ГЕРМЕТИЧЕСКАЯ ДВЕРЬ (ВАРИАНТЫ)

Данное техническое решение относится преимущественно к металлическим дверям повышенной прочности и герметичности, отвечающим требованиям безопасности во взрывоопасных средах с большими перепадами давления среды, для которой они рассчитаны. При этом герметичная дверь может быть использована в других сферах ее применения.
Известны двери, каждая из которых содержит дверную коробку, в которой на петлях закреплено дверное полотно, закрепленные на полотне направляющие, подвижно установленные в направляющих клинья, механизм перемещения клиньев, связанный со штурвалами ручного привода клиньев, при этом штурвалы расположены с противоположных сторон полотна и закреплены на нем посредством вала, с которым жестко связан элемент, взаимодействующий с клиньями через другие, воздействующие на клинья элементы [1-5].
В источнике информации [1] на валу закреплена шайба с канавками по периметру, в которых расположены одни концы клиньев, в источнике информации [2] с валом посредством прямоугольного элемента привода шарнирно связаны скользящие ригели с клиньями на концах, в источнике информации [4] механизм привода выполнен зубчатым и включает закрепленную на валу шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом, которое через рычаги связано с ригелями. Все двери [1-4] имеют средства фиксации ригелей в их рабочих положениях.
Из известных наиболее близким техническим решением представленному в данном описании является герметическая дверь, содержащая дверную коробку, в которой на петлях закреплено дверное полотно, закрепленные на полотне направляющие с подвижно установленными в них клиньями, зубчатый механизм перемещения клиньев, при этом механизм перемещения клиньев связан с расположенными с противоположных сторон полотна штурвалами, которые закреплены на приводном валу механизма, с которым жестко связана шестерня, введенная в зацепление с зубчатыми элементами привода клиньев, толкатели, шарнирно связанные с клиньями и зубчатым элементом, средство фиксации клиньев в гнездах коробки [5].
В этом известном техническом решении в качестве зубчатых элементов использованы зубчатые рейки, с которыми находится в зацеплении приводная шестерня. При этом зубчатые рейки связаны с расположенными внахлест толкателями. Один конец каждой зубчатой рейки шарнирно связан с ползуном, установленным в вертикально ориентированной направляющей, а также с концами толкателей, каждый из которых шарнирно связан с клином. Все элементы привода клиньев расположены в полости полотна двери. Причем взаимное расположение элементов привода, компоновочное решение привода, а также использование зубчатых реек в приводе существенно усложняет конструкцию двери, увеличивает ее габарит по толщине и, соответственно, в этом направлении расширяет полость полотна двери, которая отрицательно влияет на компактность и прочность полотна двери.
В известном техническом решении [5] ход клиньев не регулируется и поджатие клиньев к рабочим поверхностям гнезд рамы осуществляется за счет усилия поворота штурвала, сил поджатия скошенных поверхностей клиньев к поверхностям гнезд рамы, а также за счет упругости элементов привода. Это оказывает отрицательное влияние на синхронность прилегания всех четырех рабочих клиновых поверхностей к рабочим поверхностям гнезд рамы, поскольку при упоре одного из клиньев в поверхность соответствующего гнезда рамы, другие клинья могут не доходить до рабочих поверхностей гнезд рамы. В результате дверь
оказывается прижатой к раме лишь одним из четырех клиньев, при этом прилегание полотна двери к раме не исключает появление между ними зазоров.
Общими признаками известной герметической двери [5] и герметической двери, представленной в данном описании, является то, что каждая в отдельности из этих дверей содержит раму с закрепленным в ней дверным полотном, во внутренней полости которого выполнены горизонтальные направляющие с подвижно установленными в них клиньями, механизм перемещения клиньев с ручным приводом в виде закрепленных на приводном валу механизма штурвалов, расположенных с наружных сторон дверного полотна, шестерню, закрепленную на приводном валу, введенную в зацепление с зубчатым элементом указанного механизма, вертикальные направляющие, закрепленные на верхней и нижней частях полотна, ползуны, каждый из которых расположен в вертикальной направляющей, толкатели, один конец каждого из которых шарнирно связан с ползуном, а другой его конец связан шарнирно с клином, средство фиксации клиньев в гнездах рамы и расположенный между рамой и полотном по контуру последнего упругий герметизирующий уплотнитель.
