Шкаф управления двухдверный Российский патент 2024 года по МПК H02B1/30 H02B1/38 H05K5/00 

Настоящее изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям электрических шкафов управления, предназначенных для размещения электрического и электронного оборудования, органов управления и индикации, используемых в составе электронных систем управления исполнительными механизмами в машиностроении, такими как навесное оборудование мобильных машин, а также самими машинами.

Из предшествующего уровня техники известен шкаф электрический в сборе, источник информации CN 211182997 U, 04.08.2020, содержащий корпус, крышку, выполненную подвижной относительно корпуса, двери, внешнюю и внутреннюю, шарнирно связанные с корпусом. Внешняя дверь установлена с внешней стороны передней торцевой поверхности корпуса, а внутренняя дверь содержит органы управления и установлена с внутренней стороны передней торцевой поверхности корпуса. Крышка подвижно соединена с корпусом для возможности установки монтажной пластины, расположенной внутри корпуса шкафа и содержащей электрические компоненты.

Недостатком аналога является крепление внутренней двери с внутренней стороны передней торцевой поверхности корпуса, что приводит к уменьшению размера проема на передней торцевой поверхности корпуса, предназначенного для установки монтажной пластины с электрическими компонентами, вследствие чего возникла необходимость в конструкции подвижной крышки корпуса, что приводит к усложнению конструкции шкафа и технологии его изготовления в связи с увеличением числа соединений герметизации.

Из предшествующего уровня техники известен двухдверный электрический шкаф, источник информации CN 218632964 U, 14.03.2023, содержащий корпус, выполненный из U-образного каркасного корпуса, верхней и нижней пластин, присоединенных к каркасу и образующих совместно с ним корпус в форме параллелепипеда, две двери - внешнюю и внутреннюю, соединенные с корпусом посредством пластин, которые неподвижно связаны со свободными краями корпуса, образуя проем. С одной из сторон проема и с противоположной ей стороны неподвижно установлены две пластины, одна из которых посредством вращающегося вала соединена с внешней дверью, а другая снабжена запорным механизмом для запирания внешней двери. Дополнительно, на одну из сторон проема корпуса неподвижно установлена третья пластина, к которой посредством вращающегося вала присоединена внутренняя дверь, а с противоположной стороны проема неподвижно установлена пластина для крепления запорного устройства внутренней двери.

Недостатком описанного аналога является отсутствие уплотнения внешней и внутренней дверей, что снижает защиту от воздействия внешней среды и приводит к ограничению применения.

Следующим недостатком аналога является наличие пластин для крепления дверей и их запирания, каждая из которых имеет уникальную форму, что приводит к усложнению технологии изготовления шкафа.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является двухдверный пылезащитный и водонепроницаемый электрический шкаф, источник информации CN 217545272 U, 04.10.2022, предназначенный для размещения электрических компонентов, их защиты в условиях влажной среды и пыли, содержащий корпус, внутреннюю дверь, установленную на переднем конце корпуса и внешнюю дверь, расположенную на переднем конце корпуса перед внутренней дверью. На внутренней двери установлены дисплей и кнопки управления. На внешней двери размещено прозрачное окно. Между внешней дверью и корпусом образована уплотнительная конструкция, обеспечивающая герметичность между внешней дверью и корпусом шкафа.

Недостатком ближайшего аналога является сочетание двух факторов: наличие прозрачного окна на внешней двери и отсутствие герметичности внутренней двери с корпусом шкафа. При установке на внутренней двери органов управления, таких как кнопки и переключатели, для доступа к ним необходимо открывать внешнюю дверь, при этом нарушается герметичность корпуса, что приводит к ограничению применения.

Общим недостатком всех описанных аналогов является то, что доступ к монтажной пластине с электрическими компонентами и к механическим узлам, расположенным внутри шкафа и являющимся внутренними компонентами шкафа, осуществляется только путем открывания сначала внешней двери, а затем внутренней. Конструкция не позволяет предусмотреть доступ непосредственно к внутренним компонентам шкафа без открывания внешней двери, что приводит к усложнению технологии изготовления шкафа из-за повышения трудоемкости монтажа внутренних компонентов, а также к снижению ремонтопригодности.

Следующим недостатком всех описанных аналогов является существенное ограничение (уменьшение) угла открытия внутренней двери по сравнению с большим углом открытия у внешней двери, что приводит к усложнению технологии изготовления шкафа из-за повышения трудоемкости монтажа внутренних компонентов.

