УЗЕЛ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПРИВОДА ПОЖАРНОГО МОНИТОРА
SWITCHING UNIT FOR FIRE MONITOR DRIVE

Изобретение относится к оборудованию пожаротушения, в частности к управляемым пожарным лафетным стволам, и может быть использовано в стационарных и мобильных установках пожаротушения для оперативного переключения привода поворотных узлов пожарного монитора в ручной или дистанционный режим управления.
Известен пожарный автоматический манипулятор (а.с. SU №1461480, опубликованное 14.08.1986), имеющий для переключения в ручной или механизированный режим управления разъемное кинематическое звено между механизмом вертикального наведения и стволом, состоящее из четырехзвенного шарнирного параллелограмма, включающего проушину, планку и кронштейн, и маховика с пальцем в резьбовой втулке.
Для перехода на ручное управление приводом вертикального наведения необходимо отсоединить планку от кронштейна, что производится поворотом маховика с пальцем в резьбовой втулке. При этом палец перемещается в отверстии кронштейна и выводится из отверстия планки. Для возврата к механическому приводу необходимо совместить отверстие планки с отверстием кронштейна и завернуть палец с помощью маховика.
Недостатками этой конструкции являются возможность переключения режима управления только для вертикального наведения пожарного ствола, продолжительное время на выполнение процедуры переключения режима, а также сложность совмещения соединительных отверстий планки и кронштейна для включения механического привода, требующего работы двумя руками. Последнее обстоятельство вызывает необходимость отключения подачи огнегасящей жидкости на время переключения режима или наличие двух пожарных при управлении манипулятором.
Известен пожарный монитор (патент РФ №2050872, опубликованный 27.12.1995), имеющий стыковочный узел, соединяющий подводящий трубопровод (колено) с втулкой червячного колеса, свободно установленной на нем и соединенной червячным валом с двигателем, установленным в корпусе. Этот пожарный монитор принят за прототип.
Стыковочный узел установлен в резьбовом отверстии в торце полого вала и выполнен с подпружиненным упором и коническим наконечником, фиксирующим втулку червячного колеса по конусному гнезду на этой втулке. В данном устройстве стыковочный узел преимущественно выполняет функции предохранительного звена от действия значительных внешних нагрузок на ствол. Для разъединения же червячного колеса и колена при наведении пожарного ствола вручную стыковочный узел предварительно выворачивается по резьбе из сцепления.
Достоинством данного технического решения является возможность предохранения от поломок приводов при возникновении критических нагрузок на пожарный ствол. Однако такое решение неудобно при переключении управления монитором в ручной режим, так как требует времени на выворачивание стыковочного узла из резьбового отверстия для разъединения подпружиненного упора с конусным гнездом. Обратную операцию необходимо проделать для переключения монитора из ручного в дистанционный режим управления.
Длительность и неудобство процедуры переключения в ручной или дистанционный режим управления являются серьезными недостатками обеих рассмотренных конструкций, т.к. оперативность управления средствами пожаротушения является важным фактором, определяющим эффективность работы пожарных.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение оперативности управления переключением привода поворотных узлов пожарного монитора в ручной или дистанционный режим с одновременным упрощением конструкции.
Поставленная задача решается тем, что в узле переключения привода пожарного монитора, содержащем поворотный узел с входным и выходным патрубками, червячное колесо, связанное с выходным патрубком, червячный вал, соединенный с двигателем, червячный вал установлен в подвижном корпусе с возможностью выхода из зацепления с червячным колесом, при этом для включения и выключения зацепления имеется эксцентрик с рукояткой, к которому подвижный корпус поджат пружинами.
В отличие от рассмотренных выше аналогов в данном решении для переключения привода пожарного монитора необходим поворот рукоятки с эксцентриком, что производится очень быстро и не требует вывинчивания или совмещения отверстий. Для выполнения этой операции достаточно одной свободной руки.
При повороте эксцентрика с помощью рукоятки на угол не более 180 градусов происходит перемещение подвижного корпуса с установленным в нем червячным валом относительно червячного колеса в радиальном направлении. То есть, в зависимости от направления поворота происходит либо вывод из зацепления червячного вала с червячным колесом, либо ввод в зацепление. Эксцентрик при введенном зацеплении, соответствующем положению подвижного корпуса на упоре, находится в режиме самоторможения, т.е. удерживается от поворота силами трения. При этом он воспринимает радиальные нагрузки, действующие в червячном зацеплении при передаче мощности. В рассмотренном случае корпус червячного вала имеет одну степень свободы - перемещение в радиальном направлении относительно червячного колеса. Перемещения вдоль оси червячного вала и вдоль оси червячного колеса ограничены направляющими
Применение эксцентрика, а не иного кулачкового или рычажного механизма, продиктовано целью максимального упрощения конструкции и ее изготовления.
