RU2742479C1 - Ship water-gas-resistant door by vinnik leonid - Google Patents
Ship water-gas-resistant door by vinnik leonid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2742479C1 RU2742479C1 RU2020133733A RU2020133733A RU2742479C1 RU 2742479 C1 RU2742479 C1 RU 2742479C1 RU 2020133733 A RU2020133733 A RU 2020133733A RU 2020133733 A RU2020133733 A RU 2020133733A RU 2742479 C1 RU2742479 C1 RU 2742479C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- web
- door
- paragraphs
- leaf
- door according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B5/00—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor
- E06B5/10—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for protection against air-raid or other war-like action; for other protective purposes
- E06B5/12—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for protection against air-raid or other war-like action; for other protective purposes against air pressure, explosion, or gas
Abstract
Description
Судовые двери предназначены для закрытия проемов в корпусных конструкциях, обеспечения сообщения между смежными помещениями, для выхода на открытые участки палубы и т. д. В процессе эксплуатации судовые двери могут подвергаться воздействию воды (в частности, морской), ультрафиолетовых лучей, изменений температур воздуха, а также воздействию повышенного давления окружающей среды (атмосферы, жидкости, газа). На сегодняшний день судовые двери должны соответствовать требованиям Международной конвенции о грузовой марке, КГМ (англ. International Convention on Load Lines), вступившей в силу 1 января 2005 г., требованиям надёжности, живучести и стойкости к внешним воздействиям, эргономики, технологичности, а также соответствовать требованиям ТУ производителя.Ship doors are designed to close openings in hull structures, to provide communication between adjacent rooms, to access open areas of the deck, etc. During operation, ship doors can be exposed to water (in particular, sea), ultraviolet rays, changes in air temperatures, as well as the effect of increased environmental pressure (atmosphere, liquid, gas). Today, ship doors must meet the requirements of the International Convention on Load Lines, KGM, which entered into force on January 1, 2005, the requirements of reliability, survivability and resistance to external influences, ergonomics, manufacturability, and comply with the manufacturer's specifications.
Из уровня техники (см. патент CN109625179 А, МПК B23P15/00, B63B19/08, опубл. 16.04.2019) известна высокопрочная дверь, содержащая раму, полотно и множество подвижных ручек, причем полотно подвижно соединено с одной стороной рамы посредством петель, причем на части полотна расположена уплотнительная планка, соприкасающаяся с рамой двери. Подвижные ручки проходят через полотно и соединяется с карточной пластиной, которая зацепляется с рамой с обоих концов. Средняя часть полотна имеет дугообразную структуру, выступающую вовне от внешней стороны полотна, а дугообразная вогнутая сторона полотна соединена с множеством ступенчатых ребер жесткости, причем ребра жесткости являются изогнутыми с той же кривизной, что и кривизна вогнутой стороны полотна. К недостаткам данного решения можно отнести неравномерную прочность полотна. Вследствие этого силы, возникающие при увеличении давления на полотно, приводят к неравномерной нагрузке на ее поверхность и, как следствие, под действием возникающих внутренних механических напряжений, разрушают конструкцию. Кроме того, сварное соединение ребер жесткости с внутренней стороны в зоне штамповки дугообразной структуры увеличивает вес, усложняет конструкцию, и упрочняет лишь узкое место, но не решает проблему в целом, по всей плоскости.From the state of the art (see patent CN109625179 A, IPC B23P15 / 00, B63B19 / 08, publ. 04/16/2019), a high-strength door is known comprising a frame, a canvas and a plurality of movable handles, the door being movably connected to one side of the frame by means of hinges, and on a part of the leaf there is a sealing strip in contact with the door frame. The movable handles pass through the web and connect to the card plate, which engages with the frame at both ends. The middle part of the web has an arcuate structure protruding outward from the outside of the web, and the arcuate concave side of the web is connected to a plurality of stepped stiffeners, the stiffeners being curved with the same curvature as the curvature of the concave side of the web. The disadvantages of this solution include the uneven strength of the web. As a result, the forces arising from an increase in pressure on the canvas lead to an uneven load on its surface and, as a consequence, under the action of the arising internal mechanical stresses, destroy the structure. In addition, the welded joint of the stiffeners on the inner side in the forging zone of the arcuate structure increases weight, complicates the structure, and strengthens only a bottleneck, but does not solve the problem as a whole, along the entire plane.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является судовая дверь, содержащая раму, полотно двери, имеющее внутреннюю и внешнюю стороны, уплотнительную прокладку, петли, ручку защелки и ручку задрайки, отбортовку, расположенную по краям полотна, и уплотнитель, размещенный по периметру полотна, причем в центре полотна на его внешней стороне выполнено ступенчатое углубление (см. Межгосударственный стандарт ГОСТ 25088-98. Двери судовые. Технические условия, опубл. 01.01.2002). Недостатком известного решения является то, что углубление в центре полотна, выполненное на его внешней стороне, т.е. направленное от внешней стороны к внутренней, хоть и увеличивает прочность полотна, но не существенно снижает сопротивление внешнему давлению. Кроме того, для увеличения прочности полотна (т. е. максимально допустимого внутреннего и внешнего давления), а также при увеличении размеров двери в свету ГОСТ 25088-98 предусматривает увеличение толщины полотна. Однако даже незначительное увеличение толщины полотна приводит к существенному увеличению массы двери, например масса одной из наиболее распространенных дверей составляет около ста тридцати килограмм, что, с учетом множества дверей на судне, приводит к увеличению общей массы судна и негативно сказывается на его ходовых качествах.The closest in technical essence to the proposed invention is a ship door containing a frame, a door leaf having an inner and outer sides, a sealing gasket, hinges, a latch handle and a zadriki handle, a flange located at the edges of the leaf, and a seal placed along the perimeter of the leaf, moreover, a stepped recess is made in the center of the canvas on its outer side (see Interstate standard GOST 25088-98. Ship doors. Specifications, publ. 01.01.2002). The disadvantage of the known solution is that the recess in the center of the web, made on its outer side, i.e. directed from the outside to the inside, although it increases the strength of the canvas, it does not significantly reduce the resistance to external pressure. In addition, in order to increase the strength of the leaf (i.e., the maximum allowable internal and external pressure), as well as with an increase in the size of the door in the light, GOST 25088-98 provides for an increase in the thickness of the leaf. However, even a slight increase in the thickness of the leaf leads to a significant increase in the mass of the door, for example, the mass of one of the most common doors is about one hundred and thirty kilograms, which, taking into account the many doors on the ship, leads to an increase in the total mass of the ship and negatively affects its driving performance.