Следующим недостатком всех описанных аналогов является установка внешней и внутренней дверей на один проем корпуса шкафа, что приводит к уменьшению размеров проема корпуса за счет размещения элементов, необходимых для функционирования внутренней двери, в частности для открывания, закрывания и запирания. В случае, если в конструкцию будет дополнительно введено уплотнение внутренней двери, размер проема корпуса будет значительно уменьшен. Таким образом, при размещении внешней и внутренней дверей на проеме корпуса шкафа ухудшается доступ к внутренним компонентам шкафа, что приводит к усложнению технологии изготовления шкафа из-за повышения трудоемкости монтажа внутренних компонентов.

Следующим недостатком всех описанных аналогов является то, что уменьшение размеров проема корпуса приводит к уменьшению площади монтажной пластины и к ограничению (уменьшению) количества электрических компонентов на ней, которое ведет к ухудшению конструктивных параметров из-за необходимости выбора шкафа с большими габаритными размерами.

Следующим недостатком всех описанных аналогов является то, что внутренняя дверь (в соответствии с приведенными изображениями в описаниях аналогов) установлена в проеме или за ним, внутри корпуса шкафа, и имеет размеры (высота и ширина) меньше размеров проема в корпусе для открывания и закрывания двери, поэтому уменьшение площади внутренней двери приводит к ограничению (уменьшению) возможного максимального количества органов управления на ней, которое ведет к ухудшению конструктивных параметров из-за необходимости выбора шкафа с большими габаритными размерами.

Следующим недостатком всех описанных аналогов является ограниченное расстояние между дверями шкафа, обусловленное креплениями дверей к одному проему корпуса шкафа и невозможность увеличения расстояния без дополнительных доработок конструкции, что приводит к ограничению габаритных размеров органов управления, установленных на внутренней двери и, соответственно, к ухудшению конструктивных параметров шкафа.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение конструктивных, технологических и эксплуатационных свойств шкафа управления.

Техническим результатом является упрощение конструкции, улучшение конструктивных параметров, упрощение технологии изготовления при производстве, повышение ремонтопригодности шкафа управления, расширение его применения для различных условий окружающей среды.

Для достижения указанного технического результата предлагается шкаф управления двухдверный, содержащий корпус, внутреннюю и внешнюю двери. Корпус выполнен в форме на основе параллелепипеда и содержит проем с лицевой стороны.

Внутренняя дверь конструктивно повторяет корпус и выполнена одинаковой с ним высоты и ширины, но требуемой глубины, при этом дополнительно содержит плоскую кромку, размещенную по периметру с задней стороны перпендикулярно к поверхности двери и уплотнение, выполненное с задней стороны вдоль плоской кромки. Задней стороной внутренняя дверь пристыкована к лицевой стороне корпуса перед проемом с возможностью открывания, закрывания и фиксации.

Внешняя дверь выполнена одинаковой высоты и ширины с корпусом и представляет собой плоскую поверхность, ограниченную по периметру плоской кромкой, отогнутой перпендикулярно поверхности двери. Внешняя дверь выполнена с возможностью уплотнения и установлена на лицевую сторону внутренней двери с возможностью открывания, закрывания и фиксации к внутренней двери.

Дополнительные существенные признаки настоящего изобретения могут быть представлены в следующих частных вариантах осуществления.

В частности, шарнирные соединения внешней и внутренней дверей одинаковые и взаимозаменяемые.

В частности, фиксация внутренней двери к корпусу в закрытом положении выполнена посредством замка или крепежных изделий.

В частности, в конструкции внутренней двери предусмотрены сливные отверстия.

Заявляемое изобретение поясняется фигурами.

На фиг. 1 изображен общий вид шкафа управления двухдверного в закрытом состоянии, в ракурсе 3/4, где:

1 - шкаф управления;

2 - корпус;

3 - внутренняя дверь;

4 - внешняя дверь.

На фиг. 2 изображен шкаф управления при открытых внешней и внутренней дверях, где:

1 - шкаф управления;

2 - корпус;

3 - внутренняя дверь;

4 - внешняя дверь;

5 - проем корпуса;

6 - отбортовка, выполненная по периметру проема корпуса;

7 - проем внутренней двери;

8 - отбортовка, выполненная по периметру проема внутренней двери;

13 - сливные отверстия;

14 - плоская кромка внешней двери;

16 - замок внешней двери;

17 - уплотнительный контур внешней двери.

