ЗАТВОР ПОВОРОТНЫЙ ЗАЩИТНО-ГЕРМЕТИЧЕСКИЙ ДЛЯ ПЕРЕГОННОГО ТОННЕЛЯ МЕТРОПОЛИТЕНА
PROTECTIVE-HERMETIC ROTARY SHUTTER FOR SPAN UNDERGROUND TUNNEL

Изобретение относится к области метрополитенов и предназначено для строительства и эксплуатации тоннелей метрополитена и других подземных сооружений.
Из уровня техники известен «Затвор поворотный защитно-герметический», который монтируют на закладных частях перегонного тоннеля ((В.Г. Россовский «Электромеханические затворы метрополитенов, управление и обслуживание. Издательство «Транспорт», 1994, стр. 65, 66, Рис. 2.11. Затвор поворотный перегонный типа ЗТ-П-1512).
Известный затвор включает защитное полотно, установленное на петлях. На защитном полотне установлены механизмы поворота полотна, механизм герметизации полотна и механизм герметизации рельс.
Затвор для перегонного тоннеля также включает механизм блокировочный и механизм герметизации водоотводного лотка.
Конструкция известного затвора позволяет осуществлять (производить) поворот защитного полотна и герметизацию всех его элементов, в том числе и герметизацию рельс в тоннеле посредством механизма герметизации рельс.
Механизм герметизации рельс известного затвора включает следующие конструктивные элементы: привод, включающий электродвигатель и соединенные с ним на общей оси и между собой муфты и червячные редукторы с полыми выходными валами, которые установлены выше головок рельс строго над ними. Полые валы редукторов снабжены внутренней резьбой и внутри них размещены вертикальные винты. Нижние концы винтов шарнирно соединены с толкателями, которые в свою очередь шарнирно соединены с задвижками, на которых закреплено уплотнение. Задвижки установлены в направляющих, закрепленных на защитном полотне.
Конструкция механизма герметизации рельс известного затвора устроена таким образом, что все вращающиеся валы червячных редукторов и все валы и муфты, соединяющие их, соединены в одну цепочку. В процессе герметизации все эти элементы вращаются с большой скоростью (со скоростью вращения вала электродвигателя).
В связи с чем повышаются требования к точности изготовления деталей и их монтажа и усложняется настройка всего механизма в целом.
Кроме того, в известной конструкции механизм герметизации рельс позволяет герметизировать только головки рельс.
Опыт эксплуатации тоннеля показал, что для повышения безопасности движения поездов в тоннеле, желательно понизить порог обрамления затвора в районе упора не менее, чем на ширину вагона поезда. Этому требованию известная конструкция механизма герметизации рельс не отвечает.
Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является обеспечение возможности снижения высоты порога обрамления затвора в районе упора до низа головок рельс на всю ширину ходовой части вагона поезда, упрощение конструкции механизма герметизации рельс.
Технический результат достигается тем, что в затворе поворотном защитно-герметическом для перегонного тоннеля метрополитена, включающем защитное полотно, закрепленное на закладных частях перегонного тоннеля посредством поворотных и опорной петель, установленные на нем и соединенные с ним механизм поворота полотна, механизм герметизации полотна, механизм герметизации рельс, состоящий из привода и рычажной системы, механизм блокировочный, механизм герметизации водоотводного лотка, механизм герметизации рельс снабжен опорной балкой, выполненной в виде сварной металлической конструкции, установленной в нижней части защитного полотна затвора и закрепленной на нем посредством цилиндрических опор, которые одним концом жестко закреплены на защитном полотне, привод механизма герметизации рельс представляет собой конический мотор-редуктор с выходным валом, два консольных конца которого выполнены с резьбой противоположного направления нарезки с размещением на них полых толкателей, рычажная система механизма герметизации рельс состоит из соединенных между собой, с опорной балкой и с приводом пары тяг, пары верхних и пары нижних рычагов, каждая из пары тяг одним концом шарнирно соединена с одним из полых толкателей, а вторым концом в общем узле соединения шарнирно соединена с одним концом верхнего рычага и одним концом нижнего рычага, второй конец каждого верхнего рычага шарнирно соединен с опорой, жестко закрепленной на защитном полотне затвора, второй конец каждого из нижних рычагов посредством шаровой опоры соединен с металлической конструкцией опорной балки, в теле металлической конструкции опорной балки выполнены вертикальные прорези, внутри которых расположены боковые поверхности опорных шайб, установленных на свободных концах цилиндрических опор опорной балки, торцевые поверхности опорных шайб с одной стороны контактируют с металлической конструкцией опорной балки, а с другой стороны с пакетом тарельчатых пружин, который через втулку и гайку соединен с цилиндрической опорой, в нижней части металлической конструкции опорной балки по всей ее длине закреплено уплотнение.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на:
Фиг. 1 представлен общий вид затвора, разрез по оси тоннеля; Фиг. 2 - общий вид затвора, разрез А-А; на Фиг. 3 - общий вид затвора, разрез Б-Б; на Фиг. 4 - общий вид механизма герметизации рельс, узел В, на Фиг. 5 - привод механизма герметизации рельс, узел Г; на Фиг. 6 - Разрез Д-Д; на Фиг. 7 - разрез Е-Е, фиг. 8 - разрез Ж-Ж, фиг. 9 - вид И.
