Узел крепления легкосбрасываемой конструкции

Полезная модель относится к области строительства, в частности к узлам крепления легкосбрасываемых ограждающих конструкций во взрывоопасных помещениях для снижения последствий дефлаграционного взрыва.
Рост количества случаев взрыва бытового газа в частных или многоэтажных домах, реконструкция устаревших и строительство новых предприятий с взрывоопасным производством, ужесточение требований по безопасности делают актуальным обеспечение взрывобезопасности и как решение – своевременное снижение избыточного давления при дефлаграционном взрыве. Помещение, в котором есть риск возникновения скопления взрывоопасных смесей, должно быть оборудовано взрывобезопасными конструкциями, которые обеспечивают защиту стен от обрушения и негативного воздействия избыточного давления на людей. Для того чтобы давление в помещении не превысило критической отметки и не разрушило здание, оно должно каким-то образом снижаться до предельно-допустимых величин. Сбросить избыточное давление можно посредством легкосбрасываемых ограждающих конструкций, при монтаже которых применяется заявляемый узел крепления.
Известна легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений, содержащая стеновую панель, соединенную с каркасом здания временной связью, и стеновые панели, жестко связанные с каркасом здания, отличающаяся тем, что стеновая панель, соединенная с каркасом здания временной связью, представляет собой легкосбрасываемую сэндвич панель, которая связана с каркасом здания с помощью монтажных швов с пароизолирующим и теплоизолирующим материалами и гидроизолирующими лентами и опорных кронштейнов и оснащена, по меньшей мере, двумя, связанными с опорными кронштейнами, разрушаемыми узлами крепления, каждый из которых состоит из оснащенной разрушаемым элементом базовой втулки, которая закреплена на легкосбрасываемой сэндвич панели и связана с упомянутым разрушаемым элементом посредством шпильки и дистанционной втулки, установленной на упомянутой шпильке, причем каждый кронштейн выполнен с пазом в местах установки деталей разрушаемого узла крепления, а дистанционная втулка выполнена с кольцевым выступом и установлена с возможностью исключения возникновения контакта шпильки и кронштейна (см. патент RU 119780 U1 от 27.04.2012 г.).
Причинами, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, являются усложнение процесса монтажа, связанное с тем, что сначала к каркасу здания прикрепляют специальный опорный кронштейн, к которому крепится сэндвич-панель посредством разрушаемого узла крепления, причем эти работы проводятся вне заводских условий и на высоте. Помимо этого, разрушаемый узел крепления данной конструкции монтируется внутри опорного кронштейна, представляющего собой компактный металлический короб трехгранного сечения, что усложняет доступ к месту крепления внутри такого кронштейна.
Известна смещаемая вывешенная легкосбрасываемая конструкция, которая содержит смещаемый элемент и предохранительное запорное устройство с кронштейном, отличающаяся тем, что конструкция оснащена дополнительным кронштейном, который расположен вплотную над кронштейном предохранительного запорного устройства и соединен со смещаемым элементом (см. патент RU 203440 U1 от 09.11.2020 г.).
Причиной, препятствующей получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является способ крепления смещаемого элемента данной конструкции разрушаемым крепежом только с одной стороны за один лист смещаемого элемента, а не насквозь. В результате сэндвич-панель расслаивается и разрушается.
Известный аналог с наиболее близкой совокупностью существенных признаков, выделяемый автором как прототип – Легкосбрасываемая ограждающая конструкция для взрывоопасных помещений, которая содержит стеновую легкосбрасываемую панель, которая связана с каркасом здания посредством разрушаемого узла крепления, состоящего из самонарезающего винта, вставленного в сквозное отверстие легкосбрасываемой панели, и расположенного с наружной стороны стенового ограждения разрушаемого элемента с соответствующей усиливающей шайбой, которые фиксируют головкой самонарезающего винта, прижимая легкосбрасываемую панель к каркасу здания, отличающаяся тем, что сквозное отверстие последовательно содержит центрирующую втулку, расположенную со стороны каркаса здания, служащую для центрирования самонарезающего винта внутри сквозного отверстия, и дистанционную втулку на оставшуюся толщину легкосбрасываемой панели, выполненную металлической, причем внутренний диаметр дистанционной втулки выполнен таким, чтобы головка самонарезающего винта вместе со смятым разрушаемым элементом свободно проходила внутри этой втулки, а длина центрирующей втулки меньше длины дистанционной втулки (см. патент RU 193045 U1 от 19.06.2019 г.).
Причиной, препятствующей получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является наличие дистанционной втулки, что негативно сказывается на материалоемкость узла крепления, так как под панели разной толщины необходимо изготавливать втулки разной длины. Также недостатком является отсутствие в составе узла крепления герметизирующих элементов, что требует проведения дополнительных мероприятий по герметизации в виде изготовления фасонных элементов и их монтажа.
Сущность полезной модели как технического решения выражается в совокупности следующих существенных признаков:
– отсутствие дистанционной втулки, которая негативно влияет на материаллоемкость узла крепления, так как под панели разной толщины необходимо изготавливать втулки разной длины;
– наличие прокладки и декоративной заглушки, что создает повышенную герметичность и эстетичный внешний вид и не требует проведения в дальнейшем дополнительных мероприятий по гидроизоляции в виде фасонных элементов.
