Рамный каркас шкафа для размещения электрооборудования

Полезная модель относится к рамным каркасам шкафов или щитов для установки и размещения электрического оборудования, состоящим из вертикальных и горизонтальных элементов рамных перфорированных профилей. Данная полезная модель может использоваться, без использования сварки, в рамных соединениях конструктивных элементов различных распределительных устройств, преимущественно НКУ (низковольтных комплектных устройств) - устройств, которые предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 0,4 кВ в сетях с глухо-заземленной или изолированной нейтралью.
Известен «Рамный каркас для распределительного шкафа» (патент RU2134474С1, МПК H02B 1/30, оп. 10.08.1999), состоящий из образующих несущую конструкцию элементов рамы в виде фигурных профилей, соединенных изнутри распределительного шкафа монтажными рейками, при этом некоторые профили объединены (сварены) в рамные конструкции.
Недостатком данной конструкции является низкая универсальность и технологичность из-за большого количества различных элементов рамных конструкций, а также зависимость надежности от применения сварных соединений. Сварные соединения повышенной надежности требуют наличие сварочного участка, обязательного проведения неразрушающего контроля, что существенно повышает стоимость изготовления.
Известен «Каркас шкафа радиоэлектронной аппаратуры» (патент RU106991U1, МПК H02B 1/30, оп. 27.07.2011), состоящий из фигурных вертикальных и горизонтальных профилей, угловых соединителей, выполненных в виде монолитных кронштейнов тремя взаимно перпендикулярными внешними установочными поверхностями.
Данная конструкция решает частично задачи упрощения, удешевления и надежности каркаса, но наличие угловых соединителей как дополнительных элементов усложняет технологию изготовления и увеличивает время сборки каркаса шкафа.
В решении «Каркас шкафа для распределительных устройств» (патент RU45567U1, МПК H02B 1/30, оп. 10.05.2005) имеются вертикальные и горизонтальные профили, соединенные угловыми крепежным узлами, каждый из которых представляет собой крестовину, образуемую тремя взаимно перпендикулярными поверхностями, при этом два луча крестовины выполнены Г-образного профиля, а третий - в виде уголка с загнутой во внутрь одной полкой.
Наличие такого углового соединения в каркасе шкафа также усложняет технологию изготовления и увеличивает время сборки.
Известны «Рамная конструкция для распределительного шкафа, распределительный шкаф и набор комплектующих для него» (Патент RU2400888С2, МПК H02B 1/01, H02B 1/30, оп. 27.09.2010). Рамная конструкция для распределительного шкафа включает рамные профили и соединительные элементы, причем рамные профили посредством соединительных элементов соединены и/или выполнены с возможностью соединения друг с другом для создания рамной конструкции, причем, по меньшей мере, один из рамных профилей выполнен в поперечном сечении в виде L-образного профиля с первой полкой и второй полкой, расположенными L-образно и сообща образующими внутренний сектор, причем первая полка переходит в первый торцевой участок, загнутый к внутреннему сектору, и этот первый торцевой участок переходит в первый концевой участок, загнутый к первой полке, и причем вторая полка переходит во второй торцевой участок, загнутый к внутреннему сектору, и этот второй торцевой участок переходит во второй концевой участок, загнутый ко второй полке, причем на первом торцевом участке и в продольной протяженности L-образного профиля с постоянным шагом расположены первые сквозные отверстия, причем на первом концевом участке и в продольной протяженности L-образного профиля с упомянутым шагом расположены вторые сквозные отверстия, причем, по меньшей мере, один из соединительных элементов выполнен в виде монтажного блока для соединения двух и/или трех L-образных профилей, причем конструкция содержит зажимной элемент, который выполнен с возможностью закрепления с геометрическим замыканием на L-образном профиле и взаимодействует с монтажным блоком таким образом, что L-образный профиль соединен с монтажным блоком с силовым и геометрическим замыканием, причем зажимной элемент выполнен в качестве крепежного элемента или опирается на последний, который входит в сквозные отверстия L-образного профиля, причем L-образный профиль после отрезки от заготовки с L-образным профилем с учетом мест механического сопряжения для соединения с монтажным блоком является готовым для монтажа.
К недостаткам данного патента следует отнести низкую универсальность, сложность технологии изготовления устройства для угловых соединений, которое создается за счет монтажного блока, состоящего из кубика специфической формы и зажимной пластины L-образной формы со сквозным отверстием.
