МОЗАИЧНАЯ ПАНЕЛЬ
MOSAIC PANEL

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям панелей для щитов управления и контроля технологическими процессами.
Известен диспетчерский щит (патент на полезную модель RU 150528, Н02В 15/02, опубл. 2015.02.20), у которого решетка, образующая полотно щита, выполнена из стальных продольных и поперечных элементов для обеспечения магнитного прикрепления лицевых элементов к частям решетки, образующих ячейки. Решетка или ее части съемно на магнитах закреплены в коробчатой форме основании из алюминиевого профиля со стальными вставками для обеспечения возможности демонтажа и доступа к механическим или электрическим устройствам в ячейках решетки, размещенных с тыльной стороны лицевых элементов. Лицевые элементы выполнены в виде жестких прямоугольных пластин из полимерного материала. Активные элементы устанавливаются с обратной стороны решетки на магнитах или защелках.
Мозаичная структура, образованная продольными и поперечными элементами, не позволяет собирать щиты разных размеров без расширения номенклатуры оригинальных деталей. Усложняется реализация изменений в структуре полотна щита для установки и перемещения на нем не кратных размерам решетки элементов мнемосхемы. Применение в качестве материала стали и алюминия делают конструкцию значительно тяжелее, чем из поликарбоната, требуется больше времени и средств для ее изготовления.
Особенностью другого щита (патент на полезную модель RU 98638, Н02В 15/02, опубл. 2010.10.20) с лицевыми элементами, выполненными в виде прямоугольных пластин из винилового магнита, является наклеивание на их плоскую лицевую поверхность пленки с отпечатанным рисунком фрагмента мнемосхемы. Решетки типового размера, выполненные из металла и соединенные между собой, формируют ячеистую структуру.
Помимо длительности и затратности изготовления металлических деталей эта структура не обладает номенклатурой размеров ячеек для установки средств контроля и управления и не обладает возможностью перемещения их в поле щита. Наклеивание пленки на лицевую поверхность винилового магнита процесс трудоемкий, ограничивает срок эксплуатации конструкции.
Диспетчерский щит (авторское свидетельство SU 736241, Н02В 15/02, опубл. 1980.05.30), выполненный из отдельных секций, каждая из которых содержит каркас с укрепленными на нем плитами из эластичного материала с крепежными элементами для образования поля щита.
В этой конструкции снижен объем металлических деталей, тем не менее металлический каркас присутствует. Технология изготовления деталей из ударопрочного полистирола не разобрана. Недостаточная глубина конструктива не позволит устанавливать выдающиеся вглубь щита элементы контроля и управления без дополнительных конструктивных решений.
В диспетчерском щите отображения мнемосхемы технологического процесса (патент на полезную модель RU 68193, Н02В 15/02, опубл. 2007.11.10), выбранном за прототип, содержащем основание, на котором смонтированы присоединенные друг к другу ячейки, выполненные в виде полых тонкостенных правильных призм с прямоугольным сечением, открытых со стороны оснований, лицевую панель с отображаемой на ней информацией в виде плоских крышек для каждой ячейки, имеющих пружинящие клиновидные выступы для взаимодействия с ответными отверстиями в стенках призм. На одних двух, противоположно лежащих стенках призмы, выполнены выступы, сформированные на расстоянии друг от друга и по высоте призмы, начинающиеся от одного торца и закачивающиеся на расстоянии до другого торца, а на других двух, противоположно лежащих стенках призмы, выполнены впадины (пазы), ответные по сечению выступам, сформированные на расстоянии друг от друга и по высоте призмы, начинающиеся от другого торца призмы и заканчивающиеся на расстоянии от торца, от которого начинаются выступы на других сторонах призмы.
Данная конструкция не имеет металлического каркаса, но выступы и пазы выполнены зеркально на противоположных стенках призм, при сборке дающие жесткость конструкции, не позволяют извлечь любую призму из собранной конструкции. Демонтировать призмы (ячейки) можно только рядами. То есть установить в диспетчерский щит элемент контроля, имеющий большие или меньшие размеры, чем типовые, не разбирая существенную часть всей конструкции, невозможно. Номенклатура типоразмеров призм отсутствует.