Технический результат достигается с помощью узла крепления легкосбрасываемой конструкции, содержащего самонарезающий винт, который вставлен в отверстие в сэндвич-панели через расположенные с противоположных сторон опорную и центрирующую втулки, и соосно надетый разрушаемый элемент, зафиксированный между центрирующей втулкой и головкой самонарезающего винта, обеспечивающий крепление сэндвич-панелей к каркасу здания, причем центрирующая втулка имеет конусообразную форму и располагается внутри срезающей втулки, которая входит в отверстие сэндвич-панели через прокладку и закрывается декоративной заглушкой.
Техническая задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель – это повышение эксплутационных качеств легкосбрасываемых конструкций при более простом их монтаже.
Сущность настоящей полезной модели проиллюстрирована с ссылкой на чертежи, на которых:
–на ФИГ. 1 представлен общий вид узла крепления легкосбрасываемой конструкции;
–на ФИГ. 2 проиллюстрирован процесс работы узла крепления легкосбрасываемой конструкции.
Узел крепления легкосбрасываемой конструкции закрепляет сэндвич-панель 1 через сквозное отверстие на несущем каркасе 2 здания и состоит из самонарезающего винта 3 с размещенными на его оси с противоположных сторон сэндвич-панели 1 опорной 4 и срезающей 5 втулок, разрушающего элемента 6, центрирующей втулки 7, прокладки 8 и декоративной заглушки 9 (см. фиг. 1). Опорная 4 и срезающая 5 втулки с внешней стороны имеют радиусные выступы для зацепления за наружные слои сэндвич-панели 1. Опорная 4, срезающая 5 и центрирующая 7 втулки могут быть выполнены из различных материалов, в случае особых требований по пожаробезопасности возможно их изготовление из стали. Разрушаемый элемент 6 представляет собой шайбу из легкоразрушаемого материала. Разрушаемый элемент 6 должен удовлетворять следующим параметрам:
- неизменность характеристик в процессе эксплуатации;
- повторяемость показателей состава и размерности применяемых материалов в партии;
- устойчивость к действию влаги, бактерий и микроорганизмов;
- легкость механической обработки;
- необходимая прочность материала при этом - «взрывная» хрупкость.
Этим требованиям соответствует, например, фторопласт или любой материал с аналогичными параметрами. Разрушаемый элемент 6 расположен между шляпкой самонарезающего винта 3 и центрирующей втулкой 7, которая с одной стороны имеет конусообразную форму. Герметичность узла крепления легкосбрасываемой конструкции обеспечивается прокладкой 8, а эстетичный внешний вид и защиту от негативных воздействий окружающей среды придает декоративная заглушка 9.
Узел крепления легкосбрасываемой конструкции устанавливается следующим образом. В монтируемой сэндвич-панели 1 при помощи специального инструмента (дрель, шуруповерт и т. п.) непосредственно самонарезающим винтом 3 выполняют сквозное отверстие. Отверстие сверлится под прямым углом к наружным слоям сэндвич-панели 1. После прохождения самонарезающего винта 3 насквозь сэндвич-панели 1, он извлекается. Затем образовавшиеся отверстия входа-выхода самонарезающего винта 3 со стороны наружных слоев сэндвич-панели 1 рассверливают до большего диаметра, соответствующего рабочему диаметру опорной 4 и срезающей 5 втулок. В полученные отверстия с внешних сторон сэндвич-панели 1 вставляют: со стороны каркаса 2 здания опорную 4 втулку, а с противоположной стороны – срезающую 5 втулку с прокладкой 8. Втулки 4 и 5 вставляются до упора выступов в наружные слои сэндвич-панели 1. Внутренний слой сэндвич-панели 1, как правило, из податливого материала, поэтому втулки 4 и 5 свободно занимают внутренний слой сэндвич-панели 1. На самонарезающий винт 3 соосно надевают разрушаемый элемент 6 и центрирующую втулку 7, причем центрирующая втулка 7 располагается конусной формой к заточенной стороне самонарезающего винта 3. В таком виде самонарезающий винт 3 заточенной стороной вставляется в срезающую 5 втулку, проходя через внутренний слой сэндвич-панели 1 до опорной 4 втулки. Сэндвич-панель 1 прикладывается к несущему каркасу 2 здания и при помощи специального инструмента фиксируется в месте установки самонарезающим винтом 3, который вкручивается непосредственно в несущий каркас 2 здания. После закрепления сэндвич-панели 1 в специальное место срезающей 5 втулки вставляется декоративная заглушка 9. Описанная операция повторяется с каждым узлом крепления легкосбрасываемой конструкции, количество узлов определяется надежностью крепления сэндвич-панелей к каркасу здания.
Узел крепления легкосбрасываемой конструкции работает следующим образом (см. фиг. 2). При возникновении избыточного давления в результате взрыва в здании, сэндвич-панель 1 начинает перемещаться, а самонарезающий винт 3 остается зафиксирован в несущем каркасе 2 здания. При этом разрушаемый элемент 6 оказывается под давлением между срезающей 5 втулкой и головкой самонарезающего винта 3. С ростом давления до критического значения срезающая 5 втулка сминает разрушаемый элемент 6. Таким образом, узел крепления легкосбрасываемой конструкции лишается фиксации в теле панели и сэндвич-панель 1 выбрасывается наружу.