УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ВСТАВЛЕННЫХ В ОТВЕРСТИЕ КОНСТРУКЦИИ КОММУНИКАЦИЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к устройствам для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций, выполненным в виде двух пластин, между которыми находится уплотняющее тело из упругого материала, имеющее отверстие для размещения коммуникаций, при этом пластины соединены между собой стягивающими элементами, и может быть использована в строительстве при прокладывании труб, кабелей сквозь различные строительные стенки.
В данной работе используются следующие термины.
Коммуникация - средство передачи жидкости, газа или электричества, например, труба, патрубок, шланг, для ввод-вывода воды, канализации, газа, а также кабель, провод для электричества.
Конструкция - любые перегородки в жилых и нежилых зданиях и прочих сооружениях - колодцев, кессонов, такие как стены, полы, потолки, стенки корпуса.
Отверстие в конструкции - буровое отверстие, обсадная труба или предварительно установленная система фланцев.
Стягивающие элементы - любые крепежные элементы, которые можно использовать для фиксации пластин, типичные примеры: винт или болт с гайкой, шпилька с двумя гайками, контактное сваривание; электрозаклепочный шов; мебельные болты или аналогичные преимущественно резьбовые соединения.
Уровень техники
Известные из уровня техники устройства для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций, выполненное в виде двух и более наружных пластин, между которыми находится уплотняющее тело из упругого материала, имеющее отверстие для размещения коммуникаций, при этом пластины соединены между собой стягивающими элементами, например, описанное в патенте на полезную модель РФ №171096, опубликованном в 2017 году.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели и взято за прототип к предлагаемой полезной модели. Недостатком данного устройства является невозможность плавной компенсации смещения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций. Действительно, при любых перемещениях стенки и грунта происходит смещение внутри устройства, которое может привести к нарушению герметичности соединения.
Раскрытие полезной модели
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить устройство для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций, позволяющее как минимум сгладить, указанный выше недостаток, а именно обеспечить возможность плавной компенсации смещения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций, что и является поставленной технической задачей настоящей полезной модели.
Для достижения этой цели уплотняющее тело выполнено из двух элементов - внешнего и внутреннего, внешний элемент уплотняющего тела представляет собой цилиндр, имеющий круглое отверстие для размещения внутреннего элемента, внутренний элемент уплотняющего тела представляет собой цилиндр, имеющий круглое отверстие для размещения коммуникаций, при этом внешний диаметр внутреннего элемента равен диаметру круглого отверстия внешнего элемента для размещения внутреннего элемента, и центр окружности цилиндра внешнего элемента не совпадает с центром его круглого отверстия, и центр окружности цилиндра внутреннего элемента не совпадает с центром его круглого отверстия.
Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность смещений коммуникаций внутри устройства в широком диапазоне без потери герметичности. Такая возможность реализуется благодаря новой функции непрерывного смещения оси проема (для прокладки труб), которая изначально (при поставке) находится посередине. Этот эффект стал возможным благодаря наличию двух вложенных друг в друга элементов - внешнего и внутреннего. Геометрическая форма внешнего периметра обеих элементов - круг. Оси соответствующих внутренних периметров смещены друг относительно друга. Внутреннюю и внешнюю часть можно плавно поворачивать навстречу друг другу. Результатом этого вращения является изменение расстояний между внутренним и внешним периметром, т.е. центральная ось, которая начинается в центре, смещается. Описанный процесс позволяет изменять расположение оси отверстия в центральной части устройства и сделать его конгруэнтным оси трубы в отверстии (в вводе для труб). Суммирование противоположных значений ширины внутреннего и внешнего кольца приводит к изменению положения центральной оси.
Существует возможный вариант исполнения полезной модели, в котором сдвиг центров окружностей подобран так, что существует положение внутреннего элемента относительно внешнего элемента, при котором центр отверстия для размещения коммуникаций совпадает с центром внешнего диаметра внешнего элемента. То есть цилиндры с отверстиями внутреннего элемента и внешнего элемента имеют сечения в виде подобных фигур, то есть совмещающихся при гомотетии и перемещении с поворотом.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность обеспечить исходное положение, при котором ось коммуникации совпадает с осью устройства.
Существует возможный вариант исполнения полезной модели, в котором парные пластины разделены на пластины внешнего элемента и пластины внутреннего элемента, которые, в свою очередь, разделены на секции, соответствующие геометрии соответствующего элемента.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность конкретного исполнения пластин, при котором стягивание происходит наиболее оптимально. Секций может быть разное количество, преимущественно, как будет показано в примерах, четыре.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
фиг. 1 схематично изображает внешний вид устройства для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций, согласно уровню техники;
фиг. 2 схематично изображает внешний вид устройства для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций в исходном положении, согласно полезной модели. Внешняя и внутренняя части расположены концентрически. Коммуникация не показана;
фиг. 3 схематично изображает внешний вид устройства для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций после поворота внутренней части на 90° против часовой стрелки, согласно полезной модели. Проем во внутренней части перенесен вправо. Коммуникация также не показана;
фиг. 4 схематично изображает внешний вид устройства для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций после поворота внутренней части на 180°, согласно полезной модели. Отверстие во внутренней части сдвинуто вверх. Коммуникация также не показана;
фиг. 5-6-7 показывают разрез устройства для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций в вариантах, показанных на фиг. 3-4-5, согласно полезной модели.
Согласно фиг. 1-7 устройство для уплотнения вставленных в отверстие 1 конструкции (на фиг. 1 изображено в виде стенки 2) коммуникаций (на фиг. 1 изображено в виде труб 3), выполнено в виде двух наружных (сжимающих) пластин 4 и 5, между которыми находится уплотняющее (герметизирующее) тело 6 из упругого материала, имеющее отверстие 7 для размещения коммуникаций 3. Пластины 4 и 5 соединены между собой стягивающими элементами 8.
