СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗАПОРНО-ПЛОМБИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ ОТ НЕРАЗРУШАЕМОГО ВСКРЫТИЯ
METHOD FOR PROTECTION OF LOCKING AND SEALING DEVICES AGAINST NON-DESTRUCTIVE OPENING

Изобретение относится к области запорно-пломбировочных устройств (ЗПУ) однократного действия и может быть использовано для защиты ЗПУ от несанкционированного вскрытия, совершаемого путем воздействия покупными или кустарно-изготовленными приспособлениями на внутренний механизм блокировки каната через зазор между канатом и отверстием в корпусе замкнутого ЗПУ.
Группа известных из уровня техники ЗПУ представляет собой устройство, содержащее корпус и замыкающий элемент, представляющий собой отрезок стального каната, один конец которого неразъемным способом закрепляется в корпусе, а второй, свободный конец, при установке ЗПУ на объект пломбирования, продевается через отверстия объекта пломбирования и далее продевается через входное отверстие ЗПУ, выполненную в корпусе рабочую полость и выходное отверстие. В рабочей полости располагается узел стопорения каната, который позволяет канату двигаться в одном направлении (в направлении затягивания петли каната на объекте пломбирования) и не дает тросу двигаться в обратном направлении (обратно вытягиваться из ЗПУ). Благодаря этому образуется неразъемное соединение в виде петли каната минимально возможного размера, чем обеспечивается стягивание отверстий объекта пломбирования. Это могут быть, например, две проушины, одна из которых располагается на двери вагона, а вторая - на стенке дверного проема кузова вагона. ЗПУ в данном случае канатом стягивает две проушины, выполняя роль замка однократного применения. Для снятия ЗПУ с объекта пломбирования перекусывают канат.
В группе известных из уровня техники ЗПУ узел стопорения каната выполняется следующим образом.
В рабочей полости корпуса располагается подпружиненный опорный элемент (сепаратор, обойма, втулка и т.п.) с фиксирующими элементами в виде роликов, шариков, подвижно установленными в посадочных местах опорного элемента с возможностью их сопряжения одновременно с внутренней поверхностью рабочей полости корпуса и с канатом.
За счет того, что внутренняя поверхность рабочей полости корпуса в известных ЗПУ по длине рабочей полости имеет изменяющееся сечение (например, выполняется усеченной конической или трапецеидальной формы), при перемещении каната в направлении увеличения поперечного сечения рабочей полости канат давит на фиксирующие элементы, происходит сжатие пружины и перемещение опорного элемента, при этом ослабевает или прекращается сопряжение фиксирующих элементов с внутренней поверхностью рабочей полости и канат беспрепятственно проходит через опорный элемент и, соответственно, ЗПУ.
При попытке обратного перемещения каната в направлении уменьшения поперечного сечения рабочей полости происходит перемещение подпружиненного опорного элемента, при этом, за счет уменьшения поперечного сечения рабочей полости, происходит контакт (сопряжение) фиксирующих элементов с внутренней поверхностью рабочей полости и давление, передаваемое от стенок внутренней поверхности рабочей полости на фиксирующие элементы, передается от фиксирующих элементов на канат. Фиксирующие элементы при этом впиваются в пряди каната или между ними, вследствие чего канат заклинивается в корпусе ЗПУ.
Так, известно запорно-пломбировочное устройство по патенту РФ №86262 (Заявка 2009118375/22 от 18.05.2009, опубликован 27.08.2009 Бюл. №24), содержащее корпус и замыкающий элемент, представляющий собой отрезок стального каната, в корпусе устройства выполнены рабочая полость с входным и выходным каналами, в рабочей полости расположен узел стопорения замыкающего элемента, отличающееся тем, что узел стопорения содержит опорный элемент, расположенный между фиксируемым канатом и стенкой рабочей полости, выполненной параллельно оси фиксируемого каната, и стопорный элемент, расположенный напротив опорного элемента между фиксируемым канатом и стенкой рабочее полости, выполненной под острым углом к оси фиксируемого каната, вершина которого направлена в сторону входного канала рабочей полости; опорный и стопорный элементы расположены в рабочей полости с возможностью их одновременного перемещения в направлении входного канала указанной полости под воздействием боковой поверхности каната, извлекаемого из узла стопорения; на внутренней поверхности опорного элемента, соприкасающейся с поверхностью каната, выполнена выборка для местного перегиба фиксируемого каната под воздействием стопорного элемента, перемещаемого одновременно с опорным элементом, в направлении входного канала; узел стопорения содержит пружинящий элемент, расположенный в рабочей полости с возможностью осуществления воздействия на опорный элемент в направлении входного канала.
