изолирующее остекление

Формула изобретения

Изолирующее остекление, содержащее параллельно расположенные стекла, установленный между ними полый прокладочный элемент из стекловолокнистой армировки и полимерного связующего, теплоотражающий слой и герметизирующее покрытие по внешнему периметру стекол, отличающееся тем, что наружная распорная стенка полого прокладочного элемента выполнена утолщенной с профилем в поперечном сечении в виде трапеции, широкой гранью обращенной в его полость, и армирована стекломатами с поверхностной плотностью 100 - 120 г/м², а противоположная ей и боковые стенки элемента со стороны стекол армированы стекломатами с поверхностной плотностью 400 - 500 г/м² соответственно в комбинации с продольно расположенными в них стеклоровингами при объемном соотношении стекловолокнистой армировки и полимерного связующего 1:1,45 - 1:1,55 в утолщенной стенке и 1:0,68 - 1:0,73 в остальных стенках, причем теплоотражающий слой нанесен на внешние грани утолщенной распорной стенки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам для безразмерного остекления и может быть использовано в изолирующем остеклении при параллельно расположенных стеклах.

К изолирующему остеклению предъявляются повышенные требования по обеспечению герметичности межстекольного пространства, исключению попадания влаги, образования конденсата между стеклами, влияния упругих и тепловых деформаций на надежность соединений и стыков, длительности эксплуатации в условиях воздействия погодных и климатических факторов, солнечной радиации и влияния воздействующих нагрузок.

Так, известно остекление, в котором использован податливый материал, размещенный между стеклами, который обеспечивает их неразрушаемость до предельного сжатия (заявка РФ N 94024569 от 29.06.94 г., кл. E 06 B 3/24, публ. 20.04.96).

Промежуточным элементам, размещаемым между стеклами, придается такой профиль, который позволяет максимально повысить их жесткость (патент РФ N 2061168, кл. E 06 N 3/68. 27.05.96), но такое профилирование пригодно для их конструкции из алюминиевой полосы.

В других стеклопакетах (патент РФ N 2035577, кл. E 06 B 3/84 1995) контурные рамки выполняют с открытым профилем для повышения жесткости и надежности крепления.

Для повышения надежности остекления между стеклами размещают распорные элементы в виде эластичных стержней (авторское свидетельство СССР N 1032158, кл. E 06 B 3/66, 1983).

Надежность остекления может быть повышена установкой подкладок с филенками (авторское свидетельство СССР N 901440, кл. E 06 B 3/58, 1982).

С целью повышения термического сопротивления стеклопакета между стеклами устанавливают экраны из светопрозрачного листового материала (авторское свидетельство СССР N 688244, кл. E 06 B 3/24, 1979).

В стеклопакете, содержащем параллельно расположенные стекла, использованы прокладки из низкотеплопроводного материала, что повышает теплоизоляционные свойства (авторское свидетельство СССР N 669045, кл. E 06 B 3/24, 1979).

Известны полые прокладочные элементы, профилированные по наружному контуру с использованием композиционного материала (заявка ЕПВ N 0430889 A1, кл. E 06 B 3/66, 1991; заявка ЕПВ N 0113209, кл.E 06 В 3/66, 1985; патент ЕПВ N 0139262 B1, кл. E 06 B 3/66, 1988).

Известен также патент США N 5581971, кл. 52-786.13, 1996, в котором представлен также полый прокладочный элемент с продольной канавкой и сквозными отверстиями на распорной стенке.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа по совокупности общих существенных признаков и решаемой задачи, является изолирующее остекление, содержащее параллельно расположенные стекла, установленный между ними полый прокладочный элемент из стекловолокнистой армировки и полимерного связующего, теплоотражающий слой и герметизирующее покрытие, нанесенное по внешнему периметру стекол (заявка РФ N 94040708, кл. E 06 B 3/10, публ. 29.07.96).

Это же изолирующее остекление запатентовано в США - патент N 5533314, кл. 52 - 788.1, 1996.