Технической проблемой является устранение указанных недостатков известного уровня техники и разработка судовой двери, которая, по сравнению с прототипом, при сохранении толщины полотна, характеризуется увеличенной прочностью полотна и более равномерным распределением прочности по поверхности полотна.The technical problem is the elimination of these drawbacks of the prior art and the development of a ship door, which, in comparison with the prototype, while maintaining the thickness of the web, is characterized by an increased strength of the web and a more uniform distribution of strength over the surface of the web.
Технический результат заключается в увеличении прочности конструкции полотна при сохранении его толщины за счет создания конструкции полотна с равномерной или квазиравномерной прочностью поверхности, что обеспечивает равномерное напряжение полотна в продольном и поперечном направлениях. Это позволяет применять меньшую толщину полотна при увеличении размеров в свету двери судовой, а также при увеличении требуемого максимального внешнего давления, и в результате снизить массу судовой двери.The technical result consists in increasing the strength of the web structure while maintaining its thickness due to the creation of a web structure with uniform or quasi-uniform surface strength, which ensures uniform tension of the web in the longitudinal and transverse directions. This makes it possible to use a smaller thickness of the leaf with an increase in the dimensions in the clear of the ship door, as well as with an increase in the required maximum external pressure, and as a result, to reduce the mass of the ship door.
Поставленная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что в предлагаемой судовой водогазонепроницаемой двери, содержащей раму, полотно двери, имеющее внешнюю сторону, расположенную в направлении открытия двери, и внутреннюю сторону, расположенную в направлении закрытия двери, причем полотно подвижно соединено с рамой посредством петель и содержит выпуклость, которая выполнена в центре полотна и имеет форму, схожую с формой полотна, и отбортовку, расположенную по краям полотна, механизм задрайки, установленный на полотне с возможностью запирания двери, по меньшей мере одну ручку, проходящую через полотно и соединенную с механизмом задрайки с возможностью управления им, и уплотнитель, размещенный по периметру полотна,The problem posed is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the proposed marine water-gas-tight door containing a frame, a door leaf having an outer side located in the direction of opening the door and an inner side located in the direction of closing the door, and the leaf is movably connected to frame by means of hinges and contains a bulge, which is made in the center of the canvas and has a shape similar to the shape of the canvas, and a flange located at the edges of the canvas, a zadriki mechanism mounted on the canvas with the ability to lock the door, at least one handle passing through the canvas and connected to the zadrayki mechanism with the ability to control it, and a seal placed along the perimeter of the canvas,
выпуклость полотна выступает от внешней стороны полотна, а отбортовка выступает от внутренней стороны полотна, при этом полотно содержит по меньшей мере один рифт.the convexity of the web protrudes from the outside of the web, and the flange protrudes from the inner side of the web, while the web contains at least one rift.
Выпуклость полотна выполнена ступенчатой, или выпуклость имеет бесступенчатую округлую форму, например, форму поверхности эллипсоида или сфероида. The convexity of the web is made stepped, or the convexity has a stepless rounded shape, for example, the shape of the surface of an ellipsoid or a spheroid.
По меньшей мере один рифт предпочтительно выступает от внешней стороны полотна и/или от внутренней стороны полотна.Preferably at least one rift projects from the outside of the web and / or from the inside of the web.
По меньшей мере часть рифтов расположены на полотне симметрично и/или с равным интервалом.At least some of the rifts are symmetrically and / or evenly spaced on the canvas.
Предпочтительно по меньшей мере один рифт по меньшей мере частично расположен на выпуклости полотна.Preferably, the at least one rift is at least partially located on the convexity of the web.
Дверь также содержит по меньшей мере один прямой рифт, и/или по меньшей мере один криволинейный рифт, и/или по меньшей мере один рифт в виде многоугольника.The door also comprises at least one straight rift and / or at least one curved rift and / or at least one polygon-shaped rift.
