本發(fā)明總體上屬于固定支撐件的門的緊固組件的領(lǐng)域；具體地，本發(fā)明涉及具體地在海軍領(lǐng)域中使用的防火門的緊固組件。

背景技術(shù)：

船舶建筑中通常采用的防火門通過焊接接頭或螺栓接頭與船艙壁上的貫穿螺桿連接。

在kr20040045075a中能夠查找到將門固定到剛剛描述的類型的艙壁上的解決方案的實(shí)例。

更具體地，在現(xiàn)有技術(shù)中，使用門的鋼框架與船的鋼板艙壁之間的連接焊接接頭，或者可替換地，使用將框架剛性約束到其所連接的艙壁上的螺栓接頭。

在兩者情況下，由于經(jīng)受波浪載荷的船在操作中，門框不可避免地承受壓力，因?yàn)殚T框剛性連接到艙壁。

此外，先前的解決方案在安裝過程中具有重要性(criticalities)，其需要安裝門所需的大量勞動(dòng)力和時(shí)間的使用。

這樣的臨界性被加到與船的操作有關(guān)的上述問題中，由于傳統(tǒng)連接節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性使得由船的整體載荷產(chǎn)生的應(yīng)力被發(fā)送到門框，從而損害其功能和/或促使框架上的疲勞裂紋(隨之發(fā)生的是設(shè)備壽命減少)。

例如，假設(shè)需要手動(dòng)獲得艙壁中門的殼體隔室，因而實(shí)現(xiàn)的開口的輪廓將會(huì)看起來參差不齊，從而使得要是不對(duì)這樣的輪廓進(jìn)行修整，難以在框架與殘壁之間進(jìn)行焊接。

為了消除部分上述一些缺點(diǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)水平中，還提出將門和艙壁放置在交錯(cuò)的平面上，通過以懸臂方式焊接至艙壁的l型結(jié)構(gòu)連接兩個(gè)元件；通過這樣做，在旨在容納門的框架的拐角中提供配件也消除了該需求，門因此可以制成為具有清晰的邊緣(sharpedge)。事實(shí)上，如在圖4和圖5中可看出的，波浪載荷將應(yīng)力傳輸?shù)酱敖Y(jié)構(gòu)，該應(yīng)力趨向在門隔室附近填充(thicken)區(qū)域c中變?yōu)殛P(guān)鍵；為了避免出現(xiàn)裂紋以及其他疲勞現(xiàn)象，由于從艙壁到框架傳輸?shù)膹埩Φ木植考?，隔室的拐角沿著曲率半徑裝配，這使得不適于在與艙室面共面的平面上安裝門。

此外，門及其支撐框架可以提前安裝在結(jié)構(gòu)上，使得預(yù)先組裝的裝組件可僅在船舶的板上傳遞并且這里通過焊接約束到艙壁。

利用螺栓接頭使得能夠克服艙壁邊緣參差不齊的輪廓的問題，而非打算以另外的方式焊接到門扇的支撐框架上。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，設(shè)想通過沿垂直于艙壁的方向布置的多個(gè)附加接合元件緊固彼此連接的框架與子框架之間的所述艙壁的可能性，框架接合艙壁的面和子框架接合相對(duì)的面(如在圖7中示出的)。由于框架和子框架在兩面上作用而夾持(clasp)艙壁，而不是在隔室的單個(gè)邊緣上，待焊接的輪廓的任何瑕疵或褶皺和/或艙壁的平直度缺陷都不會(huì)影響約束的有效性。此外，為了最佳耐水性，優(yōu)選通過框架和子框架以?shī)A心方式拉緊兩邊的艙壁。

這種配置允許實(shí)現(xiàn)另一優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^附加接合元件完成的約束允許減少穿過艙壁的拉緊元件的數(shù)目，從而使物品的船上安裝沒那么困難。

然而，由于通過螺栓接頭施加于其上的拉緊動(dòng)作，因此配置的連接仍在框架-子框架組件與艙壁之間進(jìn)行剛性約束；因此，由于艙壁傳輸?shù)牟ɡ溯d荷，這種解決方案遭受與框架上過多的應(yīng)力有關(guān)的問題。

此外，由于防火門的門扇的可變形性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于框架(剛性約束到艙壁和/或子框架)的可變形性，相對(duì)于框架，門扇將會(huì)傾向于打開，從而形成熱量和煙霧的通道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是具體地在航海/海軍領(lǐng)域通過在防火門與艙壁之間提供連接消除現(xiàn)有技術(shù)的限制，其使得能夠保護(hù)框架免受可促使裂紋或變形和/或損害安全設(shè)備的功能的過多和反復(fù)的應(yīng)力，甚至從而改善防火能力。

