КАРКАСНЫЙ ШАР НА ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ТРУБЕ С АВТОНОМНЫМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ ОТ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ
FRAME BALL ON ROTATING PIPE WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY FROM SOLAR PANELS

Изобретение относится к области информационных и рекламных носителей, осветительных и архитектурных конструкций, способное вращаться вокруг своей оси при помощи ветра. Оснащено автономным электропитанием от солнечных батарей, для освещения каркасного шара в темное время суток и подключения лазерного оборудования для проекции текстов, изображений изнутри. Для установки требуется 1 труба с бетонным основанием, которая занимает очень мало места и позволяет регулировать высоту установки шара.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в реализации изделия, отвечающего современным требованиям по безопасности, генерированию и энергосбережению, долговечности, удобству транспортировки, монтажа и эксплуатации.
Поставленная задача решается за счет того, что трубы для каркасного шара на вращающейся трубе заложены с большим запасом прочности, все несущие детали выполнены из круглых прямошовных труб, толщиной стенки от 3.2 мм до 4.5 мм. Все металлические трубы покрыты защитным антикоррозийным покрытием белого цвета. Простота конструкции вращающейся трубы позволяет использовать трубы стандартного диаметра, а именно: 15; 76; 89; 133; 159, исключая использование сложных и дорогостоящих станков. Так как конструкция имеет вращающиеся части, в ней используются упорно-конусные подшипники 7216 с внутренним диаметром 80 и наружным 140, которые также легко приобрести в любом специализированном магазине. Использование для вращения конструкции большой площади каркасного шара делает установку энергонезависимой, и позволяет дополнить ее солнечными батареями и аккумуляторной батареей для подсветки конструкции и подключения другого оборудования. Элементы конструкции каркасного шара выполнены из полипропилена, что уменьшает вес конструкции и придают устойчивость к внешней среде. Длина конструкции составляет 5700 мм. Диаметр данного каркасного шара 3,3 м.
Вес конструкции в среднем составляет 150 кг, что позволяет перевозить на небольшом грузовом автомобиле, например, Газель. Монтаж конструкции очень легок, при готовой установленной трубе с бетонным основанием остается лишь вставить ось каркасного шара в трубу при помощи подъемной машины и переходника, в зависимости от диаметра забетонированной трубы.
Внутренняя труба-ось прямошовная и имеет диаметр 76 мм, длину 5700 мм.
Внешняя труба прямошовная и имеет диаметр 159 мм, длину 3400 мм, включает в себя 2 вставки из труб меньшего диаметра на 133 с прокладками 4.5 мм длиной 100 мм, которая устанавливается равномерно от краев вовнутрь и фиксируется восемью болтами М8, предварительно резьба нарезается метчиком для М8, продольно с 4 сторон по два болта на расстоянии около 90 мм от края наружной трубы диаметром 159 мм.
Внутренняя труба диаметром 133 мм является опорой для упорно-конусных подшипников. Так как подшипник имеет диаметр 140 мм, а наружная труба имеет внутренний диаметр 150 мм, то остается зазор, который заполняется прокладкой из трубы толщиной 4,5 мм и фиксируется 3 болтами М8 с трех сторон.
Внутренняя труба-ось на 76 мм имеет две втулки диаметром 89 мм и длиной, первая - 150 мм, вторая - 150 мм. Втулки с одной стороны имеют прямой торец, а с другой скошенный под 45 градусов, для центровки подшипников. На внутреннюю трубу, ось на 76 мм, сначала одевается внешняя труба на 159 в сборе, потом подшипники упорно-конусные с прокладками в распор, верхняя втулка на 89 мм длиной 150 мм и фиксируется 4 болтами М8 на 20 мм. Перед фиксацией второй нижней втулки тянем трубу-ось на себя до упора и крепим 6 болтами М8 с четырех сторон, предварительно высверлив и нарезав резьбу. На верхнюю часть трубы-оси, сделав сквозное отверстие, одевается шпилька М8 длинной 130 мм и затягивается 2 гайками М8.
Основой держателей верхней части трубы 159 является кольцо. Кольцо выполнено из шпильки 6 мм, длиной 90 см изготовлено путем наматывания на трубу 159 мм и продето в круглые крюки, закрепленные в верхней части трубы 159 на резьбу М6. На кольцо продеты 10 трубок-держателей диаметром 15 мм, предварительно просверленных 10 мм от края под отверстие 12 мм, чтобы кольцо свободно проходило в два витка. Промежутки между трубками на кольце обмотаны тонкой проволокой для фиксации кольца в нужном диаметре и продеты пп трубки 25 диаметра длиной по 20 мм для равного расстояния между трубками-держателями. Данная конструкция крепления трубок и труб на кольце необходима, для компактности при складывании и транспортировки каркасного шара.
Для основы держателей нижней части трубы 159 используется труба 15 мм. Из нее нарезаются трубки в количестве 10 шт, длиной 100 мм для держателей каркаса шара, под углом 100 градусов с одной стороны и прямым торцом с другой. Все края у трубок шлифуются, сглаживаются острые углы. Трубки длиной 100 мм со скошенными торцами привариваются к наружной трубе диаметром 159 мм в количестве 10 штук равномерно по окружности, под углом 100 градусов от нижнего края.
