Противотаранное управляемое устройство

Заявляемая полезная модель относится к устройствам, в частности к противотаранным управляемым устройствам типа выдвижных столбов в вертикальной плоскости, предназначенных для защиты жизни и здоровья людей, а так же, охраняемых объектов путем создания физического препятствия несанкционированному продвижению транспортных средств на охраняемую территорию и их принудительной остановки.
Известно заградительное устройство, содержащее: шахту, состоящую из кожуха, верхнего фланца и дна; силовую металлическую конструкцию, состоящую из П-образных направляющих, каретки с роликами, нижнего фланца и верхнего фланца; блокирующий элемент; верхнюю пару фланцев (Патент РФ №100605, МПК F41H 11/08, опубл. 20.12.2010).
Общими признаками заградительного устройства с заявленным техническим решением являются наличие: внешнего корпуса, направляющих и кареток с роликами, блокирующего элемента.
Известная конструкция заградительного устройства имеет ряд недостатков:
- привод в виде гидроцилиндра в аварийном (ручном) режиме не позволяет без специальных средств осуществлять перевод блокирующего элемента из нейтрального в рабочее положение, при котором несанкционированный проезд транспортных средств через зону установки устройства невозможен;
- отсутствует жесткая фиксация блокирующего элемента в верхней паре фланцев, что приводит его к вырыванию ударяющим транспортным средством из силовой металлической конструкции с последующим разрушением гидроцилиндра.
Наиболее близким по конструктивному решению и достигаемому техническому результату к заявленной полезной модели является устройство заградительное автоматическое, содержащее корпус-гильзу, заградительный элемент-поршень, привод и систему управления. Гильза состоит из трубы, стойки и фланцев. Поршень состоит из трубы и фланцев. Привод состоит из реверсивного электродвигателя, который имеет два выходных вала. Свободный конец верхнего вала выполнен в виде шестигранного сечения под ключ, в свою очередь свободный конец нижнего вала содержит фланец для крепления ходового винта с гайкой (Патент РФ №110762, МПК E01F 13/00, опубл. 14.04.2011).
Общими признаками устройства заградительного автоматического с заявленным техническим решением являются: наличие внешнего корпуса, блокирующего элемента, ходового винта с гайкой, электродвигателя.
Недостатками известной конструкции устройства заградительного автоматического являются:
- корпус-гильза служит направляющей трения скольжения для заградительного элемента-поршня, что требует постоянного наличия смазки между трущимися поверхностями, и, тем самым, обязывает проводить регулярное обслуживание, а при отсутствии последнего, приводит к быстрому выходу из строя устройства, что в свою очередь, снижает эксплуатационную надежность данного технического решения;
- верхний силовой фланец корпуса-гильзы не обладает развитой поверхностью, усиленной ребрами жесткости для большего включения в работу бетона по восприятию возникающей динамической нагрузки во время таранного удара, что приводит к локальному разрушению в указанном месте фундамента и не обеспечивает требуемой прочности устройства в целом;
- электропривод расположен в верхней части блокирующего элемента, что при воздействии таранного удара транспортным средством, приводит к повреждению его составных частей, таких как электродвигатель и ходовой винт, в свою очередь, все это значительно увеличивает сроки и материальные затраты на восстановление работоспособности устройства.
Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, состоит в повышении надежности, ремонтопригодности и эксплуатационных качеств устройства, а именно, в увеличении стойкости к таранному удару, минимизации деформации/разрушений конструкции, возможности быстрого восстановления работоспособности с минимальными материальными затратами.
Технический результат достигается применением совокупности конструктивных решений. Благодаря конструктивным особенностям противотаранного устройства, а именно: герметичному корпусу с электродвигателем, расположенным в основании устройства, упорному фланцу с внутренней поверхностью в форме конуса, закрепленному в силовом фланце усиленным ребрами жесткости, образуется плотный зацеп с ответной проточкой на блокирующем элементе. Данное конструктивное решение ведет к увеличению стойкости к таранному удару транспортным средством, исключает возможность разрушения обреза фундамента и вырывания блокирующего элемента, обеспечивает возможность быстрого восстановления работоспособности с минимальными материальными затратами после наезда транспортного средства.
