Шуруповёрт взрывозащищённый аккумуляторный

Полезная модель относится к переносным взрывозащищенным аккумуляторным электроинструментам, а именно шуруповертам, винтовертам, дрелям и т.п. и предназначена для осуществления работ в подземных выработках шахт, рудников и в их наземных строениях и может использоваться в условиях, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли, а также на нефтяных и газовых предприятиях.
Полезная модель может быть использована для проведения широкого спектра монтажных работ, а в частности, для монтажа стыковых соединений транспортерных лент.
Известен переносной взрывозащищенный электрический инструмент по патенту RU 100745, содержащий взрывонепроницаемый корпус с двигателем, приводящим в движение головку инструмента, датчики, контролирующие работу двигателя и связанные с устройством управления, а также жестко закрепленную с корпусом рукоятку с питающим кабелем и переключателем, электрически соединенными с двигателем.
Недостаток прототипа заключается в возможности нарушения взрывонепроницаемой оболочки. Взрывозащищенное соединение его узлов располагается в месте контакта редуктора и корпуса изделия. Механические повреждения редуктора приводят к недопустимому увеличению взрывозащищенных зазоров. Работу в таком случае можно продолжать только после замены редуктора, которая не может быть произведена в условиях места работы, поскольку требует специального оборудования.
Другой недостаток заключается в перегреве двигателя за небольшой промежуток времени интенсивной работы, что замедляет скорость проводимых работ.
При выполнении работ по монтажу стыковых соединений транспортерных лент потребление ресурсов аккумулятора прототипом значительное и для выполнения полного объема работ требует запасного источника питания.
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение цикла безопасных монтажных работ благодаря обеспечению бесперебойной работы электроинструмента в условиях, опасных по газу и пыли.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности инструмента.
Технический результат достигается тем, что редуктор выполнен с возможностью отсоединения от корпуса, корпус включает взрывонепроницаемую оболочку, внутри которой расположены двигатель, устройство управления и датчики, а редуктор и головка электроинструмента находятся за пределами взрывонепроницаемой оболочки.
Таким образом, улучшение надежности и бесперебойности работы инструмента достигается через усиление взрывозащиты, обеспечение возможности замены редуктора и головки инструмента во взрывоопасных условиях, упрочнение узлов, увеличение цикла работы и исключение перегрева благодаря улучшенной системе охлаждения.
Технический результат полезной модели делает возможным использование инструмента как в подземных выработках шахт, рудников и в их наземных строениях, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли, так и на нефтяных и газовых предприятиях.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где схематически показан предлагаемый шуруповерт взрывозащищенный аккумуляторный в разрезе.
На чертеже позициями обозначены:
1 - корпус
2 - задняя крышка корпуса
3 - рукоятка
4 - платы управления устройством
5 - двигатель
6 - переносная взрывозащищенная аккумуляторная батарея
7 - передняя крышка корпуса
8 - редуктор
9 - переключатель
10 - втулка
11 - радиатор
12 - кабельный ввод
13 - наконечник
14 - гайка
15 - кнопка-стопор
16 - головка инструмента
17 - граница взрывозащищенного контура передней части корпуса
18 - место расположения лыски на валу двигателя и ответного выступа в гнезде вала-шестерни
19 - вал-шестерня
Взрывозащищенный аккумуляторный шуруповерт выполнен в форме пистолета и содержит взрывозащищенный корпус 1, и жестко присоединенную рукоятку 3.
Корпус 1 в преимущественном варианте исполнения выполнен из нержавеющей стали, имеет форму трубы, с присоединенными по резьбе задней 2 и передней 7 крышками, выполненными из того же материала, что обеспечивает высокую прочность при ударных нагрузках.
Сопряжение корпуса 1 с рукояткой 3 происходит посредством втулки 10, которая служит вводом для проводов. Внутри корпуса 1 располагается бесщеточный двигатель 5, приводящий в движение головку инструмента 16, а также платы управления устройством 4.
Бесщеточный двигатель 5 установлен коаксиально корпусу 1 и находится в непосредственном тепловом контакте с окружающим его радиатором 11, который изготовлен из материала с высокой теплопроводностью, в преимущественном варианте из сплава алюминия. В свою очередь радиатор 11 находится в тепловом контакте с окружающим его корпусом 1. Платы управления 4 осуществляют контроль работы бесщеточного двигателя 5, скорость и направления вращения, соединяясь с ним электрически.
Корпус 1 в месте сопряжения с рукояткой 3 имеет отверстие, в которое вваривается втулка 10. Полость втулки 10 после пропускания через нее токоведущих проводов заливается электроизоляционным материалом, например эпоксидной смолой.
Рукоятка 3, изготовленная из механически прочного полимерного материала, например, из блочного полиамида, снабжена переключателем 9, связанным через втулку 10 и платы управления 4 с двигателем 5, а также внешним кабельным вводом 12, упрочненным металлическим наконечником 13, для подключения к инструменту питания от переносной взрывозащищенной аккумуляторной батареи 6. Внутренняя полость рукоятки 3 с проходящим вдоль данной рукоятки 3 питающим кабелем занята заливочным материалом из электроизоляционного компаунда, например, «Силагерм 2104».
