Профиль для крепления солнечных панелей

Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области опорных конструкций, предназначенных для закрепления фотоэлектрических модулей на кровле.
Предшествующий уровень техники.
Известен конструкционный профиль 40х40 мм OB-4040L производства ООО «Р.С.И», г. Челябинск (интернет-ресурс https://www.rsi-llc.ru/catalog/70/160/). Этот профиль полый, квадратный в поперечном сечении (фиг. 2). Указанный аналог содержит верхнюю, две боковые и нижнюю стенки. В стенках выполнены монтажные каналы с упорными бортиками. Внутри профиль имеет центральный полый стержень, соединенный со стенками четырьмя перегородками, проходящими от стержня по диагоналям квадратного сечения и раздваивающимся при приближении к стенкам.
Недостатком указанного аналога является выполнение монтажных каналов на всех стенках, что приводит к необходимости усиления центрального стержня и перегородок для обеспечения жесткости профиля. Это, в свою очередь, приводит к увеличению материалоемкости изделия.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание профиля для монтажа солнечных панелей на кровлю. Профиль для указанного применения должен, с одной стороны, иметь минимальный вес для снижения нагрузки на кровлю, а, с другой стороны, быть достаточно жестким для выдерживания ветровой нагрузки на смонтированные на нем солнечные панели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является снижение материалоемкости.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что профиль для крепления фотоэлектрических модулей содержит две боковые, верхнюю и нижнюю стенки. В верхней стенке выполнен верхний монтажный канал с упорными бортиками. Отличается тем, что внутри профиля дно верхнего монтажного канала соединено перегородкой с нижней стенкой, снаружи нижняя стенка снабжена двумя ребрами жесткости с упорными бортиками и опорными полками на конце. При этом ребра жесткости и выполненные на них упорные бортики образуют нижний монтажный канал.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Стенки целесообразно выполнять гладкими снаружи.
Боковые стенки и перегородка предпочтительно параллельны друг другу и перпендикулярны верхней и нижней стенкам.
Верхний монтажный канал желательно снабжать участком под гайку, смежным с его упорными бортиками, и участком под болт, смежным с участком под гайку. При этом ширина верхнего монтажного канала на участке упорных бортиков меньше ширины участка под гайку, ширина участка под болт меньше ширины участка под гайку.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показано поперечное сечение профиля, на фиг. 2 — поперечное сечение профиля-прототипа.
Осуществление технического решения.
Профиль для крепления солнечных панелей (фотоэлектрических модулей) является полым и имеет две боковые (1), верхнюю (2) и нижнюю (3) стенки (фиг. 1). Боковые стенки выполнены гладкими снаружи, что способствует их меньшему загрязнению. Предпочтительно профиль в поперечном сечении имеет форму, в сущности, прямоугольника или квадрата. В предпочтительном исполнении боковые стенки параллельны друг другу и перпендикулярны верхней и нижней стенкам, что способствует рациональному распределению сил нагрузки на профиль и снижению материалоемкости профиля.
В верхней стенке выполнен продольный верхний монтажный канал (4), снабженный упорными бортиками (5), участком под гайку (6) и участком под болт (7). Верхний монтажный канал предназначен для закрепления к профилю солнечных панелей. Ширина канала (4) на участке упорных бортиков (5) меньше ширины участка под гайку (6). Ширина участка под болт (7) меньше ширины участка под гайку (6).
Упорный бортик (5) имеет толщину больше толщины верхней стенки (2). Такое исполнение позволяет обеспечить большую нагрузку на упорные бортики, но не делать избыточно толстой верхнюю стенку для экономии материала стенки.
Внутри профиль снабжен перегородкой (8), соединяющей по кратчайшему пути дно верхнего монтажного канала (9) и нижнюю стенку (3). В предпочтительном исполнении перегородка расположена перпендикулярно нижней стенке. Это способствует рациональному распределению внутри профиля внешних сил нагрузки на профиль и снижению материалоемкости профиля.
Снаружи нижняя стенка (3) снабжена двумя ребрами жесткости (10), снабженными на конце упорными бортиками (5) и опорными полками (11).
Ребра жесткости (10) и выполненные на них упорные бортики (5) образуют нижний монтажный канал, предназначенный для закрепления профиля к кровле.
Опорные полки (11) повышают жесткость профиля в области нижнего монтажного канала и позволяют увеличить расстояние между точками крепления.
Профиль предпочтительно выполнен в виде единой детали.
Пример конкретного выполнения.
Профиль выполнен из алюминия. Поперечное сечение профиля имеет, в сущности, форму квадрата со стороной 40 мм. Толщина верхней (2) и боковых (1) стенок, а также перегородки (8) 2 мм. Высота боковых стенок 28.5 мм. Перегородка (8) соединена с нижней стенкой (3) в центральной ее части. Верхний монтажный канал (4) размещен по центру верхней стенки. Его ширина в области упорных бортиков (5) и на участке под болт (7) 9 мм. Толщина упорных бортиков 4 мм. Высота участка под болт 6 мм. Ширина верхнего монтажного канала (4) на участке под гайку (6) 13.2 мм. Высота участка под гайку 7 мм.
Расстояние между ребрами жесткости (10) 17.5 мм, они расположены симметрично относительно центра нижней стенки. Высота ребер жесткости 11.5 мм. Расстояние между упорными бортиками (5) ребер жесткости 11 мм. Толщина этих упорных бортиков 3 мм. Толщина опорных полок (11) 3 мм, они соединены с ребрами жесткости (10) выше краев этих ребер и выполнены Г-образными с образованием полости (12). Указанная полость (12) кроме снижения материалоемкости профиля также предназначена для размещения в ней неровностей крыши и позволяет выполнять более качественный монтаж.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенным выше примером.
Порядок использования.
При использовании профиля его закрепляют к элементам кровли. При этом в нижнем монтажном канале размещают головки крепежных болтов. При накручивании гаек на указанные болты головки этих болтов упираются в бортики (5) ребер жесткости (10) и прижимают профиль к месту крепления.
Затем на профиль накладывают солнечные панели и закрепляют их к профилю болтами. При этом в участок под гайку (6) верхнего монтажного канала закладывают гайки и вворачивают в них упомянутые болты. Гайки упираются в бортики (5) верхнего монтажного канала (4) и прижимают крепежные элементы солнечных панелей к профилю. Концы болтов при их вворачивании в гайки размещаются в участке под болт (7).
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлено на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение в строительстве при монтаже солнечных панелей на кровле.