СИЛОВОЕ ЗАПОРНО-ПЛОМБИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области запорно-пломбировочных механизмов однократного действия и может быть использовано для пломбирования различных объектов, таких как складские помещения, вагоны, цистерны, контейнеры, ящики, емкости, и т.п., посредством гибкой связи в виде отрезка троса.
Известно гибкое запорно-пломбировочное устройство (ЗПУ), включающее корпус с отрезком троса, один конец которого жестко заделан в корпус ЗПУ, а свободный конец, снабженный коническим наконечником, протягивают пропускной канал, выполненный в корпусе, и зафиксируют посредством размещенного в корпусе стопорного механизма, содержащего стопорные элементы, выполненные в виде подпружиненных шариков или роликов, (RU 2010145478. Заявка: 2010145478/12, 09.11.2010, Дата публикации заявки: 20.05.2012). В известном устройстве для фиксации свободного конца троса, пропущенного через отверстие в корпусе, используется вещество, находящееся внутри капсулы, расположенной внутри корпуса, обладающее свойством затвердевания вне капсулы. Для этого оболочку капсулы разрушают в результате силового воздействия на нее специальным поршнем, ключом или свободным концом троса. Недостатком известного устройства является наличие капсулы с веществом, неустойчивым к воздействиям внешней среды, которое может преждевременно перейти в твердую фазу вследствие неосторожного обращения с ЗПУ.
Известно ЗПУ, содержащее шайбу с профильным отверстием, размещенную в цилиндрическом углублении корпуса, для прохода свободного конца отрезка гибкого троса (RU 93860 E05B 39/02 Заявка 2010106482/22, 26.02.2010, Опубликовано: 10.05.2010). Наличие отверстия определенного профиля исключает возможность использования тросов различных конфигураций навивки, что ограничивает диапазон применения комплектующих. Кроме того, устройство нетехнологично ввиду необходимости изготовления цилиндрической канавки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является запорное приспособление снабженное вкладышем, свободно установленным во внутренней полости корпуса с зазором между их боковыми поверхностями (RU 2225547 C1, МПК 7 F16G 11/04, Заявка: 2003116619/11, 05.06.2003, Опубликовано: 10.03.2004). Во вкладыше и корпусе имеются сообщающиеся между собой входные и выходные отверстия, образующие сквозной канал для гибкого элемента. Вкладыш также имеет два наклонных паза с размещенными в них одинаковыми подпружиненными роликами или шариками. Приспособление снабжено рычагом, размещенным внутри корпуса, передающим усилие взаимодействия одного из его плеч с цилиндрической боковой поверхностью внутренней полости корпуса на один из подпружиненных роликов.
К недостаткам известного приспособления можно отнести наличие неоправданно большого количества элементов, в частности, рычага и его поворотной оси, что усложняет изготовление и сборку приспособления, а применение раздельных каналов для установки пружин стопорных элементов снижает надежность срабатывания стопорного устройства в целом.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание надежной, простой и удобной в изготовлении, транспортировке и приведении в действие запорно-пломбировочной системы (ЗПС).
В результате использования предлагаемой полезной модели обеспечивается надежность удержания гибкого троса стопорным механизмом при минимальном обратном ходе под действием внешней силы не менее 20 кН, достигается технологичность изготовления благодаря использованию относительно небольшого количества деталей, часть из которых выпускается в массовом производстве.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое в силовом запорно-пломбировочном устройстве, включающем 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, 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=2,14 D,
n
ш
m
где d - диаметр, малого основания конической части полости, D - диаметр шарика, d - диаметр гибкого троса;
,
1
д
ш
т
а
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.
В силовом запорно-пломбировочном устройстве вкладыш выполнен из алюминиевого сплава, имеющего твердость по Бринеллю 75-120 НВ.
Сущность предлагаемого силового запорно-пломбировочного устройства поясняется фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 представлена общая схема силового запорно-пломбировочного устройства.
На фиг. 2 показано устройство в проходящем через центры шариков сечении, перпендикулярном оси держателя.
