КАЛИТКА АВТОМАТИЧЕСКАЯ
AUTOMATIC GATE

Предлагаемое изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям калиток, используемых для пропуска людей на проходных различного назначения. В частности, рассматриваются автоматические (приводные) двухсторонние калитки со створками, открывающимися в обе стороны (на вход и на выход). Калитка открывается в нужную сторону или по команде от пульта управления (в системах контроля и управления доступом - СКУД) или от датчика, например светового барьера, в супермаркетах. После прохода человека через такую калитку привод, например, электрический, возвращает створку калитки в ее исходное положение «проход закрыт».
Одним из требований к автоматическим калиткам является точное позиционирование створки калитки при ее возврате в исходное положение «проход закрыт». Это необходимо как по эстетическим требованиям, так и по требованию обеспечения максимально допустимого зазора между концом створки и ограждением прохода в системах СКУД. Особенно заметна неточность позиционирования в так называемых «воротах» (комплексах из двух калиток, створки которых находятся против друг друга в исходных положениях «проход закрыт»).
Известен турникет калиточный с электроприводом, в котором положения створок определяются торможением и остановкой двигателя (см. патент RU 86974 U1, кл. МПК E06B 11/08 (2006.01), дата публ. 20.09.2009). Недостатком такого решения является то, что для управления положением створки в этом случае требуется жесткая связь (жесткая муфта) между электроприводом и створкой; это приводит к повышенным нагрузкам на электропривод в моменты пуска и остановки. Кроме того, точное позиционирование створки в исходном положении по этой схеме возможно только в случае использования дорогостоящего мощного шагового привода.
Известна калитка, содержащая неподвижную стойку с подшипниковыми узлами, вал, установленный с возможностью вращения в подшипниковых узлах, соединенную с валом створку, механизм возврата и позиционирования створки, устройство плавной доводки створки, механизм фиксации створки, датчик угла поворота, блок электронного управления, световую индикацию и пульт дистанционного управления. Механизм возврата и позиционирования створки включает кулачок, установленный на валу калитки жестко и соосно валу, коромысло, установленное с возможностью качания на оси, перпендикулярной оси вала. Кулачок выполнен с двумя упорами, установленными с возможностью вращения на двух осях, которые жестко закреплены в кулачке и расположены параллельно оси вала. Упоры установлены с возможностью взаимодействия с толкателем, установленным с возможностью свободного вращения на оси, жестко закрепленной на противоположном от оси качания конце коромысла, поджатого к упорам с помощью возвратной пружины (см. патент RU №2403365, кл. МПК E06B 11/00 (2006.01), дата публ. 10.11.2010).
Недостатком такого решения является то, что данная калитка не является автоматической (в частности, электроприводной), и ее механизм не обеспечивает позиционирования створки в положениях «открыто на 90° влево» и «открыто на 90° вправо».
Известна автоматическая калитка, в которой створка приводится в движение электрическим двигателем с помощью муфты, при этом остановка створки в нужной позиции («проход открыт» или «проход закрыт») осуществляется электромагнитной тормозной муфтой по команде, получаемой от датчика положения створки (см. патент DE 4309067, кл. МПК E05F 15/12, дата публ. 1994-09-22).
Недостатком данной калитки является использование дорогостоящей электромагнитной тормозной муфты. Также недостатком данной калитки является то, что при отключении электропитания электромагнитная тормозная муфта перестает удерживать створку, которая сохраняет свое положение только за счет связи с электроприводом. В случае использования в качестве связи между электроприводом и створкой нежесткой демпферной муфты створка под действием разных факторов (неточная установка калитки по вертикали, влияние на створку воздушных потоков и др.) может отклоняться со своего точного положения («проход открыт на 90°» или «проход закрыт»).
Обе известные калитки, приведенные выше, можно принять в качестве ближайших аналогов, так как в предлагаемом техническом решении изобретение касается как приводного механизма из автоматической калитки по патенту DE 4309067, так и механизма позиционирования створки по патенту RU №2403365.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в упрощении конструкции механизма позиционирования створки автоматической калитки с электроприводом, повышении точности позиционирования створки калитки в трех положениях - среднем закрытом и крайних открытых на 90°, сохранении позиционирования створки при отключенном электропитании калитки.
Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что калитка автоматическая содержит неподвижную стойку с подшипниковыми узлами, вал створки, установленный с возможностью вращения в подшипниковых узлах, соединенную с валом створку, электропривод, соединительную муфту между электроприводом и валом, механизм позиционирования створки, включающий коромысло, установленное с возможностью качания на оси, перпендикулярной оси вала, пружину с натяжителем и подпружиненный толкатель.
В соответствие с изобретением соединительная муфта между электроприводом и валом створки выполнена в виде жидкостной муфты, а механизм позиционирования створки выполнен в виде механического устройства с пружиной, обеспечивающего позиционирование створки в трех положениях - среднем закрытом и крайних открытых на 90°.
