ВОЗДУХОВОД

Полезная модель относится к вентиляционному оборудованию, а именно к воздуховодам и их конструктивным элементам, предназначенным как для систем вентиляции общего назначения, так и для противопожарной, работающей в условиях задымленного помещения.
К последним предъявляются повышенные требования. Они должны соответствовать нормам пожарной безопасности и иметь определенный предел огнестойкости, который определяется предельным состоянием потери плотности и теплопроводности воздуховода. В свою очередь, на эти показатели оказывают влияние такие факторы, как теплоогнезащитные покрытия, а также материал, из которого изготовлены элементы воздуховода, способ формирования воздуховода и соединение элементов воздуховода друг с другом.
Известен воздуховод, содержащий отбортованные наружу концы секций, содержащие взаимоответные канавки, в которых размещен уплотнитель в виде жгута, бандаж, охватывающий соединенные концы, а отбортованные концы расположены под острым углом к наружной поверхности своей секции (патент РФ №2004887, МПК F24F 13/02, опубл. 15.12.1993).
Такая конструкция воздуховода сложна в изготовлении, так как требуется точность в выполнении взаимоответных канавок, а при монтаже необходимы дополнительные специальные оправки для установки бандажа. Кроме этого, в процессе работы устройства в условиях высоких температур бандаж нагревается, металл расширяется, увеличивая диаметр воздуховодов, они расходятся, нарушая герметичность. Недостаточная герметичность воздуховода позволяет использовать его только в системах вентиляции общего назначения.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение герметичности воздуховода, и, как следствие, повышение его плотности и огнестойкости.
Технический результат достигается тем, что воздуховод изготавливают из стали путем фальцевого соединения, которое в отличие от сварного не провоцирует деформации конструкции в условиях воздействия высоких температур и неравномерного нагрева. Наиболее оптимальная для достижения технического результата толщина стали составляет 0,8-1,5 мм. Испытания проводились на воздуховодах круглого и прямоугольного сечения. В процессе испытаний в них создают разряжение в 300 Па и начинают плавно повышать температуру до 1200° Цельсия, при этом ведется контроль на плотность и фиксируется время. Испытания показали:
- сталь толщиной менее 0,8 мм обладает высокой степенью теплопроводности, использование воздуховодов из такой стали в условиях воздействия высоких температур приводит к образованию на них сквозных прогаров и к нарушению герметичности;
- воздуховод из стали толщиной более 1,5 мм сложно завальцевать с малыми утечками, то есть сложно уплотнить шов, и при нагревании он расходится, нарушая герметичность. Кроме этого, в металле толщиной более 1,5 мм возникают высокие внутренние напряжения, приводящие к разрушению конструкции, и чем больше толщина листа, тем больше усилия, возникающие при термодеформациях воздуховода в условиях неравномерного нагрева;
- при толщине стали в пределах от 0,8 до 1,5 мм стойкость воздуховодов составляет от 90 минут (толщина стали 0,8-1,0 мм или 1,3-1,5 мм) до 104 минут (толщина стали 1,0-1,3 мм), что соответствует требованиям по предельному состоянию потери плотности, а за этими пределами стойкость воздуховодов снижается до 15 минут вследствие нарастания влияния указанных негативных факторов.