Запорно-пломбировочная механическая система (ЗПС) предлагаемого устройства включает в себя корпус 1, имеющий внутреннюю полость 5 с вложенным в нее вкладышем 17, сообщающуюся со сквозными цилиндрическими входным 6 и выходным 7 отверстиями в корпусе. Отрезок гибкого троса 4 одним концом 15 заделан в глухое отверстие 3 в корпусе. Второй концом 16 свободный. Во внутреннюю полость корпуса запрессован вкладыш из материала с высокой твердостью, выполненный в форме цилиндра, длина которого меньше осевого размера полости в корпусе. Вкладыш также имеет внутреннюю полость 18 в форме усеченного конуса, ось которого совпадает с осью входного отверстия в корпусе, а малое основание направлено в сторону входного отверстия. В полости вкладыша, соосно входному и выходному отверстиям, расположен стопорный механизм со стопорными элементами. В корпус также запрессована крышка 2. Стопорный механизм, вложенный в полость корпуса, включает в себя держатель 8 в форме усеченного конуса, малое основание которого обращено в сторону входного отверстия в корпусе. Держатель имеет сквозное осевое отверстие 9 и цилиндрический хвостовик 12, направленный в сторону выходного отверстия, выполненного в крышке 2, имеющей форму стакана. В держателе, со стороны его малого основания, радиально с шагом 120° выполнено три паза 10, перпендикулярные его оси, с вложенными в них тремя стопорными элементами в виде металлических шариков 11, имеющих возможность свободно перемещаться вдоль пазов (на рисунке 2 устройство показано в сечении, перпендикулярном оси и проходящем через центры шариков). Устройство также содержит пружину замыкания 13, надетую одним концом на хвостовик держателя, а вторым вставленную в стакан и упирающуюся в его дно. Сквозь входное и выходное отверстия, а также осевое отверстие держателя пропущен транспортировочный стержень 14. Свободный конец троса обварен и заострен. Геометрические размеры полости во вкладыше и деталей стопорного механизма определяются согласно следующим соотношениям:
ш
т
1,6≤D/d≤2;
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
ш
т
а
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.
Вкладыш может быть выполнен из алюминиевого сплава, имеющего твердость по Бринеллю 75-120 НВ.
Работает силовое запорно-пломбировочное устройство следующим образом.
При сборке силового ЗПУ один конец 15 гибкого троса 4 требуемой длины (например, 600 мм) запрессовывают в глухое отверстие 3 корпуса. Затем в полость 5 вставляют держатель 8 с вложенными в его пазы 10 стопорными шариками 11 и надетой на хвостовик 12 предварительно сжатой пружиной 13, после чего продевают через сквозные отверстия 6, 9 и 7 пластмассовый транспортировочный стержень. После этого закладывают смазку для консервации механизма и запрессовывают в корпус 1 крышку 2.
Для приведения ЗПУ в действие свободный конец 16 гибкого троса пропускают через соответствующую запорную фурнитуру (петли, проушины и т.п.) подлежащего опломбированию объекта и заводят в ЗПУ через входное отверстие 6, и проталкивают в осевом направлении сквозь стопорное устройство между стопорными элементами 11. Образовавшуюся петлю затягивают до необходимого размера. Попытка освободить гибкий трос протягиванием в обратном направлении приведет к его заклиниванию путем вдавливания в него стопорных элементов (шариков) 11 за счет их перемещения вместе с держателем 8 в сторону входного отверстия 6 сначала под действием пружины 13, а затем - постоянно возрастающей силы трения в зоне соприкосновения стопорных элементов с тросом. При этом надежность срабатывания стопорного механизма и величина обратного хода троса зависит от конусности полости 18 вкладыша, от выбора материалов и обработки взаимодействующих поверхностей корпуса и стопорных элементов, а также от соотношения диаметров троса и шариков. Надежность срабатывания тем выше, чем больше диаметр шарика и чем меньше указанный угол. В то же время, уменьшение данного угла сопровождается увеличением обратного хода троса и, соответственно, ослаблению петли после ее затяжки, а увеличение размера шариков - к увеличению размеров ЗПУ, приводящему к неоправданному расходу материалов.. Надежное срабатывание при минимальном обратном ходе троса достигается при условии: 0,08≤С≤0,14, где С - отношение разности диаметров двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними, называемое конусностью (ГОСТ 8593-81).
т
n
д
n
n
n
n
n
n
д
д
д
При этом необходимо исключить вдавливание стального шарика в месте его соприкосновения с поверхностью полости, что достигается применением материала (например, алюминиевого сплава), имеющего твердость по Бринеллю 75-120 НВ. Соотношение диаметров шарика и троса в пределах 1,7≤D/d≤2,5 обеспечивает высокую надежность срабатывания при приемлемых размерах ЗПУ. Для беспрепятственного протягивания свободного конца троса через стопорное устройство необходимо выполнение соотношения: d=(L-L)·(D-d)/L, а для беспрепятственного перемещения держателя достаточно выполнение равенства L/(D-d)=L/(D-d).