УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАЗДВИЖНЫХ ВОРОТ Российский патент 1996 года по МПК E05F15/14 

Изобретение относится к строительным конструкциям, в частности, конструкции ворот административных и промышленных зданий (цехов, выставочных павильонов, складов), выдвижных стенок переходов метро и т.п.

Известны раздвижные ворота (см. а. с. N 1125351, кл. Е 05 F 15/00), состоящие из подвижно размещенных на направляющей створок привода, кинематически связанного посредством муфты со звездочкой цепной передачи, и механизма аварийного открывания ворот, включающего соединенную со створкой фиксируемую трособлочную систему и тягу с рукояткой для приведения в действие трособлочной системы. Механизм аварийного открывания ворот содержит установленные на раме двуплечий поворотный рычаг, один конец которого несет ролик и соединен с тягой, и подпружиненную в продольном направлении относительно створки ворот связь, один конец которой соединен с муфтой, а другой с другим концом рычага, и копир, установленный на створке ворот с возможностью контакта с роликом двуплечего рычага.

Недостатками указанного технического решения являются следующие:
низкая надежность из-за воздействия на электромеханический привод (электродвигатель, редуктор и открытую цепную передачу) неблагоприятных климатических условий (перепадов температуры, осадков и т.п.), и износа его механических передач;
сложность конструкции вследствие наличия для аварийного открывания ворот специального механизма разблокировки створок и привода;
неудобство в обслуживании из-за верхнего расположения привода (в случае замены масла в редукторе и т.п.).

При этом, при остановке привода ворот, например, в случае попадания между створками человека или постороннего предмета, возможна поломка привода (перегрев электродвигателя, поломка механических передач и т.п.) и нанесение травмы человеку.

Известны раздвижные ворота (см. каталог "Электрооборудование" ПО "Уралэнергоцветмет". Свердловск: Внешторгиздат, 1990, с.40-41), состоящие из подвижно размещенной на направляющей створке, линейного привода, выполненного в виде статора, закрепленного на неподвижной направляющей, и ротора, установленного на створке ворот, и системы управления для подключения катушек статора к источнику питания.

Указанное техническое решение более надежно в эксплуатации из-за отсутствия механических передач. При этом обеспечивается аварийное ручное открывание створки ворот без дополнительных разблокирующих устройств вследствие отсутствия механической связи створки с приводом. Однако, в данном случае конструктивно сложно получить требуемую малую скорость перемещения створки для безопасной эксплуатации, так как при частоте питающей сети 50 Гц синхронная скорость бегущего магнитного поля составляет 1 м/с. При попадании в зону створки, перемещающейся с большой скоростью, человека или другого постороннего предмета, возможно нанесение телесного повреждения или механическое повреждение предмета и створки. Снижение скорости перемещения створки, например, за счет дополнительного преобразователя частоты, значительно усложняет и удорожает конструкцию.

При этом, для отключения привода ворот в крайних или промежуточных положениях требуется вмешательство оператора, что особенно опасно в случае защемления створкой человека. Кроме того, возможно неплотное закрывание ворот вследствие удара и отскока створки от упора.

В основу изобретения положена задача повышения безопасности и надежности эксплуатации ворот.

Поставленная задача решается тем, что раздвижные ворота состоят из подвижно размещенной на направляющей створки, снабженной линейным приводом, содержащим двигатель и систему управления. Двигатель выполнен в виде индуктора, содержащего магнитопроводы с катушками возбуждения и зубцами, взаимодействующими с ферромагнитной зубчатой рейкой, закрепленной на створке ворот. Катушки возбуждения связаны с источником постоянного тока через систему управления с возможностью поочередного включения на интервал времени, необходимый для перемещения рейки относительно зубца магнитопровода на величину, соответствующую половине расстояния между зубцами рейки, и выключения через интервал времени, превышающий упомянутый.

Отличительные признаки предлагаемого технического решения в совокупности с известными обеспечивают следующие преимущества.

В случае попадания в зону перемещения створки человека или другого постороннего предмета механическое воздействие створки минимальное из-за обеспечения:
малой скорости перемещения створки за счет регулировки времени включенного состояния катушек магнитопровода и тягового усилия;
тягового усилия, несколько превышающего силу сопротивления перемещению створок, путем регулировки силы тока в катушках магнитопровода;
автоматического выключения привода за счет предлагаемой взаимосвязи катушек магнитопровода с источником питания через систему управления. Высвобождение человека или постороннего предмета производится без вмешательства оператора.

При этом гарантируется автоматическое отключение привода в крайних положениях (открытом и закрытом) и плотное закрывание ворот.

Перечисленные преимущества недостижимы в аналогичных технических решениях, обнаруженных в результате проведенного поиска по патентной и научно-технической литературе и явным образом не следуют из уровня техники. Доказательством этого является то, что задача создания раздвижных ворот несложной конструкции, обеспечивающих надежную и безопасную эксплуатацию с автоматическим (без участия оператора) отключением привода, в экстремальных ситуациях актуальна и до сих пор не решена.

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Промышленная применимость обосновывается тем, что раздвижные ворота предлагаемой конструкции разработаны по договорам и предполагаются к внедрению на опытном производстве Киевметаллопрома и КВЗ.

