ДВЕРЬ ЗАЩИТНО-ГЕРМЕТИЧЕСКАЯ Российский патент 2013 года по МПК E06B5/12 

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 близким техническим решением (аналогом) представленной в данном описании двери 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 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 поджатая 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.

Из известных близким к представленному в данном описании техническому решению является герметическая дверь [6], содержащая 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.

Во втором варианте исполнения герметическая дверь [6] 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.

В третьем варианте известная герметическая дверь [6] 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.

Известная герметическая дверь обеспечивает защиту и герметичность укрытия в определенном диапазоне воздействия на нее ударных механических и воздушных нагрузок. Данный диапазон соответствует прочности и надежности двери, которая, однако, в других диапазонах нагрузок не отвечает возрастающим требованиям надежности укрытия, поскольку повышение прочности двери за счет увеличения сечений конструктивных элементов двери приводит к существенному повышению массы двери, что оказывает отрицательное влияние на надежность двери и безопасность. Это связано с тем, что дверь, имеющая чрезмерно большую массу, в рабочих условиях воздействия на нее неравномерных ударов воздушных волн снаружи при незначительном перекосе в проеме коробки заклинивается, нарушается ее герметичность, надежность снижается. Расклинивание изнутри массивной двери без специальных механических средств как изнутри укрытия, а также расклинивание двери снаружи в экстремальных условиях связано с большими трудностями. Поэтому, с одной стороны, предпочтительно, чтобы дверь была массивной, а с другой стороны, масса двери должна быть ограничена техническими возможностями расклинивания двери изнутри укрытия и снаружи. Также массивность двери должна отвечать требованиям ее самоустановки в проектное положение после воздушного или механического удара за счет упругости конструкции полотна двери. Однако в случаях повышения массы полотна двери ее упругость и способность занимать проектное положение после удара снижаются.

Техническим результатом представленного в данном описании изобретения является повышение надежности двери.

Технический результат получен дверью защитно-герметической, характеризующейся тем, что она содержит дверную коробку, в которой на петлях установлено дверное полотно, между которым и коробкой расположено уплотнение, дверное полотно содержит направляющие, в которых расположены концы нижних и верхних талрепов, последние тягами соединены с механизмом привода запорных клиньев, каждый из которых шарнирно соединен с другим концом соответствующего ему талрепа, клинья расположены с возможностью их перемещения в направляющих полотна двери и в гнездах коробки, дверное полотно содержит металлический каркас, закрепленный на нем выпуклый в наружную от двери сторону защитный металлический лист, закрепленный на каркасе с внутренней его стороны центральный лист, расположенный в центральной части двери, механизм привода клиньев закреплен на центральном листе между ним и наружным защитным листом, защитный и центральный листы соединены между собой посредством балок каркаса, причем на коробке двери с одной ее стороны закреплены одни боковые упоры, в которые упираются боковые торцы выпуклого листа, а с другой стороны к коробке двери прикреплены другие боковые упоры, с которыми взаимодействуют клинья.

Каркас дверного полотна содержит стойки, с которыми жестко соединены нижняя и верхняя поперечные балки и промежуточные балки, расположенные между нижней и верхней балками, в середине каркас содержит среднюю стойку, расположенную в средней части рамы вдоль нее и жестко соединенную с поперечными и промежуточными балками, упомянутые балки расположены так, что полотно двери во взаимосвязи ее указанных элементов с центральным и защитным листами имеет бóльшую упругость и сопротивляемость изгибающим нагрузкам в центральной части полотна двери, чем на периферийных частях полотна двери, прилегающих к коробке двери, при этом торцы выпуклого листа упираются в скошенные поверхности указанных одних продольных упоров, а клинья взаимодействуют со скошенными поверхностями других продольных упоров.

На фиг.1 показан вид на дверь сзади;

на фиг.2 - вид на дверь сзади без центрального листа;

на фиг.3 - вид на дверь спереди;

на фиг.4 - вид на дверь сбоку;

на фиг.5 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.2;

на фиг.7 - разрез В-В на фиг.2;

на фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.2;

на фиг.9 - разрез Д-Д на фиг.3.