В качестве прототипа выбран «Каркас шкафа для размещения электроаппаратуры» (патент RU128022U1. МПК H02B 1/01, H02B 1/30, оп.10.05.2013). Особенностями данного устройства является выполнение восьми перфорированных профилей одинаковой формы и размеров, наличие у четырех таких же профилей технологических пазов, с отверстиями под крепежные элементы (винты), а также сборка всех профилей в унифицированный модуль в виде прямоугольного параллелепипеда, образующего каркас шкафа. При этом образованные стыковкой трех профилей угловые соединения модуля, сформированы геометрическим замыканием, за счет выполнения концов каждого профиля таким образом, что длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на 2,5÷3 ширины профиля и на расстоянии, равном ширине профиля, эта грань согнута под прямым углом.
К недостаткам прототипа следует отнести низкую универсальность (унифицированность) и сложность технологии сборки каркасов и, как следствие, ограниченность выбора геометрических размеров шкафов.
Предлагаемая полезная модель устраняет или минимизирует недостатки прототипа.
Технический результат заключается в повышении в готовой конструкции каркаса шкафа прочности и надежности.
Указанная техническая проблема решается рамным каркасом шкафа для размещения электрооборудования, содержащим двенадцать металлических перфорированных рамных элементов в виде направленных вовнутрь открытых полых профилей, при этом восемь из указанных профилей имеют одинаковую форму, и все профили собраны в модуль в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором, согласно предложению, восемь профилей одинаковой формы выполнены с С-образным поперечным сечением, а остальные четыре профиля выполнены с плоскими торцевыми площадками с отверстиями под крепежные элементы, при этом по два из них в сочетании с двумя С-образными профилями образуют нижнее и верхнее основания каркаса, при этом соединение профилей осуществляется посредством стяжных элементов, каждый из которых выполнен в виде пластины, заведенной в полость С-образного профиля, и притянутого к торцевой площадке примыкающего под прямым углом профиля крепежными элементами.
Остальные четыре С-образных профиля - это вертикальные образующие каркаса (вертикальные профили), для которых на четырех профилях оснований также предусмотрены торцевые площадки.
Каждый стяжной элемент выполнен в виде наборной пластины из тонких пластин, стянутых гайкой-заклепкой, образующей сквозное резьбовое отверстие в наборной пластине
Надежность стяжного элемента повышается, если резьбовое отверстие представляет собой гайку-заклепку.
Дополнительно, для обеспечения требуемой жесткости каркаса, стяжной элемент притянут самонарезными винтами, посредством которых осуществляется соединение и других профилей в модуль в виде прямоугольного параллелепипеда. Для указанного соединения необходимо предусмотреть отверстия в пластине стяжного элемента.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 показан рамный каркас шкафа для размещения электрооборудования в сборе.
На фиг.2 показано угловое соединения модуля, образованные стыковкой трех профилей (нижнее основание).
На фиг.3 показано угловое соединения модуля, образованные стыковкой трех профилей (верхнее основание).
На фиг.4 показан пример конструкции стяжного элемента.
На фиг.5 показано нижнее основание в сборе.
На фиг.6 показано верхнее основание в сборе.
На фиг.7 показано соединение основания с вертикальным профилем.
Рамный каркас шкафа для размещения электрооборудования состоит из двенадцати профилей. Восемь профилей 1 С-образной формы. Особенностью остальных четырех профилей 2 является наличие торцевых площадок 3 и 4, предназначенных для соединения с С-образными профилями 1 верхнего и нижнего основания и вертикальными С-образными профилями 1 соответственно. Профили 1 и 2 оснований (нижнего и верхнего) соединены посредством стяжных элементов 5 (всего: 8 штук). В общем случае стяжной элемент представляет собой пластину 6 с резьбовым отверстием. Стяжной элемент 5 может представлять собой, например, две пластины 6, стянутые гайкой-заклепкой 7. Крепежные элементы представляют собой винты самонарезные 8 и болты 9.
Сборка каркаса осуществляется следующим образом.
Собирается нижнее основание. Для этого в профиль 1 заводятся два стяжных элемента 5. К каждому стяжному элементу 5 подводится профиль 2 торцевой площадкой 3. Посредством болтового соединения (болт 9 и гайка 7) стяжной элемент 5 и соответственно профиль 1 притягиваются к торцевой площадке 3. Операция повторяется с каждым стяжным элементом 5 в каждом углу основания. Площадки 4 выступают вверх. Дополнительно крепление осуществляется винтами самонарезными 8.
Верхнее основание собирается аналогичным образом, но площадки 4 направлены соответственно вниз.
Последний этап сборки - соединение нижнего и верхнего оснований посредством четырех профилей 1. Профили 1 прикладываются к соответствующим площадкам 4. Соединение осуществляется посредством винтов самонарезных 8.
Таким образом, осуществляется простая и быстрая сборка каркаса. При этом габариты каркаса могут меняться простой нарезкой профилей 1 необходимой длины.
Испытания опытных образцов подтвердили сохранение прочностных характеристик каркаса не ниже, чем у прототипа.