Также известно запорно-пломбировочное устройство (патент РФ №45435, заявка 2003132297/22 от 06.11.2003, опубликован 10.05.2005 Бюл. №13), содержащее корпус с продольным сквозным отверстием, на части своей длины выполненным коническим, запорный элемент в виде троса с заостренным одним концом и стопорное устройство, включающее установленную в отверстии с возможностью перемещения вдоль оси корпуса подпружиненную втулку с наружной конической поверхностью, в которой выполнены радиальные отверстия с подвижно размещенными в них шариками, отличающееся тем, что в корпусе выполнено дополнительное продольное цилиндрическое отверстие, в котором жестко закреплен второй конец троса, а в имеющемся отверстии со стороны свободного торца пружины, опирающейся в коническую втулку, установлена и закреплена неразъемным соединением плоская шайба, обеспечивающая предварительное сжатие пружины, при этом оба отверстия расположены асимметрично относительно оси корпуса.
Также известно запорно-пломбировочное устройство (Патент РФ №77081, заявка №2008120153/22 от 20.05.2008, опубликовано: 10.10.2008 Бюл. №28), состоящее из корпуса, гибкого запираемого элемента в виде металлического каната, один конец которого закреплен в корпусе, а другой, свободный конец каната, размещен в его сквозном канале, который сообщается с полостью со стопорным узлом, отличающееся тем, что стопорный узел выполнен в виде подпружиненных пружиной и крышкой с отверстием для прохождения каната, втулки разрезной, имеющей цилиндрическую форму со сквозным отверстием для прохождения каната, и паз в поперечном направлении для помещения в нем тела вращения с канавками на его поверхности, имеющими в профиле острую треугольную форму, взаимодействующими с нитями прядей каната, при этом стопорный узел размещен в полости корпуса, состоящего из ступенчатого отверстия с расположенной в нем втулки разрезной и паза, расширяющегося по направлению от ступенчатого отверстия к крышке полости.
Также известно силовое запорно-пломбировочное устройство (Патент РФ №138789, заявка 2013158443/12 от 27.12.2013, опубликовано: 27.03.2014 Бюл. №9), включающее корпус, имеющий внутреннюю полость с вложенным в нее вкладышем, сообщающуюся со сквозными цилиндрическими входным и выходным отверстиями, отрезок гибкого троса с одним концом, заделанным в глухое отверстие в корпусе, и вторым, свободным, концом, стопорный механизм со стопорными элементами, расположенный в полости вкладыша соосно входному и выходному отверстиям и крышку, запрессованную в корпус, отличающееся тем, что вкладыш запрессован во внутреннюю полость корпуса, выполнен в форме цилиндра, длина которого меньше осевого размера полости в корпусе, из материала с высокой твердостью и имеет внутреннюю полость в форме усеченного конуса, ось которого совпадает с осью входного отверстия, а малое основание направлено в сторону входного отверстия, стопорный механизм вложен в полость вкладыша и включает в себя держатель в форме усеченного конуса, малое основание которого обращено в сторону входного отверстия в корпусе, со сквозным осевым отверстием и цилиндрическим хвостовиком, направленным в сторону выходного отверстия, выполненного в крышке, запрессованной в корпус и имеющей форму стакана, в держателе со стороны его малого основания радиально под углом 120° друг к другу выполнены три паза, перпендикулярные его оси, с вложенными в них тремя стопорными элементами в виде металлических шариков, имеющих возможность свободно перемещаться вдоль пазов, пружину замыкания, надетую одним концом на хвостовик держателя, а вторым вставленную в стакан и упирающуюся в его дно, и транспортировочный стержень, свободный конец троса обварен и заострен, конусности боковой поверхности держателя и боковой поверхности полости равны и лежат в диапазоне 0,08≤С≤0,14, а геометрические размеры деталей стопорного механизма определяются согласно следующим соотношениям:
ш
m
1,6≤D/d≤2,
ш
m
где D - диаметр шарика, d - диаметр гибкого троса;
n
ш
d=2,14D,
n
ш
m
где d - диаметр, малого основания конической части полости, D - диаметр шарика, d - диаметр гибкого троса;
1
д
m
m
a
где L - расстояние от дна стакана до малого основания конической части вкладыша, L и  - длина, соответственно, держателя и паза в осевом направлении. D - диаметр шарика, d - диаметр гибкого троса, С - конусность.