По меньшей мере часть рифтов предпочтительно параллельны друг другу.At least some of the rifts are preferably parallel to each other.
Полотно предпочтительно имеет форму прямоугольника со скругленными углами.The web is preferably in the shape of a rectangle with rounded corners.
Предпочтительно толщина материала полотна одинакова по всей площади полотна. Preferably, the thickness of the web material is the same over the entire area of the web.
Дверь предпочтительно содержит уплотнителедержатель, соединенный с полотном двери и расположенный вдоль отбортовки, причем уплотнитель размещен между отбортовкой и уплотнителедержателем. Уплотнителедержатель прикреплен к полотну под острым углом с наклоном в сторону уплотнителя.The door preferably comprises a seal holder connected to the door leaf and located along the flange, the seal being disposed between the flange and the seal holder. The seal holder is attached to the blade at an acute angle with an inclination towards the seal.
Полотно двери выполнено из по меньшей мере одного листа металлопроката, причем направление волокон проката параллельно высоте полотна, или полотно выполнено из полимерного материала, или полотно содержит по меньшей мере один слой из листа металлопроката и по меньшей мере один слой из полимерного материала, нанесенного методом напыления.The door leaf is made of at least one sheet of rolled metal, and the direction of the rolled fibers is parallel to the height of the leaf, or the leaf is made of polymeric material, or the leaf contains at least one layer of rolled metal sheet and at least one layer of polymeric material applied by spraying ...
Отбортовка выполнена как единое целое с полотном, или отбортовка имеет сборную конструкцию, прямые участки которой выполнены как единое целое с полотном, а скругления - из отдельных криволинейных элементов, соединенных с прямыми участками отбортовки.The flanging is made as a whole with the web, or the flanging has a prefabricated structure, the straight sections of which are made as a whole with the canvas, and the fillets are made of separate curvilinear elements connected to the straight sections of the flanging.
На фиг. 1 представлен изометрический вид конструкции судовой водогазонепроницаемой двери согласно изобретению в сборе с рамой в закрытом состоянии.FIG. 1 shows an isometric view of the structure of a water-gas-tight ship door according to the invention, assembled with a frame in a closed state.
На фиг. 2 - то же, в открытом состоянии.FIG. 2 - the same, open.
На фиг. 3 представлен изометрический вид внутренней стороны полотна со ступенчатой выпуклостью, без нанесённых на него рифтов.FIG. 3 shows an isometric view of the inner side of a web with a stepped convexity, without rifts applied to it.
На фиг. 4 представлен изометрический вид внешней стороны полотна со ступенчатой выпуклостью в поперечном разрезе, без нанесённых на него рифтов.FIG. 4 shows an isometric view of the outer side of a web with a stepped bulge in cross section, without the rifts applied to it.
На фиг. 5 представлен изометрический вид заготовки полотна для сборной конструкции отбортовки, без нанесённых на него рифтов.FIG. 5 shows an isometric view of the blank for the prefabricated flanging structure without rifts applied to it.
На фиг. 6 представлен изометрический вид криволинейного элемента, образующего скругленные участки отбортовки сборной конструкции.FIG. 6 is an isometric view of the curved element forming the rounded flange portions of the prefabricated structure.
На фиг. 7 представлен изометрический вид в разрезе конструкции крепления уплотнителя к полотну.FIG. 7 is an isometric cross-sectional view of the structure of fastening the seal to the web.
На фиг. 8 и 9 представлены изометрические виды полотна со ступенчатой выпуклостью, на которых показаны примеры выполнения рифтов.FIG. 8 and 9 show isometric views of a stepped bulge web, showing examples of rifts.
На фиг. 10 представлен изометрический вид в разрезе полотна с бесступенчатой выпуклостью, без нанесённых на него рифтов.FIG. 10 is an isometric cross-sectional view of a continuously variable convex web without rifts applied to it.
