ВЫСОКОМАЧТОВАЯ ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Предлагаемое техническое решение относится к области наземного строительства, а именно - к опорам, предназначенным для установки на них осветительных приборов, видеокамер и прочих устройств различного назначения. Такие опоры устанавливаются на обочинах автодорог, по периметру охраняемой территории, на автостоянках, открытых площадках и т.д. При этом конструкция опоры должна обеспечивать установку на ней осветительных приборов, их обслуживание и замену без использования внешних подъемных приспособлений или устройств.
Известна опора, содержащая ствол, оголовок с тремя лучами, установленный на стволе, корону с тремя штоками, соединенную тремя тросами привода с оголовком, три ловителя, установленные на оголовке (см. каталог фирмы SIDERPALI s.p.a., 40056 CRESPELLANO (ВО) Italy, Via Cassoletta, 4/A, 1991, 5-е издание).
Недостаток этой опоры заключается в том, что ее конструкция во время эксплуатации не обеспечивает исключения возможности попадания в нее влаги в виде капель дождя или снега, и при эксплуатации есть вероятность преждевременного нарушения ее целостности от воздействия эрозии и преждевременного выхода из строя опоры в целом, к разрушению объектов, установленных на ней, и к несчастным случаям.
Наиболее близкой по технической сущности и конструкции к предлагаемому техническому решению является опора, содержащая ствол, оголовок с тремя лучами, установленный на стволе, корону с тремя штоками, соединенную тремя тросами привода с оголовком, три ловителя, установленные на оголовке, которая снабжена установленными на короне тремя языками, выполненными из гибких пластин, и тремя парами ползунов, установленными на концах языков, тремя горизонтальными крышками и тремя вертикальными крышками, оголовок выполнен из трех элементов с двумя плечами П-образной формы, каждое из которых содержит верхнюю полку с выполненным в ней пазом, нижнюю полку с выполненными в ней прямоугольным пазом и пазом в виде полукруга, и стенку с установленными на ней первой направляющей, выполненной в виде пластины, второй направляющей, выполненной в виде пластины, изогнутой Г-образно, и третьей направляющей, выполненной в виде пластины, при этом плечи П-образной формы соединены попарно торцами верхних полок и торцами нижних полок и являются лучами оголовка, соединенные торцами нижние полки являются дном лучей оголовка, соединенные торцами верхние полки являются стенкой лучей оголовка, прямоугольные пазы в соединенных нижних полках являются пазом луча оголовка, пазы в виде полуокружностей в соединенных нижних полках являются цилиндрическим отверстием дна луча оголовка, пазы в соединенных верхних полках являются отверстием верхней стенки луча оголовка, языки проходят через пазы в дне лучей оголовка, а ползуне взаимодействуют с соответствующими им первыми направляющими и вторыми направляющими, ловители установлены на дне лучей оголовка соосно с цилиндрическими отверстиями дна оголовка, а штоки с тросами привода проходят через ловители и цилиндрические отверстия дна лучей оголовка, горизонтальные крышки установлены на верхней стенке лучей оголовка, а вертикальные крышки установлены на торцах лучей оголовка. (Патент №51170 на полезную модель «Опора», F21V 15/00, опубл. 27.01.2006, Бюл. №03).