Предлагаемый затвор поворотный для перегонного тоннеля метрополитена включает защитное полотно 1, монтируемое на закладных частях 2 перегонного тоннеля 3. Защитное полотно 1 установлено на двух поворотных петлях 4 и одной опорной петле 5. На защитном полотне 1 установлены механизм поворота защитного полотна 6, механизм герметизации защитного полотна 7 и механизм герметизации рельс 8. На своем фундаменте (закладных элементах) 9 сбоку перегонного тоннеля 3, за габаритом перекрываемого проема, со стороны петель 4 и 5 установлен механизм блокировочный 10. В водоотводном лотке перегонного тоннеля 3 на закладных элементах установлен механизм герметизации лотка 11.
Механизм герметизации рельс 8 (фиг. 4) установлен на защитном полотне 1 в нижней его части и включает привод 12, тяги 13, верхние рычаги 14 и нижние рычаги 15, шаровые опоры 16 и опорную балку 17.
Привод 12 (фиг. 5) представляет собой конический мотор-редуктор, выходной вал 18 которого в центральной его части установлен в корпусе редуктора на подшипниках. Консольные концы вала 18 выполнены резьбовыми, с резьбой противоположного направления нарезки. На резьбовых концах вала 18 установлены полые толкатели 19, один конец которых снабжен резьбой, а второй шарнирно соединен стягами 13.
Вторые концы тяг 13 в общем узле соединения (в общей точке соединения) шарнирно соединены с нижними концами верхних рычагов 14 и верхними концами нижних рычагов 15. Вторые концы верхних рычагов 14 шарнирно соединены с опорами 20, которые жестко закреплены на защитном полотне 1 затвора. Вторые концы нижних рычагов 15 посредством шаровых опор 16 соединены с опорной балкой 17.
Опорная балка 17 (фиг. 4, фиг. 6) представляет собой сварную металлическую конструкцию 21, которая установлена (закреплена) в нижней части защитного полотна 1 затвора посредством цилиндрических опор 22, которые консольно одним концом жестко закреплены на защитном листе полотна 1.
В опорной балке 17 (в металлической конструкции 21), для цилиндрических опор 22 выполнены вертикальные прорези 23.
На свободных концах цилиндрических опор 22 установлены опорные шайбы 24, боковые поверхности которых расположены внутри прорези 23. Торцевые поверхности шайбы 24 с одной стороны опираются на металлическую конструкцию 21 балки 17, а с другой стороны - на пакет тарельчатых пружин 25. Пакет пружин 25 через втулку 26 опирается на гайку 27, соединенную резьбовым соединением с цилиндрической опорой 22.
В нижней части металлической конструкции 21 опорной балки 17 по всей ее длине закреплено уплотнение 28 для герметизации рельсов 29 и примыкающей к ним части порога затвора 30.
Предлагаемый затвор в автоматическом режиме работает следующим образом.
По команде с пульта управления на «закрытие» затвора включается механизм блокировки 10. После срабатывания блокировочного механизма 10 защитное полотно 1 освобождается от фиксации в открытом положении и автоматически включается электродвигатель механизма поворота 6. После полного перекрытия проема включается электродвигатель механизма герметизации 7 защитного полотна 1 и герметизирует проем. После окончания герметизации полотна 1 автоматически одновременно включаются механизм герметизации рельс 8 и механизм герметизации лотка 11. После завершения герметизации рельс и лотка срабатывают конечные выключатели и отключают электродвигатель механизма герметизации рельс 8 и механизм герметизации лотка 11. Одновременно на пульт управления затвором посылается сигнал «Затвор герметизирован». При этом герметизация рельс происходит следующим образом. При включении электродвигателя механизма герметизации рельс 8 в приводе 12 вращательное движение вала электродвигателя преобразуется в поступательное движение толкателей 19 (толкатели 19 как бы «втягиваются в корпус привода») и соединенных с ними тяг 13. Тяги 13 перемещаются к оси механизма герметизации рельс 8 и увлекают за собой верхние рычаги 14 и нижние рычаги 15. При этом верхние рычаги 14 вращаются только вокруг опор 20, а нижние рычаги 15 совершают сложное движение - вращение вокруг шаровых шарниров 16, закрепленных на опорной балке 17 и, одновременно, движение вниз вместе с опорной балкой 17.