Судовая дверь 1 (фиг. 1, 2) содержит раму 2 и полотно 3 двери. Рама 2 выполняет функцию опоры для двери и, как правило, одновременно является комингсом судна. Полотно 3 имеет внешнюю сторону 4 и внутреннюю сторону 5 и подвижно соединено с рамой 2 посредством петель 6. В контексте настоящей заявки под внешней стороной полотна следует понимать сторону, расположенную в направлении открытия двери, а под внутренней стороной - сторону, расположенную в направлении закрытия двери. Таким образом, дверь открывается на внешнюю сторону.The ship door 1 (Fig. 1, 2) contains a
С целью увеличения прочности и стойкости к воздействию внешнего давления (т. е. давления, прижимающего полотно к раме) в центре полотна 3 выполнена выпуклость 7, которая имеет форму, схожую с формой полотна 3. В контексте настоящей заявки под внешним давлением понимается давление, действующее на внешнюю сторону 4 полотна. Выпуклость 7 выполнена на внешней стороне 4 полотна 3, т .е. она выступает от внешней стороны 4 полотна 3, в направлении открытия двери. При таком расположении выпуклость 7 направлена против предполагаемого внешнего давления окружающей среды (атмосферы, жидкости, газа и т. п.). In order to increase the strength and resistance to external pressure (i.e. the pressure pressing the web against the frame), a
Выпуклость 7 может быть выполнена ступенчатой (фиг. 1-5, 8, 9), т. е. содержащей по меньшей мере одну ступеньку со скругленными углами. The
В альтернативном варианте осуществления (фиг. 10), выпуклость 8 может иметь бесступенчатую округлую форму, например, форму поверхности сегмента эллипсоида или сфероида. In an alternative embodiment (FIG. 10), the
Полотно 3 предпочтительно имеет форму прямоугольника со скругленными углами. Это позволяет уменьшить площадь, подверженную воздействию внешнего давления. Толщина материала полотна 3 предпочтительно одинакова по всей площади полотна 3. The
По краям полотна 3 выполнена отбортовка 9 с загибом на внутреннюю сторону 5 полотна 3. Таким образом, отбортовка 9 выступает (направлена) от внутренней стороны 5 полотна 3 в направлении закрытия двери 1.On the edges of the
Отбортовка 9 может быть выполнена как единое целое с полотном 3 (фиг. 3, 4). В качестве альтернативы, отбортовка 9 может иметь сборную конструкцию (фиг. 5, 6), прямые участки 10 которой выполнены как единое целое с полотном 3, а скругления - из отдельных криволинейных элементов 11, соединенных с полотном 3 и с прямыми участками 10 отбортовки 9, например, посредством сварки. The
Судовая дверь 1 также содержит механизм 12 задрайки, установленный на полотне 3 и выполненный с возможностью запирания двери 1, в частности, водогазонепроницаемого задраивания. Конструкция механизма 12 задрайки в целом известна из уровня техники и не будет рассмотрена подробно. С механизмом 12 задрайки соединена по меньшей мере одна ручка 13, проходящая через отверстие 14 в полотне 3 и выполненная с возможностью управления механизмом 12 задрайки. По периметру отбортовки 9, с внутренней стороны полотна 3, размещен уплотнитель 15, обеспечивающий герметичность при запирании двери 1. Уплотнитель 15 представляет собой эластичный материал, выполненный с возможностью осуществления плотного соединения полотна 3 с рамой 2. Для этого рама 2 имеет профиль, специально приспособленный для плотного прилегания уплотнителя 15.The
Полотно 3 может быть выполнено из листа металлопроката, причем направление волокон проката предпочтительно параллельно высоте полотна, что существенно повышает сопротивление давлению на наиболее протяжённом участке, где возможен максимальный прогиб.The
В качестве альтернативы полотно 3 может быть выполнено из полимерного материала. Alternatively, the
Также полотно 3 может быть выполнено многослойным и содержать более одного слоев полотна из листов металлопроката. Слои могут быть скреплены между собой, например, с помощью заклепок. Also, the
Кроме того, полотно 3 может содержать по меньшей мере один слой из листа металлопроката и по меньшей мере один слой из полимерного материала. Слой (слои) полимерного материала может быть нанесён (нанесены) после предварительной очистки поверхности с помощью напыления.In addition, the
Кроме того, полотно 3 может содержать по меньшей мере один слой из натуральных или химических волокон, нанесённых методом горячей выкладки.In addition, the
Кроме того, полотно 3 может содержать по меньшей мере один слой из композитного материала с нанесённым слоем титановой фольги методом горячей выкладки.In addition, the
Многослойные полотна с использованием металла, в том числе титановой фольги, полимерного материала, специальных композитов, с добавлением волокна позволяет получить полотно двери, которое можно использовать, кроме надводных судов, на различных подводных устройствах: батискафов и подводных лодках. Multilayer canvases using metal, including titanium foil, polymer material, special composites, with the addition of fiber, makes it possible to obtain a door leaf that can be used, in addition to surface vessels, on various underwater devices: bathyscaphes and submarines.
Дверь 1 может содержать уплотнителедержатель 16 (фиг. 7), соединенный, например, с помощью сварки, с полотном 3 двери 1 и расположенный вдоль отбортовки 9, причем уплотнитель 15 размещен между отбортовкой 9 и уплотнителедержателем 16. Уплотнителедержатель 16 предназначен для удержания и сохранения целостности уплотнителя 15, а также способствует уменьшению площади прогиба полотна 3.The
Благодаря наличию уплотнителедержателя 16, когда происходит прижатие полотна 3 к раме 2, сокращается площадь прогиба полотна 3, на величину, равную площади от краёв полотна 3 до края уплотнителедержателя 16 по периметру полотна, что еще больше увеличивает прочность полотна 3. Due to the presence of the
Для надёжной фиксации уплотнителя 15, уплотнителедержатель 16 может быть прикреплен к полотну 3 под острым углом с наклоном в сторону уплотнителя 15. To securely fix the
Кроме того, в месте, где происходит соединение полотна 3 с рамой 2 (см. Фиг. 7), уплотнитель 15 может иметь специальный верхний слой с более жёсткой структурой, что улучшает надёжность запирания двери 1. In addition, in the place where the
Как было упомянуто выше, одним из недостатков судовых дверей, известных из уровня техники, является недостаточное сопротивление внешнему давлению, что вызывает необходимость увеличения толщины материала полотна при увеличении размера двери в свету, а также неравномерное распределение прочности по площади полотна.As mentioned above, one of the drawbacks of ship doors known from the prior art is insufficient resistance to external pressure, which necessitates an increase in the thickness of the sheet material with an increase in the size of the door in the light, as well as an uneven distribution of strength over the area of the sheet.