Дверь содержит комингс (фиг.1), с которым связана коробка 1 двери с установленным в ней дверным полотном 2, при этом дверное полотно имеет центральный лист 3 с установленным в нем штурвалом 4. Дверное полотно шарнирно закреплено на полупетлях 5 (фиг.3), которые закреплены на коробке двери.

На центральном листе 3 (фиг.2) поворотно установлен зубчатый сектор 6, шарнирно соединенный с тягами 7, которые шарнирно соединены с талрепами 8. Вал-шестерня 9 (фиг.6) установлена в центральном листе 3 и имеет на одном конце вал, а на другом конце шестерню, причем вал расположен за пределами центрального листа с его наружной стороны и соединен со штурвалом 4, а шестерня расположена внутри двери в зацеплении с зубчатым сектором 6 и электромагнитным замком 10, закрепленным на центральном листе 3.

Дверь имеет симметрично расположенные клинья 11 (фиг.1, 5), напротив одного из которых расположен конечный выключатель 12 (фиг.2), установленный на коробке двери предпочтительно в ее нижней части. На коробке двери закреплено уплотнение 13 (фиг.5), взаимодействующее с полотном 2 двери по его периметру. На коробке двери также закреплены боковые упоры 14, расположенные с одной стороны двери, а также расположенные с противоположной стороны двери другие боковые упоры 15, при этом каждый упор 15 расположен с возможностью его взаимодействия с клином 11, а каждый упор 14 расположен с возможностью взаимодействия с боковым торцом выпуклого листа двери, внутри которого образовано пространство 16.

Пальцем 17 (фиг.5) каждый талреп 8 соединен с соответствующей ему тягой 7. Пальцем 18 каждый талреп 8 связан с другим смежным талрепом и с тягой 7. Дверь имеет закрепленные на ней горизонтальные направляющие 19 (фиг.1), в которых расположены запирающие дверь клинья 11, а также вертикальные направляющие 20, в которых расположены пальцы 18. Коробка 1 (фиг.2) представляет собой жесткую металлическую конструкцию, соединенную с комигсом 21 (фиг.5) и установленную в стенном проеме строения.

Вал вала-шестерни 9 (фиг.6) установлен во втулке 22, которая выполнена таким образом, чтобы в нее можно было вставить хвостовик второго штурвала 4, располагаемого с противоположной стороны полотна двери.

В каждую полупетлю 5 (фиг.9) вставлена ось 23 петли, установленная во втулке 24, которая закреплена на полотне двери посредством кронштейна 25 (фиг.3), жестко связанного с втулкой 24. Между полупетлей 5 (фиг.9) и осью 23 расположен шарик 26, опирающийся на опорный элемент, подпружиненный пружиной 27.

Предусмотрен вариант двери, запираемой от неразрешенного доступа, для чего такая дверь оснащена замком, содержащим ось 28 замка (фиг.8), втулку 29 с замковым в ней элементом под ключ замка, при этом замковый элемент расположен с возможностью сцепления с осью 28, которая соединена с электромагнитным замком 10. Также дверь имеет патрубок 30 (фиг.7), закрытый заглушкой 31 и соединенный с дверным полотном 2 двери.

Перед одной из направляющих 19 (фиг.3) жестко закреплен на коробке 1 двери отжимной кронштейн 32, в котором расположен отжимной болт 33.

Дверное полотно представляет собой металлоконструкцию, образованную каркасом, имеющим несущие поперечные крайние балки 34 (фиг.2), жестко соединенную с ними, по меньшей мере, одну продольную стойку 35, при этом между балками 34 расположена рамка 36 дверного полотна, к которой прикреплен центральный лист 3 дверного полотна (фиг.1). С противоположной стороны от центрального листа 3 расположен дверной выпуклый в сторону от центрального листа 3 лист 37 (фиг.5), который имеет выпуклую в сторону от центрального листа 3 форму. Каждый боковой торец выпуклого листа 37 упирается в боковой упор 14, для чего последний имеет скошенную поверхность 38, в которую упирается торец листа 37. Механизм привода клиньев - зубчатый сектор 6 и вал-шестерня 9 - закреплены между центральным листом 3 и листом 39, закрепленным на рамке 36 с противоположной стороны от центрального листа. Рамка 36 прикреплена к средним поперечным балкам 40 каркаса дверного полотна (фиг.2).