В указанном изолирующем остеклении для полого прокладочного элемента использована формованная прокладка из пересекающихся филаментов, проходящих перпендикулярно к поверхностям стекол и образующих распорку с силовым замыканием между стеклами. Основу прокладочного элемента составляют тканевые прослойки и извитые перемычки с ограничительными проставками. Изолирующее остекление является сложным в конструктивном отношении, в нем используется много составляющих элементов из стекловолокнистой армировки и полимерного связующего, технологически трудоемких для осуществления. Ориентация армировки в поперечном направлении влияет на увеличение передаваемого теплопотока между стеклами.

Основной задачей является создание изолирующего остекления, в котором теплопотери через полый прокладочный элемент были бы сведены к минимуму, упругие и тепловые деформации локализовались бы в самом прокладочном элементе, а его профиль позволял размещать поглотители влаги типа селикагеля, обладающего свойствами молекулярного сита.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение теплоизолирующих свойств изолирующего остекления, надежности функционирования и эффективности применения, возможности улучшения технологии изготовления и производства полого прокладочного элемента и изолирующего остекления на его основе производительным промышленным способом.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции изолирующего остекления, введения наиболее эффективного армирования полого прокладочного элемента, введения в него новых конструктивных признаков, изменения геометрического профиля полого прокладочного элемента.

Для этого в изолирующем остеклении, содержащем параллельно расположенные стекла, установленный между ними полый прокладочный элемент из стекловолокнистой армировки и полимерного связующего, теплоотражащий слой и герметизирующее покрытие, нанесенное по внешнему периметру стекол, наружная распорная стенка полого прокладочного элемента выполнена утолщенной с профилем в поперечном сечении в виде трапеции, широкой гранью обращенной в его полость, и армирована стекломатами поверхностной плотностью 100-120 г/м², а противоположная ей со стороны межстекольного пространства и боковые стенки элемента со стороны стекол армированы стекломатами поверхностной плотностью 400-500 г/м² соответственно в комбинации с продольно расположенными в них стеклоровингами, при объемном соотношении стекловолокнистой армировки и полимерного связующего от 1:1,45 до 1:1,55 в утолщенной стенке и от 1:0,68 до 1: 0,73 в остальных стенках, причем теплоотражающий слой нанесен на внешние грани утолщенной распорной стенки.

Отличительными особенностями изолирующего остекления являются следующие признаки:

- выполнение наружной распорной стенки полого прокладочного элемента утолщенной,

- выполнение наружной распорной стенки полого прокладочного элемента с профилем в поперечном сечении в виде трапеции,

- расположение наружной распорной стенки полого прокладочного элемента, широкой гранью трапеции поперечного сечения обращенной в полость элемента,

- армирование наружной распорной стенки полого прокладочного элемента стекломатами поверхностной плотностью 100-120 г/м², армирование противоположной распорной стенки и боковых стенок стекломатами поверхностной плотностью 400-500 г/кг соответственно в комбинации с продольно расположенными в них стеклоровингами,

- объемное соотношение стекловолокнистой армировки из стекломатов и стеклоровингов с полимерным связующим от 1:1,45 до 1:1,55 в утолщенной стенке и от 1:0,68 до 1:0,73 в остальных стенках,

- нанесение теплоотражающего слоя на внешние грани утолщенной распорной стенки.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый из них в отдельности и совместно направлены на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата. Исключение какого-либо из них не позволяет решить поставленную задачу. Чтобы уменьшить теплопотери и увеличить жесткость и прочность полого прокладочного элемента, его наружная распорная стенка выполнена с уменьшенным содержанием стеклоармировки, но увеличенным содержанием полимерного связующего, а противоположная распорная стенка и боковые стенки выполнены с уменьшенным содержанием полимерного связующего, но с увеличенным содержанием стекловолокнистого материала. Наружной распорной стенке придан профиль в поперечном сечении в виде трапеции, суженные зоны которой плавно соединены с боковыми стенками, широкой гранью трапеции обращенной в полость элемента. Такой профиль наружной распорной стенки обладает большей жесткостью, наилучшими теплоизолирующими свойствами, теплоотражающий слой нанесен на внешние грани наружной распорной стенки. Предложенная конструкция полого прокладочного элемента и изолирующего остекления с его использованием является технологичной в изготовлении, полый прокладочный элемент является высокоэффективным при использовании, повышает функциональные свойства изолирующего остекления, улучшает его теплоизолирующие свойства, снижает массовые характеристики, уменьшает материальные затраты и делает производство работ экономически выгодным и конкурентоспособным с учетом повышенного на него спроса.