Результатом представленного в данном описании технического решения является упрощение конструкции двери, повышение ее компактности, прочности и надежности герметизации.
Указанный результат получен герметической дверью, первый вариант которой содержит раму, шарнирно закрепленную в ней дверное полотно, во внутренней полости которого выполнены горизонтальные направляющие с подвижно установленными в них клиньями, механизм перемещения клиньев с ручным приводом в виде закрепленных на приводном валу механизма штурвалов, расположенных с наружных сторон дверного полотна, шестерню, закрепленную на приводном валу, введенную в зацепление с зубчатым элементом указанного механизма, вертикальные направляющие, закрепленные на верхней и нижней частях полотна, ползуны, каждый из которых расположен в вертикальной направляющей, толкатели, один конец каждого из которых шарнирно связан с ползуном, а другой его конец связан шарнирно с клином, средство фиксации
клиньев в гнездах рамы и расположенный между рамой и полотном по контуру последнего упругий герметизирующий уплотнитель, причем смежные концы толкателей выполнены в виде вилок, приводной элемент выполнен в виде зубчатого сектора, закрепленного на оси полотна, с которым шарнирно связана внутренняя вилка одного из толкателей, расположенная в наружной вилке смежного толкателя, каждый ползун шарнирно связан с одним концом тяги, расположенным во внутренней вилке толкателя, другой конец тяги шарнирно связан с зубчатым сектором, средство фиксации клиньев включает взаимодействующий с шестерней приводной подпружиненный запорный элемент, расположенный с возможностью его взаимодействия с электромагнитным или ручным приводом перемещения запорного элемента из рабочего в нерабочее положение, каждый толкатель имеет средство изменения его длины, дверное полотно содержит рамку и связанные с ней плоские листы, образующие в поперечном сечении двери коробчатый профиль дверного полотна, в полости которого расположены тяги, толкатели, зубчатый сектор, шестерня и направляющие дверного полотна.
Герметическая дверь в ее втором варианте исполнения содержит раму, шарнирно закрепленное в ней дверное полотно, во внутренней полости которого выполнены горизонтальные направляющие с подвижно установленными в них клиньями, механизм перемещения клиньев с ручным приводом в виде закрепленных на приводном валу механизма штурвалов, расположенных с наружных сторон дверного полотна, шестерню, закрепленную на приводном валу, введенную в зацепление с зубчатым элементом указанного механизма, вертикальные направляющие, закрепленные на верхней и нижней частях полотна, ползуны, каждый из которых расположен в вертикальной направляющей, толкатели, один конец каждого из которых шарнирно связан с ползуном, а другой его конец связан шарнирно с клином, средство фиксации клиньев в гнездах рамы и расположенный между рамой и полотном по контуру последнего упругий герметизирующий уплотнитель, причем смежные концы толкателей выполнены в виде вилок, приводной элемент выполнен в виде зубчатого сектора, закрепленного
на оси полотна, с которым шарнирно связана внутренняя вилка одного из толкателей, расположенная в наружной вилке смежного толкателя, каждый ползун шарнирно связан с одним концом тяги, расположенным во внутренней вилке толкателя, другой конец тяги шарнирно связан с зубчатым сектором, средство фиксации клиньев включает взаимодействующий с шестерней приводной подпружиненный запорный элемент, расположенный с возможностью его взаимодействия с электромагнитным или ручным приводом перемещения запорного элемента из рабочего в нерабочее положение, каждый толкатель имеет средство изменения его длины, полотно содержит рамку, к которой с одной ее стороны прикреплен выпуклый во внутреннюю сторону лист в поперечном сечении двери, а с другой стороны к рамке прикреплен плоский лист, при этом указанные листы образуют с рамкой замкнутую пространственную конструкцию полотна с полостью, внутри которой расположены поперечины полотна, жестко соединенные с рамкой и листами, причем поперечины расположены по высоте двери друг над другом, вертикальные направляющие расположены между смежными поперечинами, которые расположены в верхней и нижней частях полотна, и жестко соединены с ними, а тяги, толкатели, зубчатый сектор, шестерня и направляющие расположены в полости полотна.
