ЗАЩИТНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области броневых многослойных конструкций и касается защиты закрытых объемов, образованных, например, на транспортных средствах или в зданиях банков, с обеспечением пулестойкости, огнестойкости и устойчивости к взлому таких объемов.
Известна защитная панель [1], которая представляет собой многослойную структуру, состоящую из металлических листов 1 и пластин 2, сваренных между собой перпендикулярно, между которыми расположены бруски древесины 3, металлические полосы 5, скрепляющие бруски дерева, и хаотично набитые гвозди 4.
Недостатком такого технического решения является сложность конструкции, а также технологии производства и сборки многослойной защитной панели. Кроме того, такая панель, хотя и является облегченной, но из-за применения деревянных брусков, имеет сравнительно большую толщину, особенно для высоких классов пулестойкости и устойчивости к взлому.
Причем применение деревянных брусков в таких панелях снижает огнестойкость конструкции объекта, состоящего из них.
Известна более простая, тонкая и боле огнестойкая защитная панель [2, патент на полезную модель РФ №53699], принятая за прототип полезной модели.
Структура такой защитной панели состоит из чередования слоев металла 1 и неорганического материала 3 высокой твердости и износостойкости, соединенных между собой клеями на основе органической композиции 2, заклепками 5 и металлическими швеллерами 4, расположенными по ее периметру.
Недостатком прототипа [2] является сложность и дороговизна технологии изготовления защитной панели, так как для обеспечения высоких классов пулестойкости и устойчивости к ее взлому в ней применяются слои неорганического материала 3 высокой твердости и износостойкости, для изготовления которого необходимо затратить много времени и средств.
Кроме того, выступающие элементы 4 и 5 снижают удобство пользования панелью и ее эстетику. Поэтому предполагается при монтаже такой конструкции на объекте применение дополнительных закрывающих листов, что значительно усложняет и удорожает применение многослойных защитных панелей.
Как и в устройстве по аналогу [1] панель по прототипу [2] обладает плохой звуковой и тепловой изоляцией.
Кроме того, защитные панели по аналогу [1] и прототипу [2] имеют малую универсальность своего применения. Например, ограничено их использование для броневой защиты закрытых объемов на транспортных средствах.
Задача полезной модели состоит в создании защитной панели с техническим результатом, направленным на повышение универсальности применения, на упрощение конструкции, технологии производства и сборки, на повышение огнестойкости, а также на улучшение ее тепловой и звуковой изоляции.
Поставленная задача решается тем, что в защитной панели, состоящей из металлических и неметаллических слоев, имеются существенные отличия: металлические слои скреплены друг с другом неметаллическими слоями, выполненными путем напыления и отверждения пенополиуретана на металлических слоях, при этом, как минимум, один из металлических слоев выполнен из листа термоупрочненной стали 44.
Вариантами выполнения полезной модели, повышающие свойства защитной панели, является применение в ней нижеследующих дополнительных отличительных признаков:
- в защитной панели другие металлические слои выполнены из, как минимум, одного листа алюминиевого сплава АМг и, как минимум, из одного листа оцинкованной стали 08 кп;
- при этом толщина листа из алюминиевого сплава АМг равна 1,5 мм, толщина неметаллических слоев равна 30 мм, толщина листа оцинкованной стали 08 кп равна 0,5 мм и толщина листа из термоупрочненной стали 44 равна 2,4 мм;
3
- плотность отвержденного пенополиуретана, по крайней мере, одного неметаллического слоя защитной панели, не ниже 100 кг/м.
