Тормоз механизма быстрого сброса аварийно-ремонтного затвора гидротехнического сооружения

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для использования в подъемно-транспортных машинах и механизмах, преимущественно, в колодочных тормозах для обеспечения возможности быстрого сброса аварийно-ремонтного затвора гидротехнического сооружения.
Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным устройством признаков.
Известен колодочный тормоз по патенту РФ №97176, снабженный устройством регулирования его тормозного момента, содержащим вертикально размещенную замыкающую пружину, снабженную регулировочной гайкой, отличающийся тем, что регулировочная гайка размещена над замыкающей пружиной с возможностью кинематической связи с ней.
Известен колодочный тормоз по патенту РФ №2027088, содержащий тормозной шкив, две тормозные колодки, связанные с силовым цилиндром и основанием, подпружиненные относительно основания толкатели, установленные в направляющих основания, а также механизм регулирования зазоров между тормозными колодками и тормозным шкивом, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, улучшения эксплуатационных характеристик путем синхронизации перемещения колодок при работе тормоза в различных условиях и упрощения наладки, он снабжен механизмом регулировки натяга пружин в виде регулировочных упоров, каждый из которых закреплен на соответствующей тормозной колодке с возможностью поворота, фиксации и контакта с соответствующим толкателем, при этом тормозные колодки одними своими концами шарнирно закреплены на основании, а другими соответственно на корпусе и штоке силового цилиндра, толкатели расположены между шарнирами, связывающими тормозные колодки с силовым цилиндром.
Известен колодочный тормоз по патенту РФ №143717, включающий в себя две установленные на основании стойки, на каждой из которых закреплена тормозная колодка, стойки связаны между собой при помощи приводного рычага, шарнирно закрепленного на одной из стоек, и тяги, шарнирно закрепленной на второй стойке и приводном рычаге, на котором для дискретного изменения передаточного отношения рычажной системы тормоза выполнен ряд регулировочных отверстий, отличающийся тем, что центры регулировочных отверстий для крепления тяги расположены на приводном рычаге по дуге окружности, радиус которой равен длине тяги, а центр расположен в шарнире, связывающем тягу со второй стойкой.
Данное техническое решение, как наиболее близкое к заявленному по техническому существу и достигаемому результату, принято в качестве его прототипа.
Данная конструкция обеспечивает увеличение диапазона регулирования тормозного момента в рамках одного типоразмера колодочного тормоза.
Недостатками данного технического решения являются то, что оно в обязательном порядке требует электропитания для работы толкателя, что сужает функциональные возможности устройства, поскольку производственные объекты, например, привода аварийных (аварийно-ремонтных) затворов напорных трубопроводов гидротурбин, системы управления которых должны обеспечивать их автоматическое закрытие при возникновении нештатных ситуаций, при этом помимо автоматического их закрытия действием противоаварийных защит должна быть предусмотрена возможность дистанционного закрытия затворов с агрегатного щита, центрального пульта управления ГЭС, ГАЭС, со щита управления затвором на гребне плотины и вручную, см. Приказ Минэнерго РФ от 16 августа 2019 года, №857, п. 115.
Задачей заявляемой полезной модели является создание универсального управляемого тормоза механизма аварийно-ремонтного затвора гидротехнического сооружения, имеющего возможность выполнять свою функцию как при наличии электропитания на гидротехническом сооружении, так и при полном отсутствии на нем электропитания.
Сущность заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Согласно полезной модели тормоз механизма быстрого сброса аварийно-ремонтного затвора гидротехнического сооружения, включающий силовой привод и две установленные на основании стойки, на каждой из которых закреплена тормозная колодка, взаимодействующая с тормозным шкивом, при этом стойки связаны между собой пружиной, характеризующийся тем, что шток силового привода связан со стойками с возможностью их относительного раздвижения при его работе, при этом свободные концы стоек соединены между собой симметричной шарнирной распоркой из двух расположенных под углом друг к другу плеч, сумма длин которых превышает минимальной расстояние между точками шарнирного прикрепления плеч на свободных концах стоек, причем средняя часть шарнирной распорки, расположенная ниже точек шарнирного прикрепления ее плеч к стойкам, посредством совокупности связанных между собой рычагов, один из которых шарнирно укреплен на неподвижной опоре, соединена со средством для приложения к средней части шарнирной распорки физического усилия, приводящего к выпрямлению шарнирной распорки, изменению расстояния между стойками и обнуления тормозного момента тормоза.
Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:
средство для приложения физического усилия, приводящего к выпрямлению шарнирной распорки, выполнено в виде ручной рукоятки, выполненной на продолжении рычага, шарнирно укрепленного на неподвижной опоре;
средство для приложения физического усилия, приводящего к выпрямлению шарнирной распорки, выполнено в виде укрепленной на неподвижной опоре рычажной педали, связанной тягой с рычагом, шарнирно укрепленным на неподвижной опоре.
Заявленная совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что заявленный тормоз механизма аварийно-ремонтного затвора гидротехнического обладает универсальностью управления за счет обеспечения тормозу возможность выполнять свою функцию в любых аварийных ситуациях, как при наличии электропитания на гидротехническом сооружении, так и при полном отсутствии на нем электропитания.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид заявленного устройства, включающего оба варианта выполнения средства для приложения физического усилия, приводящего к выпрямлению шарнирной распорки.
Тормоз механизма быстрого сброса аварийно-ремонтного затвора гидротехнического сооружения включает силовой привод 1 и две установленные на основании 2 стойки 3 и 4, на каждой из которых закреплена тормозная колодка 5, взаимодействующая с тормозным шкивом 6 тормоза. Стойки 3 и 4 связаны между собой пружиной 7. Шток силового привода 1 связан со стойками 3 и 4 с возможностью их относительного раздвижения при его работе. Свободные концы стоек 3 и 4 соединены между собой симметричной шарнирной распоркой из двух расположенных под углом друг к другу плеч 8 и 9, сумма длин которых превышает минимальной расстояние между точками шарнирного прикрепления плеч 8 и 9 на свободных концах стоек 3 и 4. Средняя часть шарнирной распорки 10 расположена ниже точек шарнирного прикрепления ее плеч 8 и 9 к стойкам 3 и 4. Средняя часть шарнирной распорки 10 через рычаг 11 связана с рычагом 12, который шарнирно укреплен на неподвижной опоре 13. На продолжении рычага 12 выполнена ручная рукоятка 14 для приложения ручного физического усилия, приводящего к выпрямлению шарнирной распорки. Возможность приложения ножного физического усилия, приводящего к выпрямлению шарнирной распорки, выполнено в виде укрепленной на неподвижной опоре 13 рычажной педали 15, связанной тягой 16 с рычагом 12, шарнирно укрепленным на неподвижной опоре 13.
Заявленный нами тормоз механизма быстрого сброса аварийно-ремонтного затвора гидротехнического сооружения работает следующим образом.
При возникновении аварийной ситуации на гидротехническом сооружении с гидроагрегатом или напорном трубопроводе требуется быстрое перекрытие потока воды аварийно-ремонтным затвором.
При наличии в этот момент на сооружении электропитания включают силовой привода 1, который растормаживает заявленный тормоз механизма быстрого сброса аварийно-ремонтного затвора, при этом освобожденный от удерживающего действия тормоза аварийно-ремонтный затвор под действием собственного веса падает вниз, перекрывает поток воды и блокирует аварийную ситуацию.
В случае отсутствия на сооружении какого-либо электропитания растормаживание тормоза механизма быстрого сброса аварийно-ремонтного затвора производится вручную путем приложения физической силы к ручной рукоятке 14 заявленного тормоза или к педали 15. При этом рычаг 12, шарнирно закрепленный на неподвижной опоре 13, воздействует на рычаг 11, в результате чего средняя часть шарнирной распорки 10 поднимается вверх и тянет за собой плечи 8 и 9. Поскольку общая длина плеч 8 и 9 превышает расстояние между опорами 3 и 4, то обеспечивается их относительное раздвижение и отход расположенных на них тормозных колодок 5 от тормозного шкива 6, т.е. растормаживание тормоза, в результате чего освобожденный от действия тормоза аварийно-ремонтный затвор под действием собственного веса падает вниз, перекрывает поток воды и блокирует аварийную ситуацию.
Заявленная конструкция тормоза механизма аварийно-ремонтного затвора гидротехнического обладает универсальностью управления за счет обеспечения возможность тормозу выполнять свою функцию в любых аварийных ситуациях, как при наличии электропитания на гидротехническом сооружении, так и при полном отсутствии на нем электропитания.
Заявленное устройство может быть реализовано с использованием известного оборудования, технических и технологических средств.