ОКОННЫЙ БЛОК ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области вагоностроения и предназначена для использования в пассажирских вагонах всех типов в качестве ограждения оконных проемов.
Известно окно с форточкой, преимущественно железнодорожного вагона (RU №24671, B61D 25/00, 20.08.2002). Окно включает раму с подфорточной перемычкой, выполненной из материала с низкой степенью теплопроводности и с массивным уплотнителем рамы и перемычки из резиновых профилей. Основание окна и корпус форточки выполнены из материала с низкой теплопроводностью. Стеклопакеты окна и форточки установлены в U-образных пазах, выполненных в уплотнителях, а корпус форточки установлен шарнирно и снабжен фиксаторами открытого-закрытого положений.
Недостатком данной конструкции окна является недостаточная прочность в связи с повышенной хрупкостью массивных резиновых уплотнителей рамы, подфорточной перемычки, корпуса форточки, возникающей при низких температурах. В связи с низкой прочностью данное окно не рекомендуется использовать на высокоскоростном наземном транспорте.
Известно окно железнодорожного вагона (RU №43517, B61D 25/00, 27.01.2005). Окно включает раму с подфорточной перемычкой, шарнирно соединенной с основанием корпуса откидной форточки; стеклопакеты окна и форточки; уплотнители стеклопакетов, уплотнители рамы окна и корпуса форточки; фиксаторы открытого-закрытого положений форточки. Уплотнители выполнены из материала низкой теплопроводности. Рама окна, подфорточная перемычка, корпус форточки выполнены из комбинированных профилей, каждый из которых содержит внешний и внутренний фасонные металлические профили с выступами на внутренних гранях, соединенные с терморазрывной секцией, взаимодействующей с внутренними гранями профилей. Терморазрывная секция выполнена из двух профилированных термовставок из пластмассы с размещенным между ними дополнительным теплоизолирующим вкладышем.
Недостатком такого окна является то, что резиновые уплотнители стеклопакетов, рамы окна и корпуса форточки не обеспечивают недостаточную герметичность окна при вибрациях и резких перепадах давлений, которые имеют место при эксплуатации скоростного пассажирского транспорта, например при прохождении поездом туннелей, расхождение поездов и т.д.
Известен оконный блок железнодорожного вагона (RU №27549 U1, B61D 25/00, 10.02.2003). Оконный блок содержит наружную и внутреннюю неподвижные рамы с установленной в верхней части с возможностью поворота форточкой с замками, стеклопакеты, установленные в рамах и в форточке, выполненные из двух стекол, между которыми установлены трубчатые панели, заполненные влагопоглощающим составом, и эластичные уплотнители.
Недостатком известного оконного блока является не только низкая прочность самой конструкции, но и неудовлетворительная теплоизоляция и низкие теплозащитные свойства окна.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является окно пассажирского вагона (RU №170872, B61D 25/00, 12.05.2017). Окно пассажирского вагона содержит каркас, вклеенный в него оконный стеклопакет, закрепленный на каркасе форточный блок, который снабжен опорными поверхностями, связанными с оконным стеклопакетом клеевым соединением, и форточку, которая имеет форточный стеклопакет, вклеенный в корпус форточки, шарнирно установленный в форточном блоке, причем оконный стеклопакет состоит из наружного и внутреннего стеклянных листов, разделенных дистанционной рамкой, отличающееся тем, что форточный блок и корпус форточки выполнены из комбинированных профилей, каждый из которых содержит наружный и внутренний металлические профили, между которыми установлены элементы терморазвязки, причем форточный блок расположен над оконным стеклопакетом, состоит из П-образной рамы, на которой смонтированы верхний, нижний и боковые комбинированные профили, образующие форточный проем, закреплен в каркасе клеевым соединением, а опорные поверхности форточного блока выполнены на наружном и внутреннем металлических профилях его нижнего комбинированного профиля и соединены соответственно с наружным и внутренним стеклянными листами стеклопакета.
Однако окно обладает недостаточной механической прочностью для высокоскоростного наземного транспорта, так как при повышении скорости движения поезда возрастают динамические и вибрационные нагрузки на окна.
Задачей полезной модели является создание оконного блока, обладающего высокой механической прочностью при увеличении срока службы без ухудшения эксплуатационных характеристик в процессе эксплуатации и расширенной областью использования, в том числе для высокоскоростного наземного транспорта.
Для решения поставленной задачи в оконном блоке пассажирского вагона, содержащем каркас из двух П-образных металлических профилей, стеклянную вставку и резиновые уплотнения, стеклянная вставка выполнена в виде безопасного многослойного стекла, состоящего из шести термозакаленных стекол, чередующихся толщиной 3 мм и 4 мм, и скрепленных этиленвинилацетатной пленкой, жестко установленных в металлическую раму, которая через резиновые уплотнения жестко закреплена в каркасе.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид оконного блока.
На фиг. 2 - разрез А-А.
Оконный блок пассажирского вагона содержит каркас 1 из двух П-образных металлических профилей, стеклянную вставку 2 и резиновые уплотнения 3, стеклянная вставка 2 выполнена в виде безопасного многослойного стекла, состоящего из шести термозакаленных стекол 4, 5, чередующихся толщиной, соответственно 3 мм и 4 мм и скрепленных этиленвинилацетатной пленкой 6, жестко установленных в металлическую раму 7, которая через резиновые уплотнения 3 жестко закреплена в каркасе 1.