Для устранения данных недостатков полотно 3 содержит по меньшей мере один рифт 17, 18. Указанный по меньшей мере один рифт 17, 18 может представлять собой элемент рельефа, например, продолговатое углубление на внешней стороне 4 полотна 3 (т.е. углубление, выполненное в направлении закрытия двери 1) (далее - вогнутый рифт 17), соответствующее выпуклости на внутренней стороне 5 полотна 3, или продолговатую выпуклость на внешней стороне 4 полотна 3 (т.е. выпуклость, выполненную в направлении открытия двери 1) (далее - выпуклый рифт 18), соответствующую углублению на внутренней стороне 5 полотна 3. Таким образом, по меньшей мере один рифт 17, 18 может выступать от внешней стороны 4 полотна 3 и/или от внутренней стороны 5 полотна 3. To eliminate these drawbacks, the
Предпочтительно по меньшей мере один рифт 17, 18 может быть по меньшей мере частично расположен на выпуклости 7 полотна 3. Таким образом, по меньшей мере один рифт 17, 18 может быть расположен на выпуклости 7 полотна 3, а также частично выходить за ее пределы.Preferably, at least one
Форма и поперечное сечение рифтов 17, 18 могут быть различными. Количество рифтов 17, 18 может определяться на основе размера полотна 3, который зависит от размера двери 1 в свету. Соответственно, при увеличении размера полотна количество рифтов 17, 18 соответственно увеличивается так, чтобы при той же толщине полотна 3 обеспечить требуемую стойкость к внешнему и внутреннему давлению, т.е. прочность полотна 3. The shape and cross-section of the
Кроме того, рифты 17, 18 могут размещаться так, чтобы обеспечить равномерное или квазиравномерное распределение прочности по площади полотна 3 или по меньшей мере по максимально возможной части площади полотна 3. In addition, the
Для обеспечения равномерной прочности по площади полотна 3, предпочтительно размещать по меньшей мере часть рифтов 17, 18 на полотне 3 симметрично и/или с равным интервалом.To ensure uniform strength over the area of the
Таким образом, выполнение рифтов 17, 18 на полотне 3 позволяет избежать необходимости увеличения толщины материала при увеличении размера двери 1 в свету для обеспечения заданной прочности. Это позволяет при изготовлении применять единую минимальную толщину полотна 3 для большинства применяемых размеров в свету судовых дверей независимо от величины внешнего давления, во всём диапазоне напряжённого состояния сплошной среды и в соответствии с принятой конкретной величиной внешнего давления. Например, для всех указанных в ГОСТ 25088-98 размеров полотна (вплоть до максимального размера 1800х750), можно применять минимальную толщину полотна 3 мм для максимального внешнего давления 200 кПа и максимального внутреннего давления 120 кПа.Thus, the implementation of the
Рифты 17, 18 могут быть выполнены с различными размерами и формами, в зависимости от размеров самого полотна 3, для обеспечения требуемой прочности, а также требуемого квазиравномерного распределения прочности. Например, рифты 17, 18 могут быть прямыми, криволинейными, а также ломаными, например, в виде ломаных линий или многоугольников. The
В частности, как показано на фиг. 1, 2, полотно 3 содержит симметрично и равномерно расположенные прямолинейные поперечные (проходящие поперек высоты двери 1) вогнутые рифты 17, расположенные в центральной части полотна 3, криволинейные вогнутые рифты 17, расположенные вблизи углов полотна 3, и прямолинейные продольные (проходящие вдоль высоты двери 1) вогнутые рифты 17, расположенные между криволинейными рифтами. In particular, as shown in FIG. 1, 2, the
В другом примере, показанном на фиг. 8, в центральной части выпуклости 7 рифты могут отсутствовать, а в области перехода от выпуклости 7 полотна 3 к невыпуклой части полотна 3 могут располагаться прямолинейные поперечные и продольные рифты. Так, на фиг. 8 показаны прямолинейные поперечные и продольные выпуклые рифты 18, симметрично и равномерно расположенные на скошенной части выпуклости 7 (т.е. на участке перехода от центральной части выпуклости 7 к невыпуклой части полотна 3) и частично продолжающиеся на невыпуклой части полотна 3. На фиг. 9 показан пример, где полотно 3 содержит поперечные выпуклые рифты 18, а также вогнутые рифты 17 в виде многоугольников, в данном случае - ромбов. Ромбовидные и поперечные рифты симметрично расположены в центральной части выпуклости 7 и на невыпуклой части полотна 3.In another example, shown in FIG. 8, in the central part of the
Геометрические параметры (размеры, форма, расположение, поперечное сечение и т. п.) выпуклости, рифтов и радиусы скруглений могут рассчитываться с использованием компьютерного моделирования, например, на базе широкоизвестного программного обеспечения Creo Parametric®. Оно позволяет, за счёт возможности симуляции реальных напряжений в проектируемом изделии, комплексного набора функций конечно-элементного программного продукта (FEA), анализировать и проверять работу виртуальных 3D-прототипов. Geometric parameters (dimensions, shape, location, cross-section, etc.) of bulges, rifts and fillet radii can be calculated using computer modeling, for example, based on the well-known Creo Parametric® software. It allows, due to the possibility of simulating real stresses in the designed product, a complex set of functions of a finite element software product (FEA), to analyze and check the operation of virtual 3D prototypes.