- в защитной панели обеспечено чередование металлических слоев, где за листом алюминиевого сплава АМг, следует лист термоупрочненной стали 44, за которым следует лист оцинкованной стали 08 кп;
- в неметаллические слои защитной панели добавлен волокнистый нетканый материал из затрудняющих пулепробивание и воспламенение полиэстерных волокон, или/и пластикат, не распространяющий горение, с низким дымо- и газовыделением;
- размер защитной панели составляет 500×600 мм или 1000×1200 мм,
Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, где на фиг.1 показан разрез защитной панели; на фиг. 2 - общий вид приспособления в котором получают соединение металлических слоев защитной панели; на фиг.3 - вид на упомянутое приспособление в момент вставки в него листов из металла; на фиг. 4 - то же что и на фиг. 3, но уже со вставленными металлическими листами; на фиг. 5 - то же, что и на фиг. 4, но с полностью собранным приспособлением; на фиг. 6 - схема технологической установки по образованию неметаллических слоев защитной панели; на фиг. 7 - вид на приспособление без его съемной крышки после операции соединения металлических слоев защитной панели; на фиг. 8 - вынутая из приспособления готовая к применению защитная панель;
Защитная панель (фиг. 1), например, размером 500×600 мм или 1000×1200 мм, состоит из металлических слоев 1-3 и неметаллических слоев 4-5.
Металлический слой 1 выполнен из листа алюминиевого сплава АМг, рекомендуемой толщины в 1,5 мм. Металлический слой 2 выполнен из листа термоупрочненной стали 44, которая применяется в качестве броневой защиты от осколков и пуль. Рекомендуемая толщина такого листа - 2,4 мм. Металлический слой 3 выполнен из листа оцинкованной стали 08 кп рекомендуемой толщины в 0,5 мм.
3
Металлические слои 1-3 скреплены друг с другом неметаллическими слоями 4 и 5, которые выполнены путем напыления и отверждения пенополиуретана. Их рекомендуемая толщина 30 мм. Причем неметаллический слой 5 желательно выполнить с плотностью отвержденного пенополиуретана не менее 100 кг/м.
Для повышения сопротивления пробитию защитной панели неметаллические слои 4 и 5 защитной панели могут содержать волокнистый нетканый материал (не показан), выполненный, например, из затрудняющих пулепробивание и воспламенение полиэстерных волокон, или/и пластикат, не распространяющий горение, с низким дымо- и газовыделением.
Приведенный выше пример выполнения защитной панели с количеством, порядком расположения и параметрами его элементов не ограничивает другие варианты его выполнений. Например, металлических слоев 2 и неметаллических слоев 4 или 5 может быть по два и более.
Для производства защитной панели применяется приспособление 6 (фиг. 2). Оно имеет сварную конструкцию из верхней стенки 7, нижней стенки 8, задней стенки 9, боковых стенок 10 и съемной крышки 11.
В боковых стенках 10 выполнены пазы 12, для вставки в них листов металлических слоев 1-3 (фиг. 3 и 4).
В боковых стенках 10 выполнены пазы 12, для вставки в них листов металлических слоев 1-3 (фиг. 3 и 4).
В штуцер 17 (фиг. 2, 5) вкручивается наконечник 21 системы подачи специальной смеси, для образования неметаллических слоев 4, 5 (фиг. 1, 7 и 8) из отвержденного пенополиуретана,
В такую систему (фиг. 6), входит распределительное устройство 22. Оно может быть выполнено, например, на основе распылительного устройства 23 (пистолета-распылителя).
Устройство 23 управляется рукояткой 24 и имеет два входа 25 и 26. На вход 25 и 26 подводятся из сосудов 27 и 28, соответственно, например изоцианатный и полиольный компоненты. Распылительное устройство 23 имеет промежуточные выходы 29 и 30, сообщенные со смесительной камерой 31, выход которой снабжен наконечником 21, подсоединяемым к штуцеру 17 (фиг. 5) съемной крышки 11.
Система (фиг. 6) также может содержать дополнительное оборудование 32, которое состоит, например, из крана 33, включаемого рукояткой 34. Ко входу 35 крана 33 подводятся из специальной емкости (не показана) предварительно измельченные в порошок полиэтиленовые волокна, или/и полипропиленовые волокна, или/и затрудняющие пулепробивание и воспламенение полиэстерные волокна, или/и хлопковые волокна, или/и натуральные волокна, или/и измельченный в порошок пластикат, не распространяющий горение, с низким дымо- и газовыделением.