На фиг.1 изображены раздвижные ворота, общий вид (в открытом положении); на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Раздвижные ворота состоят из створки 1, размещенной посредством роликов 2 на направляющей 3, и линейного привода, содержащего электродвигатель 4 и систему управления 5. Электродвигатель 4 выполнен в виде индуктора 6, закрепленного посредством кронштейна 7 на направляющей 3, и ферромагнитной зубчатой рейки 8, закрепленной на створке 1 ворот. Индуктор 6 содержит, как минимум, три магнитопровода 9, 10, 11, охваченных катушками возбуждения 12, 13, 14. Магнитопроводы 9, 10, 11 снабжены зубцами, взаимодействующими через воздушный зазор с зубчатой рейкой 8. Расстояние между зубцами одного магнитопровода равно расстоянию между зубцами зубчатой рейки 8, причем расстояние между соседними зубцами двух разноименных магнитопроводов больше этого расстояния. Система управления 5 (фиг.2) состоит из датчиков положения 15, 16, 17, блока управления 18 и коммутатора 19. Катушки возбуждения 12, 13, 14 связаны с источником постоянного тока 20 через систему управления 5 с возможностью поочередного включения на интервал времени, необходимый для перемещения рейки 8 относительно зубца магнитопровода на величину, соответствующую половине расстояния между зубцами рейки 8.

Кроме того, катушки возбуждения 12, 13, 14 связаны с источником постоянного тока 20 через систему управления с возможностью выключения через интервал времени, превышающий интервал перемещения рейки относительно зубца магнитопровода.

В случае использования источника переменного тока в систему управления необходимо ввести выпрямитель тока.

Раздвижные ворота работают следующим образом.

Исходное положение створка 1 ворот открыта. Оператор вводит в блок управления 19 команду на закрывание. Датчики положения 15, 16, 17 определяют тот магнитопровод, зубцы которого расположены в ближайшей по ходу перемещения половине расстояния между зубцами рейки. В момент подачи команды на закрывание включается, например, датчик положения 15. При этом расстояние между осями зубца магнитопровода 9 и ближайшего по ходу перемещения зубца рейки 8 не превышает половины расстояния между осями двух соседних зубцов рейки 8. Коммутатор 19 подключает катушки возбуждения 12 к источнику постоянного тока 20. Рейка 8 перемещается вправо за счет электромагнитного притяжения двух ее зубцов к зубцам магнитопровода 9. При совпадении осей зубцов магнитопровода 9 и рейки 8 выключится датчик положения 15, и система управления 5 отключает катушки возбуждения 12 от источника постоянного тока 20. К этому момента включится датчик положения 16 и запитаются катушки 13 магнитопровода 10. При этом оси зубцов магнитопровода 10 и ближайшего по ходу перемещения зубца рейки 8 расположены на расстоянии, менее половины расстояния между осями двух соседних зубцов рейки 8. Произойдет дальнейшее перемещение рейки 8 на закрывание. Затем включится датчик 17, запитаются катушки 14 магнитопровода 11 и рейка 8 получит дальнейшее перемещение. Таким образом, за счет поочередного включения катушек 12, 13, 14 осуществляется перемещение рейки 8 и закрывание створки 1. Аналогичным образом происходит закрывание двух створок в случае двухстворчатых раздвижных ворот.

При достижении створкой 1 закрытого положения возможен отскок от ограничителя перемещения, например, упора. В этом случае привод досылает створку 1 к упору 21 и перемещение прекращается, хотя один из датчиков положения, например, 15, остается включенным и катушка возбуждения 12 запитана. Катушка возбуждения 12 остается включенной в течение интервала времени, превышающего интервал времени, необходимый для перемещения рейки относительно зубца магнитопровода, на величину, определяемую при наладке, например, 1-3 с.

После этого система управления 5 отключает катушку 12 от источника постоянного тока 20. Закрывание створки выполнено.

Если при закрывании створки 1 на ее пути случится препятствие, например, человек или какой-то посторонний предмет, перемещение створки прекратится, так как усилие перемещения створки лишь незначительно превышает усилие сопротивления ее перемещению. Через интервал времени, превышающий на 1-3 с интервал для перемещения рейки 8 на величину, равную половине расстояния между ее зубцами, произойдет отключение катушек и тяговое усилие исчезнет.

Использование: преимущественно в производственных зданиях. Сущность: устройство включает линейный привод, состоящий из двигателя и системы управления. Двигатель выполнен в виде индуктора, включающего магнитопроводы с катушками возбуждения и зубцами, взаимодействующими с ферромагнитной зубчатой рейкой, закрепленной на створке ворот. Катушки возбуждения связаны с источником питания через систему управления с возможностью попеременного включения на интервал времени, необходимый для перемещения рейки относительно зубца магнитопровода на величину, соответствующую половине расстояния между зубцами рейки, и выключения через интервал времени, превышающий упомянутый интервал. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАЗДВИЖНЫХ ВОРОТ, содержащее линейный привод для перемещения установленной на направляющей створки, включающий двигатель, статор которого состоит из неподвижно смонтированного на направляющей магнитопровода с зубцами и катушек возбуждения, соединенных с источником питания, а ротор выполнен зубчатым и смонтирован на створке ворот, отличающееся тем, что привод снабжен системой управления с датчиками относительного положения зубцов магнитопровода статора и ротора, выполненного в виде ферромагнитной зубчатой рейки, при этом катушки возбуждения статора связаны с источником питания через систему управления с возможностью поочередного включения на интервал времени, соответствующий перемещению рейки относительного зубца магнитопровода статора на величину, равную половине расстояния между зубцами рейки, и с возможностью отключения через интервал времени, превышающий интервал времени, необходимый для перемещения зубчатой рейки ротора относительно зубца магнитопровода статора.