Размещение устройства управления внутри инструмента позволяет исключить информационный кабельный ввод и информационный кабель, связывающий инструмент с устройством управления, что в целом увеличивает взрывозащищенность и повышает надежность работы инструмента.
Улучшение взрывозащищенности корпуса 1 достигается благодаря тому, что взрывонепроницаемое соединение располагается в местах контакта корпуса 1 и радиатора 11, а также по поверхности вала-шестерни 19 и вала двигателя. Этим исключается возможность нарушения взрывонепроницаемости оболочки при механических повреждениях или при естественном износе редуктора 8 или передней крышки 7, а также дает возможность замены поврежденного редуктора 8 в условиях шахты. В прототипе такая возможность отсутствует ввиду нахождения взрывобезопасного соединения в местах контакта корпуса и передней крышки.
Надежность инструмента и увеличение цикла работы были достигнуты применением в полезной модели бесщеточного двигателя на 36 В, в отличие от прототипа, в котором установлен двигатель на 14 В. Это придает дополнительную мощность инструменту и снижает количество физических усилий оператора благодаря повышению скорости монтажных операций.
Задняя крышка, помимо своей основной функции, выполняет роль дополнительного радиатора, а также опорного блока двигателя 1.
Диаметры вала двигателя и вала-шестерни по сравнению с прототипом увеличены на 50%, что исключает их повреждение при рабочих нагрузках.
Замена способа крепления вала-шестерни на валу двигателя с помощью лыски на валу двигателя и ответного выступа в гнезде вала-шестерни делает этот узел более надежным по сравнению с прототипом. Такое решение исключает возможность проворота вала-шестерни и многократно увеличивает ресурс этого узла, который является особенно слабым узлом прототипа.
Исключение перегрева инструмента достигается применением в его конструкции охлаждающего радиатора в 2,5 раза большего объема по сравнению с прототипом, благодаря чему увеличивается теплоотдача от двигателя и исключается его перегрев.
Выработка оптимального режима потребления ресурсов источника питания без потери мощности достигается увеличением емкости питающей батареи с 13,7 А*ч в прототипе до 21 А*ч в заявляемой полезной модели, а также увеличением напряжения с 14 В в прототипе до 36 В в заявляемой полезной модели. Такое решение позволяет многократно увеличить количество монтажных работ по сравнению с прототипом.
Возможность применения инструмента как в подземных выработках шахт, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли, так и на нефтяных и газовых предприятиях достигается применением в конструкции изделия средств механической и электрической блокировки:
- заключение токоведущих частей и привода шуруповерта во взрывонепроницаемую оболочку, которая исключает передачу взрыва в окружающую взрывоопасную среду;
- соблюдение электрических зазоров и путей утечки между токоведущими частями, необходимых для обеспечения взрывобезопасности.
- применение температурных датчиков;
- электромеханическая блокировка, исключающая возможность отсоединения силового кабеля без предварительного принудительного отключения силовой цепи;
Электромеханическая блокировка переносной взрывозащищенной аккумуляторной батареи 6 работает следующим образом:
Соединитель от шуруповерта присоединяется к соединителю батареи 6, а затем затягивается по резьбе посредством гайки 14.
При отжимании кнопки-стопора 15 вверх батарея 6 включается. Отсоединить кабель в таком положении невозможно до тех пор, пока кнопка-стопор 15 не нажата (в противном случае она мешает откручиванию гайки 14), что приводит к обесточиванию батареи 6.
В лепестках гайки 6 расположены магниты, а под крышкой батареи 6 - герконы для того, чтобы при не полностью закрученной гайке 14 подключение батареи 6 не срабатывало. Когда магниты располагаются максимально близко к герконам, устанавливается связь между батареей 6 и блоком управления шуруповертом, после обмена информацией открываются силовые контакты, открывая подачу электротока.
Переносная взрывозащищенная аккумуляторная батарея 6 в преимущественном варианте исполнения содержит 6 секций по 10 аккумуляторов, соединенных так, что при выходе какой-либо секции из строя батарея продолжает функционировать.
При необходимости заявляемый инструмент благодаря своим ударно-вращательным функциям может использоваться в качестве гайковерта, дрели или перфоратора. Это легко осуществимо посредством соответствующих насадок на головку инструмента.
Отличительной особенностью заявляемой полезной модели также является внедрение системы свой-чужой, исключающей возможность использования стороннего источника питания, что дополнительно гарантирует исключение возможности нарушения стандарта взрывобезопасности.
Такие преимущества полезной модели, как усиление взрывозащиты и упрочнение узлов, увеличение цикла работы и исключение перегрева благодаря улучшенной системе охлаждения, обеспечивают бесперебойную и безопасную работу в самых сложных условиях.