На фиг. 3 изображен шкаф управления при открытой внешней двери, где:

1 - шкаф управления;

2 - корпус;

3 - внутренняя дверь;

4 - внешняя дверь;

7 - проем внутренней двери;

8 - отбортовка, выполненная по периметру проема внутренней двери;

12 - замок внутренней двери;

14 - плоская кромка внешней двери;

15 - шарнирное соединение внешней двери;

16 - замок внешней двери;

17 - уплотнительный контур внешней двери;

18 - органы управления и индикации.

На фиг. 4 изображен шкаф управления при открытой внутренней двери, но закрытой внешней двери, где:

1 - шкаф управления;

2 - корпус;

3 - внутренняя дверь;

4 - внешняя дверь;

5 - проем корпуса;

6 - отбортовка, выполненная по периметру проема корпуса;

9 - плоская кромка внутренней двери;

10 - шарнирное соединение внутренней двери;

11 - уплотнительный контур внутренней двери;

12 - замок внутренней двери.

На фиг. 5 изображен шкаф управления при открытых внешней и внутренней дверях и крепежными изделиями для стягивания корпуса и внешней двери, где:

1 - шкаф управления;

2 - корпус;

3 - внутренняя дверь;

4 - внешняя дверь;

5 - проем корпуса;

6 - отбортовка, выполненная по периметру проема корпуса;

7 - проем внутренней двери;

8 - отбортовка, выполненная по периметру проема внутренней двери;

13 - сливные отверстия;

14 - плоская кромка внешней двери;

16 - замок внешней двери;

17 - уплотнительный контур внешней двери;

19 - крепежные изделия.

На фиг. 6 изображен шкаф управления при открытой внешней двери и боковым замком-защелкой, где:

1 - шкаф управления;

2 - корпус;

3 - внутренняя дверь;

4 - внешняя дверь;

20 -замок-защелка.

Пример осуществления №1 (фиг. 1 - фиг. 4)

Шкаф управления 1 двухдверный содержит корпус 2, внутреннюю дверь 3 и внешнюю дверь 4.

Корпус 2 выполнен в форме на основе параллелепипеда и содержит проем 5 с лицевой стороны и отбортовку 6, размещенную по периметру проема 5.

Внутренняя дверь 3 конструктивно повторяет корпус 2 шкафа управления 1 и выполнена одинаковой с ним высоты и ширины, но требуемой глубины. С лицевой стороны внутренней двери 3 выполнен проем 7 с отбортовкой 8, а по периметру задней стороны внутренней двери 3 размещена перпендикулярно поверхности внутренней двери 3 плоская кромка 9.

Внутренняя дверь 3 пристыкована задней стороной к лицевой стороне корпуса 2 перед проемом 5 посредством цилиндрического шарнирного соединения 10, выполненного любым известным способом, например, в виде дверной петли с осью, обеспечивающей возможность открывания и закрывания внутренней двери 3. Внутренняя дверь 3 содержит уплотнение, выполненное любым известным способом, например, при помощи нанесения слоя уплотнительного контура 11 по периметру задней стенки внутренней двери 3 со стороны прилегания к корпусу 2. В закрытом состоянии внутренней двери 3 относительно корпуса 2, уплотнительный контур 11 находится в прижатом состоянии к отбортовке 6 корпуса 2.

Для фиксации внутренней двери 3 в закрытом состоянии, в ее конструкции предусмотрен замок 12, представляющий собой любой известный поворотный пылевлагозащитный замок, содержащий ключ и/или поворотную ручку. При закрывании внутренней двери 3 посредством замка 12 происходит стягивание внутренней двери 3 и корпуса 2, обеспечивая при этом герметичность корпуса 2 шкафа управления 1.

В нижней части внутренней двери 3 выполнены сливные отверстия 13, предусмотренные для отвода жидкости.

Внешняя дверь 4 выполнена одинаковой высоты и ширины с корпусом 2 и представляет собой плоскую поверхность, ограниченную по периметру плоской кромкой 14, отогнутой перпендикулярно поверхности внешней двери 4.

Внешняя дверь 4 установлена на лицевую сторону внутренней двери 3 с возможностью открывания и закрывания посредством цилиндрического шарнирного соединения 15, выполненного любым известным способом, например, в виде дверной петли с осью, содержит замок 16, аналогичный описанному выше замку 12, содержащий ключ.

