СИЛОВОЙ ПРИВОД АВТОМАТИКИ ЗВОНА КОЛОКОЛОВ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к силовым приводам автоматики звона колоколов.
Звонницы и колокольни оборудованы колоколами весом от двух до сотен килограмм и, следовательно, усилия прилагаемые для удара языка о колокол разные. На колокольне I, снабженной электронным звонарем, силовыми приводами колоколов являются синхронные электромоторы с катушками на их оси вращения, на которые при подаче электрического импульса от автоматики электронного звонаря наматывается трос, соединенный с языком нужного колокола, за счет чего происходит звон.
Коллекторы этих электромоторов (подвижные токосъемники) в условиях работы на колокольне (перепады температуры и влажности) часто выходят из строя. Трос, наматывающийся под острым углом на катушку, не выдерживает такой длительной эксплуатации и начинает рваться, выводя электронный звонарь из строя. К тому же, значительное магнитное сопротивление, присутствующее на холостом ходу в вышеупомянутых синхронных электромоторах, не позволяет использовать их в качестве силовых приводов для легких колоколов (малый вес языка легкого колокола не достаточен для преодоления сопротивления холостого хода мотора, вследствие чего язык не может вернуться в исходное положение). Для осуществления боя тяжелых колоколов колокольни I применяются усилители к электромотору (редукторы). Кроме дополнительных расходов, применение редукторов снижает общий моторесурс автоматики этой колокольни.
Частично недостатки силовых приводов автоматики колокольни I устранены применением соленоидов в качестве силовых приводов автоматики колокольни II. Во избежание перекосов и уменьшения трения массивных сердечников (якорей) этих соленоидов о стенки отверстия в их индукторах требуется обеспечить вертикальность вхождения сердечников в эти отверстия при минимальном зазоре. С этой целью над соленоидами располагаются ролики настройки, через которые проходят тросы, соединяющие сердечники с одним из плечей его рычагов угла передачи усилия от соленоида к языку колокола. Как ранее было отмечено, на колокольнях и звонницах применяются колокола разного веса.
Примененные в колокольне II соленоиды однотипны и усилия, создаваемые ими. согласуются с тяжестью языков изменением соотношения плечей рычагов. Большое количество ненадежных элементов настройки, так же как и периодическое смазывание якорей соленоидов (при замерзании смазка загустевает, замедляя срабатывание соленоида) усложняет эксплуатационные качества автоматики электронного звонаря. Для преодоления сопротивления силовых приводов автоматики I и обеспечения звона легких колоколов, их языки оттягиваются пружинами, являющимися самым ненадежным элементом в системе электронного звонаря. Массивность сердечников соленоидов, примененных на колокольне II, и их инерционность не позволяют производить звон легких колоколов с необходимой частотой.
Известно, так же, «Устройство для воспроизведения звона» III, преимущественно церковного, в котором звон, издаваемый колоколами. образуется силой удара стойки (штока) о колокол. Эта сила получена от взаимодействия магнитного поля постоянного магнита, укрепленного на этой стойке, с магнитным полем звуковой катушки (индуктором), питаемой электрическими импульсами от задающей системы. Данное устройство не совместимо с традиционным (ручным) способом управления звоном колоколов.
В технике для решения разных задач применяются силовые приводы разной силы. скорости срабатывания и длины рабочего хода Известны быстродействующие устройства, например - «Привод на постоянных магнитах» IV в основной своей части сходные с предложенной полезной моделью тем, что содержат расположенный в магнитопроводной трубе индуктор, размещенный на диамагнитной трубе, внутри которой находится свободно перемещающийся якорь из постоянных магнитов. Мощность этого устройства снимается с двигающейся возвратно-поступательно магнитопроводной оси. на которой расположены кольцевые постоянные магниты с радиальной намагниченностью.
В «Электромеханическом приводе» V, подобном приводу IV, для увеличения мощности, поляризованные в осевом направлении противостоящие цилиндрические постоянные магниты располагаются между полюсными наконечниками индуктора.
Эти устройства мощные, быстродейсвующие, но из-за небольшого рабочего хода их якорей, дороговизны и сложности конструкции они не пригодны для осуществления звона колоколов.
В колокольнях и звонницах, оборудованных электронным звонарем, важно сохранить возможность осуществления звона с пульта звонаря традиционным способом. Тяжелые языки больших колоколов соединены тросами с ножными педалями на пульте звонаря. К этим же тросам подсоединены тросы, идущие на силовые приводы автоматики колоколен: к катушкам электромоторов на колокольне I и к рычагам соленоидов на колокольне II.
