Защитный кожух опоры освещения Российский патент 2023 года по МПК F21V15/04 

Изобретение относится к защитным элементам - кожухам объектов энергетики, в частности устройствам электрического освещения на улицах и других открытых территориях.

Известна опора антивандальная (патент RU №2598949, МПК E04H 12/00, G09F 15/00, опубл. 10.10.2016, Бюл. №28), включающая в себя антивандальное устройство для защиты столба от несанкционированных наклеек (объявлений), выполненное в виде кожуха, охватывающего столб по его периметру, и содержащее на внешней боковой поверхности выступы, причем кожух изготовлен из двух скрепленных между собой половинок, обжимающих столб по его периметру, при этом выступы на поверхности кожуха выполнены в виде вертикально расположенных ребер, размещенных на поверхности кожуха с шагом, составляющим преимущественно 5 см, при этом высота выступов составляет 1-3 см.

Недостатком данного антивандального устройства является узкая область применения, так как оно не предназначено для защиты опоры от механического воздействия, которое может привести к наращению целостности поверхности опоры или к полному разрушению.

Наиболее близким по технической сущности является кожух (патент RU №2216059, МПК G21F 5/08, опубл. 10.11.2003, Бюл. №31) для защиты изделия, помещаемого внутрь кожуха, причем защитный кожух включает, по меньшей мере, два элемента кожуха, выполненные с возможностью сборки с образованием кожуха, имеющего внутренний объем для помещения изделия, при этом каждый из, по меньшей мере, двух элементов кожуха включает наружную оболочку из материала, упрочненного волокнами пластика, имеющего множество слоев упрочняющих волокон в матрице из пластика, внутреннюю оболочку из упрочненного волокнами пластика, имеющего множество слоев упрочняющих волокон в матрице из пластика, наполнитель материала сердцевины низкой плотности в пространстве между наружным и внутренним элементами оболочек, средства уплотнения, расположенные на поверхности стыка между, по меньшей мере, двумя элементами кожуха, и крепежные средства для удержания вместе, по меньшей мере, двух упомянутых элементов.

Недостатками данного кожуха является слабая защита от сильного механического воздействия (например, падение человека большой массы, столкновение с велосипедом или автомобилем), так как сердцевина низкой плотности между оболочками, изготовленного пластика и упрочненного волокнами, предназначена для защиты при перевозке или переноске, а наружные элементы предназначены для удобства складирования, и узкая область применения из-за невозможности защиты длинномерных вертикальный конструкций.

Техническим результатом является создание защитного кожуха опоры освещения, позволяющего расширить область применения за счет возможности защиты длинномерных вертикальный конструкций (например, опор освещения) и обеспечить защиту от сильного механического воздействия за счет использования металлических оболочек с демпфирующим механизмом внутри, расположенных на расстоянии, обеспечивающем защиту опоры в том числе от сильных механических воздействий.

Техническим решением является защитный кожух опоры освещения, включающий два элемента кожуха, выполненные с возможностью сборки как минимум двумя наружными крепежными средствами с образованием кожуха, имеющего внутренний объем для помещения изделия, при этом каждый из двух элементов кожуха выполнен из наружной и внутренней оболочек, между которыми расположен демпфер.

Новым является то, что кожух выполнен открытым сверху и снизу для охвата опоры, играющую роль помещенного внутрь кожуха изделия, наружная и внутренняя оболочка изготовлены из стали толщиной 2-5 мм, а демпфер из пружинных элементов, установленных равномерно по периметру и высоте кожуха, причем расстояние между оболочками и жесткость пружинных элементов выбрана из условия сохранения целостности соответствующей опоры при наиболее вероятном сильном механическом воздействием на участке установки опоры.

Новым является также то, что пружинные элементы выполнены из вертикальных радиальных пластин, изогнутых вертикальных пластин, пружинных шайб или скоб, изготовленных из пружинной стали.

Новым является также то, что сверху кожуха зафиксирована воронка, расширяющаяся сверху вниз для защиты кожуха от осадков.

На фиг. 1 изображен общий вид защитного кожуха.

На фиг. 2 изображен увеличенный вид сверху защитного кожуха.

На фиг. 3 - 6 изображен вид А фиг. 2 в различном исполнении пружинных элементов.