Цель изобретения - создание мозаичной панели из дискретных элементов, изготавливаемых методом литья под давлением поликарбоната. Мозаичная панель должна обладать необходимой прочностью, возможностью замены и перемещения всех ее элементов.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении прочности конструкции и технологичности ее изготовления.
Технический результат достигается тем, что в мозаичной панели, образованной скрепленными между собой ячейками, выполненными в виде полых тонкостенных призм с прямоугольным сечением, ячейки выполнены литьем под давлением из поликарбоната с размерами, кратными 25 мм по вертикали и 50 мм по горизонтали. Стенки ячеек с внутренней стороны выполнены с уклоном, утолщающим стенки с внутренней стороны ячеек к лицевой стороне панели. По меньшей мере на трех стенках ячеек от тыльной стороны панели к лицевой стороне выполнены прямоугольные пазы с шагом 25 мм, по контуру которых с внутренней стороны ячеек выполнены выемки. Ячейки соединены между собой плоскими соединительными элементами прямоугольной формы со скругленными углами, представляющими собой два отдаленных друг от друга перемычкой плеча, образованных продольной прорезью по боковой поверхности соединительных элементов. Плечи соединительных элементов являются ответными частями выемок прямоугольных пазов с внутренней стороны стенок двух соседних ячеек в собранной панели, при этом стенки этих ячеек находятся в прорези соединительного элемента и жестко соединены в глубине паза с образованием горизонтальных и вертикальных рядов мозаичной панели. Стенки ячеек, образующие боковые стенки панели, выполнены глухими, в ячейках с лицевой стороны установлены корпуса пустые или с мнемосимволами и с элементами управления и индикации, на боковых стенках которых с внешней стороны имеются выступы-защелки, которыми корпуса закреплены за соединительные элементы в ячейках. Прямоугольные лицевые поверхности корпусов с размерами, кратными 25 мм по вертикали и 50 мм по горизонтали, образуют сплошную лицевую поверхность мозаичной панели.
Кроме того уклон внутренней стороны стенок ячеек составляет 15°. Кроме того выступы-защелки с внешней стороны боковых стенок корпусов выполнены с наклонными площадками.
Конструкцию предлагаемой мозаичной панели поясняют следующие фигуры.
На фигуре 1 показан общий принцип устройства мозаичной панели.
На фигуре 2 изображены варианты типовых ячеек:
а - ячейка 50×25 мм; б - ячейка 50×50 мм; в - ячейка 100×25 мм; г - ячейка 100×50 мм; д - ячейка с глухой стенкой 50×50 мм; е - ячейка с глухой стенкой 50×25 мм.
На фигуре 3 изображен соединительный элемент, где а - общий вид, б - вид сбоку.
На фигуре 4 показаны виды пассивных (пустых или с мнемосимволами) корпусов: a - пассивный корпус 50×25 мм; b - пассивный корпус 50×50 мм.
На фигуре 5 показан фрагмент собранных ячеек с пассивным корпусом.
На фигуре 6 показаны виды активных корпусов (содержащих элементы управления и индикации): а - корпус 50×25 мм с устанавливаемой в него платой; б - корпус 50×50 мм с устанавливаемой в него платой; в - корпус 50×50 мм с устанавливаемым набором контактных элементов.
На фигуре 7 изображен фрагмент вида спереди мозаичной панели (лицевая сторона мозаичной панели).
На фигуре 8 фрагмент вида сзади мозаичной панели (тыльная сторона мозаичной панели).
На фигурах 1 - 8 приняты следующие обозначения: 1 - ячейки; 2 - соединительные элементы (вставки); 3 - пазы; 4 - выемки по контуру пазов; 5 - корпуса; 6 - выступы - защелки; 7 - площадки; 8 - отверстия; 9 - уступы.
Устройство реализуется следующим образом.
Мозаичная панель представляет собой конструкцию, образованную ячейками 1, выполненными в виде полых тонкостенных призм с прямоугольным сечением, скрепленными между собой соединительными элементами 2, на стенках ячеек от задней поверхности (тыльная сторона панели) к лицевой (лицевая сторона панели) выполнены прямоугольные пазы 3, по контуру пазов с внутренней стороны ячейки выполнены выемки 4, с лицевой стороны панели в конструкцию из ячеек вставляются корпуса 5 -мозаичные элементы пустые, с нанесенными на них мнемосимволами и с размещенными в них средствами управления и индикации. На боковых стенках корпусов выполнены выступы-защелки 6 (фиг. 1).