Также известно запорно-пломбировочное устройство (Патент РФ №89156, заявка №2009127346/22 от 17.07.2009, Опубликовано: 27.11.2009 Бюл. №33), включающее корпус с закрепленным в нем пассивным концом отрезка троса, входным и выходным отверстиями для прохода свободного конца отрезка троса и расположенную между ними полость с размещенным в ней запирающим механизмом, отличающееся тем, что запирающий механизм выполнен в виде втулки с внутренней конической поверхностью, в которой расположен конусный сепаратор с тремя неполными проточками для фиксирующих элементов, расположенных под углом, равным углу пряди сплетения отрезка троса, размещенной под сепаратором конической пружины, нижние витки которой охвачены гильзой и установлены с возможностью опирания на шайбу, закрывающую снизу полость корпуса, при этом корпус выполнен цилиндрической формы с присоединенным к нему элементом уплощенной формы, в котором жестко закреплен пассивный конец троса, причем коническая пружина выполнена с ходом, величина которого определяется по формуле
где h - ход пружины;
а - поперечное смещение фиксирующего элемента;
α - угол внутренней конической поверхности втулки.
Общий недостаток ЗПУ, в запирающем механизме которых применяется подпружиненный опорный элемент (сепаратор, втулка, обойма, держатель и т.п.) с размещаемыми в нем фиксирующими элементами в виде роликов, шариков, заключается в следующем:
В ЗПУ, используемых на железнодорожном транспорте, используются стальные канаты двойной свивки повышенной точности номинальными диаметрами 2,2; 4,6; 4,7; 5,2 мм.
Согласно ГОСТ 3241-91 (Канаты стальные. Технические условия), для канатов допускается предельное отклонение по диаметру каната в пределах от +7 до -1% от номинального значения для канатов диаметром до 3 мм и в пределах от +6 до -1% для канатов диаметром более 3 мм и до 6 мм.
В связи с этим, изготовители вынуждены обеспечивать диаметр входного и выходного отверстий в корпусе ЗПУ для прохода каната, учитывая максимально возможный диаметр каната с учетом установленного стандартом предельного отклонения в большую сторону.
Например, в случае использования каната номинальным диаметром 5,2 мм, его реальный диаметр в поставляемых партиях, с учетом допусков по ГОСТ 3241-91, может составлять от 5,15 до 5,51 мм.
При этом изменение диаметра каната в указанных допусках может наблюдаться как от партии к партии каната, так и по длине каната в одной бухте.
При этом диаметр входного и выходного отверстий в корпусе ЗПУ нельзя оперативно изменить под текущий фактический диаметр имеющегося каната, так как корпус является серийно изготавливаемой методом литья или штамповки деталью.
Следовательно, при рассматриваемом в примере номинальном диаметре каната 5,2 мм, диаметр входного и выходного отверстий должен быть как минимум не менее 5,51 мм, чтобы обеспечивалось протягивание через ЗПУ каната с максимально допускаемым отклонением по диаметру.
Если принять диаметр входного и выходного отверстий равным 5,51 мм, то при использовании каната с отклонением диаметра в меньшую сторону от номинального значения, зазор между внутренней поверхностью входного (выходного) отверстия и поверхностью помещенного в них каната составит 0,36 мм (разница между минимально возможным диаметром входного (выходного) отверстия, равного 5,51 мм и минимально допускаемым стандартом диаметром каната, номинальным диаметром 5,2 мм, равным 5,15 мм).
Следует учесть, что зазор 0,36 мм - это зазор между внутренней поверхностью входного (выходного) отверстия и поверхностью каната. А зазор между внутренней поверхностью входного (выходного) отверстия и нижней точкой впадины между соседними прядями каната будет еще больше (сечение каната показано, например, на фиг.2 в описании к патенту РФ №77081).
Наличие зазора таких размеров уже не исключает возможности манипуляционного воздействия на запертое ЗПУ через зазор между канатом и входным (выходным) отверстием на опорный элемент (сепаратор, обойму, втулку и т.п.) с размещаемыми в нем фиксирующими элементами в виде роликов, шариков.
Не исключается возможность использования для манипуляционного воздействия покупных или кустарно-изготовленных приспособлений, например, цилиндрических тел диаметром и прочностью, достаточными для помещения в зазор между внутренней поверхностью входного отверстия и поверхностью каната, или в зазор между внутренней поверхностью входного отверстия и нижней точкой впадины между соседними прядями каната.
При этом не исключается, что манипуляционное воздействие будет заключаться в следующем:
В зазор между внутренней поверхностью входного отверстия и поверхностью каната пропускается приспособление для манипуляционного воздействия.
