Износостойкая светопрозрачная панель
Владельцы патента RU 2476658:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, судостроения и строительства зданий. Износостойкая светопрозрачная панель 1 состоит из левого 2 и правого 3 листов из светопрозрачного материала увеличенной прочности и эксплуатационной надежности. Между листами по их периметру установлен герметичный профиль 4. По внутреннему контуру которого расположен коробчатый профиль 5 с полостью 6, заполненной влагопоглощаемым составом 7. Светопрозрачные листы соединены между собой винтами 9, которые крепят листы между собой на герметичном профиле 4. На внешние и внутренние поверхности светопрозрачных листов 2 и 3 нанесена износостойкая высокомодульная полимерная пленка 10, 11. Светопрозрачная панель крепится в стандартный профиль из ПВХ, образующий оконную раму. Причем на пленку на внутренней поверхности светопрозрачных листов нанесено низкоэмиссионное покрытие. Технический результат применения изобретения - повышение износостойкости и энергосбережения панели. 5 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, судостроения, авиастроения и строительства промышленных зданий, а именно к устройству окон и светопрозрачных люков, к производству светопрозрачных элементов стен зданий и секций светопрозрачных крыш помещений.
Из технической литературы (см. каталог «Vetus», Издательство «Судостроение» г.Санкт-Петербург, 2009, стр.116-118) известны судовые ветровые стекла и светопрозрачные люки, состоящие из двух листов стекла с герметичной прокладкой между листами по их периметру. С помощью двух металлических уголковых профилей, расположенных по контуру с обеих сторон панели, стеклянные листы стянуты между собой винтами. Причем винты проходят только через металлические профили, установленные на стеклянные листы с дополнительной герметичной прокладкой.
Такое устройство светопрозрачной панели является сложным, имеет ряд дополнительных деталей в виде двух металлических профилей для фиксации панели с помощью винтов.
Наиболее близким техническим решением с предлагаемым изобретением является светопрозрачная панель (см. пат. РФ 2430228, кл. Е06В 3/66), состоящая из двух листов светопрозрачного материала, герметично соединенных между собой по периметру профилем из полимерного материала, по внутреннему контуру которого расположен коробчатый профиль с влагопоглощающим материалом. А вдоль кромок панели в листах и в герметичном профиле выполнены сквозные отверстия перпендикулярно плоскости панели. Причем оба листа, а также герметичный профиль соединены между собой винтами, кроме того, между светопропрозрачными листами вертикально установлены усиливающие стойки.
Указанная светопрозрачная панель имеет следующий недостаток: невысокую эксплуатационную надежность при абразивном воздействии на листы панели из полимерных материалов, имеющих низкую поверхностную твердость.
Технической задачей, решаемой с помощью предлагаемого изобретения, является улучшение эксплуатационных характеристик: теплоизоляции, энергосбережения, а также повышение износостойкости светопрозрачной панели.
Решение технической задачи обеспечивается тем, что на светопрозрачные листы, образующие панель, с наружной и внутренней стороны нанесена износостойкая высокомодульная полимерная пленка, толщина которой составляет 0,02-0,1 от толщины светопрозрачного листа, причем кромки износостойкой полимерной пленки на внутренней поверхности светопрозрачного листа совпадают с внутренним контуром коробчатого профиля с влагопоглощающим составом, а кромки износостойкой полимерной пленки на наружных поверхностях светопрозрачных листов совпадают с наружным контуром коробчатого профиля, причем на пленку на внутренней поверхности светопрозрачного листа нанесено низкоэмиссионное покрытие.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 изображена износостойкая светопрозрачная панель при виде спереди.
На фиг.2 дано поперечное сечение износостойкой светопрозрачной панели.
На фиг.3 показано крепление износостойкой светопрозрачной панели в раму с несущим профилем из ПВХ.
На фиг.4 изображена установка износостойких светопрозрачных панелей в световых проемах общественного транспорта.
На фиг.5 показан пример механического абразивного воздействия на светопрозрачные панели (например, при мойке).
Износостойкая светопрозрачная панель 1 состоит из левого 2 и правого 3 листов из светопрозрачного материала. Для увеличения прочности и эксплуатационной надежности светопрозрачные листы 2 и 3 могут быть выполнены из поликарбоната, ПВХ, оргстекла, полистирола и т.п.
Применение для светопрозрачных листов 2 и 3 конкретного материала зависит от назначения износостойкой светопрозрачной панели и нагрузок, действующих на нее в процессе эксплуатации.
По периметру панели между правым и левым листами с помощью клеевого слоя установлен герметичный профиль 4, выполненный из полимерного материала. Высота герметичного профиля 4 равна расстоянию между светопрозрачными листами, а ширина его составляет 0,3-1 высоты этого профиля.
По внутреннему контуру герметичного профиля расположен коробчатый профиль 5, внутренняя полость 6 которого заполнена влагопоглощающим составом 7 (силикагелем, фоносорбом и т.п.). Коробчатый профиль выполнен из тонкого алюминиевого листа, а внутренняя стенка его, граничащая с внутренней полостью панели, имеет отверстия, выполненные по всей длине коробчатого профиля. При этом диаметр отверстий меньше размера гранул влагопоглощающего состава.
Вдоль кромок панели в листах 2 и 3, а также в герметичном профиле 4 выполнены сквозные отверстия 8 перпендикулярно плоскости панели диаметром, равным 1-1,5 толщины листа, и расположенные на расстоянии не менее 1,5-2 диаметров отверстий от кромок светопроницаемых листов. В отверстия 8 установлены винты 9, с помощью которых соединены правый и левый светопрозрачные листы, а также герметичный профиль 4.