Предусмотрен подвод ко входу 35 крана 33 дополнительно других специальных компонентов (не описаны) по улучшению качества полученной отверженной смеси.
Выход 36 крана 33 сообщен со смесительной камерой 31 распылительного устройства 23.
Получают защитную панель следующим образом.
Предварительно внутренние поверхности стенок 7-10 (фиг. 1) сварной конструкции приспособления и внутреннюю сторону съемной крышки 11 смазывают антиадгезионным составом. Затем листы металлических слоев 1-3 вставляют (фиг. 3) в пазы 12 (фиг. 2) боковых стен сварной конструкции приспособления 6 и задвигают их внутрь до упора в его заднюю стенку 9 (фиг. 4). Крышка 11 (фиг. 5) крепится винтами 15 к сварной конструкции приспособления 6 и штуцер 17 соединяется с наконечником 21 системы (фиг. 6) подачи специальной смеси, для образования неметаллических слоев 4, 5 (фиг. 1, 7, 8) из отвержденного пенополиуретана.
После этого с помощью рукоятки 24 (фиг. 6) включают распылительное устройство 23, а также могут включить, наряду с этим, с помощью рукоятки 34 кран 33, обеспечивая доступ например, предварительно измельченных в порошок полиэтиленовых волокон через переключатель 28, находящийся в первой позиции.
В результате изоцианатный и полиольный компоненты из сосудов 27 и 28 поступают в смесительную камеру 31, перемешиваются в ней и образуют смесь, которая через наконечник 21 и штуцер 17 (фиг. 5) подается под давлением в полости 19, 20 (фиг. 4) с отводом избыточного давления через сетку сквозных отверстий 13.
В полостях 19, 20 (фиг. 4) поданная смесь преобразуется в неметаллические слои 4, 5 нагретого пеноматериала (фиг. 7), которые отверджаясь соединяются с поверхностями листов металлических слоев 1-3 и не соединяется с внутренними поверхностями стенок 7-10 и съемной крышки 11, так как они, как упомянуто выше, смазаны антиадгезионным материалом.
После окончательного отвержения и остывания пеноматериала неметаллических слоев 4, 5 съемную крышку 11 снимают (фиг. 7).
Сварную конструкцию приспособления 6 наклоняют или переворачивают на 90 градусов. Под действием собственного веса готовое изделие, скользя по внутренним поверхностям приспособления 6, извлекается из него, представляя готовый к употреблению защитную панель (фиг. 8, 1), состоящую из скрепленным между собой металлических слоев 1-3 за счет их адгезии с отвердженным пеноматериалов неметаллических слоев 4, 5. Где металлический слой 1, как описывалось ранее, может быть выполнен из листа алюминиевого сплава АМг, рекомендуемой толщины в 1,5 мм. Металлический слой 2 может быть выполнен из листа термоупрочненной стали 44, которая применяется в качестве броневой защиты от осколков и пуль. Рекомендуемая толщина такого листа - 2,4 мм. Металлический слой может быть 3 выполнен из листа оцинкованной стали 08 кп рекомендуемой толщины в 0,5 мм.
Как показали испытания, защитная панель такого состава слоев и размерами 500×600 мм или 1000×1200 мм экологически безопасна и обеспечивает I-II уровень противоосколочной и III-IV уровень противопульной защиты.
Кроме того, за счет введения в состав неметаллических слоев упомянутых специальных добавок, защитная панель обладает повышенной огнестойкостью, так как не распространяет горение, в результате, например, ее пробития более сильными элементами поражения от выстрела или взрыва, обеспечивая при этом низкое дымо- и газовыделение.
Источники информации:
1. Патент RU 65020 U1, МПК E05G 7/00, приоритет 13.04.2007, опубликован 27.08.2007.
2. Патент RU 53699 U1, МПК E05G 1/024, приоритет 06.12.2005, опубликован 27.05.2006 /прототип/.