Каркасный шар - конструкция, состоящая из 10 полипропиленовых труб 32 диаметра, длиной 5 м, соединяющаяся в верхней части на кольце. А нижняя: концы полипропиленовых труб 32 диаметра одеваются на трубки-держатели, при этом образуется форма шара или каркас шара. В верхней и нижней части при одевании полипропиленовых труб на трубки-держатели 15 диаметра они скрепляются болтами М6, друг с другом, в предварительно нарезанную метчиком резьбу. В центре по горизонтали крепится кольцо диаметром 3,3 м, из полипропиленовой трубы диаметром 32 мм, для фиксации вертикальных ребер шара на равном расстоянии друг от друга на болты М6. К болтам М6 с внутренней стороны крепится монтажная лента одной длины на каждую вертикальную пп трубу посередине и сверху. Размер каркасного шара может быть от 1 м до 5 м в диаметре для данного типа конструкции. В нашем примере мы собрали каркасный шар диаметром 3,3 м. После сборки и проверки всех креплений, производится монтаж солнечных батарей в верхней части внутри шара, аккумулятора и электроники внизу, внутри шара и светодиодной ленты, после чего одевается чехол из легкого материала, пропускающий солнечные лучи: ткань, пленка и пр., облегая каркас, образуется плотный шар. Каркасный шар является легким, быстросборным элементом, позволяющим использовать его в любое время года, защищен от повреждений и опускания благодаря жесткому каркасу.
Монтаж каркасного шара осуществляется на трубу 159 и более высотой от 3 м до 7 м с бетонированным основанием, через переходник.
Изобретение поясняется чертежом и фотографиями работающей установки, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.
На фиг.1 чертеж головной части вращающейся трубы каркасного шара в разрезе Масштаб 1:8, 1 см равен 8 см.
На фиг.2 изображена вращающаяся труба в сборе.
На фиг.3 изображена нижняя втулка и нижние трубки-держатели. На фиг.4 изображена нижняя втулка и нижние трубки-держатели вид сбоку и болты крепления для АКБ и электроники.
На фиг.5 изображены сложенные верхние трубки-держатели на кольце с креплениями к внешней трубе.
На фиг.6 изображены раскрытые верхние трубки-держатели на кольце с креплениями к внешней трубе.
На фиг. 7 изображена конструкция в сборе: каркасный шар, смонтированная солнечная батарея, АКБ, контролер, светореле на 12 вольт, светодиодная лента.
На фиг. 8 изображен каркасный шар, покрытый чехлом с включенным освещением, в темное время суток.
Труба 1 является осью для вращающейся трубы каркасного шара, имеет две втулки 3 и 11 снизу и сверху для фиксации подшипников 5 и наружной трубы 2 в сборе с трубой 6 и 9. Соединение 2, 6 и 9 трубы, а также крепление 1 трубы и втулки 3 и 11 произведены болтами 7. Для заполнения зазора между трубой 1 и втулкой 3, втулкой 11 используется полоса из тонкой оцинкованной жести, которая забивается в распор и фиксируется болтами М8 в момент крепления втулок. Для устранения зазора и оцентровки труб 6 и 9, подшипников 5 используются прокладки из металла толщиной 4,5 мм, которые фиксируются болтами М8. В верхней части наружной трубы 2, вкручены монтажные кольца 8 в количестве 10 шт., в предварительно нарезанные метчиком М6 отверстия, после продето кольцо из шпильки одновременно с трубками-держателями 10 и зафиксировано проволокой. Для фиксации равного расстояния между трубками-держателями 10, продеты трубки 25 мм в диаметре и 20 мм по ширине. В нижней части трубы 2 для пп труб на 32 каркасного шара, приварены 10 шт по 100 мм трубки-держатели 4 с равным расстоянием друг от друга по окружности, под тупым углом 100 градусов к наружной трубе 2. 20 мм от верхнего края втулки 11 высверлено сквозное отверстие и вставлена шпилька М8 с втулкой 12 и кольцом для крюка подъемной машины, для удобства монтажа. Вращающаяся труба по всей длине L покрыта защитным антикоррозионным покрытием.
При использовании установки в качестве информационного или рекламного носителя, рекламные и информационные баннеры крепятся к проволоке, протянутой сверху и снизу по горизонтали под чехлом шара. Также можно использовать лазерный программируемый проектор, который позволяет заменить баннеры и выводить любую текстовую и графическую картинку на поверхность шара изнутри.
Конструкция вращающейся трубы каркасного шара может использоваться на трубах различного диаметра от 89 до бесконечности. Конструктивная особенность установки в том, что она позволяет использовать различные каркасные формы (куб, цилиндр, треугольник, многогранник, шар). Каркасный шар либо другая каркасная фигура могут монтироваться на цельной трубе, без функции вращения, что позволяет уменьшить вес и стоимость установки еще на 20%. Конструкция позволяет размещать внутри любое оборудование. Самое главное -  установка является энергонезависимой, простой, доступной и самой эффективной в области несения и демонстрации информации, может являться элементом архитектуры и осветительной конструкцией.