При включении автоматического звона эти силовые приводы, получая электрический импульс, дергают вышеупомянутые тросы, от чего их педали приходят в бесполезное движение, дополнительно изнашиваясь.
Для решения поставленной задачи - обеспечение автоматического звона разных по весу колоколов надежными силовыми приводами необходимы электромагниты с достаточной силой, длинной рабочего хода. частотой срабатывания и высокой надежностью при любых погодных условиях, с сохранением ручного управления колоколами.
Предложенная полезная модель: «Силовой привод автоматики звона колоколов» решает поставленную задачу применением фторопластовых подшипников, укрепленных на торцах цилиндрического якоря скользящего в диэлектрической трубе индуктора в центре торца которой укреплена фторопластовая втулка. Идущий к нагрузке трос проходит через отверстие в этой втулке и прикреплен к якорю, задавая ему осевое направление скольжения.
Для быстродействующих легких колоколов применен соленоид с цилиндрическим якорем из постоянного магнита с осевой поляризацией, который расположен внутри одного из концов диамагнитной трубы. На торцах этого якоря укреплены кольцевые фторопластовые подшипники с крепежом для троса на одном из торцов. Этот трос проходит сквозь фторопластовую втулку. укрепленную на конце диамагнитной трубы, на которой, на другом ее конце, расположен индуктор без внешнего магнитопровода. Такая же диамагнитная труба с фторопластовыми подшипниками и втулкой, а, так же, с крепежом и тросом используется в силовом приводе для средних по весу колоколов, которым важна большая сила удара языка о колокол и более длинный рабочий ход этого языка. С этой целью применен цилиндрический магнитопроводный якорь, а индуктор расположен в магнитопроводной трубе с полюсным наконечником на торце. Для произведения ударов тяжелыми колоколами применен более мощный соленоид. Массивный магнитопроводный якорь этого соленоида укреплен под соединенной тросом с языком колокола педалью, а индуктор с полюсными наконечниками стационарно расположен под этим якорем..
Предложенный силовой привод применим для автоматизации, например, «Концертной колокольной установки» VI.
Фиг.1, прилагаемого рисунка, отображает силовой привод включающий: 1 - диамагнитную труба, 2 - индуктор, 3 - поляризованный в осевом направлении постоянный магнит, 4 - фторопластовые подшипники. 5 - крепеж троса - 6 и фторопластовую втулку - 7. Фиг.II: 8 - магнитопроводный якорь, 9 - магнитопроводная труба, 10 -полюсный наконечник. Для озвучения тяжелых колоколов, фиг.III, применены: 11 - педаль, 12 - магнитопроводный якорь, 13 - полюсные наконечники индуктора - 2.
Импульс постоянного электрического тока, поданный автоматикой электронного звонаря на индуктор 2, создает однонаправленное магнитное поле, взаимодействующее с полюсом якоря 3 фиг.1, магнитопроводным якорем 8 фиг.II и 12 фиг.III и воздействует на них втягивающей силой, которая через трос 6 передается на язык колокола.
Фторопластовые подшипники 7 обеспечивают свободное скольжение якорей 3. 8 в их диамагнитных трубах 1, а фторопластовая втулка 7 задает их скольжению осевое направление.
Устройство предложенного силового привода улучшает эксплуатационные характеристики автоматики электронного звонаря за счет применения фторопластовых подшипников и втулок, то есть исключается периодическая смазка сердечников соленоидов, их настройка по вертикальности с использованием роликов и рычагов, а так же увеличивается срок бесперебойной работы при любых погодных условиях. К тому же, применение в качестве якоря легкого сильного постоянного магнита дает возможность осуществлять частый звон самыми легкими колоколами звонниц и колоколен. Сохраняется возможность производить звон традиционным способом без включения автоматики.
Источники информации.
I. Электронный звонарь - http://www.youtube.com/watch?v-L4g99SfsdZA
II Электронный звонарь - http://www.ltv.ru/news/social/171467
III. Патент на изобретение - «Устройство для воспроизведения звона». №2080660. G10K 1/063, опубликовано 27.05.1997.
IV. Патент на полезную модель - «Привод на постоянных магнитах». №94391, Н02К 33/00, опубликовано 20.05.2010.
V. Патент на полезную модель - «Электромеханический привод», №4868. Н02К 41/00, опубликовано 16.08.1997
VI. Патент на изобретение - «Концертная колокольная установка». №2444070, G100F 001/10, опубликовано 27.02.2012.