CN106522805B - 一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，主要包括防盗窗栅栏，防盗窗栅栏可以是整体固化成形也可以是组装结构；防盗窗栅栏由形状记忆聚合物材料制作，其预变形后与墙体直接连接或通过紧固件连接；所述预变形后的防盗窗栅栏受热后发生形状恢复，形状恢复过程中防盗窗栅栏与墙体发生分离或者防盗窗栅栏发生自拆卸，被困室内人员便可通过窗口进行逃生。所述防盗窗栅栏还可以通过窗框与墙体形成连接。本发明既解决了目前金属结构防盗窗锈蚀脱落的安全隐患问题，同时避免了现有的具有逃生功能的防盗窗上逃生装置结构设置复杂的问题，提高了防盗窗逃生的可靠性。此外本发明专利涉及的防盗窗具有更好经济性且质量更轻的优点。

Description

一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗。

背景技术

当前，有很多居民家中安装了防盗窗用以保证家中的生命和财产安全。日常生活中的多见的防盗窗几乎都是金属材质的。金属材质的防盗窗以其坚固和可靠等优点在一定程度上保护了居民住户的室内安全，但这种防盗窗会因为阳光雨水长时间的影响作用避免不了锈蚀的问题。锈蚀的防盗窗便失去防盗的作用，并且一旦从窗户上脱落，将会对楼下人们的生命和财产带来威胁，这是很大的安全隐患。此外，一方面，由于仅仅考虑防盗功能，忽略了消防安全的要求，传统的防盗窗常常被打入墙体的膨胀螺栓整体牢牢地固定在墙体上。一旦发生火灾等意外灾害，人们在无法选择通过大门逃生时，就会被牢牢地封闭在室内，从而造成严重的伤亡，这种惨痛的教训已屡见不鲜。另一方面，虽然一些防盗窗考虑到了消防安全要求，在防盗窗上加装有带有锁具的逃生窗，但是在火灾等紧急状况发生时，在实际使用情况下，人们常常因找不到钥匙而无法打开逃生窗扇，最终同样会酿成严重的伤亡事故。此外，现有的具有逃生功能的防盗窗上逃生装置往往设置了复杂的机械结构，逃生功能的可靠性不能得到有效保证。

所以传统的防盗窗在起到防盗作用的同时也带来了很大的其他方面的安全隐患。现有的具有逃生功能的防盗窗的逃生功能得不到有效和可靠的保证。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中的问题，本发明提出了一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，提供应急速度快、可靠性高、耐锈蚀的应急逃生防盗窗，以解决上述的防盗窗问题。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，主要包括防盗窗栅栏，所述栅栏为经过预变形处理的形状记忆材料制成。

进一步地，所述防盗窗栅栏的中间主体部分与边缘部分均具有形状记忆效应，所述边缘部分具有弯曲预变形或拉伸预变形；所述防盗窗栅栏能够通过边缘部分的弯曲预变形或拉伸预变形直接固定到墙体或窗框上。

进一步地，所述防盗窗栅栏具有拉伸预变形并通过紧固件固定在墙体或窗框上，所述紧 固件为经过预变形处理的形状记忆材料制成。

进一步地，所述防盗窗栅栏的中间主体部分由多个可拼接的组装单元组装而成，所述组装单元为经过预变形处理的形状记忆材料制成。

进一步地，所述组装而成的防盗窗栅栏通过紧固件固定在墙体或窗框上，所述紧固件为具有螺钉或平头铆钉形状预变形的形状记忆材料制成的。

进一步地，所述组装而成的防盗窗栅栏通过紧固件固定在墙体或窗框上，所述紧固件为非形状记忆材料制成的。

进一步地，位于防盗窗栅栏周边的组装单元的至少一个边缘具有弯曲预变形或拉伸预变形；所述组装而成的防盗窗栅栏能够通过组装单元边缘部分的弯曲预变形或拉伸预变形直接固定到墙体或窗框上。

一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，主要包括不具有形状记忆效应的防盗窗栅栏，所述不具有形状记忆效应的防盗窗栅栏通过紧固件固定在墙体或窗框上，所述紧固件为经过预变形处理的形状记忆材料制成。