Защитный кожух опоры освещения включает в себя два элемента 1 (фиг. 1 и 2) и 2 кожуха, выполненные с возможностью сборки как минимум двумя наружными крепежными средствами (например, болтами 3 и гайками 4, скобами петлями, навесными замками или т.п. - последнее не показано) с образованием открытого сверху и снизу кожуха, имеющего внутренний объем для помещения изделия в виде опоры освещения (не показана). Каждый из двух элементов 1 или 2 кожуха выполнен из наружной 5 (фиг. 2 - 6) и внутренней 6 оболочек, между которыми расположен демпфер в виде пружинных элементов 7, установленных равномерно по периметру и высоте кожуха для равномерного распределения любого внешнего воздействия на как можно большую площадь. Причем наружная 5 (фиг. 2) и внутренняя 6 оболочка изготовлены из стали толщиной h=2-5 мм, а расстояние L между оболочками 5 и 6 и жесткость пружинных элементов 7 выбрана из условия сохранения целостности соответствующей опоры при наиболее вероятном сильном механическом воздействием на участке установки опоры. Толщина h=2-5 мм оболочек 5 и 6 выбрана из необходимости распределения нагрузки при возможном ударе предметом (человеком, велосипедом с пассажиром, автомобилем или т.п.) как можно на большую площадь кожуха для снижения концентрированной нагрузки, приводящей к разрушению опоры, а это можно осуществить при толщине стали h не менее 2 мм, а при толщине h более 5 мм значительно увеличивается масса всего кожуха при незначительном росте его прочностных характеристик. Расстояние L между оболочками 5 и 6 увеличивает время замедления от начала столкновения предмета до остановки и, как следствие, уменьшает силу, воздействующую на опору:

, [1]

где F - сила, воздействующая на опору, Н;

m - масса предмета, сталкивающаяся с кожухом, кг;

a - ускорение (замедление) предмета (не показан) при столкновении с кожухом, до воздействия на опору, м²/с.

Как видим из формулы [1]: массу предмета изменить невозможно, а вот ускорение можно за счет увеличения времени перемещения до полной остановки, то есть до взаимодействия после сжатия пружинных элементов 7 наружной оболочки 5 с внутренней 6 и, как следствие с опорой:

[2]

где a - ускорение (замедление) предмета (не показан) при столкновении с кожухом, до воздействия на опору, м²/с

v_к - скорость конечная (взаимодействие между оболочками 5 и 6), равная 0, м/с;

v - скорость предмета начальная при столкновении с наружной оболочкой 5), м/с;

t - время до столкновения между оболочками 5 и 6, с.

Как видим из формулы [2]: чем больше время остановки, тем меньше ускорение, с учетом того, что на скорость столкновения (v) повлиять невозможно. А вот время зависит напрямую от величины расстояния L между оболочками 5 и 6:

[3]

где L - расстояние между оболочками 5 и 6, м:

v_к - скорость конечная (взаимодействие между оболочками 5 и 6 равная 0, м/с;

v - скорость предмета начальная при столкновении с наружной оболочкой 5), м/с;

t - время до столкновения между оболочками 5 и 6, с.

Из формулы [3] с учетом v_к=0 получаем формулу, где наглядно видна прямая зависимость времени от величины расстояния L между оболочками 5 и 6:

[4]

где L - расстояние между оболочками 5 и 6, м;

v - скорость предмета начальная при столкновении с наружной оболочкой 5), м/с;

t - время до столкновения между оболочками 5 и 6, с.

Уменьшением скорости (замедление) предмета после соударения с наружной оболочкой 5 обеспечивает усилие сопротивление (сила противодействия) и, как следствие, жесткость пружинных элементов 7:

[5]

где F_упр - суммарной усилие, развивающее при ударе предметом пружинными элементами 7 соответствующего элемента 1 или 2 кожуха, Н;

L - расстояние между оболочками 5 и 6, м;

k - суммарный коэффициент упругости пружинных элементов 7, Н/м.

Исходя из всего перечисленного на практике расстояние L между оболочками 5 и 6 при установке вдоль пешеходных или велосипедных дорожек (скорость перемещения от 1 до 20 км/ч и средняя масса не превышает 100 кг) принято 3-5 см (0,03-0,05 м), а пружинные элементы 7 изготавливают в виде пружинных шайб (фиг. 5) или скоб (фиг. 6), изготовленных из пружинной стали, для смягчения удара и защиты пешехода или велосипедиста. При установке вдоль автомобильных дорог или автомагистралей (скорость перемещения от 40 до 140 км/час, масса до 30 т) принято L=10-20 см (0,1-0,2 м) (фиг. 2), а пружинные элементы 7 изготавливают в виде радиальных пластин (фиг. 3), изогнутых вертикальных пластин (фиг. 4), для смягчения удара автомобиля и защиты опоры.

В районах с большим количеством осадков рекомендуется для защиты от них сверху кожуха устанавливать воронку 8 (фиг. 1), расширяющуюся сверху вниз и охватывающая сверху опору. Воронка 8 может быть изготовлена из листов стали, плотной резины, листов алюминия или т.п. - автор на это не претендует.

Защитный кожух опоры освещения работает следующим образом.

