ПОЛНОРОСТОВОЙ ТУРНИКЕТ
FULL HEIGHT TURNSTILE

Предлагаемое изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям, используемым для контролируемого пропуска людей на проходных различного назначения.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является «Полноростовый турникет», содержащий ограждение, плиту механизма с подшипниковым узлом, ротор, установленный с возможностью вращения в подшипниковом узле, соединенные с ротором преграждающие штанги, механизм доводки и позиционирования, механизм фиксации преграждающих штанг, механизм демпфирования доводки преграждающих штанг до исходного положения, выполненный в виде жидкостной муфты, мальтийского креста и диска с толкателями. Механизм демпфирования доводки дополнительно снабжен устройством включения-выключения демпфирования поворота преграждающих штанг, выполненным в виде электромагнита, управляемого от датчиков углового положения преграждающих штанг и взаимодействующего через небольшой зазор с ферромагнитным тормозным диском. Вращающийся корпус жидкостной муфты жестко и соосно соединен с мальтийским крестом, а вал муфты соединен с ферромагнитным тормозным диском (см. патент RU 2408773, МПК E06B 11/08, дата публ. 10.01.2011).
Недостатком данного турникета является то, что, во-первых, в нем используется тормозной диск большого диаметра с высокими требованиями к его плоскостности, так как для стабильной работы в паре с плоским электромагнитом нужен одинаковый зазор между ними при любом угле поворота тормозного диска. Более надежным и экономичным решением является использование стандартной тормозной муфты, обычно устанавливаемой в станках, которую в целях уменьшения ее габаритов и стоимости целесообразно установить не на роторе турникета, а на другом, связанном с ротором повышающей передачей валу.
Другим недостатком прототипа является то, что из-за больших инерционных масс полноростового турникета, требующих плавного торможения, в прототипе применен дорогостоящий мальтийский механизм больших размеров. Его применение было вызвано следующей причиной: чтобы реализовать эффективное демпфирование (торможение при подходе к исходному положению преграждающих штанг) ротора турникета, необходимо увеличить момент сопротивления жидкостной муфты. Теоретически это можно сделать двумя способами: первый - увеличить диаметр жидкостной муфты, но это трудновыполнимо из-за сложности и большой стоимости обработки больших заготовок с высокой точностью, сложности обеспечения точности при сборке, увеличения температурных и других поводок дисков жидкостной муфты больших диаметров, в том числе и в процессе эксплуатации; кроме того, габариты муфты в этом случае увеличиваются не только по диаметру, но и по высоте, что нежелательно для механизмов полноростовых турникетов, так как часто есть ограничения по высоте турникетов из-за наличия невысоких потолков помещений; второй способ увеличения момента сопротивления жидкостной муфты - повысить скорость вращения муфты, так как момент ее сопротивления (торможения) прямо пропорционален угловой частоте вращения ротора муфты относительно статора. В прототипе эту задачу решает мальтийский механизм, однако, как уже было сказано выше, изготовление высокоточного мальтийского механизма больших размеров представляет сложную техническую задачу (в неточном же механизме приходится вводить зазоры между движущимися частями, что приводит к появлению стуков при работе механизма, а стуки, как известно, не только являются раздражающим слух фактором, но и могут быть причиной поломок в процессе эксплуатации).
Задачу повышения частоты вращения жидкостной муфты в механизмах больших габаритов можно легко реализовать простой, недорогой, надежной (благодаря отсутствию проскальзывания) и бесшумной зубчато-ременной повышающей передачей. Она располагается в горизонтальной плоскости и не увеличивает существенно высоту механизма турникета. Кроме того, одновременно с увеличением момента сопротивления жидкостной муфты мы получаем понижающую передачу от жидкостной муфты к ротору турникета, что еще больше увеличивает тормозной момент на роторе турникета.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в применении более технологичного и надежного механизма демпфирования поворота преграждающих штанг при проходе через турникет, что повышает плавность работы и надежность турникета и снижает затраты на его изготовление.
Достижение указанного результата обеспечивается за счет того, что полноростовой турникет содержит ограждение, верхнюю и нижнюю плиты механизма с подшипниковыми узлами, вал механизма, ротор, установленный с возможностью вращения в подшипниковых узлах, соединительную муфту между валом механизма и ротором, соединенные с ротором преграждающие штанги, механизм доводки и позиционирования, механизм стопорения ротора, механизм демпфирования доводки преграждающих штанг до исходного положения, блок электронного управления, датчик углового положения ротора, световую индикацию и пульт дистанционного управления.
В соответствии с изобретением механизм демпфирования доводки выполнен в виде жидкостной муфты, электромагнитной тормозной муфты и повышающей передачи от вала механизма к жидкостной муфте, при этом ведущая часть жидкостной муфты жестко и соосно соединена с ведомым шкивом повышающей передачи, а ведомая часть жидкостной муфты жестко и соосно связана с подвижной частью электромагнитной тормозной муфты.