本發(fā)明的另一目的是簡(jiǎn)化將門安裝到艙壁上的操作，從而使安裝待執(zhí)行的操作的數(shù)目和難度最小化。

為了實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，框架和子框架通過螺栓接頭彼此連接，螺紋件沿平行于艙壁的方向布置：因此，框架和子框架不會(huì)經(jīng)受艙壁上的緊固力，而只是維持兩個(gè)相面對(duì)的支架之間的相互距離(分別與框架和子框架成一體)，以便允許相面對(duì)的框架和子框架將艙壁容納在這種支架中，從而可能保留一定間隙。

因此，由于框架與艙壁之間的約束不是剛性的，但成形為以便允許兩個(gè)部件之間的相對(duì)位移，框架上的應(yīng)力不會(huì)達(dá)到引起變形或者疲勞損壞的程度。事實(shí)上，雖然在現(xiàn)有技術(shù)中，艙壁除了通過穿過其中的螺紋件連接至框架之外，還用與擰緊接頭有關(guān)的力夾緊在框架與子框架之間，從而在經(jīng)受約束并引起框架上的強(qiáng)應(yīng)力的部件之間生成高摩擦力，在本發(fā)明中，艙壁與框架僅經(jīng)受位置約束，從而使兩個(gè)元件之間交換的摩擦力最小化。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，通過框架與艙壁之間分離而被引入到約束中的不穩(wěn)定程度使得能夠避免門的干擾現(xiàn)象，該現(xiàn)象是由于從艙壁傳輸?shù)娇蚣艿淖冃我鸬模灰虼?，由于例如波浪載荷引起的艙壁過多變形而使門卡在框架中或者相反門不會(huì)進(jìn)入框架中，從而防止消防設(shè)備正確關(guān)閉的風(fēng)險(xiǎn)消失。顯然，特別是在緊急的情況下，根據(jù)本發(fā)明，作為門的被動(dòng)防鎖死安全設(shè)備的緊固組件的操作確保相對(duì)于已知解決方案的顯著優(yōu)勢(shì)。

此外，由于框架與艙壁之間的機(jī)械分離，來自艙壁并被傳輸?shù)娇蚣艿淖冃?由于全船荷載產(chǎn)生的)最小化，可能在構(gòu)造上的使用更輕便簡(jiǎn)單的框架，從而使得成本更低。

事實(shí)上框架的尺寸必須僅抵抗與門的功能有關(guān)的局部負(fù)荷，而非經(jīng)受住艙壁產(chǎn)生的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力(如同在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中發(fā)生的那樣，其中，剛性約束到艙壁的框架變成船舶的結(jié)構(gòu)元件)。

此外，利用根據(jù)本發(fā)明的艙壁的門的緊固組件，不需要在大量的點(diǎn)中連接框架和子框架(以使約束足夠緊)。相反地，可以幾乎不提供連接點(diǎn)，因?yàn)榭蚣?子框架組件不是剛性連接到艙壁上，并且不會(huì)經(jīng)受特別危險(xiǎn)的應(yīng)力：因此，足以確保前述元件之間最小連接強(qiáng)度，以便確保維持容納艙壁的相對(duì)支架之間的預(yù)定距離。

減少連接點(diǎn)的數(shù)量以及不存在在艙壁上待鉆的孔的可能性而允許緊固框架，并且允許門安裝的成本和時(shí)間顯著降低。

前述特征可實(shí)現(xiàn)的另一優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)門必須承受火災(zāi)條件時(shí)，剛性連接到艙壁的框架自由變形，沿著并遵循門扇(wing)的變形進(jìn)行：因此，消去或者顯著地減少將在門扇與框架之間形成的間隙，并且消防設(shè)備保持其效用、耐熱性和耐煙性(如在圖15中看到的)。墊片確保甚至框架與艙壁之間出現(xiàn)分離時(shí)的阻力。因此，門扇由具延展性的材料制成，具延展性的材料盡管在熱的作用下變形，但確保足夠的耐火性。

圖16示出在傳統(tǒng)的門扇框架組件與根據(jù)本發(fā)明的組件之間形成的間隙之間的比較圖，當(dāng)暴露在從一側(cè)達(dá)到它們的熱源時(shí)：圖中示出了，在傳統(tǒng)的組件(與上曲線相關(guān)聯(lián))中門扇與框架之間的相對(duì)偏差如何顯著地高于根據(jù)本發(fā)明的組件(與下曲線相關(guān)聯(lián))的門扇與框架之間的相對(duì)偏差，從而在組件的部件之間產(chǎn)生寬間隙，影響消防設(shè)備的阻力。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過具有在權(quán)利要求1中限定的特征的組件并通過根據(jù)權(quán)利要求12所述的將門緊固到艙壁的方法實(shí)現(xiàn)了前述以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)。在從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