Методика моделирования включает в себя следующее. Сначала производят анализ напряжённо-деформированного состояния конструкции, с применением системы компьютерного инженерного анализа, в условиях повышенного давления (атмосферы, жидкости, газа), с помощью которой, с учетом оптимальных жёсткостных характеристик полотна, рассчитывают нужные геометрические параметры. The modeling technique includes the following. First, the analysis of the stress-strain state of the structure is carried out, using a computer engineering analysis system, under conditions of increased pressure (atmosphere, liquid, gas), with the help of which, taking into account the optimal stiffness characteristics of the canvas, the required geometric parameters are calculated.
Параметры рассчитывают так, чтобы придать полотну необходимое упрочнение с помощью деформации по всей центральной части с возможным прогибом, которая подвергается наиболее опасному воздействию внешнего давления, с целью создания геометрии центральной части, характеризующейся равномерно распределённым сопротивлением внешним силам, а также равномерно распределённой прочностью в продольном и поперечных направлениях. The parameters are calculated so as to give the web the necessary strengthening by deformation along the entire central part with possible deflection, which is exposed to the most dangerous effect of external pressure, in order to create a geometry of the central part characterized by uniformly distributed resistance to external forces, as well as uniformly distributed strength in the longitudinal and transverse directions.
Рассчитывают размеры, переходные радиусы и радиусы скруглений полотна, ступенчатой выпуклости, радиус скругления отбортовки кромки полотна и радиус отбортовки, количество, размеры, расположение, направление рифтов, с учётом их взаимодействия с конкретной ступенчатой выпуклостью, для каждого размера в свету двери. Формы и размер выпуклости и рифтов на полотне проектируют с расчётом их взаимного влияния друг на друга и взаимодействия с конструкцией полотна, а в итоге - влияния на прочностную характеристику полотна, при известных параметрах внешнего давления, обеспечивая необходимую расчётную жёсткость, так как эти результаты сверяются с рассчитанной заранее прочностью конструкции. Calculate the sizes, transition radii and radii of curvature of the web, stepped bulge, radius of rounding of the flange of the edge of the web and the radius of the flange, the number, size, location, direction of the rifts, taking into account their interaction with a specific stepped bulge, for each size in the door light. The shapes and sizes of bulges and rifts on the canvas are designed with the calculation of their mutual influence on each other and interaction with the structure of the canvas, and as a result - the effect on the strength characteristic of the canvas, with known parameters of external pressure, providing the necessary design stiffness, since these results are checked against the strength of the structure calculated in advance.
Данная методика помогает определить фактические силы, действующие на полотно и их влияние на прочность конструкции. Заложенный предел прочности сверяется с показаниями фактических нагрузок и по заданному алгоритму определяется максимальный прогиб полотна, выше которого происходит превышение прочности конструкции. Если прогиб превышает норму, то необходимо вводить дополнительные меры по упрочнению конструкции. This technique helps to determine the actual forces acting on the canvas and their effect on the strength of the structure. The laid down tensile strength is checked against the readings of the actual loads and, according to a given algorithm, the maximum deflection of the web is determined, above which the strength of the structure is exceeded. If the deflection exceeds the norm, then it is necessary to introduce additional measures to strengthen the structure.
Далее рассмотрим некоторые особенности технологии производства полотна судовой двери согласно изобретению. Next, we will consider some of the features of the production technology of the ship door leaf according to the invention.
На первом этапе производства полотна получают заготовку листового металла. При выкройке листового металла необходимо учитывать то, что металлический прокат имеет анизотропную структуру с наличием волокон проката. Свойства такого проката достаточно хорошо изучены в уровне техники. Таким образом, раскрой материала предпочтительно производить вдоль волокон проката, которые должны находиться по высоте двери, что существенно повышает сопротивляемость давлению на наиболее протяжённой площадке, на которой возможен максимальный прогиб.In the first stage of fabric production, a sheet metal blank is obtained. When cutting sheet metal, it is necessary to take into account the fact that rolled metal has an anisotropic structure with the presence of rolled fibers. The properties of such rolled products are well understood in the prior art. Thus, it is preferable to cut the material along the fibers of the rolled product, which should be along the height of the door, which significantly increases the pressure resistance on the longest area, where the maximum deflection is possible.
После получения раскроенного листа производят гибку - выполнение отбортовки кромки полотна. Как было упомянуто выше, возможны два варианта выполнения отбортовки - как единое целое с полотном и сборная конструкция отбортовки. В обоих вариантах предпочтительно применять гибку с помощью медленной формовки эластичными средами. В отличие от стандартных технологий гибки, известных из уровня техники (например, т.н. «Молот падающий»), технология медленной формовки эластичными средами позволяет влиять на прочность за счет холодной, медленной, многократной, постепенной гибки отбортовок полотна с нужным радиусом, рассчитанным, как было упомянуто выше, с учетом требуемой жесткости. After receiving the cut sheet, bending is performed - flanging the edge of the sheet. As mentioned above, two variants of flanging are possible - as a whole with the web and a prefabricated flanging structure. In both variants, it is preferable to apply bending by slow forming with elastic media. Unlike standard bending technologies known from the prior art (for example, the so-called "Falling hammer"), the technology of slow molding with elastic media makes it possible to influence the strength due to cold, slow, multiple, gradual bending of the flanges of the web with the required radius calculated as mentioned above, taking into account the required rigidity.