进一步地，所述窗框固定连接到墙体上。

进一步地，所述形状记忆材料为纤维增强形状记忆聚合物复合材料、颗粒增强形状记忆聚合物复合材料或纯形状记忆聚合物材料。

本发明所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，主要包括防盗窗栅栏，防盗窗栅栏可以是整体固化成形也可以是组装结构；防盗窗栅栏由形状记忆聚合物材料制作，其预变形后与墙体直接连接或通过紧固件连接；所述预变形后的防盗窗栅栏受热后发生形状回复，形状回复过程中栅栏与墙体发生分离或者栅栏发生自拆卸，被困室内人员便可通过窗口进行逃生。形状记忆聚合物材料的使用解决了目前金属结构防盗窗锈蚀脱落的安全隐患问题，同时避免了现有的具有逃生功能的防盗窗上逃生装置结构设置复杂的问题，提高了防盗窗逃生的可靠性，减少了火灾中人们无法从其他通道逃生情况下的人员伤亡。此外，本发明专利涉及的防盗窗具有更好经济性且质量更轻的优点。

附图说明

图1为本发明所述防盗窗实施例一的结构示意图。

图2为本发明所述防盗窗实施例二的结构示意图。

图3为本发明所述防盗窗实施例三的结构示意图。

图4为本发明所述防盗窗实施例四的结构示意图。

图5为本发明所述防盗窗实施例五的结构示意图。

图中：

1-栅栏，11-中间主体部分，12-边缘部分，13-组装单元，131-榫槽，132-榫头，2-墙体，3-窗框，31-室内侧窗框，32-室外侧窗框，4-紧固件，5-弹簧，6-导电底座。

具体实施方式

为了更清楚的介绍本发明的技术方案，下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例一

如图1中(a)所示，所述基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，包括防盗窗栅栏1，所述防盗窗栅栏1由SiC纳米颗粒增强的环氧形状记忆聚合物材料制作，所述防盗窗栅栏1中间主体部分11和边缘部分12均经过预变形处理，中间主体部分11具有拉伸预变形，所述边缘部分12具有弯曲预变形。对防盗窗栅栏1进行加热，使防盗窗栅栏1中间主体部分11受热发生拉伸预变形、使边缘部分12发生弯曲预变形后穿过墙体2上的孔，并进一步使其尾部发生弯曲预变形，保持预变形力，如图1中(b)所示。待防盗窗栅栏1冷却至环境温度后，与墙体2形成牢固连接，实现防盗功能。

当火灾发生时，防盗窗受热到一定温度，预变形后的防盗窗栅栏1发生形状回复，防盗窗栅栏1弯曲的边缘部分12端部伸直，中间主体部分11整体收缩，防盗窗栅栏1与墙体2发生分离，被困室内人员便可通过窗口进行逃生，如图1中(c)所示。通过调控环氧形状记忆聚合物的成分以及SiC纳米颗粒的含量以及预变形参数等，使上述SiC纳米颗粒增强的环氧形状记忆聚合物材料的形状回复温度高于夏季环境最高温度，以防止在自然环境温度条件下，防盗窗栅栏1与墙体2发生分离，以致防盗窗失去防盗功能。

实施例二

如图2中(a)所示，所述防盗窗栅栏1由聚醚醚酮形状记忆聚合物材料制作。所述防盗窗栅栏1中间主体部分11和边缘部分12均经过预变形处理，中间主体部分11、边缘部分12均具有拉伸预变形。对防盗窗栅栏1进行加热，使防盗窗栅栏1通过发生拉伸预变形，以使其突出主体部分11的端部插入墙体2上与之对应的孔中，从而与墙体2形成稳定连接，实现防盗功能，如图2中(b)所示。

当火灾发生时，防盗窗受热到85℃，预变形后的防盗窗栅栏1发生形状回复，整体收缩，从而与墙体2发生分离，被困室内人员便可通过窗口进行逃生，如图2中(c)所示。通过调控上述形状记忆聚合物材料的组分，使其形状回复温度高于夏季环境最高温度，以防止在自然环境温度条件下，防盗窗栅栏1与墙体2发生分离，以致防盗窗失去防盗功能。