Кроме того, повышающая передача выполнена зубчато-ременной.
Конструкция полноростового турникета поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид турникета спереди.
На фиг.2 представлен общий вид турникета сверху.
На фиг.3 представлен вид механизма демпфирования доводки спереди.
На фиг.4 - вид механизма демпфирования доводки сверху (механизм стопорения ротора турникета на фиг.3 и 4 условно не показан).
Полноростовой турникет содержит неподвижное ограждение 1, механизм 2 турникета, ротор 3 с преграждающими штангами 4. Механизм турникета состоит из механизма доводки и позиционирования, механизма стопорения ротора турникета, механизма демпфирования доводки преграждающих штанг до исходного положения. Связь механизма 2 турникета и ротора 3 осуществляется через соединительную муфту 5.
Механизм доводки и позиционирования обеспечивает точное расположение в исходном положении преграждающих штанг 4 после прохода человека через турникет. Как видно на фиг.3, ротор 3 турникета соединен с валом 6 механизма через муфту 5. Подшипниковые узлы 7 жестко закреплены на нижней 8 и верхней 9 плитах механизма, в свою очередь, жестко установленных на ограждении 1 турникета. На валу 6 жестко установлены ведущий шкив 10 повышающей передачи и диск 11 доводки и позиционирования преграждающих штанг. На диске 11 жестко установлены упоры 12, в частном случае цилиндрические, которые совместно с подпружиненным толкателем 13 и коромыслом 14 обеспечивают доводку и позиционирование в исходном положении преграждающих штанг 4. Коромыслу 14 придана возможность поворота вокруг оси 15, жестко закрепленной на плите 8 механизма. Усилие прижатия толкателя 13 коромысла 14 к упорам 12 регулируют натяжным устройством, состоящим из пружины 16, винта 17 со стопорной гайкой и опоры с резьбовым отверстием 18, жестко установленной на плите 8 механизма.
Механизм демпфирования доводки преграждающих штанг 4 до исходного положения (фиг.3 и 4) включает, во-первых, жидкостную муфту, состоящую из двух поворачивающихся относительно друг друга частей 19 и 21. При этом одна часть (ведущая) - корпус 19 жидкостной муфты - жестко и соосно соединена с ведомым шкивом 20, а вторая часть (ведомая) - ротор 21 жидкостной муфты - жестко и соосно соединена с подвижной частью 22 электромагнитной тормозной муфты (например, с помощью шлицевого соединения). Ротор 21 жидкостной муфты состоит из диска ротора, вращающегося в вязкой жидкости, и вала ротора, соединенных между собой жестко и соосно, например, с помощью штифта. Обе части жидкостной муфты соединены таким образом, что между ними имеется полость, заполненная вязкой жидкостью, которая создает вязкое сопротивление вращению ротора 21 муфты относительно ее корпуса 19. Ведущий и ведомый шкивы повышающей передачи зафиксированы на своих осях, например, с помощью шпонок и соединены между собой зубчатым ремнем 23. Электромагнитная тормозная муфта кроме подвижной части 22 имеет также неподвижную часть 24, жестко соединенную с верхней плитой 9 механизма. Кроме того, на валу 6 механизма установлен датчик 25 углового положения ротора 3 турникета.
При вращении преграждающих штанг 4 и ротора 3 ведущий шкив 10 повышающей передачи через зубчатый ремень 23 вращает ведомый шкив 20, а вместе с ним и корпус 19 жидкостной муфты. При вращении корпуса 19 жидкостной муфты придается вращение также и ротору 21 жидкостной муфты, а вместе с ним и подвижной части 22 электромагнитной тормозной муфты. Когда электромагнитная тормозная муфта выключена, то обе части жидкостной муфты и подвижная часть 22 электромагнитной тормозной муфты вращаются почти одновременно, так как отсутствует сопротивление их вращению. Когда электромагнитная тормозная муфта включена, то подвижная часть 22 электромагнитной тормозной муфты удерживается от вращения неподвижной частью 24 электромагнитной тормозной муфты, при этом удерживается от вращения и ротор 21 жидкостной муфты.
Между корпусом 19 и ротором 21 жидкостной муфты возникает относительное вращение с большой угловой скоростью, что приводит к появлению большого тормозного момента, останавливающего ротор 21 жидкостной муфты. Вместе с этим через шкив 20 ремень 23 и шкив 10 производят торможение ротора 3 турникета. Команда, определяющая момент включения электромагнитной тормозной муфты, подается блоком электронного управления в соответствии с сигналом от датчика 25 углового положения ротора 3 турникета. Подавая и убирая напряжение на электромагнитную тормозную муфту в нужные моменты времени, можно добиться оптимальной работы турникета, обеспечивающей максимальную пропускную способность турникета и одновременно удобство в его эксплуатации.