Внешняя дверь 4 содержит уплотнение, выполненное любым известным способом, например, при помощи нанесения слоя уплотнительного контура 17 на плоскую поверхность со стороны прилегания к внутренней двери 3 по периметру вдоль плоской кромки 14.

В закрытом состоянии внешней двери 4 относительно внутренней двери 3, уплотнительный контур 17 находится в прижатом состоянии к отбортовке 8 внутренней двери 3.

Шарнирное соединение 10 внутренней двери 3 и шарнирное соединение 15 внешней двери 4 идентичны и взаимозаменяемы.

Внутренняя дверь 3 содержит органы управления 18, например кнопки и переключатели, и органы индикации, например дисплей, индикаторные лампы и так далее. Внутри корпуса 2 размещены любым известным способом внутренние электронные компоненты, например, посредством крепления к монтажной пластине, присоединенной к задней стенке корпуса 2 шкафа управления 1.

Устройство согласно примера осуществления №1 работает следующим образом.

Шкаф управления 1 двухдверный устанавливают на металлоконструкцию машины. Для управления машиной оператор открывает ключом только внешнюю дверь 4 шкафа управления 1, что обеспечивает ему доступ к органам управления и индикации 18 навесным оборудованием машины, при этом внутренние компоненты шкафа управления 1 остаются закрытыми от оператора и защищенными от попадания осадков и пыли из внешней окружающей среды. После выполнения работ по управлению машиной оператор закрывает внешнюю дверь 4 шкафа управления 1 на ключ. При возникновении необходимости проведения сервисного обслуживания или ремонта шкафа управления 1, оператор открывает внешнюю дверь 4, а затем внутреннюю дверь 3 и выполняет работы с внутренними схемами шкафа управления 1, расположенными внутри корпуса 2. После выполнения работ оператор закрывает сначала внутреннюю дверь 3, а затем внешнюю дверь 4 шкафа управления 1.

Пример осуществления №2 (фиг. 5)

Конструкция повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №1, шкаф управления 1 двухдверный содержит крепежные изделия 19, предусмотренные для стягивания внутренней двери 3 с корпусом 2 взамен замка 12. При закрывании внутренней двери 3 посредством крепежных изделий 19 происходит стягивание внутренней двери 3 и корпуса 2, обеспечивая при этом герметичность корпуса шкафа управления 1.

Устройство, согласно примеру осуществления №2, работает следующим образом.

Принцип работы конструкции, повторяет описание для примера осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от описания для примера осуществления №1, при возникновении необходимости проведения сервисного обслуживания или ремонта шкафа управления 1, оператор открывает внешнюю дверь 4 посредством замка 16, а затем внутреннюю дверь 3 путем откручивания крепежных изделий 19 и выполняет работы с внутренними схемами шкафа управления 1, расположенными внутри корпуса 2. После выполнения работ оператор закрывает внутреннюю дверь 3 стягивая внутреннюю дверь 3 и корпус 2 крепежными изделиями 19, затем закрывает внешнюю дверь 4 шкафа управления 1 на ключ замком 16.

Пример осуществления №3 (фиг. 6)

Конструкция повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №1, шкаф управления 1 двухдверный содержит боковой замок-защелку 20 взамен замка 12 для стягивания внутренней двери 3 и корпуса 2, чем обеспечивается герметичность корпуса шкафа управления 1 и «быстрый» доступ к внутренним компонентам шкафа при сервисном обслуживании без открывания внешней двери 3.

Устройство, согласно примеру осуществления №3, работает следующим образом.

Принцип работы конструкции, повторяет описание для примера №1 (по изобретению), но, в отличие от описания для примера осуществления №1, при возникновении необходимости проведения сервисного обслуживания или ремонта шкафа управления 1, оператор открывает только внутреннюю дверь путем открытия замка-защелки 20 и выполняет работы с внутренними схемами шкафа управления 1, расположенными внутри корпуса 2. После выполнения работ оператор закрывает внутреннюю дверь 3, стягивая внутреннюю дверь 3 и корпус 2 с помощью замка-защелки 20, который дополнительно может быть зафиксирован навесным замком.

Сопоставительный анализ с приведенными аналогами выявляет следующие улучшения конструктивных, технологических и эксплуатационных свойств предлагаемого технического решения:

1. Внутренняя дверь выполнена продолжением корпуса шкафа и повторяет его конструкцию. Похожие конструкции внутренней двери и корпуса шкафа позволяют применять одинаковую оснастку и технологическое оборудование при изготовлении, что ведет к упрощению технологии при производстве.