Стыкуемые секции воздуховодов соединяют при помощи фланцев, изготовленных из стальной полосы. Фланец выполнен в виде диска с центральным и болтовыми отверстиями. Важным фактором, влияющим на огнестойкость воздуховода, является соединение сборных элементов воздуховода, так как более половины утечек через неплотности воздуховодов происходят за счет фланцев. Согласно предлагаемой полезной модели герметичность соединения воздуховодов достигается за счет того, что при монтаже стыкуемых секций контактируют между собой не фланцы, а отбортовки, между которыми находится уплотнитель. Подготовленный фланец надевают на воздуховод с возможностью свободного перемещения. На каждой торцевой стороне воздуховода выполняют отбортовку под прямым углом к наружной поверхности воздуховода. При монтаже системы отбортовки стыкуемых секций контактируют друг с другом всеми своими поверхностями, образуя максимально возможную площадь контакта. Отбортовки, выполненные под острым углом к поверхности воздуховода, при монтаже не совместятся друг с другом всей площадью их поверхности, а только по линии отгиба, площадь контакта будет минимальной, следовательно, сцепление будет меньше, и герметичность снизится. Отбортовки, выполненные под тупым углом, при монтаже соединятся друг с другом только краями, не образуя площади контакта, что приведет к образованию зазора между воздуховодами. При выполнении отбортовок под прямым углом к наружной поверхности воздуховода площадь контакта будет наибольшей, то есть равной всей площади отбортовок, что обеспечит лучшую герметичность соединения. Фланец подводят к отбортовке до упора и совмещают с ней так, что отбортовка перекрывает фланец не менее, чем на 6 мм, но не закрывает болтовые отверстия. Если отбортовка перекрывает фланец менее, чем на 6 мм, то в условиях воздействия высоких температур возникает опасность потери плотности из-за малой площади уплотнения соединения, а в реальных условиях монтажа из-за неточности позиционирования двух стыкуемых секций герметичность также может снижаться. Когда фланцы стягивают конструкцию, то отбортовки контактируют друг с другом всеми своими поверхностями, образуя монолитную конструкцию. При этом соединение легко монтируется и демонтируется, так как фланец остается подвижным, удерживаясь отбортовкой. При необходимости, фланец можно закрепить несколькими сварными точками. Воздуховод, выполненный в соответствии с формулой полезной модели, может быть изготовлен как круглого сечения (спиральнонавивным или прямошовным), так и прямоугольного.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
фиг.1 - общий вид воздуховода в сборе с фланцем (круглый спиральнонавивной);
фиг.2 - воздуховод круглого сечения (спиральнонавивной), поперечное сечение;
фиг.3 - общий вид воздуховода в сборе с фланцем (на лежачем фальце);
фиг.4 - воздуховод круглого сечения (на лежачем фальце), поперечное сечение;
фиг.5 - общий вид воздуховода прямоугольного сечения;
фиг.6 - воздуховод прямоугольного сечения, поперечное сечение.
Воздуховод 1 содержит отбортовки 2, выполненные на каждой его торцевой стороне, и фланец 3 с центральным отверстием 4 и отверстиями под крепежный элемент 5.
В процессе сборки на воздуховод 1, выполненный путем фальцевого соединения из стали толщиной 0,8-1,5 мм, надевают фланец 3, изготовленный из стальной полосы, с возможностью свободного перемещения. На каждой торцевой стороне воздуховода выполняют отбортовки 2 под прямым углом к наружной поверхности воздуховода. Фланец 3 подводят к отбортовке 2 до упора и совмещают с ней так, что отбортовка 2 плотно прилегает к зеркалу фланца 3 и перекрывает его не менее, чем на 6 мм, но не закрывает болтовые отверстия 5.
При монтаже системы стыкуемые секции воздуховодов контактируют друг с другом не фланцами 3, а отбортовками 2. Когда фланцы 3 стягивают конструкцию, то в месте соединения отбортовок 2 образуется площадь контакта, равная всей поверхности отбортовок 2, что делает конструкцию монолитной и герметичной.
Таким образом, все отличительные признаки полезной модели: сталь толщиной 0,8-1,5 мм, фальцевое соединение воздуховода, фланец из стальной полосы, выполнение на каждой торцевой стороне воздуховода отбортовки под прямым углом к наружной его поверхности, и совмещение ее с поверхностью фланца так, что отбортовка перекрывает фланец не менее, чем на 6 мм, а также возможность контактирования при монтаже системы не фланцев, а отбортовок стыкуемых секций, с образованием площади контакта, равной всей поверхности отбортовок, - все это позволило создать высокогерметичную конструкцию с повышенным пределом огнестойкости. Проведенные испытания показали, что предлагаемая конструкция воздуховода превосходит этот показатель по сравнению с существующими воздуховодами в несколько раз и может использоваться в противопожарной вентиляции без дополнительной изоляции.