Предлагаемое устройство позволяет широко использовать различные наноматериалы (пленки, покрытия и т.п.) с заданными техническими свойствами.
На наружные поверхности листов в светопрозрачной панели нанесена износостойкая высокомодульная полимерная пленка (лавсан, ПЭТФ, микроструктурированная нанопленка и т.п.) 10, толщина которой составляет 0,02-0,1 от толщины светопрозрачного листа. А кромки износостойкой полимерной пленки на ее наружной поверхности совпадают с наружным контуром коробчатого профиля, что дает возможность замены пленки в случае ее износа или внешнего вандального воздействия («граффити»). Адгезионный слой пленки неполимеризуемый (типа скотча), что облегчает ее замену. На внутренние поверхности правого и левого листа панели нанесена высокомодульная пленка 11 с низкоэмиссионным покрытием. Это покрытие обеспечивает тепло и светоотражение. Края этой пленки доходят до внутренней стенки коробчатого профиля с влагопоглощающим материалом и совпадают с его внутренним контуром, чтобы не ухудшить адгезию между коробом и светопрозрачными листами. Толщина этой пленки составляет 0,02-0,1 от толщины светопрозрачного листа. Работа износостойкой светопрозрачной панели определяется ее назначением.
При использовании ее для остекления вертикальных поверхностей зданий и сооружений (окна, двери, витражи) с применением профилей ПВХ (фиг.3) панель крепится в профиле ПВХ 12 с помощью съемного штапика 13, который резиновым уплотнителем 14 прижимает панель и пленку 10 к профилю 12. В случае повреждения пленочного покрытия панель снимается и происходит замена пленочного покрытия.
Кроме того, на светопрозрачную панель с ее наружной и внутренней стороны наклеивают (при необходимости) светопрозрачные солнечные батареи, которые в настоящее время выпускает промышленность в виде прозрачной кремнийорганической пленки.
Работа светопрозрачной панели заключается в том, что она воспринимает ветровые нагрузки, а также абразивное воздействие твердых частиц, находящихся в атмосфере (пыль, снег, град), например, при мойке светопрозрачных панелей транспортных средств (автобусы, трамваи, троллейбусы) (см. фиг.4 и 5).
Влагопоглощающий состав в полости профиля, соединяющего пояса панели, поглощает избыточную влагу, конденсирующуюся из воздуха внутренней полости панели при падении температуры наружного воздуха.
При использовании износостойких светопрозрачных панелей для остекления общественного транспорта (железнодорожные вагоны, электрички, метро, автобусы, троллейбусы, трамваи) (фиг.4) они крепятся в штатные существующие проемы с помощью прижимных планок с резиновым уплотнением.
Дополнительных изменений конструкции проемов не требуется. В этом случае возможно применение унифицированных панелей для разных климатических районов (от арктических до субтропических - см. ГОСТ 16350-80). Для арктических районов применение пленок 11 с И или К низкоэмиссионными покрытиями для оклейки внутренних поверхностей листов панели позволяет улучшить теплофизические характеристики панели в целом на 80% (см. ГОСТ 24866-99, табл.A.1).
В средней полосе панели используются без пленки 11.
В южных районах применение светоотражающих и теплоизолирующих нано-пленок 10, 11 (например, фирм LLUMAR, BEKAERT, GARWARE Suncontrol и др.) позволит снизить поток солнечных лучей через светопрозрачные панели до 60%.
При использовании износостойких светопрозрачных панелей в витражных перегородках в местах массового скопления людей (стадионы, концертные залы, аэропорты и т.п.) возможно снизить негативные последствия при противоправных актах (террористических и т.п.).
При использовании износостойких светопрозрачных панелей в конструкции промышленных зданий и производственных помещений они служат элементами зенитных фонарей (Л-образных застекленных сводов) или фрагментами крыш цехов, ангаров, дебаркадеров (например, Киевского вокзала).
Износостойкие светопрозрачные панели, установленные в монтажные рамы, можно использовать в застекленных перекрытиях торговых рядов (например, ГУМа) или выставочного комплекса (например, «Гостиный двор»).
Применение поликарбонатных прозрачных листов для светопрозрачных панелей позволяет в несколько раз увеличить их прочность.
По сравнению с аналогами и прототипом предложенная износостойкая светопрозрачная панель имеет более высокие износостойкость, термическое сопротивление, ремонтопригодность, травмобезопасность, декоративные характеристики, а также энергосбережение.
Заявленные отличительные признаки панели обеспечивают экономический эффект при промышленном применении предлагаемых износостойких светопрозрачных панелей. При наклеивании на светопрозрачную панель прозрачных листов солнечных батарей обеспечивается получение электроэнергии в пределах до 10 Вт/м2.
Износостойкая светопрозрачная панель, состоящая из двух листов светопрозрачного материала, между которыми по их контуру установлен герметичный профиль, а также коробчатый профиль с влагопоглащающим составом, причем светопрозрачные листы и герметичный профиль соединены между собой винтами по контуру светопрозрачной панели, отличающаяся тем, что на светопрозрачные листы, образующие панель, с наружной и внутренней стороны нанесена износостойкая высокомодульная полимерная пленка, толщина которой составляет 0,02-0,1 от толщины светопрозрачного листа, причем кромки износостойкой полимерной пленки на внутренней поверхности светопрозрачного листа совпадают с внутренним контуром коробчатого профиля с влагопоглощающим составом, а кромки износостойкой полимерной пленки на наружных поверхностях светопрозрачных листов совпадают с наружным контуром коробчатого профиля, причем на пленку на внутренней поверхности светопрозрачного листа нанесено низкоэмиссионное покрытие.
