УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ПЛЕНОК ДЛЯ ЗАЩИТЫ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОСТРОЕК
DEVICE FOR ATTACHING FILMS FOR PROTECTION OF HOUSEHOLD OUTBUILDING

Изобретение относится к области строительной индустрии, сельского хозяйства.
Устройство крепления пленок, в основе которого шпрос строительный из композиции полимеров, может быть использовано для строительства, монтажа легких, быстровозводимых хозяйственных помещений, сооружений, навесов, теплиц, опор-столбиков для шпалер и др. в целях защиты рабочих зон, средств производства, товаров, животных и растительных культур от неблагоприятных климатических условий в интересах жизнедеятельности человека.
Известен патент №305697, заявлен 17.03.69 г. «Устройство крепления поперечных краев пленки покрытия теплицы», где парные элементы вращающихся роликов удерживают шинку с навернутым на нее продольным краем пленки. Поперечный край пленки наворачивается на натяжные валики с последующим фиксированием. Устройство в конструктивном исполнении по сравнению с общепринятым механическим сколачиванием, скреплением шпросов позитивно. Вместе с тем такой способ крепления пленки требует изготовления значительного количества оригинальных деталей в виде роликов, валиков, основания узлов крепления, специальную эластичную шинку. Для обеспечения требуемой жесткости конструкции необходимо применение металлических продольно-поперечных несущих элементов. Устройство материалоемкое, дорогое в изготовлении, трудоемко в монтаже. Замена пленки в результате разрывов требует полной разборки узлов крепления, извлечения шинки, что создает дополнительные трудоемкие работы по текущему обслуживанию и капитальному ремонту устройства. Указанные конструктивные сложности и высокая цена изготовления не позволили устройству найти применение в тепличных хозяйствах.
Известен патент №2040886, заявка 5039154 от 21.04.1992 г. «Устройство крепления поперечных краев пленки покрытия теплицы», где парные элементы в виде соединенных планок посредством отверстий в одной, а на другой выступов цилиндрической формы. В планках выполнены соосно продольные пазы, которыми планки крепятся на опорный элемент в виде штыря. Устройство несколько упрощено по сравнению с патентом №305697, снижена трудоемкость сборки, уменьшена материалоемкость. Однако устройство остается дорогостоящим по сравнению с простым сколачиванием деревянных реек.
Известен патент №2062019, заявка 5041444 от 06.03.1992 г. «Теплица», где для крепления пленки применена натянутая сетка, что позволило существенно сократить применение несущих элементов. Однако устройство не решило вопросы крепления без повреждений пленки к натянутой сетке. Предложенная схема крепления громоздка, требует применения дополнительно сетки. Скрепленный полог сетки с пленкой подвержен в значительной степени ветровому воздействию, постоянно образуется поперечная волна с максимальным амплитудным разрывом в кромках жесткого крепления. В процессе эксплуатации не отвечает требованиям целостности укрытия.
Известен патент №2161681, заявка 98117667/13 от 25.09.1998 г. «Способ крепления тонких материалов», где рассматривается крепление поперечных краев пленки посредством наполнителя, обтянутого пленкой, который закрепляется леской с обжимающей петлей. Автором не указано, но фактически формируется своеобразная грыжа, которая и крепится различными вариантами к несущему элементу теплицы. Порядок крепления продольных кромок автором не рассматривается. Способ неэстетичный, нетехнологичен. Недоработан в части продольного крепления кромок пленки. Малопригоден к массовому применению.
Известно наиболее близкое по виду исполнения устройство крепления пленки: патент №1503709, заявка 4248895 от 25.05.87 г., где в основу применен лирообразный элемент, а фиксирование осуществляется пластичной заклинивающей трубой с тепловым подогревом, для создания термодинамического расширения, что обеспечивает крепление пленки. Предлагается монтаж лирообразного элемента на несущие балки, рейки теплицы. Недостатком устройства является оригинальность лирообразного элемента, сложного в прокате черного металла, применение терморасширяющейся трубы, требующей постоянного подогрева. Устройство нетехнологично и дорого в изготовлении, затратно в эксплуатации из-за применения постоянного теплового подогрева, что влечет большую энергозатратность. Автором не указано, однако лирообразный элемент в своем исполнении приведет к накоплению влаги в своей полости, которая в подогретом состоянии вызовет быструю коррозию, разрушение несущих элементов.