附圖說明

現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的緊固組件的一些優(yōu)選實(shí)施方式的操作特征和結(jié)構(gòu)特征。參考附圖，在附圖中：

-圖1和圖2分別是船舶的局部縱截面和圖1中的船舶的細(xì)節(jié)的概略立體圖；

-圖3是圖2的細(xì)節(jié)的圖解視圖，圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多個(gè)艙壁，其上安裝多個(gè)門；

-圖4和圖5分別是當(dāng)船舶經(jīng)受波浪載荷時(shí)船舶的船體的垂直截面和門的隔室附近的應(yīng)力圖；

-圖6和圖7是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)艙壁的門的兩個(gè)緊固組件的概略截面圖。

-圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的緊固組件的概略截面圖；

-圖9和圖10分別是圖9中的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式安裝在艙壁上的門的概略圖、軸測(cè)圖、前視圖以及后視圖；

-圖11是圖10的細(xì)節(jié)的概略截面圖；

-圖12和圖13是根據(jù)本發(fā)明的緊固組件的兩個(gè)另一實(shí)施方式的概略截面圖；

-圖14是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的緊固組件的概略截面圖；

-圖15是由于急劇加熱經(jīng)受變形的緊固組件的特征的概略立體圖；

-圖16是當(dāng)通過急劇加熱達(dá)到組件時(shí)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的緊固組件和根據(jù)本發(fā)明的組件隨時(shí)間變化的相對(duì)門框架位移的比較圖。

具體實(shí)施方式

在詳細(xì)地說明本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式之前，應(yīng)當(dāng)清楚本發(fā)明不限于將其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)詳圖和在以下描述中或者在附圖中示出的部件的配置。

首先參考圖1和圖2，船舶5具有多個(gè)艙壁10，在艙壁上可以獲得適于容納防火門11的開口，開口通過框架12與艙壁連接(參見圖3)。

然后參見圖6和圖7，涉及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)防火門11到艙壁10的兩種緊固方案，框架12是具有平行于所述艙壁10的支架12a的擠壓金屬元件。門或門扉或門扇11所鉸接的框架12通過一定數(shù)量的接頭16被剛性地約束到艙壁上。這種接頭可以是螺栓式，或者可以為焊點(diǎn)或連續(xù)焊縫的形式。門扇11由具有足夠的耐火性的具延展性的材料制成；門扇或防火門11優(yōu)選地由具有大于或等于230mpa的屈服應(yīng)力的材料制成；優(yōu)選地，可以使用s235、s275或s355結(jié)構(gòu)鋼。

在圖6中，框架通過穿過所述艙壁10的螺栓接頭16直接地約束到艙壁10上；相反，在圖7的實(shí)例中，通過加強(qiáng)穿過艙壁10的螺栓接頭16進(jìn)行的約束，從而對(duì)框架12的第一支架12a與子框架14的第二支架14a之間的所述艙壁10施加壓力。第二支架14a平行于第一支架12a和艙壁10兩者，并通過沿垂直于艙壁10的方向布置的附加螺栓接頭連接至第一支架12a。因此，第一支架12a將會(huì)面對(duì)艙壁10的第一側(cè)面10a，而第二支架14a將會(huì)面對(duì)艙壁10的第二側(cè)面10b，第二側(cè)面10b與第一側(cè)面10a相反。

正如前面提到的那樣，接頭16將艙壁10剛性保持在所述支架之間，并在兩個(gè)支架12a、14a之間施加擰緊動(dòng)作。接頭16可通過將埋頭螺釘16a耦接至螺母16b制成，螺母與子框架之間可插入墊圈16c。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明艙壁10的門11的緊固組件9的實(shí)施方式。同樣在這種情況下，框架12和子框架14(形成緊固組件9)具有至少部分地相互面對(duì)并平行于艙壁10的兩個(gè)支架12a、14a，所述支架分開第一橫向距離a，該第一橫向距離設(shè)為約束(不扣住)艙壁10。所述距離a可以基本上等于或者大于艙壁10的厚度；可選地，艙壁與框架/子框架之間可能存在間隙，以便于部件之間相互移動(dòng)并進(jìn)一步減少摩擦。