实施例三

如图3中(a)所示，所述防盗窗栅栏1为非形状记忆材料制成的，防盗窗栅栏1的周边 制有若干耳板，耳板上开有通孔，与之对应的墙壁上开有盲孔。所述防盗窗栅栏1通过紧固件4与墙体2形成连接，如图3中(b)所示，所述紧固件4由聚醚醚酮形状记忆聚合物材料制作而成，形状记忆聚合物材质紧固件4为螺钉或平头铆钉形状。形状记忆聚合物材质紧固件4的初始尺寸小于防盗窗栅栏1上通孔和与通孔对应的墙壁上盲孔的尺寸。装配时将螺钉或平头铆钉形状的形状记忆聚合物材质紧固件4穿过防盗窗栅栏1上的通孔且穿入与通孔对应的墙壁上的盲孔内，随后对紧固件4进行加热，对其进行压缩预变形并保持预变形力以使其与墙体2上的孔实现紧密无间隙配合。当紧固件4冷却至环境温度时，其形状固定，防盗窗栅栏1与墙体2形成牢固连接，实现防盗功能。

当火灾发生，温度升高到预变形的形状回复温度时，该预变形的紧固件4受热发生形状回复，尺寸减小，防盗窗栅栏1与墙体2的连接破坏，如图3中(c)所示。

所述防盗窗栅栏1也可以采用具有形状记忆效应的聚合物材料制成，对防盗窗栅栏1进行加热，使防盗窗栅栏1受热发生拉伸预变形直至其上各通孔的位置与墙体2上各盲孔的位置一一相对应，并保持预变形力，待防盗窗栅栏1冷却至环境温度后，其形状固定。当火灾发生，温度升高到预变形的形状回复温度时，该预变形的紧固件4受热发生形状回复，尺寸减小，防盗窗栅栏1与墙体2的连接破坏。同时防盗窗栅栏1受热发生形状回复，整体收缩，尺寸减小。在防盗窗栅栏1形状回复力的作用下，防盗窗栅栏1与墙体2发生完全自分离，被困室内人员便可通过窗口进行逃生。

通过调控上述形状记忆聚合物材料的组分，使其形状回复温度高于夏季环境最高温度，以防止在自然环境温度条件下，紧固件4与墙体2、防盗窗栅栏1与墙体2发生分离，以致防盗窗失去防盗功能。

实施例四

如图4(a)所示，所述防盗窗栅栏1由碳纤维增强环氧树脂形状记忆聚合物材料制作，为一种电致型形状记忆聚合物。所述防盗窗栅栏1中间主体部分11和边缘部分12均经过预变形处理，中间主体部分11具有拉伸预变形，边缘部分12为具有开口的端部，所述具有开口的端部具有弯曲预变形，预变形处理后开口向两边张开成平角，形成T型，如图4(b)所示。

如图4(c)所示，所述窗框3由室内侧窗框31和外侧窗框32两部分构成，上述室内侧窗框31四周各内侧面上开有1/2T型沟槽，相对应地，室外侧窗框32四周各内侧面上开有相同1/2T型沟槽，室内侧窗框31和室外侧窗框32两部分通过常规紧固件4装配组合成窗框3。如图4(d)所示，预变形后端部开口张开为T型的边缘部分12与室内侧窗框31和室外侧窗框32装配后形成的T型槽形成连接，防盗窗栅栏1与窗框3组合为窗体。上述窗体由膨胀螺栓穿过窗体上的通孔与墙体2形成牢固连接，实现防盗功能，如图4(e)所示。

如图4中(c)、(d)所示，上述窗框3左、右内侧面上开有长方形孔，长方形孔底面上开有柱形沉孔。弹簧5安置在沉孔的大孔中，导电底座6安置在长方形孔里。在弹簧5弹性回复力作用下，导电底座6与防盗窗栅栏1能保持紧密接触。接入自动控制电路的正、负极的两根导线通过沉孔的小孔分别接到左、右导电底座上，构成控制电路的回路。所述控制电路由火灾警报器动作接通，火灾警报同时，自动控制电路形成闭合通路，对电致型形状记忆聚合物材料复合材料制作的防盗窗栅栏1加热以使其发生形状回复，防盗窗发生自拆卸，被困室内人员便可通过窗口进行逃生，如图4(f)。弹簧5的作用保证了在防盗窗栅栏1与窗框3分离的过程中导电底座6与防盗窗栅栏1始终保持紧密的接触，从而实现对防盗窗栅栏1的持续加热。所述控制电路为一种自动微电流浮充电电路，在普通家用电路遭受大火破坏时，可自动切换为其他供电电源。通过调控上述形状记忆聚合物材料的组分，使其形状回复温度高于夏季环境最高温度，以防止在自然环境温度条件下，防盗窗栅栏1与窗框3发生分离，以致防盗窗失去防盗功能。

