сборка может быть произведена неспециалистами. Для монтажа не требуются инструменты, техника, электричество, компрессоры, отсутствует мелкий крепеж, поэтому сборку можно производить в сложных погодных условиях или ночью. Каркас и тент при монтаже не раскладываются на земле и не пачкаются, что увеличивает срок их службы. Простая конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность в полевых условиях. Конструкция каркаса позволяет предусмотреть в палатках сферические фасады.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показаны Х-образные элементы, составляющие основу каркаса. На фиг. 2 приведена принципиальная двухмерная схема расположения элементов несущей арки из 5 х-элементов. На фиг. 3 показана схема арки из 7 х-элементов. На фиг. 4 изображена схема трансформации несущей арки из 5 х-элементов. На фиг. 5 показана изометрическая схема одной секции каркаса описанной конструкции. На фиг. 6 показан эскиз коннектора с примыкающими элементами. На фиг. 7 показаны изометрическая схема и проекции варианта каркаса, построенного по описанной конструкции. На фиг. 8 приведены фото установки опытного образца палатки с каркасом описанной конструкции.
Корпус палатки содержит каркас из жестких Х-образных симметричных элементов 1, представляющих из себя 2 прямых стержня, соединенных в центральных частях единой осью. Между жесткими Х-образными симметричными элементами 1 установлены асимметричные жесткие X-образные элементы 2 со смещением центральной точки соединения стержней ±10% от длины стержня (фиг. 1, 2). Конец каждого стержня снабжен пластиной 3, прикрепленной к общему коннектору 4 и установленной на нем с возможностью вращения в одной плоскости. К коннектору 4 прикреплены от 2 до 4 основных стержня 1, 2 и от 0 до 4 диагональных стержня 5 (см. фиг. 6). Количество сопрягаемых элементов обусловлено расположением коннектора 4 в модели. Диагональные стержни крепятся только к внутренним коннекторам 4а, т.е. находящимся с внутренней стороны каркаса готовой палатки. Все коннекторы имеют стандартный вид, предусматривающий 8 точек крепления пластин 3. Диагональные стержни 5 выполнены с возможностью скрепления на другом конце дополнительным коннектором 4а для скрепления 4 диагональных стержней 5. Диагональные стержни 5 снабжены на концах пластинами 3, которые присоединены с одного конца к коннектору 4, а с другого конца - к дополнительному коннектору 4а. Пластины 3 установлены на коннекторах 4, 4а с возможностью вращения в одной плоскости. Длина диагональных стержней составляет 55-75% длины стержней Х-образных элементов.
Внешний и внутренний тенты 7, 8 могут быть закреплены на коннекторах 4, 4а или прикреплены к стержням 1, 2 каркаса с внешней или внутренней стороны каркаса соответственно. На внутренней стороне каркаса может быть установлено осветительное оборудование. Ветровые оттяжки могут быть закреплены на внешних коннекторах.
Кроме указанных элементов каркас может быть дополнен дополнительными функциональными элементами, например каркасом самораскрывающегося козырька над входом 9 (обозначен на фиг. 5). Дополнение возможно только при условии, что не утрачивается основной функционал конструкции, в частности быстрая сборка и разборка, а также компактное транспортировочное (походное) состояние.
Суть изобретения заключается в техническом решении конструкции жесткого каркаса палатки. Каркас состоит из прямых жестких элементов 1, 2, соединенных между собой вращающимися соединениями. Размеры основных элементов и положение точек их соединения друг с другом, а также строение соединительных элементов позволяют создать динамичную трехмерную структуру. В изначальном состоянии (назовем его походным) данная структура имеет компактный вид, все жесткие элементы находятся почти параллельно и на минимальном расстоянии друг от друга. Благодаря этому в походном состоянии готовое изделие (палатка) компактна. При физическом воздействии на определенные элементы каркаса (как показано на фиг. 2) вращающиеся соединения позволяют ему раскладываться в 3-х плоскостях и принимать вид трехмерного набора фермовых арок, жестко соединенных между собой и образующих каркас для палатки в форме полусферы или полубочки (фиг. 3, 4, 5). В данном состоянии (назовем его лагерным) структура каркаса обладает самостоятельной статической устойчивостью, высокой прочностью и ветроустойчивостью.
Основу каркаса составляют Х-образные элементы 1, 2, представляющие из себя 2 прямых стержня, соединенные в центральных частях единой осью. Место соединения располагается или точно по центру стержня (симметричные Х-элементы 1) или с небольшим смещением (асимметричные Х-элементы 2). При этом общая длина стержней одинакова, т.е. «2а=b+с» и «b>с» (фиг. 1).
Стержни могут вращаться на указанной оси. Обозначим 2 конечных состояния Х-элементов: вертикальное (походное), когда верхние концы стержней имеют небольшое расстояние между собой, и горизонтальное (лагерное), когда это расстояние близко к максимальному (фиг. 3).
При этом мы наблюдаем, что в горизонтальном положении асимметричных Х-элементов 2 расстояния между верхними точками существенно больше расстояния между нижними точками, что приводит к созданию арочной формы. В лагерном состоянии арка опирается на грунт крайними точками, чем достигается статическая устойчивость. Симметричные 1 и асимметричные элементы 2 чередуются в определенной последовательности, соответствующей требуемой форме внешнего контура изделия. Количество и последовательность элементов могут различаться, но должны позволять конструкции складываться и раскладываться без деформации элементов, а также фиксироваться в собранном состоянии при закреплении крайних точек конструкции. Увеличение количества элементов позволяет создавать конструкции увеличенного размера. Ограничительным фактором в данном случае является прочность материалов каркаса и соединительных элементов. Пример арки из 7 элементов изображен на фиг. 4.
Арки соединяются между собой Х-элементами по аналогичной схеме. Для соединения Х-элементов и обеспечения взаимного вращения в разных плоскостях используются соединительные элементы - коннекторы 4. Коннектор 4, соединяющий концы Х-элементов, конструктивно должен иметь узлы закрепления осей вращения, согласно количеству закрепляемых элементов, обеспечивать вращение в нужной плоскости с минимальным сопротивлением, достаточную прочность и конструктивные элементы для крепления тентового или иного покрытия. Для устранения эффекта «разножки» Х-элементов, узлы осей вращения могут быть сдвинуты относительно оси. Оси могут быть выполнены в виде элементов, закрепленных на концах Х-элементов, или устанавливаться непосредственно в момент соединения элементов. Внешний и внутренний тенты закрепляются к коннекторам 4 или к иным элементам каркаса с внешней или внутренней стороны каркаса соответственно. Также внутренняя часть каркаса используется для навески осветительного оборудования. Для повышения ветроустойчивости палатки могут использоваться ветровые оттяжки, закрепленные к внешним коннекторам.
Важным элементом конструкции являются диагональные элементы каркаса, которые создают высокую продольную жесткость для сопротивления ветровым нагрузкам. По принципу действия сходны с диафрагмами жесткости (т.н. связями, распорками, укосинами, подкосами). Стержни крепятся шарнирным способом к внутренним коннекторам и соединяются в центральной точке коннектором, который является также точкой крепления тентов. Благодаря этому окружающие их Х-элементы жестко удерживаются в положении, строго перпендикулярно друг к другу.
На фиг. 8 показаны фото, иллюстрирующие стадии установки опытного образца палатки с каркасом описанной конструкции. Эти фото показывают, что палатки, выполненные с использованием такого каркаса, незаменимы в условиях ликвидаций последствий чрезвычайных ситуаций, могут использоваться вооруженными силами, а также в случаях, когда важна скорость сборки и надежность конструкции.