然而，在分別面對(duì)第一側(cè)面10a和第二側(cè)面10b的這種支架12a、14a的部分之間，不存在適于在兩個(gè)支架之間傳輸緊固力的結(jié)點(diǎn)和連接元件。此外，如上所述，接頭不接合也不穿孔于艙壁，從而避免產(chǎn)生不需要的張力并使艙壁從框架有效分離(解耦，decouping)。在本文中示出的實(shí)例中，接頭16布置成以便具有平行于艙壁10的縱向軸線x；可通過相互約束至少一個(gè)主凸緣12b與至少一個(gè)次凸緣14b完成上述類型的連接，至少一個(gè)主凸緣12b與至少一個(gè)次凸緣14b通過前述接頭16分別構(gòu)成框架12和子框架14的部分，所述凸緣機(jī)械地連接至所述第一支架12a和第二支架14a。接頭16可以設(shè)置有防旋出系統(tǒng)以避免在船只操作期間解體的風(fēng)險(xiǎn)。

只要實(shí)現(xiàn)面向艙壁10的支架12a、14a的前述部分之間不耦接以便在支架的所述部分之間產(chǎn)生力的交換，所述主凸緣和次凸緣的數(shù)量和方位以及連接這種凸緣的接頭16的方位是可變的(例如，參見圖14)。

在任何情況下，所述凸緣12b、14b必須相互緊固以便確保面向艙壁10的支架12a、14a的前述部分之間的如預(yù)先確定的第一橫向距離a，使得門到艙壁的緊固約束不是剛性類型的，并且由于緊固作用相對(duì)于在現(xiàn)有技術(shù)預(yù)期的情況低得多，因此從艙壁傳輸?shù)娇蚣艿膽?yīng)力傷害也將更少。在圖14中示出的實(shí)例中，為了確保所述距離a的正確延伸，尤其應(yīng)當(dāng)考慮制造框架和子框架的各種凸緣12b、14b時(shí)的尺寸公差。

根據(jù)實(shí)施方式(未示出)，框架12可以由多個(gè)并置框架區(qū)段或部分構(gòu)成，而不是如在本文中示出的實(shí)例中的整體式。

此外，框架可以由擠制鋁材制成，并通過例如由鋼制成的框架頂部(未示出)制成耐熱的。

子框架14(如在圖10和圖11中看到的)優(yōu)選地包括間隔開并彎曲成直角的多個(gè)板，而不是與框架12完全重疊的單個(gè)連續(xù)的擠塑制件。

根據(jù)未示出的實(shí)施方式，接頭16不是在此描述的螺栓接頭，可以是焊接式，或者可以是互鎖系統(tǒng)。

圖12和圖13示出根據(jù)本發(fā)明的緊固組件的另外兩個(gè)實(shí)施方式，該緊固組件適于允許門11安裝在與艙壁10橫向間隔開的平面上。

貫穿本說明書和權(quán)利要求，表示位置和方位的術(shù)語和表達(dá)(諸如，“縱向”、“橫向”、“垂直的”或者“水平的”)應(yīng)當(dāng)指艙壁10。在圖12中示出的實(shí)例中，包括框架12和所面對(duì)的子框架14的緊固組件與先前描述的情況相似；在本文中示出的實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，除了包括第一附加支架21和第二附加支架22的結(jié)構(gòu)20以外，結(jié)構(gòu)20方便地焊接到一起并剛性連接到艙壁10，框架12和子框架14的組件9沒有直接連接到艙壁。這種附加支架21、22的數(shù)量、尺寸和方位均可變，假設(shè)第二附加支架22成形并定向?yàn)橐员闳菁{在支架的面向框架12和子框架14的第一支架12a和第二支架14a之間；這意味著關(guān)于所述第二附加支架22以及所述第二附加支架連接至緊固組件9的特征，如先前結(jié)合將組件9連接至艙壁10的模式所述的，同樣適用。

如上所述，使用這種結(jié)構(gòu)20允許門相對(duì)于艙壁10置于交錯(cuò)的平面上，同時(shí)由于可以預(yù)先安裝或者在艙壁上改造結(jié)構(gòu)和門使得在船舶的板上安裝門11更加容易。因此，與先前論述的情況的不同之處在于代替艙壁10的緊固組件的第一支架12a和第二支架14a將連接至代替船舶的艙壁10的結(jié)構(gòu)20。

圖13示出可替換實(shí)施方式，也適于將艙壁10與門的門扉11橫向間隔開。在這種情況下，框架12包括一定數(shù)量的主凸緣12b，這些主凸緣沿著垂直于艙壁10的方向相互對(duì)準(zhǔn)并接合，以便在門扉處于封閉的情況中時(shí)增大或者改變艙壁與門扉之間的第二橫向距離b。例如，可以通過焊接將這種主凸緣12b進(jìn)行相互約束(如在圖5中示出的)。