Далее заявляемое техническое решение поясняется ссылками на виды, выполненные в ракурсе 3/4.
На фиг. 1 изображен общий вид противотаранного управляемого устройства.
На фиг. 2 изображен фрагмент противотаранного управляемого устройства.
На фиг. 3 изображен фрагмент противотаранного управляемого устройства.
На фиг. 4 изображен общий вид приводного механизма противотаранного управляемого устройства.
На фигурах представлены следующие позиции: 1 - внешний корпус; 2 - силовой фланец; 3 - упорный фланец; 4 - блокирующий элемент; 5 – внутренний корпус; 6 - крышка с заглушкой; 7 - каретка верхнего пояса; 8 - каретка нижнего пояса; 9 - уплотнение; 10 - лицевая пластина; 11 - коробка распределительная; 12 - электродвигатель с тормозом; 13 - герметичный корпус; 14 - стойка; 15 - полый вал; 16 - ходовой винт; 17 - гайка.
Противотаранное управляемое устройство состоит из основных (силовых) и вспомогательных элементов конструкции. Основные элементы обеспечивают требуемую прочность и жесткость устройства при действии силовых факторов, вызванных таранным ударом транспортного средства. Вспомогательные элементы служат для сопряжения и обеспечения требуемой функциональности основных элементов.
К основным элементам конструкции заявляемого технического решения относятся внешний корпус 1, силовой фланец 2, упорный фланец 3, блокирующий элемент 4 и внутренний корпус 5, представленные на фиг. 1, а также железобетонный фундамент (условно не показан).
К вспомогательным элементам конструкции устройства относятся крышка с заглушкой 6, каретка верхнего пояса 7, в количестве 4 шт., каретка нижнего пояса 8, в количестве 2 шт. (фиг. 1), уплотнение 9, лицевая пластина 10 (фиг. 2), коробка распределительная 11 посредством которой осуществляется подключение электродвигателя с тормозом 12, находящегося в герметичном корпусе 13, к которому крепится стойка 14, с расположенными внутри полым валом 15 и ходовым винтом 16 с гайкой 17 (фиг. 4).
Внешний корпус 1 выполнен из стальной тонкостенной трубы круглого сечения, с жестко закрепленным на верхнем торце кольцеобразным силовым фланцем 2, с проточкой, для крепления внутри нее упорного фланца 3 внутреннего корпуса 5 (фиг. 2), а на нижнем торце днищем с отверстием для дренажа. В стенке трубы внешнего корпуса 1 имеется вертикальный паз, закрытый V-образным или П-образным профилем для прокладки электрических кабелей от коробки распределительной 11 до электродвигателя с тормозом 12, расположенного внутри герметичного корпуса 13 (фиг. 1). На внешнем корпусе 1 со стороны силового фланца 2 имеется полость, боковые стенки которой образованы ребрами жесткости, усиливающими стенку трубы внешнего корпуса 1 и силовой фланец 2 (фиг. 1). С лицевой стороны данная полость закрыта металлической крышкой посредством резьбового соединения. В свою очередь, с внутренней стороны имеет проем в стенке трубы внешнего корпуса 1 для обеспечения возможности извлечения коробки распределительной 11 из смонтированного устройства в железобетонный фундамент (фиг. 1).
Блокирующий элемент 4 выполнен из толстостенной стальной трубы круглого сечения, на верхнем торце которой жестко закреплен фланец, соединенный с подшипниковым узлом ходового винта 16 посредством резьбового соединения. Вместе с тем нижний торец трубы обрамляет кольцеобразный фланец, выполняющий роль упора блокирующего элемента 4 о внутренний корпус 5 во время таранного удара транспортным средством. На расстоянии порядка трети длины от нижнего торца блокирующего элемента 4 расположена проточка в форме конуса (фиг. 1).
