сэндвич-панель с сотовым наполнителем

Формула изобретения

Сэндвич-панель с сотовым наполнителем, содержащая два поверхностных слоя, выполненных из листового материала и размещенный между ними внутренний наполнитель, отличающаяся тем, что внутренний наполнитель выполнен в виде сотовой конструкции с ячейками в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным и открытым основанием расположены попарно встречно друг другу, а оба поверхностных слоя наклеены на внутренний наполнитель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкциям панелей типа сэндвич и применяется в современном промышленном и гражданском строительстве, а именно для изготовления откосных панелей, пластиковых подоконников, панелей для внутренней отделки помещений и для внешней отделки зданий, а также мебельных фасадов.

При изготовлении сэндвич-панелей для различных применений в строительстве к ним предъявляются противоречивые требования. С одной стороны - сохранение формы при различных эксплуатационных воздействиях, а с другой - малая масса на единицу длины конструкции.

Известна слоистая панель (аналог) типа сэндвич [Патент РФ № 2156364, ⁷МПК Е04С 2/292, 2000 г.], которая включает наружную и внутреннюю обшивки, выполненные из алюминиевых или стальных профилированных листов, и размещенный между ними слой из пенопласта или минеральной ваты.

Недостатками известной панели типа сэндвич являются малая продольная и поперечная жесткость, а также большая масса.

Наиболее близкой по назначению и достижению технического результата является панель (прототип) типа сэндвич [Патент РФ № 2032538, ⁷МПК В28В 5/04, В29С 39/20, 1995 г.], состоящая из листов обшивки с огнезащитным и средним слоем утеплителя, выполненным из заливочного пенопласта.

Недостатком данной панели является малая продольная и поперечная жесткость при большой массе на единицу длины конструкции.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение повышения продольной и поперечной жесткости конструкции сэндвич-панели при снижении ее массы на единицу длины.

Технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве, состоящем из двух поверхностных слоев, выполненных из листового материала, и внутреннего наполнителя, размещенного между ними, внутренний наполнитель выполняется в виде сотовой конструкции с ячейками в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным и открытым основанием расположены попарно встречно друг другу, а оба поверхностных слоя наклеены на внутренний наполнитель.

Применение внутреннего наполнителя, выполненного в виде сотовой конструкции с ячейками в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным и открытым основанием расположены попарно встречно друг другу, а также приклейка поверхностных слоев к заглушенному основанию полых призм повышают поперечную жесткость конструкции сэндвич-панели при снижении ее массы на единицу длинны.

Проведенный анализ уровня техники позволяет установить, что заявляемое устройство, характеризующееся совокупностью признаков, такими как выполнение внутреннего наполнителя в виде сотовой конструкции с ячейками в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным и открытым основанием расположены попарно встречно друг другу, а оба поверхностных слоя наклеены на внутренний наполнитель, идентичных всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, отсутствует, что указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию охраноспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого устройства, показали, что в общедоступных источниках информации не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками, а именно выполнение внутреннего наполнителя в виде сотовой конструкции с ячейками в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным и открытым основанием расположены попарно встречно друг другу, а оба поверхностных слоя наклеены на внутренний наполнитель.

Из уровня техники также не подтверждена известность влияния отличительных признаков заявляемого устройства на полученный технический результат - повышение продольной и поперечной жесткости конструкции сэндвич-панели при снижении ее массы на единицу длины, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Изобретение «Сэндвич-панель с сотовым наполнителем» промышленно применимо, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его осуществления, работоспособность и воспроизводимость, так как для реализации заявленного устройства могут быть использованы известные материалы и стандартное оборудование.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана сэндвич-панель с сотовым наполнителем, вид сбоку, а на фиг.2 показана сэндвич-панель с сотовым наполнителем, вид сверху. При этом на фиг.2 часть верхнего поверхностного слоя условно срезана.