因此，第二橫向距離b將會(huì)取決于這種凸緣12b的數(shù)量和/或在橫向上的延伸(相對(duì)于艙壁10)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，密封元件18可以插入框架12(方便地，在面向艙壁的第一支架12a的部分處)與艙壁10之間，密封元件18可包括密封粘合劑和熱膨脹墊片。根據(jù)實(shí)施方式(未示出)，可替換地或者除置于框架12與艙壁10之間的密封物之外，這種密封物18可以插入于艙壁10與子框架14之間(方便地，在面向艙壁的第二支架14a的部分處)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，其中密封元件18壓縮在框架12與艙壁10之間，在所述框架與艙壁之間具有一定間隙的可能性(例如，通過加寬相對(duì)的支架12a、14a之間的距離a)增加密封元件的功能。事實(shí)上，在溫度升高或者火災(zāi)的危急情況下，熱膨脹墊片可自由增大其體積以占據(jù)整個(gè)間隙并確保密封煙霧或者火焰中的接頭。

密封元件18的密封粘合劑和熱膨脹墊片協(xié)同工作以滿足根據(jù)國(guó)際海事組織(internationalmaritimeorganization，imo)的燃燒試驗(yàn)程序在操作中以及通過標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)兩者中要求的耐煙性和耐燃性的要求。

在試驗(yàn)的第一部分中，即，直至連接節(jié)點(diǎn)在250℃以下的溫度，密封粘合劑將會(huì)確保接頭性能。對(duì)于更高的溫度，密封物可能顯著劣化并且不再能夠發(fā)揮其功能，但是為了接頭密封的目的，熱膨脹墊片開始工作，能夠從大約200℃一直工作到在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的最大溫度。最終，在門安裝在船舶的板上時(shí)以及標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，密封物和熱膨脹墊片的混合使用確保了接頭的密封。

舉例來說，用于密封接頭的粘性材料可以是硅基的，即使具有阻燃的特性，在有限的時(shí)間周期能夠達(dá)到最多250℃的操作溫度并承受高達(dá)300℃的溫度峰值。例如，其他粘合密封劑可以是：

-單組分和雙組分聚亞安酯基的，具有阻燃的特性，適于承受高達(dá)150℃的最高溫度；

-基于混雜類聚合物(hybridpolymers)，具有阻燃的特性，適于承受高達(dá)150℃的最高溫度；

-基于丙烯酸的材料，具有阻燃的特性，適于承受高達(dá)150℃的溫度并且在某些配方中具有優(yōu)異的火焰反應(yīng)特性；

用于制造熱膨脹墊片所使用的材料通常由確保耐高溫性的石墨或其他礦物纖維以及用于利用溫度賦予系統(tǒng)膨脹功能的小百分含量的有機(jī)材料組成?？蛇x地，密封元件18可以完全或部分由商業(yè)上已知為的絕緣材料制成，其特征通過引用結(jié)合在此。

由于包括框架12和子框架14的緊固組件9沒有剛性連接到艙壁10(或結(jié)構(gòu)20的附加支架22)，框架與子框架之間不需要大量的連接接頭，因?yàn)樗粨Q的力與這種接頭直接將框架連接到艙壁或子框架的情況是不可比較的。因此，與傳統(tǒng)解決方案不同，傳統(tǒng)解決方案需要門的整個(gè)周邊連續(xù)焊接，或者對(duì)于螺栓的解決方案，在艙壁(由鋼、鋁合金或其他金屬制成)上鉆幾個(gè)孔，在本發(fā)明中，給定所需的焊接點(diǎn)數(shù)量少以及可以在工作間中在框架上而不是在船的板上在艙壁上鉆孔，安裝操作更容易且不那么繁重。

此外，根據(jù)本發(fā)明艙壁的門的緊固組件允許保護(hù)框架免受通過艙壁波浪載荷傳輸?shù)膽?yīng)力，并且因此防止發(fā)生疲勞現(xiàn)象或?qū)蚣艿钠渌麚p壞，該現(xiàn)象可能影響門的結(jié)構(gòu)完整性和/或操作效率。

已描述了根據(jù)本發(fā)明的緊固組件的各個(gè)方面和實(shí)施方式。應(yīng)理解的是，每一實(shí)施方式可以與任何其他實(shí)施方式結(jié)合。此外，本發(fā)明不限于描述的實(shí)施方式，而且可以在所附權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)改變。