ЗАПОРНО-ПЛОМБИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области запорно-пломбировочных механизмов одноразового действия и может быть использовано для пломбирования различных объектов с помощью гибкой связи в виде отрезка троса (складские помещения, вагоны, цистерны, контейнеры, ящики, емкости, и т.п.), применяемых при транспортировке и хранении товаров и других материальных ценностей.
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 (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 (патент РФ №93860 E05B 39/02 Заявка 2010106482/22, 26.02.2010, Опубликовано: 10.05.2010).
Недостатками известного ЗПУ является наличие отверстия определенного профиля, что исключает возможность использования тросов различных конфигураций навивки и ограничивает диапазон применения комплектующих. Кроме того, устройство малотехнологично ввиду необходимости изготовления цилиндрической канавки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является запорное приспособление, снабженное вкладышем, свободно установленным во внутренней полости корпуса с зазором между их боковыми поверхностями (патент РФ №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 низкую технологичность, в частности, наличие неоправданно большого количества элементов, к коим относятся, например, рычаг и его поворотная ось, что усложняет изготовление и сборку приспособления, а применение раздельных каналов для установки пружин стопорных элементов снижает надежность срабатывания стопорного механизма из-за возможной осевой несимметрии приложения сил, действующих со стороны стопорных элементов на трос.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание технологичной в изготовлении запорно-пломбировочной системы (ЗПС), простой и надежной в хранении, транспортировке, приведении в действие и маркировке, обеспечивающей легкое, без заедания, протягивание свободного конца гибкого троса через стопорное устройство и его дальнейшее удержание стопорным механизмом при внешнем усилии не менее 12 кН.
В результате использования предлагаемой полезной модели обеспечивается технологичность изготовления ЗПУ при максимальном использовании стандартных компонентов и их относительно небольшом количестве, достигается высокая надежность срабатывания стопорного устройства при небольших размерах и минимальном обратном ходе гибкого троса.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом запорно-пломбировочном устройстве, включающем корпус, имеющий внутреннюю полость, 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 с двумя стопорными элементами, расположенный в полости корпуса соосно входному и выходному отверстиям и стальную крышку, запрессованную в корпус, корпус выполнен из материала с твердостью по Бринеллю не менее 75 НВ, внутренняя полость выполнена в форме усеченного конуса, имеющего в осевом сечении форму трапеции, ось которой совпадает с осью входного отверстия, а малое основание направлено в сторону входного отверстия, стопорный механизм вложен в полость корпуса 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 стакане, запрессованном в корпус и являющемся его крышкой; в держателе со стороны его малого основания выполнен паз, перпендикулярный осевому отверстию, с вложенными в него двумя стопорными элементами в виде металлических шариков, имеющих возможность свободно перемещаться вдоль паза перпендикулярно оси входного отверстия, пружину замыкания, надетую одним концом на хвостовик держателя, а вторым упирающуюся в дно стакана, и транспортировочный стержень; свободный конец троса обварен и заострен, конусность боковой поверхности держателя равна конусности боковой поверхности полости, а геометрические размеры корпуса и деталей стопорного механизма определяются в соответствии со следующими соотношениями:
д
д
д
7≤L/(D-d)≤12,
д
д
д
где L - расстояние от дна стакана до малого основания конической полости, Д и d - диаметр, соответственно, большого и малого оснований конической части держателя,;
ш
m
1,7≤D/d<2,5,
m
ш
где d - диаметр гибкого троса, D - диаметр шарика;
m
n
д
n
n
n
d=(L-L)·(D-d)/L,
n
n
n
где L - расстояние от торца хвостовика до плоскости, проходящей через центры шариков, касающихся дна проточки., D и d - диаметр, соответственно, большого и малого оснований конической части полости;
д
n
d=d,,
д
n
где d - диаметр малого оснований конической части держателя, d - диаметр малого оснований конической части полости.
В запорно-пломбировочном устройстве корпус выполнен из силумина марки АК8М3ч.
Сущность предлагаемого запорно-пломбировочного устройства поясняется чертежом, на котором представлена общая схема.
Запорно-пломбировочное устройство (ЗПУ), включает в себя корпус 1, имеющий внутреннюю полость 5, сообщающуюся со сквозными цилиндрическими входным 6 и выходным 7 отверстиями, отрезок гибкого троса 4 с одним концом 15, заделанным в глухое отвесите 3 в корпусе, и вторым, свободным, концом 16, стопорный механизм с двумя стопорными элементами 11, расположенный в полости корпуса соосно входному и выходному отверстиям и стальную крышку 2, запрессованную в корпус. Корпус выполнен из алюминиевого сплава высокой твердости. Внутренняя полость 5 выполнена в форме усеченного конуса, имеющего в осевом сечении форму трапеции, ось которой совпадает с осью отверстия, а малое основание направлено в сторону входного отверстия, стопорный механизм вложен в полость корпуса и включает в себя держатель 8 в форме усеченного конуса, малое основание которого обращено в сторону входного отверстия в корпусе, со сквозным осевым отверстием 9 и цилиндрическим хвостовиком 12, направленный в сторону выходного отверстия, выполненного в стакане, запрессованном в корпус и являющимся его крышкой. В держателе со стороны его малого основания выполнен паз 10, перпендикулярный осевому отверстию, с вложенными в него двумя стопорными элементами в виде металлических шариков 11, имеющих возможность свободно перемещаться вдоль паза перпендикулярно оси входного и выходного отверстий. На хвостовик держателя одним концом надета пружина замыкания 13, второй конец которой упирается в дно стакана. Сквозь входное и выходной отверстия корпуса и осевое отверстие держателя пропущен транспортировочный стержень 14. Свободный конец троса обварен и заострен. Геометрические размеры корпуса и деталей стопорного механизма определяются в соответствии со следующими соотношениями:
д
д
д
7≤L/(D-d)≤12,
д
д
д
где L - расстояние от дна стакана до малого основания конической полости, D и d - диаметр, соответственно, большого и малого оснований конической части держателя,
ш
m
1,7≤D/d≤2,5,
m
ш
где d - диаметр гибкого троса, D - диаметр шарика
m
n
д
n
n
n
d=(L-L)·(D-d)/L,
n
n
n
где L - расстояние от торца хвостовика до плоскости, проходящей через центры шариков, касающихся дна проточки., D и d - диаметр, соответственно, большого и малого оснований конической части полости.
д
n
d=d
Работает ЗПУ следующим образом.
При сборке ЗПУ один конец 15 гибкого троса 4 требуемой длины (например, 400 мм) запрессовывают в глухое отверстие 3 корпуса. Затем в полость 5 вставляют держатель 8 с вложенными в его паз 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. При этом технологичность изготовления ЗПУ достигается применением стандартных деталей, таких как стальные шарики и пружина, при их относительно небольшом количестве, а сама конструкция ЗПУ обеспечивает простоту и минимальное время сборки.
д
д
д
ш
m
n
д
n
n
n
n
n
n
д
д
д
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 рабочей полости, 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.. При использовании стальных шариков и силуминового корпуса надежное срабатывание при минимальном обратном ходе троса достигается при углах, лежащих в диапазоне, определяемом соотношением: 7≤L(D-d)≤12. При этом необходимо исключить вдавливание стального шарика в месте его соприкосновения с поверхностью полости, что достигается применением материала с достаточно высокой твердостью. В случае применения алюминиевого сплава твердость по Бринеллю должна быть не менее 75 НВ. В частности, корпус может быть изготовлен из силумина марки АК8МЗч. 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).