Герметическая дверь в третьем варианте исполнения содержит раму, шарнирно закрепленное в ней дверное полотно, во внутреннем контуре которого выполнены горизонтальные направляющие с подвижно установленными в них клиньями, механизм перемещения клиньев с ручным приводом в виде штурвала, закрепленного на приводном валу механизма, при этом штурвал расположен с внутренней стороны дверного полотна, толкатели, связанные с клиньями и тягами механизма их перемещения, расположенный между рамой и полотном по контуру последнего упругий герметизирующий уплотнитель, причем полотно содержит рамку, к которой с одной ее стороны прикреплен выпуклый в наружную сторону лист в поперечном сечении двери, образующий с рамкой открытую с внутренней стороны двери полость, внутри которой расположен термозвукоизолирующий наполнитель, на приводном валу механизма перемещения клиньев установлен
электромагнитный замок, взаимодействующий с полотном двери, при этом тяги, толкатели, зубчатые приводные элементы конического редуктора и горизонтальные направляющие расположены за полостью полотна и за термозвукоизолирующим наполнителем с внутренней стороны двери, рамка выполнена из скрепленных между собой продольных и поперечных профилей с углублением в поперечном сечении каждого профиля, а концы листа расположены в углублениях смежных с ними профилей.
Противоположные от продольной оси двери толкатели выполнены из пары тяг, одни концы которых шарнирно соединены между собой и клином, а другие концы связаны с гайками, навинченными на винт, который связан с механизмом перемещения клиньев.
На фиг.1 показан первый вариант герметической двери на виде спереди,
На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1,
На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1,
На фиг.4 - сечение В-В на фиг.1,
На фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1,
На фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.1,
На фиг.7 - герметическая дверь, второй вариант,
На фиг.8 - сечение Е-Е на фиг.7,
На фиг.9 - третий вариант двери, вид спереди,
На фиг.10 - третий вариант двери, вид сзади,
На фиг.11 - сечение Ж-Ж на фиг.9,
На фиг.12 - сечение 3-3 на фиг.1,
На фиг.13 - сечение И-И на фиг.10,
На фиг.14 - сечение К-К на фиг.10.
Первый вариант герметической двери содержит раму 1 (фиг.1), шарнирно закрепленное в ней дверное полотно 2, во внутренней полости 3 которого выполнены горизонтальные направляющие 4 с подвижно установленными в них клиньями 5 (фиг.5). Дверь (фиг.1) имеет механизм 6 перемещения клиньев с ручным приводом в виде закрепленных на приводном валу 7 механизма штурвалов
8 (фиг.2), расположенных с наружных сторон 9 и 10 дверного полотна. Шестерня 11 механизма закреплена на приводном валу 7, на концах которого закреплены штурвалы 8. Шестерня 11 введена в зацепление с зубчатым приводным элементом 12 механизма перемещения клиньев. Дверь включает вертикальные направляющие 13 (фиг.1), закрепленные на верхней и нижней частях полотна, ползуны 14, каждый из которых расположен в соответствующей вертикальной направляющей. Дверь также включает толкатели 15, один конец 16 каждого из которых шарниром 17 связан с ползуном 14, а другой конец 18 (фиг.5) каждого толкателя 15 связан шарниром 19 с клином 5. Дверь включает средство 20 (фиг.1) фиксации клиньев 5 в гнездах 21 рамы 1. Каждое гнездо 21 (фиг.5) выполнено в выступе рамы 1. Между рамой 1 и полотном 2 по контуру полотна расположен упругий герметизирующий уплотнитель 22 (фиг.5).
Смежные концы правого и левого толкателей выполнены в виде вилок, соответственно, в виде внутренней вилки 23 правого толкателя (фиг.3) и наружной вилки 24 левого толкателя.
Ползун 14 имеет головку 25. Приводной элемент 12 (фиг.2) выполнен в виде зубчатого сектора, закрепленного на оси 26 полотна. С приводным элементом 12 одними концами шарнирно связаны тяги 27, другой конец каждой из которой шарнирно соединен с внутренней вилкой 23 одного из толкателей, которая расположена в наружной вилке 24 смежного толкателя. Каждая тяга 27 и связанные с ней указанные вилки шарнирно соединены с ползуном 14 (фиг.3), головка 25 которого расположена в пазу вертикальной направляющей 13. Ползун 14 выполняет роль шарнирного пальцевого соединения вилок 23 и 24 толкателей 15 и тяги 27, при этом конец тяги 27 расположен во внутренней вилке 23 толкателя.