Известно близкое устройство по принципу крепления пленки: патент №2004133, заявка 4955478 от 24.06.91, устанавливаемое на несущую балку, в виде опорного элемента, содержащее скобу и крепежный элемент в виде клина. Крепежное устройство исполнено в виде оригинальных плоскопаралельных объемных деталей сложной конфигурации с тонкими стенками. Детали изготавливаются из выскоуглеродистых сталей для соответствующей закалки, требуют защитного гальванического антикоррозийного покрытия или специальной водостойкой покраски. Сборка устройства, как и крепление на несущую балку, замена пленки являются трудоемким процессом в силу комплектации шестью деталями: два крепежных винта с шайбами и гайками; специальная фигурная стойка; сложноконтурная объемная скоба; объемного формования клин. Оригинальные детали могут быть изготовлены на многопозиционных штампах, требуется дорогостоящее в исполнении защитное покрытие, что делает детали неприемлемо дорогими в изготовлении. В любом случае закаленные скобы, стойки, клин из высокоуглеродистых пружинных сталей, имеющие внутренние полости, под воздействием свойственной теплицам повышенной влажности и применения удобрений селитры, мочевины в короткий промежуток времени подвергнутся интенсивной коррозии. Устройство нетехнологично в силу большой комплектации, недопустимо дорогое в изготовлении и последующей эксплуатации.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в создании устройства - универсальной сборочной единицы предельно простой конструкции, в основе которого двутавровый шпрос, полученный из композиции полимерного материала с заданными конструкционными свойствами, позволяющего монтировать многослойные защитные укрытия посредством контурной геометрии полупотайных продольных канавок на полках шпроса, контурных фиксирующих элементов, в т.ч.:
1. Композиция полимерного материала (углепластик), обеспечивающая шпросу требуемую прочность на растяжение и сжатие, стойкость на воздействие природно-климатических факторов, химических реагентов почвы структурным составом:
- Полиэтилентерефталат в % 25-30 в виде первичного гранулированного полимера, предпочтительно вторичного в виде сырья дробленых ПЭТ емкостей и др. изделий;
- Полиэтилен первичный ПНД или ПВД в % 35-40 в виде первичного гранулированного полиолефина, предпочтительно вторичный в виде сырья из дробленых различных изделий технологических и бытовых отходов (крошка или вторично гранулированного материала);
- Инертный наполнитель в виде талька, мела, углерода в % 15-20;
- Армирующее углеволокно в % 3-5;
- совместитель этиленвинилацетат в % 2-4;
- модификаторы на радиационную, химическую и износостойкость в % 5-10.
2. Устройство включает в себя:
- шпрос в виде двутавровой балки с полупотайными продольными канавками для укладки пленки и установки одного из фиксаторов;
- фиксатор потайного крепления пленки;
- фиксатор двойного исполнения: как для крепления пленки, так и сопрягаемого шпроса сборки многослойного укрытия.
Сборка устройства в защитное укрытие, в сложное перекрытие, в стену хозяйственной постройки исполняется в последовательности:
а) устанавливаются шпросы в виде каркаса постройки в вертикальном и скрепленные обычными уголками в горизонтальном положениях (см. Фиг.1, поз.3);
б) в канавку наружной полки шпроса укладываются края пленки, после чего закрепляются вставкой потайного фиксатора (см. Фиг.1, поз.2) - однослойное укрытие;
в) устройство предусматривает крепление второго слоя пленки на внутренней полке шпроса креплением второго потайного фиксатора (см. Фиг.2) - двухслойное укрытие;
г) для многослойного укрытия в канавку внутренней полки шпроса, после укладки краев второго слоя пленки вставляют двойной фиксатор (см. Фиг.1, поз.1). Сопрягаемый шпрос одной полкой вставляется на выступающую часть двойного фиксатора, в канавку второй полки вставляются края следующей пленки и закрепляются потайным фиксатором либо двойным фиксатором сборки следующего слоя пленочного укрытия (см. Фиг.3).
Между слоями пленки допускается заполнение легкими теплоизоляционными плитами, например, вспененного полистирола. Снаружи для механической защиты от случайных повреждений допускается обшивка металлошифером посредством винтового крепления к несущему шпросу. Аналогичная обшивка допускается внутри монтируемого помещения. Не исключается предварительный монтаж каркаса постройки из металлоконструкций или железобетона с последующим креплением устройства на установленные несущие элементы каркаса.
В результате устройством из композитного шпроса, фиксаторов в виде профильной полимерной трубы создается однослойное, более эффективное двухслойное укрытие для теплицы, многослойные стены и перекрытия хорошо утепленной хозяйственной постройки, производственного помещения, материального склада.