Внутренний корпус 5 выполнен из тонкостенной стальной трубы круглого сечения с закрепленным на верхнем торце посредством резьбового соединения кольцеобразным упорным фланцем 3 с внутренней поверхностью в форме конуса (фиг. 2), а на нижнем торце фланцем для крепления герметичного корпуса 13, с расположенным внутри электродвигателем с тормозом 12 (фиг. 4). На верхней плоскости упорного фланца 3 расположена проточка, в которую установлено уплотнение 9. Поверх упорного фланца 3 закреплена лицевая пластина 10, несущая декоративные свойства (фиг. 2). Благодаря тому, что упорный фланец 3 имеет разборное соединение с силовым фланцем 2, существует возможность извлекать внутренний корпус 5 совместно с электроприводом из внешнего корпуса 1 смонтированного устройства (фиг. 2). Таким образом, обеспечивается ремонтопригодность изделия.
Стойка 14 выполнена из тонкостенной стальной трубы круглого сечения. По всей длине стойки 14 напротив друг друга жестко крепятся две направляющие, выполненные из равнополочных стальных уголков по которым перемещаются каретки нижнего пояса 8 установленные в нижней части блокирующего элемента 4 и представляющие собой опоры качения (фиг. 3). В верхней части стойки 14 расположены каретки верхнего пояса 7 представляющие собой опоры качения, обеспечивающие устойчивость блокирующего элемента 4 в процессе перемещения (фиг. 1).
Полый вал 15 выполнен из тонкостенной стальной трубы круглого сечения. Нижний конец соединен с выходным валом электродвигателя с тормозом 12 посредством гибкой муфты. В свою очередь к верхнему концу полого вала 15 жестко крепится гайка 17 посредством фланцевого соединения (фиг. 4).
Ходовой винт 16 нижним концом вкручен в гайку 17, а на верхнем конце имеет подшипниковый узел и проточку квадратного сечения, которая в свою очередь взаимодействует с муфтой сцепления, предназначенной для фиксации ходового винта 16 от поворота (фиг. 4).
Работа устройства.
Перевод противотаранного управляемого устройства из нейтрального в рабочее положение и наоборот осуществляется при помощи электродвигателя с тормозом 12. Создаваемый им крутящий момент, посредством гибкой муфты, передается на полый вал 15 с жестко закрепленной гайкой 17. В результате вращения гайки 17, ходовой винт 16, зафиксированный от поворота с помощью муфты сцепления, совершает вертикальное поступательное движение и, тем самым, перемещает блокирующий элемент 4.
Перемещение блокирующего элемента 4 в аварийном (ручном) режиме возможно только после выкручивания заглушки из крышки 6. В результате этого муфта сцепления освобождает ходовой винт 16. На проточку квадратного сечения ходового винта 16 устанавливается ручной дублер, вращение которого позволяет совершать вертикальное поступательное перемещение блокирующего элемента 4. При этом тормоз электродвигателя 12 удерживает полый вал 15 с гайкой 17 от поворота.
В рабочем состоянии блокирующий элемент 4 находится в крайнем верхнем положении (фиг. 1) и во время таранного удара транспортным средством, первым воспринимает возникающую динамическую нагрузку. Являясь консольным стержнем, в заделке блокирующего элемента 4 возникают изгибающий момент и поперечная сила. В свою очередь изгибающий момент раскладывается на пару сил, одна из которых воспринимается упорным фланцем 3 от проточки, расположенной на блокирующем элементе 4, в результате взаимодействия с плотной посадкой конусов указанных элементов (фиг. 2). Далее в работу по восприятию силового воздействия включается силовой фланец 2 усиленный ребрами жесткости, распределяющими нагрузку на железобетонный фундамент. Другая из пары сил воспринимается кольцеобразным фланцем, обрамляющим нижний торец блокирующего элемента 4, который передает нагрузку на внутренний корпус 5. В свою очередь внутренний корпус 5, выбрав зазор, взаимодействует с внешним корпусом 1, вмонтированным в железобетонный фундамент.