Сэндвич-панель с сотовым наполнителем состоит (фиг.1) из двух поверхностных слоев 1-1, 1-2, выполненных из листового материала, и расположенной между ними сотовой конструкции (наполнителя) 2, которая, в свою очередь, состоит (фиг.2) из ячеек в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным основанием 3 и открытым основанием 4 расположены попарно встречно друг другу. При этом оба поверхностных слоя 1-1, 1-2 наклеены на сотовую конструкцию 2.

Сэндвич-панель с сотовым наполнителем работает следующим образом. Поверхностные слои 1-1, 1-2 обеспечивают прочность панели при поперечном и продольном изгибе, а сотовая конструкция 2 обеспечивает жесткость устройства при поперечном и продольном изгибе. Заглушенные основания призм (ячеек) 3 и 4 служат площадками для приклеивания поверхностных слоев 1-1, 1-2.

Предложенная сэндвич-панель с сотовым наполнителем может быть изготовлена из следующих материалов.

Поверхностные слои 1-1, 1-2 могут быть изготовлены из полихлорвиниловых (ПХВ) листов или металла, а сотовая конструкция 2 - из полимерных или алигомерных материалов.

Наклейка поверхностных слоев 1-1, 1-2 на сотовую конструкцию 2 производится с помощью клеевой композиции, состоящей из смоляной части и отвердителя. Этот процесс стандартный. В настоящее время на рынке представлено большое количество оборудования для склеивания сэндвич-панелей.

Производство сотовой конструкции 2 (ячеечного наполнителя) может осуществляться по технологии термоформования листовых и пленочных полиномов по специальным формам (в нашем случае - правильных полых призм с шестиугольным основанием). Технология термоформования листовых и пленочных полимеров основана на использовании высокоэластичных свойств полимерной заготовки, получаемых при ее нагревании в определенном диапазоне температур. Под действием давления (от 0,01 МПа) на поверхность разогретой до эластичного состояния заготовки происходит ее пластическая (необратимая) деформация. Если преградой на пути деформации полимерного листа поставить оформляющую поверхность, то в результате, после охлаждения полимера, получится ее пластмассовая копия.

В случае, если толщина материала, из которого изготавливается сотовая конструкция 2 (ячеечный наполнитель), позволяет надежно приклеивать к ней поверхностные слои 1-1, 1-2, то может осуществляться на специальном оборудовании за счет последовательного выполнения операций сгибания и склеивания пластиковой полосы. При этом все призмы могут быть выполнены с открытым основанием 4.

Ширина сэндвич-панели с сотовым наполнителем может изменяться в зависимости от потребности и соответствовать стандартам ширины серийно выпускаемых ПВХ листов 2200-2440 мм, при их толщине от 0,3 до 3 мм. Высота сотовой конструкции 2 может варьироваться от 10 мм до 50 мм. Необходимая высота сэндвич-панели с сотовым наполнителем достигается изменением оснастки при производстве сотовой конструкции 2 за счет варьирования высоты Н и радиуса R (в нашем случае - описанной окружности вокруг шестиугольного основания правильных призм) ячеек сотовой конструкции 2. Причем с помощью инженерных расчетов определено оптимальное соотношение (по критерию «минимизации массы на единицу длины конструкции») радиуса R и высоты Н правильных призм. Это соотношение имеет вид: Н=2,5 R.

Пример конкретного выполнения: ширина сэндвич-панели с сотовым наполнителем - 1000 мм, длина - 2200 мм, толщина поверхностных слоев - 1 мм (каждый), высота сотовой конструкции - 10 мм, радиус ячеек сотовой конструкции - 4 мм.

Таким образом, построение сэндвич-панели с сотовым наполнителем в виде двух поверхностных слоев, выполненных из листового материала, и размещенного между ними внутреннего наполнителя, который выполнен в виде сотовой конструкции с ячейками в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным и открытым основанием расположены попарно встречно друг другу, а оба поверхностных слоя наклеены на внутренний наполнитель, позволяет обеспечить повышение продольной и поперечной жесткости конструкции при снижении ее массы на единицу длины.