Средство 20 фиксации клиньев (фиг.1) включает взаимодействующий с приводом 6 подпружиненный запорный элемент 28, связанный с электромагнитным замком 29 или с ручным приводом перемещения запорного элемента 28 из рабочего в нерабочее положение. Запорный элемент 28 подпружинен относительно полотна 2 двери. Каждый толкатель имеет средство 30 изменения его длины.
Полотно 2 двери содержит плоские металлические листы 31 (фиг.5) с загнутыми краями, при этом листы жестко скреплены с рамкой 32 полотна двери. Рамка и листы образуют коробчатый профиль дверного полотна в поперечном сечении двери.
Средство 30 изменения длины толкателя 15 (фиг.6) представляет собой, например, резьбовую втулку, внутри которой выполнены правая и левая резьбы, при этом каждый толкатель выполнен из двух соединенных втулкой частей 33. Втулка навинчена на резьбовые концы указанных частей толкателя.
Второй вариант герметической двери (фиг.7, 8) содержит признаки первого варианта двери и, в отличие от него, второй вариант двери имеет такие конструктивные особенности, что к рамке 32 (фиг.8) полотна двери с ее внутренней стороны 9 прикреплен выпуклый в поперечном сечении двери во внутреннюю сторону 9 двери металлический лист 34. С другой стороны 10 двери к рамке 32 прикреплен плоский лист 31, при этом указанные листы образуют с рамкой замкнутую пространственную конструкцию полотна с полостью 3 полотна, внутри которой расположены поперечины 35 полотна двери (фиг.7), жестко соединенные с рамкой 32 и листами 31 и 34. Поперечины 35 расположены по высоте двери друг над другом. Вертикальные направляющие 13 расположены между смежными поперечинами 35, которые расположены в верхней и нижней частях полотна, и жестко соединены с ними. Тяги 27, толкатели 15, шестерня 11 и зубчатый приводной элемент 12 механизма привода клиньев и направляющие 4 расположены в полости 3 полотна.
Во втором варианте двери каждый клин 5 двери имеет рабочую скошенную поверхность (фиг.5), каждое гнездо 21 рамы имеет ответную скошенную поверхность. Указанные скошенные поверхности обращены друг к другу.
Третий вариант герметической двери (фиг.9-14) имеет признаки первого и второго вариантов двери и, в отличие от них, третий вариант имеет один штурвал 8 механизма перемещения клиньев, который расположен с внутренней стороны 9 дверного полотна 2, к рамке 32 дверного полотна с ее наружной стороны 10 прикреплен выпуклый в поперечном сечении двери в наружную сторону 10 двери
лист 34, образующий с рамкой 32 открытую с внутренней стороны двери полость 3, внутри которой расположен термозвукоизолирующий материал или наполнитель 36. Наполнитель расположен между полками дверного полотна 2 двери и посредством этих полок зафиксирован на полотне.
На приводном валу 7 механизма 6 перемещения клиньев 5 установлен электромагнитный замок 29, взаимодействующий с полотном двери и механизмом перемещения клиньев, в частности с валом 7 механизма (фиг.12). Механизм 6 перемещения клиньев (фиг.10) в данном варианте двери включает тяги, толкатели 15, и зубчатые элементы механизма привода клиньев, в частности, конический редуктор 37. Направляющие 4 (фиг.11) расположены за полостью 3 полотна и за термозвукоизолирующим наполнителем 36 с внутренней стороны двери.
Рамка 32 выполнена из скрепленных между собой продольных и поперечных профилей с углублением 38 в поперечном сечении каждого профиля, при этом концы листа 34 расположены в углублениях 38 смежных с ними профилей.
Противоположные от продольной оси двери толкатели 15 (Фиг.10) выполнены из пары тяг 39, одни концы которых шарниром 40 соединены между собой и клином 5, а другие концы тяг 39 связаны с гайками 41, навинченными на винт 42, который связан с механизмом 6 перемещения клиньев 5. Каждый винт 42 выполняет в третьем варианте двери роль тяги, связанной с зубчатым элементом привода, в частности с одной из двух конических шестерен (не показаны) конического редуктора 37. Как было указано выше, тяги или винты 42 входят в механизм 6 привода перемещения клиньев 5 (фиг.13 и 14).