В соответствии с описанием данное техническое решение работает следующим образом. В исходном состоянии установленной опоры корона находится у оголовка, при этом штоки проходят через сквозные отверстия ловителей, цилиндрические отверстия и расположены в лучах, концы языков проходят через пазы и расположены в лучах, а ползуны взаимодействуют с концами направляющих. Усилие от направляющих, направленное вверх через ползуны и языки передается на корону, уравновешивает вес короны, препятствует перемещению короны вниз. Для спуска короны вниз к основанию ствола оператор подает команду на привод, по которой по тросам на корону передается усилие, направленное вверх, превышающее вес короны, при этом корона перемещается вверх, а с ней перемещаются вверх ползуны. При перемещении вверх ползуны взаимодействуют с направляющими, языки изгибаются. При подъеме ползунов выше конца направляющей, языки занимают свое вертикальное положение, а на привод подается команда, по которой тросы опускают корону вниз, при этом ползуны последовательно взаимодействуют с поверхностями направляющей, при этом языки изгибаются. После прекращения взаимодействия ползунов с поверхностью направляющей языки под воздействием усилия упругой деформации выпрямляются и занимают вертикальное положение, а штоки через цилиндрические отверстия и сквозные отверстия в ловителях выходят из лучей оголовка. На корону, опущенную к основанию ствола, устанавливаются осветительные приборы. Затем по команде оператора включается лебедка привода и соединенные с ней тросы поднимают корону к оголовку, при этом штоки, сквозные отверстия в ловителях и через цилиндрические отверстия входят в лучи оголовка, языки с ползунами проходят через пазы в лучи оголовка, ползуны взаимодействуют с направляющей, при этом языки изгибаются. После прохождения ползунов через зазоры между направляющими языки под воздействием усилия упругой деформации выпрямляются и занимают вертикальное положение, а на привод подается команда, по которой лебедка опускает тросы, соединенная с тросами корона опускается до тех пор, пока ползуны не придут во взаимодействие с концами направляющих. Направляющие надежно удерживают ползуны и вместе с ними удерживают корону с установленными на ней осветительными приборами. По наступлении момента взаимодействия ползунов с концами направляющих на привод подается команда и лебедка останавливается, при этом прекращается перемещение тросов.
Как следует из описания данного технического решения, в нем применяется достаточно сложная конструкция оголовка, обеспечивающего взаимодействие и работоспособность всех составляющих его узлов (частей) в процессе спуска/подъема рамы со светильниками. В частности, используются языки, выполненные из гибких пластин, взаимодействующих в процессе работы с ползунами, направляющими и другими деталями (см. фиг.6, 7 описания). Языки принимают различное состояние (изогнутое - вертикальное - изогнутое-вертикальное) при различных положениях рамы со светильниками. В процессе эксплуатации, в тяжелых (неблагоприятных) погодных условиях (например, высокой влажности, отрицательных температурах, высоких скоростях ветра и т.д.) могут образовываться условия, благоприятные для обледенения (отдельных) составляющих частей, расположенных у вершин опоры, и, как следствие, привести к отказам расположенных там функциональных узлов.
К недостаткам данного технического решения можно отнести следующее. Электрокабели критичны к радиусам роликов шкивов, с помощью которых осуществляется изменение направления его перемещения при подъеме-спуске рамы со светильниками. На фиг.4 из описания к патенту представлен вариант конструкции с использованием двух шкивов для каждого из стальных канатов подвески рамы со светильниками. Очевидно, что радиус роликов шкивов, охватываемых стальными канатами подвески рамы со светильниками, должен определяться снизу минимальными размерами, зависящими от параметров как самого стального каната подвески рамы, так и электрокабеля питания светильников, или иного оборудования, размещаемого по вершине высокомачтовой опоры (что не отражено в описании к патенту). Следует отметить, что электрокабель предъявляет более высокие требования к радиусам роликов шкивов по сравнению со стальными канатами подвески рамы. В описании к патенту не показано, каким образом реализован переход от системы крепления рамы со светильниками, состоящей из трех стальных канатов подвески, минимально необходимых для обеспечения расположения всех светильников, установленных на раме, в одной, как правило, горизонтальной плоскости, к одному стальному канату, наматываемому/сматываемому на барабан лебедки при осуществлении операций спуска /подъема рамы со светильником.
Целями предлагаемого технического решения является упрощение конструкции узла, осуществляющего переход от системы трех стальных канатов, обеспечивающих подвес рамы со светильниками, к одному стальному тросу, сматываемому/наматываемому на барабан лебедки в процессе подъема/спуска рамы со светильниками, и, как следствие, улучшение эксплуатационных характеристик изделия.