Указанные существенные признаки изолирующего остекления являются новыми, их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать рассматриваемое изолирующее остекление в предложенной совокупности существенных признаков соответствующим критерию "новизна".

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками в предложенном изолирующем остеклении позволяет решить поставленную задачу и достичь новый технический результат, что характеризует его существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Новое техническое решение является результатом опытно-экспериментальных исследований и творческого вклада, получено без использования известных норм, стандартов или рекомендаций в данной области техники, по совокупности существенных признаков характеризуется соответствием критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами и сопутствующим кратким содержанием.

На фиг. 1 представлен общий вид изолирующего остекления, на фиг. 2 - поперечное сечение изолирующего остекления по месту расположения полого прокладочного элемента, на фиг. 3 - особенности выполнения полого прокладочного элемента с установленным на нем теплоотражающим слоем, на фиг. 4 - компенсатор напряжений полого прокладочного элемента на внутренней распорной стенке со стороны межстекольного пространства.

Более подробное описание изолирующего остекления с указанием позиций элементов и деталей на чертежах состоит в следующем.

Изолирующее остекление содержит параллельно расположенные стекла 1, 2, установленный между ними полый прокладочный элемент 3 из стекловолокнистой армировки и полимерного связующего, теплоотражающий слой 4 и герметизирующее покрытие 5 по внешнему периметру 6 стекол 1, 2. Наружная распорная стенка 7 полого прокладочного элемента 3 выполнена утолщенной с профилем в поперечном сечении в виде трапеции, широкой гранью 8 обращенной в его полость 9, и армирована стекломатами 10 с пониженной поверхностной плотностью 100-120 г/м², а противоположная ей распорная стенка 11 со стороны межстекольного пространства 12 и боковые стенки 13, 14 элемента со стороны стекол 1, 2 армированы стекломатами 15 с повышенной поверхностной плотностью 400-500 г/м², соответственно в комбинации с продольно расположенными в них стеклоровингами 16, 17, 18 и 19, при объемном соотношении стекловолокнистой армировки в виде стекломатов 10 и стеклоровингов 16 с полимерным связующим в наружной стенке 7 от 1:1,45 до 1:1,55, в виде стекломатов 15 и стеклоровингов 17, 18 и 19 с полимерным связующим соответственно во внутренней распорной стенке 11 со стороны межстекольного пространства 12 и в боковых стенках 13, 14 элемента со стороны стекол 1,2 - от 1:0,68 до 1:0,73. Теплоотражащий слой 4 нанесен на внешние грани 20, 21 и 22 утолщенной распорной стенки 7. Герметизирующее покрытие 5 нанесено на теплоотражающий слой 4 и выступающие кромки 23, 24 стекол 1, 2 и в промежуток между ними с охватом их внешнего периметра 6. Полый прокладочный элемент 3 скреплен со стеклами 1, 2 по наружным поверхностям стенок 13, 14 высокопрочным и теплостойким адгезивом 25.