Это механическое устройство выполнено в виде диска, установленного на валу калитки жестко и соосно с валом. При этом диск снабжен четырьмя упорами, установленными с возможностью вращения на четырех осях, которые жестко закреплены в диске и расположены параллельно оси вала с интервалом 90°. Упоры взаимодействуют с подпружиненным толкателем коромысла, который установлен с возможностью свободного вращения на оси, жестко закрепленной на противоположном от оси качания конце коромысла, и поджат к упорам с помощью пружины.
Калитка с электроприводом поясняется чертежами:
на фиг.1 представлен общий вид калитки;
на фиг.2 - вид механизма позиционирования створки сверху в исходном положении створки калитки «проход закрыт»;
на фиг.3 - вид механизма позиционирования створки сверху в положении створки «открыто на 90° влево»;
на фиг.4 - вид механизма позиционирования створки сверху в положении створки «открыто на 90° вправо».
Калитка состоит (фиг.1) из неподвижной стойки 1, на которой с помощью подшипниковых узлов 2 установлен вал 3. На валу 3 жестко закреплена створка 4 калитки. Электропривод 5 служит для открывания и закрывания створки 4. Передача крутящего момента от электропривода 5 к валу 3 осуществлена посредством жидкостной муфты 6. Точное позиционирование створки в исходном положении «проход закрыт» и в положениях «открыто на 90° влево» и «открыто на 90° вправо» осуществляется под воздействием механизма позиционирования 7. Остальные части калитки (стопорное устройство, датчик углового положения створки, индикаторы состояния калитки, контроллер, пульт дистанционного управления, считыватели карт пропуска) условно не показаны.
Жидкостная муфта 6 состоит из двух частей (ведущей 6.1 и ведомой 6.2), которые могут вращаться относительно друг друга, при этом передача вращения осуществляется через вязкую жидкость. Особенностью жидкостной муфты является то, что момент сопротивления вращению двух частей муфты относительно друг друга прямо пропорционален угловой скорости их относительного вращения, так что при малой скорости вращения ведущей части муфта практически не оказывает сопротивления ее вращению. Это создает благоприятные условия для пуска электропривода, так как способствует уменьшению величины пускового тока и обеспечивает плавный разгон двигателя. При увеличении скорости вращения ведущей части по мере разгона двигателя вязкая жидкость начинает передавать значительный крутящий момент на ведомую часть, что обеспечивает поворот створки. Так как при выключенном электроприводе жидкостная муфта не оказывает сопротивления случайным медленным отклонениям створки от исходного положения «проход закрыт» и от положений «открыто на 90° влево» и «открыто на 90° вправо», то для удержания створки в этих положениях использован механизм позиционирования створки 7. Это особенно актуально для калиток с большими створками, которые имеют большой вес и/или большую парусность, так как при неточной установке калитки по вертикали или под действием воздушных потоков створка может отклониться от своего заданного положения.
Механизм позиционирования створки содержит диск 8 с четырьмя жестко закрепленными на нем осями 9, расположенными относительно друг друга через углы 90°. На осях 9 установлены вращающиеся упоры 10. Механизм позиционирования 7 включает также коромысло 11 и пружину 12 с натяжителем 13. Диск 8 жестко и соосно закреплен на валу 3 калитки, например, с помощью штифта 14. Коромысло 11 установлено с возможностью качания на оси 15, жестко закрепленной в стойке 1 калитки и расположенной в плоскости, перпендикулярной оси вала 3. На противоположном конце от оси качания коромысла жестко закреплена параллельно оси 15 ось 16, на которую насажен толкатель 17, выполненный в виде трубки. Толкатель 17 коромысла 11 установлен с возможностью свободного вращения на оси 16 и поджат к упорам 10 диска 8 с помощью пружины 12.
Наличие свободно вращающегося толкателя 17 желательно, так как при качании коромысла происходит перемещение оси 16 по вертикали; вращающийся толкатель 17 позволяет избежать трения скольжения толкателя об упоры и использовать трение качения, что способствует долговечной работе механизма. Натяжитель 13 пружины 12 служит для возможности регулировки усилия удержания створки в исходной позиции.
На фиг.2 показано исходное положение створки калитки «проход закрыт». Электропривод выключен. При этом толкатель 17 под действием пружины 12 воздействует на два упора 10 (их номера обозначены как 10.1 и 10.2). Если под действием внешних факторов, воздействующих на створку 4 калитки, произойдет ее отклонение от исходного положения, то есть поворот вокруг оси вала 3, то толкатель 17 станет воздействовать только на один упор 10.1 или 10.2, создавая при этом момент на валу 3, возвращающий вал 3 в исходное положение.
При включении электропривода начинает вращаться ведущая часть муфты 6.1, которая по мере разгона начинает вращать и ведомую часть муфты 6.2, а вместе с последней и створку 4 калитки. При подходе створки 4 к крайнему положению «открыто на 90° влево» или «открыто на 90° вправо» электропривод выключается. Доводка и позиционирование створки 4 осуществляется в этих положениях толкателем 17 аналогично тому, как это происходит в исходном положении створки «проход закрыт». Разница лишь в том, что в позиционировании теперь участвуют упоры с номерами 10.1 и 10.3 в положении створки «открыто на 90° влево» (фиг.3) или упоры с номерами 10.2 и 10.4 в положении створки «открыто на 90° вправо» (фиг.4).