При дальнейшем протягивании приспособления его торец упрется в опорную поверхность, образованную обращенной к входному отверстию поверхностью опорного элемента, находящейся под прямым углом к продольной оси той части каната, которая находится между входным отверстием и опорным элементом.
При надавливании приспособлением на опорный элемент с усилием, превышающем усилие сжатия пружины, произойдет смещение опорного элемента в сторону выходного отверстия, т.е. в направлении увеличения поперечного сечения рабочей полости.
Вследствие этого ослабеет или, в конечном счете, прекратится сопряжение фиксирующих элементов с внутренней поверхностью рабочей полости и, соответственно, ослабеет или прекратится давление на канат сразу от всех фиксирующих элементов, так как все они находятся в объединяющем их опорном элементе и перемещаются вместе с ним.
Так как фиксирующие элементы при этом перестанут заклинивать канат и препятствовать его вытягиванию в направлении, обратном замыканию, это сделает возможным вытягивание каната из корпуса ЗПУ - то есть размыкание устройства с последующим снятием его с объекта опломбирования.
Таким образом, недостатком конструкций известных ЗПУ, в которых применяется фиксация каната с помощью подвижно установленных в посадочных местах подпружиненного опорного элемента (сепаратора, обоймы, втулки и т.п.) фиксирующих элементов (роликов, шариков) с возможностью их сопряжения одновременно с внутренней поверхностью рабочей полости корпуса и с канатом, является необеспеченность эксплуатационной надежности, связанная с возможностью несанкционированного вскрытия ЗПУ путем воздействия на опорный элемент через зазор между входным отверстием и размещенным в нем канатом с последующим вытягиванием каната из корпуса в направлении, обратном направлению движения каната при замыкании ЗПУ.
Такая возможность имеется вследствие того, что обращенная к входному отверстию корпуса известных ЗПУ поверхность опорного элемента находится под прямым углом к продольной оси участка каната, находящегося в рабочей полости, и из-за этого может являться опорной поверхностью для различных приспособлений при их пропускании через зазор между входным отверстием и размещенным в нем канатом.
Избежать этого недостатка конструкции известных ЗПУ можно, выполнив обращенную к входному отверстию ЗПУ поверхность опорного элемента таким образом, чтобы в замкнутом состоянии ЗПУ (когда трос пропущен через входное отверстие, рабочую полость и выходное отверстие ЗПУ) указанная поверхность имела бы наклон к продольной оси участка каната от входного отверстия до опорного элемента.
Тогда, при попытке воздействия на опорный элемент манипуляционным приспособлением через зазор между внутренней поверхностью входного отверстия и поверхностью каната, конец манипуляционного приспособления, не имея опоры, будет соскальзывать с поверхности опорного элемента. И сдвинуть опорный элемент в сторону выходного отверстия, ослабив тем самым давление от фиксирующих элементов на канат, не удастся.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением является улучшение эксплуатационных свойств ЗПУ за счет улучшения защиты ЗПУ от неразрушаемого вскрытия манипуляционными приспособлениями через зазор между поверхностью каната и внутренней поверхностью входного отверстия запорно-пломбировочного устройства.
Поставленная задача решается тем, что в запорно-пломбировочном устройстве, содержащем корпус и отрезок каната, один конец которого жестко закреплен в корпусе запорно-пломбировочного устройства, а свободный конец отрезка каната в замкнутом состоянии запорно-пломбировочного устройства протянут через входное отверстие запорно-пломбировочного устройства, выполненную в корпусе полость, выходное отверстие запорно-пломбировочного устройства и зафиксирован от обратного вытягивания посредством размещенного в полости корпуса механизма стопорения каната, содержащего подпружиненный со стороны выходного отверстия запорно-пломбировочного устройства опорный элемент с подвижно установленными в выполненных в нем посадочных местах фиксирующими элементами, выполненными в виде шариков или роликов, обращенную в сторону входного отверстия запорно-пломбировочного устройства поверхность опорного элемента выполняют таким образом, чтобы она имела наклон к линии, совпадающей с продольной осью части каната от входного отверстия до опорного элемента и чтобы угол между совпадающей с продольной осью части каната от входного отверстия до опорного элемента линией и обращенной в сторону входного отверстия запорно-пломбировочного устройства поверхностью опорного элемента не являлся перпендикуляром.
Использование предлагаемого способа не требует включения в ЗПУ усложняющих его конструкцию дополнительных элементов, позволит значительно повысить криминалистическую стойкость ЗПУ и, соответственно, повысить сохранность хранимых и перевозимых материальных ценностей.