实施例五

如图5(a)所示，所述防盗窗栅栏1有若干个可拼接的组装单元13组装而成，所述组装单元具有为经过拉伸预变形处理的氰酸酯形状记忆聚合物材料制成。相邻两个组装单元相对的侧边上分别开有榫槽131、制有榫头132，各组装单元通过槽口榫结构拼装组合为整个防盗窗栅栏1。在最外围组装单元上与墙体2内侧面相对的边上制有若干耳板，耳板上开有通孔，相对应地，墙壁上开有盲孔。各组装单元组装成防盗窗栅栏1后通过常规紧固件4与墙体2形成连接，实现防盗功能，如图5(b)所示。

火灾发生时，经过拉伸预变形的各组装单元受热发生形状回复，尺寸缩小，各槽口榫结构连接破坏，防盗窗栅栏1发生自拆卸，被困室内人员便可通过窗口进行逃生，如图5(c)所示。通过调控上述形状记忆聚合物材料的组分，使其形状回复温度高于夏季环境最高温度，以防止在自然环境温度条件下，防盗窗栅栏1发生自拆卸，以致防盗窗失去防盗功能。

本实施例中，所述紧固件4也可以采用具有螺钉或平头铆钉形状预变形的形状记忆材料制成的紧固件4。位于防盗窗栅栏1周边的组装单元的至少一个边缘具有弯曲预变形或拉伸预变形；所述组装而成的防盗窗栅栏1能够通过组装单元边缘部分12的弯曲预变形或拉伸预变形直接固定到墙体2或窗框3上。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，主要包括防盗窗栅栏（1），所述栅栏（1）为经过预变形处理的形状记忆材料制成。

2.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，所述防盗窗栅栏（1）的中间主体部分（11）与边缘部分（12）均具有形状记忆效应，所述边缘部分（12）具有弯曲预变形或拉伸预变形；所述防盗窗栅栏（1）能够通过边缘部分（12）的弯曲预变形或拉伸预变形直接固定到墙体（2）或窗框（3）上。

3.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，所述防盗窗栅栏（1）具有拉伸预变形并通过紧固件（4）固定在墙体（2）或窗框（3）上，所述紧固件（4）为经过预变形处理的形状记忆材料制成。

4.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，所述防盗窗栅栏（1）由多个可拼接的组装单元组装而成，所述组装单元为经过拉伸预变形处理的形状记忆材料制成。

5.根据权利要求4所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，所述组装而成的防盗窗栅栏（1）通过紧固件（4）固定在墙体（2）或窗框（3）上，所述紧固件（4）为具有螺钉或平头铆钉形状预变形的形状记忆材料制成的。

6.根据权利要求4所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，所述组装而成的防盗窗栅栏（1）通过紧固件（4）固定在墙体（2）或窗框（3）上，所述紧固件（4）为非形状记忆材料制成的。

7.根据权利要求4所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，位于防盗窗栅栏（1）边缘的组装单元的至少一个边缘具有弯曲预变形或拉伸预变形；所述组装而成的防盗窗栅栏（1）能够通过组装单元边缘部分（12）的弯曲预变形或拉伸预变形直接固定到墙体（2）或窗框（3）上。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，所述形状记忆材料为纤维增强形状记忆聚合物复合材料、颗粒增强形状记忆聚合物复合材料或纯形状记忆聚合物材料。

9.根据权利要求2、3、5、6、7中任一项所述的基于形状记忆聚合物的便于逃生的防盗窗，其特征在于，所述的窗框（3）通过紧固件（4）固定到墙体（2）上。