ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМАЯ ОГРАЖДАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Предлагаемая полезная модель относится к легкосбрасываемым конструкциям при избыточном давлении, созданного в результате аварий и может быть использована для крепления конструкций стеновых панелей во взрывоопасных помещениях.
Известен многослойный блок для защиты проемов помещений, (см. патент РФ на изобретение №2149968, МПК Е06В 3/66, опубл. 2000.05.27), включающий наружный и внутренний листы из стекла, а также средний лист, выполненный из поликарбоната, которые закреплены с зазорами между собой, окантованы уплотнителем и размещены коробке, причем уплотнитель выполнен из эластичного одно или двухкомпонентного герметика.
Однако известная конструкция неприемлема для использования во взрывоопасных помещениях.
Этот недостаток, обусловлен тем, что особенности крепления известных конструкций не позволяют при повышении давления в помещении разрушить крепежные зажимы и уплотнители, выполненные из эластичного одно или, особенно, двухкомпонентного герметика и выбросить конструкцию за контуры строительной перегородки.
Известна также легкосбрасываемая оконная конструкция (см патент на ПМ №63403, МПК Е06В 3/00, Е06В 5/12, опубл.27.05.2007), включающая оконный блок с рамой со стеклопакетом и с уплотнителем, опорными элементами и, по меньшей мере, с двумя узлами крепления, состоящими из связанных с оконным блоком базовых элементов и саморезов-шпилек, оснащенных разрушаемыми элементами, которые закреплены на упомянутых выше саморезах-шпильках, посредством распорных втулок, рама со стеклопакетом установлена в оконном блоке с помощью упомянутых узлов крепления, теплоизолирующего материала, паро и гидроизолирующих лент, причем узлы крепления включают связанные с оконным блоком базовые элементы, выполненные в виде кронштейнов, а распорные втулки выполнены с кольцевым выступом в виде дистанционных втулок из материала, не образующего искр при соударении со сталью, и установлены с возможностью исключения возникновение контакта саморезов-шпилек и базовых кронштейнов, причем опорные элементы выполнены из древесины твердых пород с твердостью менее 80 ед. по Шору А и пропитаны антисептиком, а в качестве уплотнителя используется базальтовая минеральная вата, в качестве базовых кронштейнов используется уголковый металлопрофиль, который выполнен с горизонтально расположенным пазом в местах установки деталей узла крепления, дистанционные втулки выполнены из эбонита, а в качестве разрушаемых элементов используют закрепленные посредством фиксаторов на неметаллических дистанционных втулках фторопластовые диски с калиброванной толщиной, которые дополнительно закрепляются на саморезах-шпильках посредством резьбового соединения.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность.
Данный недостаток обусловлен тем, что отсутствие окна при повышении давления в помещении выше номинального не дает желаемого эффекта в результате происходит разрушение стен и внутренних перегородок помещения.
Известна также легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений (см. описание изобретения к А.С. СССР №1756523, Е06В 5/12, Е04Н 9/00, опубл. 23.08.1992), содержащая поворотную стеновую панель, связанную в нижней части с каркасом здания посредством шарнира, а также соединенную с каркасом временной связью, причем поворотная стеновая панель выполнена из двух секций, шарнирно связанных между собой, верхняя секция снабжена роликами, подвижно установленными в направляющих, закрепленных на каркасе здания или неподвижных частях ограждающих конструкций, при этом размер нижней секции поворотной панели по оси, перпендикулярной к оси ее поворота относительно каркаса здания, превышает размер верхней секции.
Недостатком известной панели является низкая эффективность.
Данный недостаток обусловлен тем, что при повышенном давлении поворотная стеновая панель начинает медленно складываться, что не обеспечивает результативного снижения давления в помещении, особенно при взрыве и вызывает разрушение внутренних стен и перегородок.
Технический результат, обеспечиваемый предложенной полезной моделью состоит в повышении эффективности конструкции в целом при различных колебаниях давления внутри помещения и надежности работы конструкции при нормальном давлении, повышении эксплуатационных качеств.