Стеклянная вставка 2 оконного блока пассажирского вагона выполнена именно таким образом по следующим причинам:
1. Термозакаленное стекло 4, 5 обладает повышенной механической прочностью, термостойкостью и безопасностью при разрушении. Разбиваясь, такое стекло разрушается на множество мелких осколков с тупыми гранями, которые не способны причинить серьезные травмы пассажирам.
2. Этиленвинилацетатная пленка 6 удерживает осколки и препятствует попаданию посторонних предметов внутрь салона поезда при разрушении термозакаленных стекол 4, 5.
3. Термозакаленные стекла 4, 5 выполнены толщиной 3 мм и 4 мм, так как стекла с меньшей толщиной не обеспечивают достаточную прочность конструкции, а использование более толстых стекол при таком же количестве и последовательности не допускается ввиду стандартных габаритных размеров оконных блоков в пассажирских поездах, а также в связи со значительным увеличением веса всей конструкции.
4. Шесть слоев термозакаленного стекла 4, 5 различной толщины скрепленных пятью слоями этиленвинилацетатной пленки 6, необходимо для обеспечения необходимых тепло- и звукоизоляционных параметров оконного блока.
Оконный блок для пассажирского вагона устанавливается в стандартный оконный проем пассажирского вагона таким образом, чтобы первое из шести термозакаленных стекол 4 безопасного многослойного стекла 2 со стороны салона пассажирского вагона было толщиной 3 мм, а первое стекло 5 с наружной стороны вагона было толщиной 4 мм.
После сборки и установки на вагоне оконный блок пассажирского вагона полностью готов к выполнению своих функций по защите пассажиров, персонала и внутреннего оборудования от внешних климатических, механических и звуковых воздействий, обеспечения светопропускания, достаточного для наблюдения за состоянием железнодорожного пути, показаниями сигналов и окружающей обстановкой.
По сравнению с прототипом оконный блок пассажирского вагона обладает большей механической прочностью при увеличении срока службы без ухудшения эксплуатационных характеристик в процессе всего срока службы, в связи с тем, что:
1. Вместо стеклопакета используется безопасное многослойное стекло, состоящее из шести термозакаленых стекол скрепленных этиленвинилацетатной пленкой, имеет большую механическую прочность, а также, лучше, по сравнению с известными стеклопакетами такой же толщины, противостоит механическим воздействиям, имеет большую антивандальную стойкость и лучше защищает пассажиров при попадании посторонних предметов в окно, повышая за счет этого прочностные свойства оконного блока.
2. В конструкции оконного блока дополнительно имеется металлическая рама, а также отсутствуют подвижные элементы, что повышает прочность конструкции.
3. Металлическая рама состоит из левой и правой П-образных профилей. Каркас оконного блока также состоят из двух частей: верхней и нижней. Места стыков рамы и каркаса расположены перпендикулярно друг к другу, что исключает их совмещение и исключает ослабление конструкции в местах стыков.
4. Безопасное многослойное стекло имеет одинаковые характеристики коэффициента теплопередачи на всем сроке службы, в отличие от стеклопакета, в котором происходит снижение эксплуатационных характеристик со временем в связи с выветриванием газа из камеры. Даже при нормальной эксплуатации происходит естественное выветривание газа из камеры стеклопакета. Согласно исследований итальянских ученых в Stazione Sperimentale del Vetro, Construction Glass Laboratory потери аргона из стеклопакета составляют 2-3% в год. Т.е. через 10 лет даже при нормальной эксплуатации технически исправного стеклопакета из него выйдет 20-30% газа, что не может не повлиять на ухудшение эксплуатационных характеристик.
5. При эксплуатации стеклопакетов в условиях резких перепадов давления и высоких вибраций, которые характерны для высокоскоростных транспортных средств, происходит частичная разгерметизация, при этом может происходить попадание влаги внутрь камеры, а это приводит к ухудшению светопропускаемости. В предлагаемом оконном блоке используется безопасное многослойное стекло, которое не имеет таких проблем.
6. В прототипе используются резиновые уплотнения для герметизации форточного блока. При использовании резиновых уплотнений в подвижных элементах происходит их изнашивание в процессе эксплуатации, при этом происходит нарушение герметичности оконного блока, попадание влаги внутрь вагона, снижение тепло- и звукоизоляционных характеристик. В предлагаемом оконном блоке резиновые уплотнения используются только в неподвижных элементах конструкции, что исключает их износ в процессе эксплуатации.
7. Поверхности предлагаемого оконного блока не имеют выступающих частей на наружной стороне вагона и лежат в одной плоскости, что наиболее рационально для конструкции высокоскоростных транспортных средств и исключает дополнительные ветровые нагрузки и шум при движении поезда.
Клеевые соединения предлагаемого оконного блока обеспечивают надежные и герметичные соединения многослойного стекла с рамой и каркасом. После сборки и склейки оконный блок пассажирского вагона представляет собой прочную конструкцию, элементы которой герметично соединены между собой, что позволяет использовать такие оконные блоки в условиях повышенных вибраций и резких перепадов давления, характерных для движения высокоскоростных транспортных средств.