Во всех вариантах двери ее полотно шарнирно установлено на регулируемых петлях 43 (фиг.11), на раме 1 закреплен конечный выключатель 44 (фиг.1, 7 и 13), электрически связанный с электромагнитами электромагнитных замков 29.
В третьем варианте каждый клин 5 имеет две скошенные поверхности, входящие в гнезда 21 (фиг.13 и 14), имеющие ответные скошенные поверхности. В этом варианте двери на одной из ее сторон, на раме 1 закреплены вкладыши 45, также взаимодействующие с клиньями 5 во время работы двери. Рама 1 жестко
соединена с закладными в стенах здания элементами 46 (фиг.11). Рамка 32 выполнена из упомянутых выше профилей, которые показаны позицией 47.
Первый и второй варианты двери работают следующим образом.
При открывании и закрывании полотна двери конечный выключатель 44 (фиг.1 и 7) замыкает и размыкает электрическую цепь, включает и выключает электромагнит электромагнитного замка, который вводит в зацепление и выводит из зацепления запорный элемент 28. Последний соединяется или отсоединяется от элемента механизма 6 перемещения клиньев, например, от зубчатого приводного элемента 12 или от вала 7. В обесточенном положении двери запорный элемент 28 постоянно поджат к элементу 12 пружиной 29 и вследствие этого механизм перемещения клиньев блокируется запорным элементом 28 в неподвижном положении. При этом поворот штурвалов 8 исключается и клинья 5 остаются в гнездах 21 в рабочем положении. Чтобы разблокировать механизм перемещения клиньев вручную, используют специальный ключ, который вводят в специальный патрубок полотна двери, вводят ключ в зацепление с запорным элементом 28, отжимают ключом пружину 29 и запорный элемент 28, который перемещают в его нерабочее положение и освобождают от него элемент 12. Далее вращением в соответствующую сторону штурвала 8 выводят клинья 5 из гнезд 21 рамы.
В первом и втором вариантах двери благодаря вышеописанному взаимному расположению составных частей двери достигнута возможность существенного повышения устойчивости двери к большим ударным нагрузкам, воздушной волны в частности, при этом путем введения в полость полотна продольных усиленных стоек, образующих рамку 32, и жестко соединенных со стойками и листами дверного полотна поперечин 35 второго варианта двери достигнута возможность усиления прочности второго варианта двери относительно первого ее варианта. При этом выпуклый во внутреннюю сторону металлический лист 34 способствует гашению пиковых нагрузок благодаря тому, что работает как упругий элемент во время восприятия нагрузок.
Третий вариант двери работает аналогичным образом, при этом особенностью работы третьего варианта двери является то, что в отличие от второго варианта
двери, выпуклый в наружную сторону лист 34 (фиг.11) гасит возникающую на нем внешнюю нагрузку Р с внешней стороны таким образом, что при изгибе листа 34 его торцы упираются в торцовые поверхности углублений 38 профилей 47 и передают нагрузку через профили 47 рамки 32 на раму 1 двери и стены сооружения в диагональном направлении по осям 48, что обеспечивает возможность восприятия сверхбольших нагрузок на полотне двери во время ее работы.
Подгонка полотна 2 двери к ее раме 1 осуществляется вкладышами 45 (фиг.14), работа которых в данном описании не раскрывается.
Другой особенностью работы третьего варианта двери является то, что при вращении штурвала 8 (фиг.12) вращение от конического редуктора 37 привода 6 передается винтам 42 (фиг.10), установленным в гайках 41, посредством которых тяги 39 разводятся в стороны друг от друга или приближаются друг к другу и, таким образом, толкатели 15, состоящие из тяг 39, укорачиваются или удлиняются, воздействуют на шарниры 40 и связанные с ними клинья 5, при этом последние перемещаются в гнездах 21 рамы 1 в соответствующие стороны и запирают или открывают дверь.
Источники информации.
1. SU 579398, 05.11.1977.
2. SU 960410, 23.09,1982.
3. SU 1222807 А, 07.04.1986.
4. SU 1481366 A1, 23.05.1989.
5. DE 2006012192 U1, 01.02.2007 (прототип).