Каждый клин шарнирно соединен с соответствующим ему талрепом. Каждый талреп представляет собой регулируемую по длине винтовую тягу. Клинья расположены с возможностью их перемещения в направляющих, каждая из которых представляет собой круглую в сечении втулку, жестко закрепленную на поперечной балке 34 дверного полотна. Клинья выполнены с возможностью их выхода за пределы полотна двери и ввода в гнезда коробки.

Комингс представляет собой наружную обвязку полотна, выполненную в виде расположенной по периметру дверного полотна рамы. Все упомянутые балки дверного полотна соединены между собой сваркой или другими известными соединениями и в соединении балки образуют собой металлический каркас дверного полотна.

Коробка раскреплена в проеме стены анкерами (не показаны). Каждый клин 11 (фиг.5) расположен с возможностью его свободного прохождения через соответствующее ему отверстие 41, выполненное в стойке 42. Коробка 1, в которой установлено полотно двери, выполнена массивной, ее боковые стойки 42 жестко соединены с указанными поперечными балками 34, 40 и продольной балкой 35 (фиг.1, 2).

Работает дверь следующим образом. Устанавливают дверь в строении в процессе отливки его железобетонных стен, для чего выставляют коробку и расположенное в ней полотно двери таким образом, чтобы они не имели перекосов относительно друг друга. Регулируют по периметру двери известным образом зазор между коробкой и дверным полотном и фиксаторами фиксируют дверное полотно в коробке в положении, чтобы указанный зазор был одинаковым по периметру дверного полотна. После этого выставляют дверь в сборе в ее проектном положении относительно стен строения и производят отливку или кладку стен. Далее снимают фиксаторы, расфиксируют дверное полотно в коробке. После этого окончательно регулируют регулировочными болтами 42 двери (фиг.9) равномерность зазора между коробкой и дверным полотном и фиксируют оси 23 в их проектном рабочем положении. После указанных проведенных операций на коробке закрепляют уплотнение 13 (фиг.5).

Запирают дверь снаружи или изнутри строения путем поворота одного из штурвалов 4 (фиг.6). При этом движение передается от вала-шестерни 9 на тяги 7 (фиг.2). Одна тяга 7 перемещается вниз, а другая тяга 7 перемещается вверх. Тяги перемещают в указанные стороны в направляющих 20 пальцы 18, разводят в стороны от оси двери талрепы 8, которые перемещаются в противоположных направлениях, при этом талрепы 8 перемещают клинья 11 в горизонтальных направляющих 19 (фиг.5). Клинья входят в отверстия 41 коробки 21 и взаимодействуют со скошенными поверхностями упоров 15, на которых образуется вертикальная составляющая усилия поджатая дверного полотна 2 к коробке 21. При этом уплотнение 13 сжимается, уплотняет зазоры между полотном двери и коробкой.

В случае удара воздушной волны снаружи строения нагрузка от удара воспринимается выпуклым листом 37 дверного полотна (фиг.5) При этом фронтальное усилие на выпуклом защитном листе будет стремиться изогнуть защитный лист в сторону направления усилия. В этом случае торцы листа 37, упирающиеся в скошенные поверхности 38 упора 14, будут передавать изгибающее усилие на упоры 14 дверного полотна, от которых это усилие будет передаваться на коробку 21 двери, что существенно разгружает при ударах основные несущие элементы конструкции дверного полотна и уменьшает возможность их изгибов и перекосов.

Во время действия на дверь ударной нагрузки механизм привода клиньев оказывается защищенным и в значительной мере разгруженным, вследствие чего сопротивляемость двери разрушению и надежность работы механизма привода клиньев повышается.