Для обеспечения постоянного контакта подвижного корпуса с эксцентриком в конструкции применено не менее одной пружины, перемещающих подвижный корпус при выводе червячной пары из зацепления и поджимающих его к эксцентрику.
Постоянная кинематическая связь вала двигателя с червячным валом при его перемещении относительно червячного колеса обеспечивается шарнирной муфтой, компенсирующей возникающую несоосность. Наиболее просто это можно обеспечить, используя только угловую компенсацию, для чего конец червячного вала соединен с валом двигателя шарнирно, а перемещение корпуса червячного вала при выводе червячной пары из зацепления происходит по дуге.
Червячный вал установлен в подвижный корпус на подшипниках скольжения, представляющих собой вкладыши в паз для червячного вала, изготовленные из антифрикционного полимерного материала, в частности из капролона В. Такие подшипники выдерживают возникающие в поворотном узле пожарного монитора нагрузки, не требуют смазки и обладают низким коэффициентом трения. Это позволило упростить конструкцию узла переключения привода пожарного монитора.
Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволит повысить оперативность управления переключением привода поворотных узлов пожарного монитора при одновременном упрощении конструкции.
На фиг.1 представлен общий вид узла переключения привода пожарного монитора в разрезе по оси поворотного узла; на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1 с шарнирной муфтой; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1 с шарнирной муфтой при выключенном зацеплении.
Узел переключения привода пожарного монитора состоит из поворотного узла 1 (фиг.1) с входным 2 и выходным 3 патрубками. Входной патрубок 2 неподвижно соединен с корпусом 4, а выходной патрубок 3 неподвижно соединен с червячным колесом 5, установленным на подшипниках 6 с возможностью вращения относительно корпуса 4. Корпус 4 выполнен разъемным и стянут крепежными элементами (не показаны).
Червячный вал 7 (фиг.1-4) установлен в подвижном корпусе 8 на подшипниках скольжения 9, изготовленных из антифрикционного полимерного материала. Для упрощения конструкции подшипники скольжения выполнены как вкладыши в паз для червячного вала на подвижном корпусе 8. Эксцентрик 10 с рукояткой 11 своей наружной поверхностью касается подвижного корпуса 8, имеющего возможность перемещения по направляющим относительно червячного колеса 5 в радиальном направлении.
Подвижный корпус 8 поджат к эксцентрику 10 не менее чем одной пружиной 12 (фиг.2-4), надетой на стержень 13, обеспечивающей постоянный контакт подвижного корпуса с эксцентриком. Пружина 12 обеспечивает возможность перемещения подвижного корпуса 8 при выводе из зацепления червячной пары. Для выполнения этой функции возможна установка нескольких пружин. Для упрощения конструкции один или несколько стержней 13 выполняют функцию направляющих, воспринимающих нагрузки при работе червячного зацепления и задающих направление при перемещении подвижного корпуса 8.
Для компенсации взаимного углового смещения при выводе из зацепления червячной пары червячный вал 7 связан с валом двигателя 14 шарнирной муфтой 15 известной конструкции. Примененная здесь муфта имеет в поперечном сечении квадрат.
Узел переключения привода пожарного монитора, установленный в приводе поворотных узлов горизонтального и (или) вертикального наведения на установках пожаротушения, работает следующим образом.
При включенном дистанционном управлении пожарным монитором с помощью двигателя червячный вал 7 (фиг.3, 4), установленный в подвижном корпусе 8 на подшипниках скольжения 9 из капролона В, введен в зацепление с червячным колесом 5 с помощью эксцентрика 10 поворотом рукоятки 11. При включении двигателя с изменением частоты вращения и направления вращения происходит поворот выходного патрубка 3 (фиг.1) относительно входного патрубка 2 на требуемый угол для направления потока огнегасящей жидкости в зону пожара.
При необходимости ручного управления или неисправности привода дистанционного управления рукояткой 11 (фиг.3, 4) поворачивают эксцентрик 10. Последний ослабляет давление на подвижный корпус 8 с установленным в нем червячным валом 7. Подвижный корпус 8 под действием пружины 12 перемещается в радиальном направлении относительно червячного колеса 5, разрывая кинематическую связь последнего с червячным валом 7. Перемещение происходит с поворотом в шарнирной муфте 15, допускающей переход в ручной режим управления без выключения двигателя. Ручное управление направлением потока огнегасящей жидкости производится с помощью рукоятки управления на стволе пожарного монитора (не показана).
Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволит повысить оперативность управления переключением привода поворотных узлов пожарного монитора за счет перемещения корпуса червячного вала при выводе червячной пары из зацепления поворотом эксцентрика с рукояткой. А использование подшипников скольжения в опорах червячного вала и минимального количества деталей простой формы существенно упрощает конструкцию, изготовление и ремонт узла переключения привода пожарного монитора.
Следовательно, предлагаемое изобретение обеспечивает технический эффект и может быть осуществлено с помощью известных в технике средств, т.е. обладает промышленной применимостью.