Структура панели собирается из отдельных ячеек типовых размеров кратными 25 мм по вертикали и 50 мм по горизонтали: ячейка 50×25 мм (фиг. 2а); ячейка 50×50 мм (фиг. 2б); ячейка 100×25 мм (фиг. 2в); ячейка 100×50 мм (фиг. 2г); ячейка с глухой стенкой 50×50 мм (фиг. 2д); ячейка с глухой стенкой 50×25 мм (фиг. 2е).
Все стенки ячеек с внутренней стороны имеют уклон 15°, то есть с внутренней стороны стенка становится толще к лицевой стороне. На стенках ячеек 1 от задней поверхности к лицевой выполнены прямоугольные пазы 3 с шагом 25 мм по всему контуру ячейки. Пазы в свою очередь имеют выемку по контуру 4 (фиг. 1).
В пазы двух соседних ячеек вставлены плоские соединительные элементы 2 (вставки) прямоугольной формы со скругленными углами, которые имеют по боковой поверхности продольную прорезь, образующую два отдаленных друг от друга перемычкой плеча (фиг. 3a, b), при этом плечи являются ответными частями выемок двух соседних ячеек (в собранной панели). Соединительные элементы вследствие легкого напряженного состояния, создаваемого уклоном выемок пазов ячеек прочно соединяют ячейки между собой.
В структуре, состоящей из ячеек, с лицевой стороны, установлены мозаичные элементы - корпуса 5, имеющие прямоугольную лицевую поверхность типовых размеров кратных 25 мм по вертикали и 50 мм по горизонтали, заднюю и боковые стенки с фиксирующими выступами -защелками 6 (фиг. 1). Фиксирующие выступы боковых стенок мозаичных элементов обладают наклонной площадкой 7, позволяющей легко вставить корпус в ячейку. Корпуса 5 крепятся выступами 6 внутри ячеек за вставки, соединяющие ячейки (фиг. 1). Передние стенки корпусов образуют сплошную лицевую поверхность мозаичной панели.
Таким образом, панель представляет собой жесткую конструкцию из ячеек 1, соединяемых элементами 2 и корпусов 5 зафиксированных в ячейках выступами 6 на боковых стенках (фиг. 1). При этом все элементы мозаики снимаются и переставляются с места на место, при необходимости.
По контуру панели устанавливаются ячейки с глухими стенками (фиг. 2д, е), образуя боковые стенки панели.
После сборки структуры из ячеек в нее устанавливаются корпуса пассивные - пустые, с нанесенными на них мнемосимволами (пассивные элементы) (фиг. 4а, б) и активные, содержащие элементы управления и индикации (активные элементы) (фиг. 6а, б, в). На боковых стенках корпусов выполнены выступы 6 с площадкой 7 (фиг. 4, 5). При установке корпусов в ячейки, корпус площадкой 7 давит на ячейку, вследствие чего корпус кратковременно сжимается, проникая вглубь ячейки, и разжимается, когда выступы 6 заходят за соединяющий ячейки элемент 2. На фигуре 5 изображен фрагмент мозаики с установленным пассивным корпусом.
Все детали мозаики изготавливаются методом литья под давлением поликарбоната.
На фигуре 7 показан фрагмент мозаичной панели с лицевой стороны и на фиг. 8 - вид сзади.
Устройство работает следующим образом.
Платы крепятся в активные корпуса через отверстия 8 винтами и фиксируются уступами 9 (фиг. 6а, б, в).
На платах монтируются элементы контроля и управления, которые выходят на лицевую поверхность активных корпусов панели через отверстия на лицевой поверхности корпусов. Контроль осуществляется элементами индикации. Элементы индикации реализованы светодиодами разных цветов, которые загораясь или потухая, передают информацию о работе тех или иных агрегатов, схематично отображенных на пассивных элементах панели. Другая реализация элементов индикации это подсветка надписей на активных элементах, непосредственно дающих информацию о работе агрегатов. Элементы управления реализованы в виде тактовых кнопок и так называемых толкателей, нажатием на которые происходит управление устройствами. В случае управления задачами, сложнее чем положительная или отрицательная реакция на то или иное событие, элементы управления реализованы в виде контактных элементов с так называемыми актуаторами (рычагами) переключения с различными исполнениями положений.