При воздействии ударной волны на дверное полотно его центральная часть, представляющая собой ядро жесткости, воспринимает на себя основную составляющую удара и в этом месте дверное полотно благодаря повышенной жесткости сохраняет максимально возможную устойчивость к деформации и ее изгибу. При этом периферийные части дверного полотна, имеющие меньшую жесткость и сравнительно большую упругость, после каждого удара воздушной волны за счет заданной упругости имеют возможность восстанавливать свое проектное положение и находиться в поджатом к коробке состоянии. Это обеспечивает заданное усилие поджатия к коробке дверного полотна и заданное сжатие уплотнения, что повышает надежность двери в отношении ее герметичности.

Таким образом, более жесткая центральная часть дверного полотна в ее проектном положении стабилизирует положение менее жестких периферийных частей дверного полотна.

Благодаря вышеописанному взаимному расположению составных частей полотна двери и более прочного соединения коробки со стеной укрытия достигнута возможность существенного повышения устойчивости двери к большим ударным нагрузкам.

Источники информации

1. SU 579398, 05.11.1977.

2. SU 960410, 23.09,1982.

3. SU 1222807 А, 07.04.1986.

4. SU 1481366 А1, 23.05.1989.

5. DE 2006012192 U1, 01.02.2007.

6. RU 2367760, 20.09.2009.

Изобретение относится к металлическим дверям повышенной прочности и герметичности, отвечающим требованиям безопасности во взрывоопасных средах с большими перепадами давления среды. Дверное полотно содержит металлический каркас, закрепленный на нем выпуклый в наружную от двери сторону защитный металлический лист (2), закрепленный на каркасе с внутренней его стороны центральный лист. Механизм привода клиньев закреплен на центральном листе между ним и наружным защитным листом (2). На коробке двери (21) с одной ее стороны закреплены боковые упоры (14), в которые упираются боковые торцы выпуклого листа (2), а с другой стороны к коробке двери (21) прикреплены другие боковые упоры (15), с которыми взаимодействуют запорные клинья (11). При воздействии ударной волны нагрузка от торцов защитного листа (37) передается упорам (14) дверной коробки (21), что существенно разгружает элементы конструкции дверного полотна и уменьшает возможность их изгибов и перекосов. Сопротивляемость двери разрушению и надежность механизма привода клиньев повышаются. Техническим результатом изобретения является повышение надежности двери. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Дверь защитно-герметическая, характеризующаяся тем, что она содержит дверную коробку, в которой на петлях установлено дверное полотно, между которым и коробкой расположено уплотнение, дверное полотно содержит направляющие, в которых расположены концы нижних и верхних талрепов, последние тягами соединены с механизмом привода запорных клиньев, каждый из которых шарнирно соединен с другим концом соответствующего ему талрепа, клинья расположены с возможностью их перемещения в направляющих полотна двери и в гнездах коробки, дверное полотно содержит металлический каркас, закрепленный на нем выпуклый в наружную от двери сторону защитный металлический лист, закрепленный на каркасе с внутренней его стороны центральный лист, расположенный в центральной части двери, механизм привода клиньев закреплен на центральном листе между ним и наружным защитным листом, защитный и центральный листы соединены между собой посредством балок каркаса, причем на коробке двери с одной ее стороны закреплены одни боковые упоры, в которые упираются боковые торцы выпуклого листа, а с другой стороны к коробке двери прикреплены другие боковые упоры, с которыми взаимодействуют клинья.

2. Дверь по п.1, характеризующаяся тем, что каркас дверного полотна содержит стойки, с которыми жестко соединены нижняя и верхняя поперечные балки и промежуточные балки, расположенные между нижней и верхней балками, в середине каркас содержит среднюю стойку, расположенную в средней части рамы вдоль нее и жестко соединенную с поперечными и промежуточными балками, упомянутые балки расположены так, что полотно двери во взаимосвязи ее указанных элементов с центральным и защитным листами имеет большую упругость и сопротивляемость изгибающим нагрузкам в центральной части полотна двери, чем на периферийных частях полотна двери, прилегающих к коробке двери, при этом торцы выпуклого листа упираются в скошенные поверхности указанных одних продольных упоров, а клинья взаимодействуют со скошенными поверхностями других продольных упоров.