Для достижения поставленных целей в высокомачтовой осветительной установке, содержащей металлический ствол, например, многогранной формы переменного по высоте сечения, в нижней части которого выполнена опорная плита, например, в виде фланца, а в верхней - оголовок, раму с установленными на ней несколькими светильниками, причем рама со светильниками удерживается, как минимум, тремя стальными канатами подвески, проходящими через внутреннюю полость верхней части ствола, каждый из стальных канатов подвески, удерживающих раму со светильниками, охватывает узел изменения направления перемещения стального каната подвески, установленный на оголовке, и через внутреннюю полость верхней части ствола закреплен на верхней части анкерной промежуточной подвески, перемещающейся при подъеме-спуске рамы со светильниками внутри внутренней полости нижней части ствола при помощи подъемно-спускового механизма, выполненного, например, в виде лебедки, стальной канат с барабана которого прикреплен к нижней части талрепа, верхняя часть которого прикреплена к нижней части анкерной промежуточной подвески, а электрокабель питания светильников охватывает блок изменения направления перемещения, соосно закрепленный с одним из блоков изменения направления перемещения стального каната подвески рамы со светильниками, причем электрокабель питания с одной стороны подключен к светильникам, установленным на перемещаемой раме, а с другой - к блоку питания, установленному в нижней части ствола; кроме того, анкерная промежуточная подвеска содержит талреп, нижняя вилка которого закрепляется на основании лебедки, например, с помощью шарнирного соединения при нахождении рамы со светильниками в верхнем (рабочем) положении, а верхняя вилка соединена с щеками, которые с одной стороны при помощи коуша соединена со стальным канатом, наматываемым/сматываемым на барабан лебедки, а с другой стороны - через переходной узел, состоящий из составной шпильки и фланца с отверстиями, в которых установлены проходные втулки для пропускания как минимум трех стальных канатов подвески рамы со светильником, жестко закрепленных с помощью зажимов на переходном узле, причем для опускания рамы со светильниками для обслуживания /ремонта нижняя вилка талрепа отсоединяется от основания лебедки с использованием шарнирного соединения.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется описанием варианта его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
- на фиг.1 изображен общий вид высокомачтовой установки с поднятой рамой со светильниками;
- на фиг.2 изображена анкерная (промежуточная) подвеска, с помощью которой осуществляется переход от системы подвески рамы со светильниками, имеющей в своем составе, как минимум, три стальных каната, к тросу, наматываемому на барабан лебедки, осуществляющей спуск/подъем рамы со светильниками.
Предлагаемая высокомачтовая установка (фиг.1) содержит молниеотвод (1), оголовок (2), раму (3), кронштейн (4), светильники (5), анкерную (промежуточную) подвеску (6), ствол (7) опоры, лебедку (8), электрощит (9) управления установкой, защитную крышку (10), фланец (11) крепления к основанию.
На фиг.2 изображен вариант исполнения анкерной подвески, выполняющей функцию перехода от подвески с одним стальным канатом (13), сматываемого/наматываемого на барабан лебедки (8) в процессе опускания/подъема рамы (3) со светильниками (5), подвешенной на трех стальных канатах (22). В состав анкерной подвески входят щеки (17), в нижней части которых с помощью зажимов (14), коуша (15) и болтового соединения (16) крепится одиночный стальной трос (13), сматываемый/наматываемый на барабан лебедки (8). К нижним частям щек (17) крепится также талреп (25), предназначенный для точной регулировки фиксации рамы (3) со светильниками (5) в верхнем рабочем положении. Крепление анкерного узла в нужном положении для обеспечения положения рамы (3) со светильниками (5) в верхнем рабочем положении осуществляется посредством фиксации вилки (26), находящейся в нижней части талрепа (25), на выступе, расположенном на внутренней стенке нижней секции высокомачтовой осветительной опоры (на фиг.1, 2 - не показано). К верхним частям щек (17) с помощью болтовых соединений и коушей (18) крепятся три стальных каната (22), предназначенных для подвески рамы (3) со светильниками (5), закрепленных зажимами (20) и проходящими через проходные втулки (21), установленные в составной шпильке (24). Составная шпилька (24), закрепленная на верхних частях щек (17), предназначена для правильного расположения трех стальных канатов (22) подвески рамы (3) со светильниками и электрокабеля (23), обеспечивающего подачу электроэнергии к светильникам (5).