Исходя из предстоящего места изготавливают два элемента 1 (фиг. 1 и 2) и 2 кожуха, каждый из которых выполнен из наружной 5 (фиг. 2 - 6) и внутренней 6 оболочек, между которыми расположен демпфер в виде пружинных элементов 7, установленных равномерно по периметру и высоте кожуха. Причем оболочки 5 (фиг. 2) и 6 изготавливают из стали толщиной h=2-5 мм (2 мм - для пешеходных дорожек, 5 мм - для автомагистралей) с установкой между ними пружинных элементов 7 и выдержкой расстояния L. После чего элементы 1 (фиг. 1 и 2) и 2 доставляют с соответствующей опоре освещения, устанавливают в нижней части опоры так, чтобы внутренняя обойма 6 элементов 1 и 2 плотно охватывала опору. При этом элементы 1 или 2 располагают по направлению дорожек, дорог или автобанов, крепежные ребра 9 - поперек. Так как крепежные ребра 9 обладают большей жесткостью, чем пружинные элементы 7 (фиг. 2), и могут нанести повреждение как опоре, так и человеку, велосипеду или др. транспортному средству при соударении. После установки элементы 1 (фиг. 1) и 2 скрепляют крепежными средствами (например, болтами 2 с гайками 3), образуя цельный защитный кожух. При необходимости сверху кожуха устанавливают воронку 8 для защиты от осадков.

Кожух готов к работе.

При незначительных столкновениях с предметами (не превышающими усилие упругой деформации оболочек 5 и 6 элементов 1 или 2 и пружинных элементов 7), на которые приходится более 90% от всех столкновений, кожух смягчает удары и возвращается в исходное состояние.

При сильных столкновениях оболочки 5 и 6 и пружинные элементы 7 смягчают удар, защищая опору от разрушения, а сами элементы 1 и/или 2 выходят из строя. После чего поврежденные элементы 1 и/или 2 заменяют при помощи крепёжных элементов на новые, а поврежденные отправляют на ремонт или утилизацию. Отремонтированный кожух продолжает свою работу по защите опоры освещения.

Предлагаемый защитный кожух опоры освещения позволяет расширить область применения за счет возможности защиты длинномерных вертикальный конструкций (например, опор освещения) и обеспечить защиту от сильного механического воздействия за счет использования металлических оболочек с демпфирующим механизмом внутри, расположенных на расстоянии, обеспечивающем защиту опоры, в том числе от сильных механических воздействий.

Изобретение относится к защитным элементам - кожухам объектов энергетики, в частности устройствам электрического освещения на улицах и других открытых территориях. Защитный кожух опоры освещения включает два элемента кожуха, выполненных с возможностью сборки как минимум двумя наружными крепежными средствами с образованием кожуха, имеющего внутренний объем для помещения изделия. Каждый из двух элементов кожуха выполнен из наружной и внутренней оболочек, между которыми расположен демпфер. Кожух выполнен открытым сверху и снизу для охвата опоры, играющую роль помещенного внутрь кожуха изделия. Наружная и внутренняя оболочка изготовлены из стали толщиной 2-5 мм, а демпфер - из пружинных элементов, установленных равномерно по периметру и высоте кожуха. Расстояние между оболочками и жесткость пружинных элементов выбрана из условия сохранения целостности соответствующей опоры при наиболее вероятном сильном механическом воздействии на участке установки опоры. Технический результат - защита длинномерных вертикальных конструкций (например, опор освещения) и обеспечение защиты от сильного механического воздействия за счет использования металлических оболочек с демпфирующим механизмом внутри, расположенных на расстоянии, обеспечивающем защиту опоры, в том числе от сильных механических воздействий. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Защитный кожух опоры освещения, включающий два элемента кожуха, выполненные с возможностью сборки как минимум двумя наружными крепежными средствами с образованием кожуха, имеющего внутренний объем для помещения изделия, при этом каждый из двух элементов кожуха выполнен из наружной и внутренней оболочек, между которыми расположен демпфер, отличающийся тем, что кожух выполнен открытым сверху и снизу для охвата опоры, играющую роль помещенного внутрь кожуха изделия, наружная и внутренняя оболочка изготовлены из стали толщиной 2-5 мм, а демпфер – из пружинных элементов, установленных равномерно по периметру и высоте кожуха, причем расстояние между оболочками и жесткость пружинных элементов выбрана из условия сохранения целостности соответствующей опоры при наиболее вероятном сильном механическом воздействии на участке установки опоры.

2. Защитный кожух опоры освещения по п. 1, отличающийся тем, что пружинные элементы выполнены из вертикальных радиальных пластин, изогнутых вертикальных пластин, пружинных шайб или скоб, изготовленных из пружинной стали.

3. Защитный кожух опоры освещения по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что сверху кожуха зафиксирована воронка, расширяющаяся сверху вниз для защиты кожуха от осадков.