Это важно по следующей причине. При больших радиусах гибки положение нейтрального слоя металла почти совпадает с серединой пластического сечения. По мере уменьшения радиуса гибки этот слой смещается к внутренней стороне изгибаемого угла. Величина деформации растянутых и сжатых слоев изгибаемой детали зависит от величины радиуса изгиба и толщины заготовки. Поэтому предпочтительно применять как можно более тонкий лист, что даёт наименьшую разницу изгиба волокон на внешней и внутренней сторонах угла. Кроме того, за счет минимизации утонения материала полотна, повышается его прочность. This is important for the following reason. At large bending radii, the position of the neutral metal layer almost coincides with the middle of the plastic section. As the bending radius decreases, this layer shifts to the inner side of the bending corner. The amount of deformation of the stretched and compressed layers of the bent part depends on the magnitude of the bend radius and the thickness of the workpiece. Therefore, it is preferable to use as thin a sheet as possible, which gives the smallest difference in bending of the fibers on the outer and inner sides of the corner. In addition, by minimizing the thinning of the material of the canvas, its strength is increased.
Особенность выполнения цельной конструкции отбортовки заключается в том, что полотно гнётся одновременно с четырёх сторон, с помощью оборудования медленной формовки эластичными средами, с получением замкнутого контура отбортовки, без применения сварки. The peculiarity of the one-piece flanging design is that the web is bent simultaneously from four sides, using the equipment of slow molding with elastic media, with obtaining a closed flanging contour, without the use of welding.
Для придания конструкции полотна механической жёсткости в центре полотна выполняют выпуклость, выступающую от внешней стороны полотна (т. е. направленную против предполагаемого внешнего давления). Выпуклость может быть ступенчатой или бесступенчатой. В первом случае радиусы скругления ступеньки выполняют с учетом результатов моделирования геометрических параметров. Как и в случае гибки отбортовки, при выполнении выпуклости также предпочтительно применять технологию медленной формовки эластичными средами.To impart mechanical rigidity to the design of the web, a bulge is made in the center of the web, protruding from the outer side of the web (i.e., directed against the assumed external pressure). The bulge can be stepped or stepless. In the first case, the step rounding radii are performed taking into account the results of modeling the geometric parameters. As in the case of the bending of the flange, it is also preferable to use the technology of slow molding with elastic media when making the bulge.
Далее, в соответствии с результатами моделирования геометрических параметров, с целью дополнительного упрочнения полотна, на полотно наносят по меньшей мере один рифт. Предпочтительно, рифт или рифты наносят равномерно, симметрично, по всей поверхности площадки с максимальным возможным прогибом, в том числе на выпуклости. По причинам, упомянутым выше, предпочтительно использовать оборудование для медленной формовки эластичными средами. Further, in accordance with the results of modeling the geometric parameters, in order to further strengthen the web, at least one rift is applied to the web. Preferably, the rift or rifts are applied evenly, symmetrically, over the entire surface of the site with the maximum possible deflection, including on the bulges. For the reasons mentioned above, it is preferable to use equipment for slow molding with elastic media.
Прийти к созданию настоящего технического решения помогла, в том числе, «Гипотеза создания сверхжёсткого тела», выдвинутая автором настоящего изобретения, которая основана на достижениях современной Теории сплошных сред, Квантовой теории и Теории струн. Однако, поскольку данная гипотеза пока обсуждается и является открытой проблемой, конкретные результаты не применялись при расчетах параметров двери судовой согласно изобретению.To come to the creation of this technical solution was helped, among other things, by the "Hypothesis of the creation of a super-rigid body" put forward by the author of the present invention, which is based on the achievements of modern Continuum Theory, Quantum Theory and String Theory. However, since this hypothesis is still being discussed and is an open problem, the specific results were not applied when calculating the parameters of the ship's door according to the invention.
Благодаря изобретению, для большинства применяемых размеров в свету судовых дверей можно использовать единую минимальную толщину полотна, независимо от величины внешнего давления, во всём диапазоне напряжённого состояния сплошной среды и в соответствии с заданной величиной внешнего давления. Thanks to the invention, for most of the dimensions used in the light of ship doors, it is possible to use a single minimum thickness of the leaf, regardless of the magnitude of the external pressure, in the entire range of the stressed state of the continuous medium and in accordance with the given value of the external pressure.
Кроме того, изобретение позволяет минимизировать необходимое для изготовления двери количество штампов, поскольку при единой толщине полотна достаточно одной матрицы на каждый размер двери в свету, что в результате снижает себестоимость продукции и положительно сказывается на ее качестве.In addition, the invention makes it possible to minimize the number of dies required for the manufacture of a door, since with a single sheet thickness, one matrix is sufficient for each door size in the light, which, as a result, reduces the production cost and has a positive effect on its quality.