При движении вниз опорной балки 17, в ее нижней части уплотнение 28 свободно скользит по поверхности защитного полотна 1. В верхней части опорной балки 17 защитные шайбы 24, установленные на цилиндрических опорах 22, зажатые пакетом пружин 25, скользят (перемещаются) вдоль вертикальных прорезей 23 и фиксируют положение опорной балки 17 относительно защитного полотна 1 (на полотне).
После касания уплотнения 28 с порогом проема 30, при дальнейшем движении, уплотнение 28 деформируется (разбухает) и прижимается к порогу 30 (в том числе и к головкам рельс 29) и защитному полотну 1 и герметизирует порог 30 и головки рельс 29.
Одновременно, деформируясь, уплотнение 28 оказывает воздействие (усилие) на опорную балку 17, стремясь отодвинуть (отжать) и опрокинуть ее. По закону сопротивления материалов, если есть воздействие (усилие), то есть деформация. Деформации (перемещения) опорной балки 17 в процессе герметизации компенсируют пакеты пружин 25, удерживающие шайбы 24 на цилиндрических опорах 22, а также шаровые шарниры 16, которыми опорная балка 17 соединена рычагами 15.
Необходимо отметить, что в конце герметизации взаимное положение тяг 13 и рычагов 14, 15 таково что, усилие в рычагах 14 и 15 много кратно превышает усилие, развиваемое приводом 12 на толкателях 19 и тягах 13.
Соответственно, большое усилие, с которым уплотнение 28 прижимается к герметизируемой поверхности является одним из условий надежной герметизации.
Открытие затвора происходит следующим образом.
По команде с пульта управления на «открытие» затвора включаются электродвигатели механизма герметизации лотка 11 и механизм герметизации рельс 8.
После выполнения указанных операций электродвигатели механизмов 11 и 8 отключаются и включается электродвигатель механизма герметизации защитного полотна 1 на «разгерметизацию».
После окончания разгерметизации полотна 1, отключается электродвигатель механизма герметизации 7 и включается электродвигатель механизма поворота 6 защитного полотна 1. При полном открытии полотна 1 (поворот на 90°) электродвигатель механизма поворота 6 защитного полотна 1 отключается и включается электродвигатель механизма блокировочного 10.
После того как защитное полотно 1 будет «зафиксировано» в открытом положении, конечный выключатель отключает электродвигатель механизма блокировочного 10 и посылает сигнал на пульт управления затвором «Затвор открыт».
При этом разгерметизация рельс происходит следующим образом.
При включении электродвигателя привода 12 механизма герметизации рельс 8 на «открытие» поступательное движение толкателей 19 происходит в обратном направлении. Толкатели 19 выдвигаются из корпуса привода и толкают, связанные с ними шарнирно, тяги 13. Вторые концы тяг 13, соединенные в одном шарнире с рычагами 14 и 15, вращаются по радиусу вокруг неподвижной опоры 20 верхнего рычага 14. При этом нижние рычаги 15 вращаются вокруг шаровых шарниров (опор), которые соединяют их с опорной балкой 17, и одновременно с ней поднимаются кверху. После того, как нижняя кромка уплотнения 28 поднимается вровень с нижней кромкой защитного полотна 1, электродвигатель привода 12 отключается. При этом самопроизвольное опускание балки 17 блокируется винтовой передачей в приводе 12.
В предлагаемом изобретении механизм герметизации рельс 8 обеспечивает надежную герметизацию головок рельс 29 и порога проема 30 в упоре затвора на всю ширину вагона поезда метрополитена.
Как было отмечено выше, усилие, направленное вдоль оси рычага 15, многократно превышает активную силу, направленную вдоль тяги 16, которую может развить привод 12.
Эта особенность механизма 8 позволяет использовать приводы 12 и двигатели малой мощности и соответственно, мотор-редукторы малых габаритов, что особенно важно в условиях подземных сооружений (перегонных тоннелях).
Таким образом заявленное техническое целиком и полностью обеспечивает достижение заявленного технического результата.