Работу предлагаемого технического решения можно описать следующим образом. В начальном положении, после установки ствола (7) высокомачтовой осветительной установки в вертикальное положение, рама (3) со светильниками (5) находится в нижнем положении, у поверхности земли, и лебедка (8) обеспечивает положение анкерного устройства (6) в верхнем положении. После установки необходимого светотехнического (или иного) оборудования лебедка (8) должна обеспечить перемещение рамы (2) со светильниками (5) в рабочее (верхнее) положение, у вершины высокомачтовой осветительной установки. Лебедка (8) вращает барабан с намотанным на нем одиночным тросом (13) либо вручную, либо с помощью электродвигателя. В процессе подъема рамы (3) со светильниками (5) анкерное устройство (6) опускается вниз, к основанию высокомачтовой осветительной установки, и после подъема рамы (3) со светильниками (5) на необходимую высоту к вершине высокомачтовой осветительной установки, с помощью вилки (26), соединенной с талрепом (25), фиксируется в заданном положении посредством крепления вилки (26) на скобе, установленной на внутренней стенке ствола высокомачтовой осветительной установки (на фиг.1, 2 - не показано). Центральным узлом анкерной подвески (6) служат щеки (17), которые являются связующим звеном между одиночным тросом (13), сматываемым/наматываемым на барабан лебедки (8) и тремя стальными канатами (22), обеспечивающими подвеску рамы (3) со светильниками (5). Одиночный стальной канат (13) с помощью зажимов (14) и коуша (15) крепится к нижним частям щек (17). Здесь - же крепится талреп (25), заканчивающийся вилкой (26). К верхним частям щек (17) крепятся три стальных каната (22) с помощью зажимов (20) и коушей (18) и электрокабель (23), обеспечивающий подачу энергии к светильникам (5). Взаимное расположение трех стальных канатов (22) и электрокабеля (23) относительно друг друга показано на фиг.3 (вид на торец составной шпильки (24)).
Отличия предлагаемого технического решения от известных заключаются, в основном, в ином исполнении оголовка, в частности, изменении формы его крышки, защищающей все элементы и узлы, расположенные там, от неблагоприятного воздействия внешней окружающей среды, в особенности от осадков, как жидких, так и твердых, особенно при сильных скоростях ветра. Предложен практичный вариант реализации перехода от системы подвеса рамы со светильником, состоящей, как минимум, из трех стальных канатов, к одиночному стальному канату, сматываемому/наматываемому на барабан лебедки в процессе спуска /подъема рамы со светильниками.
Описанный вариант реализации предлагаемого решения, выполненный в соответствии с настоящим описанием, обеспечивает возможность его реализации и достижения указанных выше технических результатов. Само собой разумеется, что им не исчерпываются все возможности осуществления предлагаемого технического решения, охарактеризованного совокупностью признаков, приведенных в формуле полезной модели, как в независимом, так и в последующих пунктах. Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с известными (из патентных, научно-технических, рекламных и др. источников информации) позволяет сделать вывод о том, что объекты техники с такой совокупностью заявленных признаков не известны из предыдущего уровня техники. Новизна предлагаемого технического решения заключается в конкретном конструктивном исполнении высокомачтовой осветительной установки в целом и ее составных частей, в частности, узлов изменения направления перемещения стальных канатов подвески, установленных на оголовке, анкерной промежуточной подвески. Отличительные признаки относятся также к формам выполнения составных частей анкерной промежуточной подвески, их геометрических форм, взаимосвязи. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле полезной модели. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение удовлетворяет требованиям условия (критерия) патентоспособности «новизна».
Заявленное техническое решение относится к области наземного строительства и может быть использовано при разработке и производстве опор, предназначенных для установки на них осветительных приборов, видеокамер и прочих устройств различного назначения. Результаты расчетов, моделирования, проведенных лабораторных и натурных испытаний показали высокую эффективность данного технического решения, заключающуюся в том, что на строительную площадку поступают составные части высокомачтовой осветительной установки, и после окончательной сборки и установки ее в рабочее вертикальное положение обеспечивается ее простое обслуживание. В целом по сравнению с прототипом значительно повышена надежность и долговечность конструкции высокомачтовой осветительной установки, т.е. повышаются ее эксплуатационные характеристики. Модульность конструкции и большое разнообразие возможных вариантов оборудования, устанавливаемого на вершине установки, обеспечивает их широкое применение для самых разнообразных целей. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет требованиям критерия (условия) «промышленная применяемость».