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133733A RU2742479C1 (en) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Ship water-gas-resistant door by vinnik leonid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133733A RU2742479C1 (en) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Ship water-gas-resistant door by vinnik leonid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2742479C1 true RU2742479C1 (en) | 2021-02-08 |
Family
ID=74554667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020133733A RU2742479C1 (en) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Ship water-gas-resistant door by vinnik leonid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2742479C1 (en) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2105696C1 (en) * | 1996-02-20 | 1998-02-27 | Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения | Shipboard door |
| RU2236529C1 (en) * | 2003-01-09 | 2004-09-20 | Ветошко Александр Александрович | Metal door |
| US7213530B2 (en) * | 2002-02-04 | 2007-05-08 | Kazak Composites, Incorporated | Hatch or door system for securing and sealing openings in marine vessels |
| KR101323834B1 (en) * | 2012-07-19 | 2013-10-31 | 삼성중공업 주식회사 | Wall hatch structure and ship including the same |
| KR20140012355A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | 삼성중공업 주식회사 | Wall hatch structure and ship including the same |
| JP2018176946A (en) * | 2017-04-11 | 2018-11-15 | 三菱重工業株式会社 | Vessel |
| CN209369653U (en) * | 2018-10-22 | 2019-09-10 | 江阴市船舶设备制造有限公司 | Light-duty watertight door |
| CN110816748A (en) * | 2019-09-26 | 2020-02-21 | 江西朝阳机械有限公司 | Marine silence door structure |
| RU2717401C1 (en) * | 2019-05-13 | 2020-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Феррумленд" | Outer loop fast-action water-and-gas steel |
-
2020
- 2020-10-14 RU RU2020133733A patent/RU2742479C1/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2105696C1 (en) * | 1996-02-20 | 1998-02-27 | Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения | Shipboard door |
| US7213530B2 (en) * | 2002-02-04 | 2007-05-08 | Kazak Composites, Incorporated | Hatch or door system for securing and sealing openings in marine vessels |
| RU2236529C1 (en) * | 2003-01-09 | 2004-09-20 | Ветошко Александр Александрович | Metal door |
| KR101323834B1 (en) * | 2012-07-19 | 2013-10-31 | 삼성중공업 주식회사 | Wall hatch structure and ship including the same |
| KR20140012355A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | 삼성중공업 주식회사 | Wall hatch structure and ship including the same |
| JP2018176946A (en) * | 2017-04-11 | 2018-11-15 | 三菱重工業株式会社 | Vessel |
| CN209369653U (en) * | 2018-10-22 | 2019-09-10 | 江阴市船舶设备制造有限公司 | Light-duty watertight door |
| RU2717401C1 (en) * | 2019-05-13 | 2020-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Феррумленд" | Outer loop fast-action water-and-gas steel |
| CN110816748A (en) * | 2019-09-26 | 2020-02-21 | 江西朝阳机械有限公司 | Marine silence door structure |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| GOST 25088-98 SHIP'S DOORS Specifications, 08.08.2001, Fig. 2. * |
| ГОСТ 25088-98 ДВЕРИ СУДОВЫЕ Технические условия, 08.08.2001, рис.2. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zenkert | The handbook of sandwich construction | |
| Fujikubo et al. | Residual hull girder strength of asymmetrically damaged ships-influence of rotation of neutral axis due to damages | |
| RU2742479C1 (en) | Ship water-gas-resistant door by vinnik leonid | |
| Tatsumi et al. | Ultimate strength of container ships subjected to combined hogging moment and bottom local loads, Part 2: An extension of Smith's method | |
| Kwon et al. | Analyses of cracks in thick stiffened plates repaired with single-sided composite patch | |
| BG64462B1 (en) | Collision-resistant double-skin structure | |
| Gao et al. | The resistance of ship web girders in collision and grounding | |
| Rigo et al. | Analysis and design of ship structure | |
| Dhavalikar et al. | Development of empirical formulations of slamming loads for displacement vessels | |
| Hughes | Design of laterally loaded plating—uniform pressure loads | |
| Niklas | Search for optimum geometry of selected steel sandwich panel joints | |
| Gledić et al. | Application of weight function method in the assessment of crack propagation through stiffened panel | |
| Sobey et al. | Comparative optimisation of first principles design methods with classification society rules for boat hull structures | |
| Sobey et al. | Optimisation approaches to design synthesis of marine composite structures | |
| Guerreiro et al. | Structural resistance of lightweight stiffened panels submitted to buckling | |
| Li et al. | Application of the incorporated meshing technique to non-linear FE analysis of hull girder ultimate strength | |
| Islam et al. | Development of Strength Evaluation Methodology for Forward Structures of a Container Ship | |
| Paik et al. | Evaluation of IACS common structural rules in terms of ultimate limit state design and assessment of ship structures | |
| RU2724042C1 (en) | Dry cargo ship hatch cover | |
| WO2023088935A1 (en) | Method for mold-free production of a reliefed component and reliefed component | |
| Graba | Limit loads for centrally cracked square plates under biaxial tension | |
| Sujiatanti et al. | A Study on Buckling/Plastic Collapse Strength of Hatch Cover of Bulk Carrier with U-beam Stiffener | |
| Loscombe | Finite element analysis of small SWATH structures | |
| Bingham et al. | Evaluating the Use of Fiber Composites for Blast Protection on Vessels | |
| Shavelkin | Investigation of the feasibility of using aluminum honeycomb cores in the design of the fin of the aircraft |