Указанный результат достигается тем, что в известной легкосбрасываемой ограждающей конструкции взрывоопасных помещений, содержащая стеновую панель, соединенную с каркасом здания временной связью, и стеновые панели, жестко связанные с каркасом здания, согласно полезной модели, 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, причем в качестве опорных кронштейнов используется уголковый металлопрофиль, выполнен с горизонтально расположенным пазом в местах установки деталей разрушаемого узла крепления, дистанционные втулки выполнены из капролона, а в качестве разрушаемых элементов используют фторопластовые диски с калиброванной толщиной, закрепленные на шпильках посредством резьбового соединения при этоммонтажные швы с внутренней и внешней стороны здания защищены нащельниками, а верхние монтажные швы с наружной стороны здания защищены козырьками.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от известных ограждающих конструкций, предназначенных для использования во взрывоопасных помещениях, предложенная полезная модель «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений» и технология ее монтажа позволяет обеспечить быстрое удаление стеновых легкосбрасываемых сэндвич панелей, при возникновении внутри помещения критического избыточного давления, что повышает ее эффективность и эксплуатационные качества и имеет положительную практику эксплуатации легкосбрасываемых конструкций на объектах ОАО «Газпром», ОАО Транснефть, ОАО НК ЛУКойл, объектах переработки зерна (мельничное производство), поскольку, в совокупности признаков конструкция разрушаемых узлов крепления, при повышенном давлении в помещении, разрушаемый элемент разрушаемого узла крепления выходит из строя, освобождая тем самым, от связи с ним - шпильку вместе с базовой втулкой разрушаемого узла крепления и, естественно, вместе с легкосбрасываемой сэндвич панелью, поскольку исключено крепление легкосбрасываемых сэндвич панелей ограждающих конструкций от фиксации с опорным кронштейном, выполненным из уголкового металлопрофиля, определяет эффективность заявляемой полезной модели и позволяет применять предлагаемые легкосбрасываемые ограждающие конструкции во взрывоопасных помещениях. Кроме того, полезная модель «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений» имеет высокую надежность, поскольку предотвращает нежелательное разрушение элементов разрушаемых узлов крепления, вызванных температурными изменениями размеров. Выполнение с кольцевым выступом дистанционных втулок из капролона - материала, не образующего искр при соударении со сталью исключают возникновение контакта стальных шпилек и опорных кронштейнов, что обеспечивает искробезопасность разрушаемого узла крепления, что также дополнительно повышает надежность разрушаемого узла крепления. Использование в качестве опорных кронштейнов уголкового металлопрофиля, который выполнен с горизонтально расположенным пазом в месте установки дистанционной втулки также повышает надежность, т.к. предотвращает возникновение искробезопасности и недопустимых радиальных нагрузок. Шпильки, предназначены только для восприятия нагрузок, возникающих от действия избыточного давления внутри помещения и отрицательных ветровых нагрузок разрушаемых узлов крепления, а не при температуре изменения линейных размеров, что повышает надежность узла крепления при температурных колебаниях. Выполнение дистанционных втулок с кольцевым выступом позволит не только повысить надежность конструкции и ее безопасность, но и позволяет ориентировать втулку в пазе опорного кронштейна, исключая, тем самым, контакт стальной шпильки со стальным опорным кронштейном, дополнительно повышая эксплуатационные возможности надежность и безопасность (искрозащищенность) разрушаемого узла крепления.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений», позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения. По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию "новизна". Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемой «Легкосбрасываемой ограждающей конструкции взрывоопасных помещений», изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявленная полезная модель «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений», соответствует критерию "новизна".
Для проверки соответствия заявленной полезной модели «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений», критерию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить совокупность признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленной «Легкосбрасываемой ограждающей конструкции взрывоопасных помещений». Результаты поиска показали, что заявленная «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений» не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленная полезная модель «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений» соответствует критерию "изобретательский уровень".
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной легкосбрасываемой ограждающей конструкции взрывоопасных помещений, совокупности условий в том виде, как оно охарактеризовано в формуле полезной модели, т.е. подтверждена возможность его осуществления с помощью описанного в заявке примера конкретного выполнения. Конструктивные элементы, воплощающие заявленную легкосбрасываемую ограждающую конструкцию взрывоопасных помещений при его реализации, способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно повысить эффективность конструкции в целом при различных колебаниях давления внутри помещения, вызывающих температурное изменение размеров и разрушение элементов узлов крепления и надежность работы конструкции при нормальном давлении, повысить эксплуатационные качества легкосбрасываемой ограждающей конструкции взрывоопасных помещений, что соответствует критерию "промышленная применимость".
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений» может быть многократно использована в технологическом процессе эксплуатации взрывоопасных помещений с получением технического результата, заключающегося в повышении надежности и эффективности работы конструкции при нормальном давлении, повысить эксплуатационные качества легкосбрасываемой ограждающей конструкции взрывоопасных помещений, что позволяет экономически выгодно и надежно использовать заявляемую «Легкосбрасываемую ограждающую конструкцию взрывоопасных помещений», что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Сущность предложенной полезной модели «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений» поясняется чертежами, где на фиг.1 схема общего вида легкосбрасываемой ограждающей конструкции взрывоопасных помещений в плане;
на фиг.2 - разрез фигуры 1 по А-А;
- на фиг.3 - разрез фигуры 1 по Б-Б;
- на фиг.4 - разрушаемый узел крепления.
Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений состоит из связанных с каркасом здания 1 жесткозакрепленных стеновых панелей 2 (далее стеновых панелей 2) здания 1 и четырех панелей 3, в качестве которых используются унифицированные легкосбрасываемые трехслойные панели, выполненные по типу «сэндвич» ПТС ТУ5284-371 39124899-2008 с минеральным утеплителем 1-12-42 высотой 1190 мм, длиной 4160 мм, толщина панелей 120 мм (далее легкосбрасываемые сэндвич панели 3). Стеновые панели 2 стен здания и легкосбрасываемые сэндвич панели 3 связываются между собой монтажными швами 4, в которые входит минераловатный теплоизолирующий материал 5 толщиной 25 мм, защищенный с внутренней части помещения пароизолирующей лентой 6, а с наружной части помещения защищен гидроизолирующей диффузионной лентой 7, обе ленты зафиксированы нащельниками 8. Над нащельником 8 с наружной стороны установлен козырек 9, загерметизированный в верхней части герметиком 10. Легкосбрасываемая сэндвич панель 3 связана с четырьмя разрушаемыми узлами крепления 11, каждый из которых содержит закрепляемую в упомянутой легкосбрасываемой сэндвич панели 3 базовую втулку 12, которая с наружной стороны помещения зафиксирована помощью герметизирующей прокладки 13, шайбы 14, стопорной планки 15, центрального самореза 16 и локальных саморезов 17, а с внутренней стороны помещения базовая втулка 12 связана посредством шпильки 18 с дистанционной втулкой 19, выполненной с кольцевым выступом 20 и с разрушаемым элементом 21 в виде связанного со шпилькой посредством резьбового соединения фторопластового диска с калиброванной толщиной, который, в свою очередь зафиксирован посредством фиксаторов 22 на опорных элементах в виде опорных кронштейнов 23 и прикрыт колпачком 25, который устанавливают на разрушаемый элемент 21, который устанавливают на опорном кронштейне 23, в виде уголкового металлопрофиля, выполненного с горизонтально расположенным пазом 26 в местах установки деталей разрушаемого узла крепления 11 и выполняет своеобразную роль дополнительного элемента крепления устанавленного с помощью элементов крепления 27, связывающих его с каркасом здания 1.
Установка разрушаемых узлов крепления к легкосбрасываемой сэндвич панели осуществляется следующим образом.
Каждый разрушаемый узел крепления 11 закрепляется на опорном кронштейне 23. Базовая втулка 12 каждого разрушаемого узла крепления 11 устанавливается в легкосбрасываемой сэндвич панели 3, проходя через отверстие в ней, при этом один конец базовой втулки 12, закрепленный саморезами 16 и 17 с наружной стороны здания 1 легкосбрасываемой сэндвич панели 3. С внутренней стороны помещения здания 1 на упирающуюся в легкосбрасываемую сэндвич панель 3 шляпку базовой втулки 12 устанавливается жестко связанный с жесткозакрепленными к каркасу здания 1 стеновыми панелями 2 опорный кронштейн 23 в виде уголкового металлопрофиля, таким образом, что горизонтально расположенный паз 26 позволяет исключить контакт уголкового металлопрофиля опорного кронштейна 23 со шпилькой 18 в месте ее установки в базовую втулку 12 разрушаемого узла крепления 11. На шпильку 18 устанавливается также выполненная из капролона В ТУ 6-05-988-87 дистанционная втулка 19, которая имеет кольцевой выступ 20 и которая установлена с возможностью исключения возникновения контакта шпильки 18 и опорного кронштейна 23. Дистанционная втулка 19 упирается одной стороной, где выполнен кольцевой выступ 20, в опорный кронштейн 23, а второй стороной в разрушаемый элемент 21 в виде фторопластового диска с калиброванной толщиной, который устанавливается на резьбовую часть шпильки 18 с возможностью предотвращения его самопроизвольного откручивания за счет фиксации его посредством фиксатора 22 на опорных кронштейнах 23.
При повышенном давлении (до 70 кг/кв.м) в помещении, например, в результате взрыва, фторопластовые диски разрушаемых элементов 21 разрушаются, выполненные из капролона дистанционные втулки 19, оставшись без фиксаторов 22 слетают со шпильки, тем самым разрушаемый узел крепления 11 лишается дополнительной фиксации и разрушается. Минеральная вата 5 и парогидроизолирующая лента 6 монтажных швов, используется только, как элементы герметизации, и не удерживают конструкцию легкосбрасываемой сэндвич панели 3 и она под воздействием высокого давления выбрасывается наружу. При различных температурных колебаниях, вызывающих температурное изменение размеров, не происходит разрушения элементов разрушаемых узлов крепления 11, за счет уникальности их конструкции, в совокупности заявленных признаков. Расчетное избыточное давление (q), при котором должно происходить разрушение упомянутых узлов крепления 11 устанавливается в интервале
q=0,7-1,75 кПа (70-150 кгс/кв.м)
Целостность закрепленных с помощью узлов крепления ограждающих конструкций, при воздействии на них отрицательных ветровых нагрузок, действующих на конструкции, находящиеся с подветренной стороны здания, обеспечивается за счет конструкции разрушаемого крепления 11.
Предложенная полезная модель «Легкосбрасываемая ограждающая конструкция взрывоопасных помещений», эффективна и надежна при повышении давления в помещении выше номинального, а также при нормальном давлении при различных температурных колебаниях, вызывающих температурное изменение размеров, вызывающих разрушение элементов узлов крепления, что, в целом, повышает эксплутационные качества и надежность конструкции в целом.