Согласно полезной модели уплотняющее тело 6 выполнено из двух элементов - внешнего 61 и внутреннего 62, внешний элемент 61 уплотняющего тела представляет собой цилиндр, имеющий круглое отверстие для размещения внутреннего элемента 62, внутренний элемент 62 уплотняющего тела представляет собой цилиндр, имеющий круглое отверстие для размещения коммуникаций 3. Внешний диаметр внутреннего элемента равен диаметру круглого отверстия внешнего элемента для размещения внутреннего элемента.
Имеется в виду не абсолютно точное равенство, а равенство, при котором становится возможным размещение внутреннего элемента внутри внешнего, то есть с небольшим допуском, то есть внешний диаметр внутреннего элемента чуть меньше диаметра круглого отверстия внешнего элемента для размещения внутреннего элемента, но размещение при этом плотное. При стягивании стягивающими элементами 8 движение внутреннего элемента 62 относительно внешнего 61 становится невозможным.
Центр окружности цилиндра внешнего элемента не совпадает с центром его круглого отверстия, и центр окружности цилиндра внутреннего элемента не совпадает с центром его круглого отверстия.
Сдвиг центров окружностей подобран так, что существует положение внутреннего элемента относительно внешнего элемента, при котором центр отверстия для размещения коммуникаций совпадает с центром внешнего диаметра внешнего элемента. Хорошо видно на фиг. 5.
Все парные пластины 4 и 5 разделены на пластины внешнего элемента и пластины внутреннего элемента, которые, в свою очередь, разделены на секции, соответствующие геометрии соответствующего элемента - 41 - секции пластин внешнего элемента, в 42 - внутреннего.
Все плоские элементы выполнены из прочного материала, не подверженного коррозии.
Осуществление полезной модели
Устройство для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций используют следующим образом. (Приводится не ограничивающий применения полезной модели пример использования для сразу нескольких элементов).
Этап 1. В отверстие конструкции, например, в отверстие 1 в стене 2 здания, располагают предлагаемое устройство вставленных в отверстие конструкции коммуникаций. Монтаж производится в зависимости от ситуации путем установки герметизирующего уплотнителя в буровое отверстие, обсадную трубу или в предварительно установленную систему фланцев. Внешний диаметр примерно на 2 мм меньше, чем буровое отверстие, обсадная труба или предварительно установленная система фланцев. Изначально внутренний и внешний элементы расположены так, что центр отверстия для размещения коммуникаций совпадает с центром внешнего диаметра внешнего элемента, см. фиг. 5.
Этап 2. В одно отверстие 7 упругого тела 6 вводятся кабели или трубы 3. Диаметр отверстия 7 должны быть такого размера, чтобы между кабелями или трубами оставалось расстояние максимум 2 мм. Гидроизоляционный эффект достигается благодаря тому, что расстояние (зазор) между уплотнителем 6 и буровым отверстием 1, обсадной трубой или системой фланцев герметизируется до ширины менее размера молекулы воды. Данная герметизация достигается путем затягивания гаек и связанного с этим уменьшения расстояния между сжимаемыми пластинами, в результате чего герметизирующее тело материала вынуждено увеличиваться в ширину. Зазор между буровым отверстием или обсадной трубой, или предварительно смонтированной системой фланцев с одной стороны и зазор между кабелями или трубами с другой стороны уменьшается до достижения гидроизолирующего эффекта.
Этап 3. При возникновении любого воздействия, приводящего к смещению грунта, и как следствию - смещению трубы 3 или кабеля, возможно за счет ослабления стягивающих элементов 8 и вращения между собой внутреннего 62 и внешнего 61 элементов, компенсировать смещение. Вращение внутреннего элемента 62 можно производить непрерывно. Вместо внутреннего элемента 62 можно вращать и внешний 61.
Если сдвиг каждого внутреннего диаметра каждого из элементов61 и 62 составляет D, то вращением можно компенсировать максимальный сдвиг или смещение коммуникации на 2D.
Промышленная применимость
Устройство для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций может быть осуществлено специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели и критерию «полнота раскрытия» для полезной модели.
В соответствии с предложенным решением заявителями был изготовлен опытный образец устройства для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций. Были использованы:
n1 x концентрически расположенные пластины из стали AISI 304 толщиной 4-8 мм с отверстиями для установки резьбовых шпилек или мебельных болтов D=7 или 9 или 12 мм
ni x концентрически расположенные пластины из стали AISI 304 толщиной 4-8 мм с отверстиями для установки резьбовых шпилек или мебельных болтов D=7 или 9 или 12 мм или ni x концентрически расположенные плиты из стали AISI 304 толщиной 4-8 мм с приваренными резьбовыми
n2 x резьбовые шпильки M6, M8 или M10, или мебельные болты M6 или M8 сталь AISI 304. n2x шайбы M6, M8 или M10 из стали AISI 304
n2 x гайки M6, M8 или M10 из стали AISI 304
1 x блок из полимерного, эластичного материала, обладающего твердостью по Шору в диапазоне от 40 до 60 толщиной от 10 до 100 мм
Пояснения:
ni зависит от степени сейсмического воздействия и других требований заказчика. n2 зависит от размеров сжимающих пластин.
Испытания опытного образца показали, что становится возможным обеспечить поворот внутреннего элемента относительно внешнего и таким образом осуществлять сдвиг оси отверстия для коммуникаций.
Все это, в конечном счете, обеспечивает выполнение достигаемого технического результата - возможность плавной компенсации смещения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций за счет поворота внутренней части уплотняющего тела относительно внешней и происходящего вследствие этого смещения оси отверстия для размещения коммуникаций.