Отличительными признаками устройства являются:
- применение шпроса, изготовленного из композиции полимерного материала (углепластика) с включением углеволокна, атомные связи которого в условиях высокого давления и температуры от +250 до +265°С в процессе экструзии физически связываются в устойчивые межмолекулярные связи с молекулами используемых полимеров, что создает армирующий, значительно упрочняющий эффект конструкционных свойств шпроса;
- конструкция двутаврового несущего шпроса с полупотайными в полках продольными канавками и двумя видами фиксаторов потайного и дублирующего крепления сопрягаемого шпроса для сборки многослойного защитного укрытия в едином исполнении для продольного и поперечного крепления пленки.
Технический результат - сравнительно низкая цена устройства как следствие значительного снижения затрат при производстве комплектующих элементов. Низкая трудоемкость сборки и обслуживания как следствие высокой технологичности и простоты конструкции. Элемент устройства шпрос по своим конструкционным параметрам не уступает прочностным параметрам аналогичным по виду исполнения металлоизделиям. Композиция полимеров (углепластик) производится из вторичных технологических и бытовых отходов полимерных изделий, что частично решает вопросы экологии. Устройство позволяет строить с низкой себестоимостью быстровозводимые помещения различного хозяйственного назначения с высокими требованиями по энергосбережению.
Технический результат достигается изготовлением шпроса и фиксаторов на серийном экструзионном оборудовании.
Составными частями устройства являются элементы, отображенные в поперечном сечении на Фиг.1:
- двойной фиксатор, поз.1;
- потайной фиксатор, поз.2;
- шпрос двутавровый с продольными полупотайными в полках канавками, поз.3;
- полимерная пленка или иной эластичный до 400 микрон толщиной укрывной защитный материал, поз.4.
Устройство с наиболее простым видом сборки с креплением одного, двух слоев пленки отображено на Фиг.2. На закрепленные шпросы в продольном и поперечном положении натягивается пленка двумя краями внахлест канавок полки. Далее вставкой вдоль канавки фиксаторов 1 или 2 пленка надежно удерживается упругими свойствами полки шпроса и фиксатора. Устройство симметричное, позволяющее натянуть второй слой пленки, что особенно важно в тепличных хозяйствах с длительным временем вегетации растений или в климатических зонах короткого и холодного лета. Парное крепление пленки таким устройством создает условия, препятствующие образованию конденсированной влаги на внутренней плоскости пленки.
Во избежание образования ветровым воздействием поперечной волны колебаний пленки, что всегда ведет к ее разрыву, рекомендуется с шагом ~1200÷1500 мм монтировать шпросы в продольно-поперечном направлении.
Устройство в виде многослойного укрытия более капитальных по сравнению с теплицами построек отображено на Фиг.3. Наружный, внутренний слои крепятся потайными фиксаторами. Потайная конструкция фиксатора позволяет плотно монтировать винтами, саморезами прилегающие более жесткие, прочные защитные укрытия в виде металлического шифера и других листовых материалов.
Как видно на Фиг.3, порядок укладки пленки аналогичен. Внутреннее крепление пленки и сопрягаемого шпроса исполняется двойным фиксатором, поз.1, что позволяет монтировать многослойные устройства с наполнением внутренних полостей легким утеплителем. Такого рода сооружения - стена, перегородка, перекрытие - обладают высокими энергосберегающими свойствами, исключают проникновение нежелательных воздушных потоков (сквозняков). Устройство в виде габаритной стены, перегородки вполне может быть монтировано креплением к металлическим или железобетонным опорам, балкам строения.
Исполнение изобретения не представляет трудностей. В основу изобретения положены общеизвестные достижения в областях технологии переработки термопластических полимеров методом непрерывной экструзии. Компоненты композиции углепластика серийно производятся и доступны по приемлемым ценам. Следует иметь в виду, что множество полимерных изделий производится с наполнением углеволокном, с модификаторами, например укупорочные колпачки для ПЭТ емкостей, что существенно упрощает подготовку композиции.
В результате изобретения устройства в основе составного элемента шпроса, изготовленного из композиции полимерного материала с применением армирующего углеволокна, порождает производное применение шпроса в качестве столбика-опоры для сооружения шпалеры виноградников, низкорослых плодовых садов, различных ограждений. Устройство на основе шпроса из углепластика устойчиво к воздействию климатических факторов, не разрушается от вибрации и воздействия биохимических реагентов. Удельный вес композиционного материала в 4÷6 раз меньше применяемых в настоящее время строительных конструкций из металла, железобетона, что является важным позитивным фактором в потребительских свойствах устройства.
Существенным обстоятельством является утилизация вторичных полимерных материалов и отходов в востребованную продукцию в виде устройства и его составных элементов.
Устройство крепления пленки из композиционных полимеров с данными качественными характеристиками и свойствами в информационном поиске не найдено.