Сборка изолирующего остекления заключается в подготовке полого прокладочного элемента 3, введении в его полость 9 осушителя, например селикагеля, нанесении на наружные поверхности боковых стенок 13, 14 адгезива, установке элемента 3 между стеклами 1, 2, фиксации в заданном положении специальным приспособлением и выдержке его в течение времени, необходимом для полного отверждения адгезива 25 и прочного скрепления его со стеклами 1, 2. При этом установка и фиксация полого прокладочного элемента 3 осуществляется с расположением теплоотражающего слоя 4, нанесенного на внешние грани 20, 21 и 22 в сторону внешнего периметра 6 стекол 1,2. Герметизирующее покрытие 5 наносится в промежутке между выступающими кромками 23, 24 стекол 1, 2 на теплоотражающий слой 4 и с покрытием кромок 23, 24 по периметру 6. Герметизирующее покрытие 5 может быть выполнено одного состава или комбинированным с нераздельным нанесением в указанных местах. На внутренней стенке 11 со стороны межстекольного пространства 12 выполнена прямолинейная канавка 26 с утоненной перемычкой 27 по ее дну, которая является компенсатором упругих и тепловых деформаций полого прокладочного элемента 3 и изолирующего остекления в его собранном положении. В утоненной перемычке 27 выполнены сквозные отверстия 28. В полости 9 полого прокладочного элемента размещается влагопоглощающее вещество - осушитель типа селикагеля, которое хорошо поглощает влагу из воздуха, циркулирующего в межстекольном пространстве 12 и контактирующего с ним через сквозные отверстия 28. Максимальные и минимальные объемные соотношения стеклоармирующего наполнителя и полимерного связующего по стенкам полого прокладочного элемента определены опытно-экспериментальной проверкой производства полого прокладочного элемента 3 и испытаниями его в составе изолирующего остекления. Функционирование изолирующего остекления заключается в его эксплуатации в проеме стены, перегородки или витража при погодных и климатических условиях, ветровых нагрузках, солнечной радиации с внешней стороны здания и комнатных температур циркулирующего потока воздуха соответствующей влажности со стороны помещений. С использованием предложенного изолирующего остекления на основе нового прокладочного элемента 3 могут быть получены светопроницаемые конструкции с двумя, тремя и более стеклами. Их преимущество заключается в том, что увеличенная по толщине наружная распорная стенка 7 полого прокладочного элемента 3 обладает наименьшей теплопередающей способностью при обеспечении повышенной жесткости и прочности элемента с использованием новой структуры армирования разноплотными материалами с учетом того, что полимерное связующее обладает меньшей теплопроводностью, чем армировка. Поэтому боковые стенки 13, 14 со стороны стекол 1, 2 и внутренняя распорная стенка 11 со стороны межстекольного пространства 12 выполнены тонкостенными. Возможные остаточные напряжения локализуются компенсатором напряжения - прямолинейной канавкой 26 и утоненной перемычкой 27. Компенсатор способствует уменьшению упругих и тепловых деформаций изолирующего остекления как при плюсовой, так и при минусовой температуре с минимальным влиянием на прочность скрепления полого прокладочного элемента 3 со стеклами 1, 2 адгезивом 25.

Было изготовлено изолирующее остекление с использованием нового прокладочного элемента 3, стекла 1, 2 брались толщиной 4 мм, расстояние между ними и соответственно размер полого прокладочного элемента в этом пространстве равнялся 9 мм. Полый прокладочный элемент 3 был изготовлен из стекломатов с дифференцированной поверхностной плотностью в указанных стенках 7, 11 и 13, 14, в качестве стекломатов брался материал типа синтепона, соответственно в комбинации со стеклоровингами РБН-20 на основе ненасыщенной полиэфирной смолы типа ПН-1, ПН-609.

Проведенные испытания на функционирование показала положительные результаты, предложенное остекление не имело случаев запотевания, накопления влаги, конденсата и заиндевений. Новое техническое решение хорошо воспроизводимо промышленным способом.

Следует отметить, что могут быть различные варианты выполнения изолирующего остекления в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема технического решения, изложенного в формуле изобретения.

Таким образом, новое техническое решение в совокупности предложенных существенных признаков позволяет достичь новый технический результат как в производстве, так и в эксплуатации, характеризуется соответствием и критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения, на его создание и использование целесообразно обеспечение защиты исключительных прав патентом.