2. Внутренняя дверь может иметь любую требуемую глубину для размещения органов управления и индикации на ней. В зависимости от максимальной высоты органов управления и индикации, выбирается глубина двери, что ведет к улучшению конструктивных параметров.

3. Конструкция шкафа управления, в которой внешняя дверь устанавливается на внутреннюю дверь, а внутренняя дверь устанавливается на корпус, позволяет получить:

- полный угол открытия внутренней двери и отсутствие сужения проема корпуса шкафа, что ведет к упрощению технологии при производстве и повышению ремонтопригодности;

- доступ к монтажной пластине, находящейся внутри шкафа управления, при открывании только внутренней двери, что ведет к упрощению технологии при производстве и повышению ремонтопригодности;

- увеличение площади монтажной пластины внутри шкафа и увеличение площади внутренней двери для размещения органов управления и индикации, что ведет к улучшению конструктивных параметров.

4. Герметизация внутренней двери обеспечивает защиту внутренних компонентов корпуса шкафа от воздействия окружающей среды, например, от дождя и пыли, что повышает эксплуатационные свойства шкафа управления.

5. Наличие сливных отверстий во внутренней двери позволяет стекать воде и конденсату из внутренней двери, что повышает эксплуатационные свойства шкафа управления.

6. Внешняя и внутренняя двери шкафа управления унифицированы с задней стороны, что обеспечивает упрощение технологии при производстве, а также позволяет производить шкаф управления однодверный, то есть без внутренней двери. В этом случае внешнюю дверь устанавливают непосредственно на корпус шкафа, что ведет к улучшению конструктивных параметров и упрощению технологии при производстве.

7. Конструкция шкафа управления позволяет предусмотреть как последовательный доступ к внутренним компонентам шкафа, когда сначала оператором должна быть открыта внешняя дверь, а затем внутренняя, так и прямой доступ к внутренним компонентам шкафа управления при открытой внутренней двери и закрытой внешней двери. Последовательный доступ используется при защите от несанкционированного доступа к внутренним компонентам шкафа, а прямой доступ повышает ремонтопригодность.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям электрических шкафов управления, предназначенных для работы в составе электронных систем управления исполнительными механизмами в машиностроении, такими как навесное оборудование мобильных машин, а также самими машинами. Техническим результатом является упрощение конструкции, улучшение конструктивных параметров, упрощение технологии изготовления, повышение ремонтопригодности шкафа управления, расширение области его применения для различных условий окружающей среды. Шкаф управления 1 двухдверный содержит корпус 2, внутреннюю дверь 3 и внешнюю дверь 4. Корпус 2 выполнен в форме на основе параллелепипеда и содержит проем 5 с лицевой стороны и отбортовку 6. Внутренняя дверь 3 конструктивно повторяет корпус 2 и выполнена одинаковой высоты и ширины с корпусом 2, но требуемой глубины. С лицевой стороны внутренней двери 3 выполнен проем 7 с отбортовкой 8, а по периметру задней стороны размещена перпендикулярно ее поверхности плоская кромка 9. Внутренняя дверь 3 пристыкована задней стороной к лицевой стороне корпуса 2 посредством шарнира 10, содержит уплотнение 11, замок 12 и сливные отверстия 13. Внешняя дверь 4 выполнена одинаковой высоты и ширины с корпусом 2 и представляет собой плоскую поверхность, ограниченную по периметру плоской кромкой 14, отогнутой перпендикулярно поверхности внешней двери 4. Внешняя дверь 4 установлена на лицевую сторону внутренней двери 3 посредством шарнира 15, содержит замок 16 и уплотнение 17. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Шкаф управления двухдверный, содержащий корпус в форме на основе параллелепипеда с проемом, выполненным с лицевой стороны, внутреннюю дверь, соединенную с корпусом с возможностью открывания, закрывания и фиксации, внешнюю дверь, выполненную одинаковой высоты и ширины с корпусом, с возможностью уплотнения, представляющую собой плоскую поверхность, ограниченную по периметру плоской кромкой, отогнутой перпендикулярно поверхности внешней двери, отличающийся тем, что внутренняя дверь пристыкована задней стороной к лицевой стороне корпуса перед проемом, конструктивно повторяет корпус и выполнена одинаковой с ним высоты и ширины, но требуемой глубины, дополнительно содержит плоскую кромку, размещенную по периметру с задней стороны перпендикулярно к поверхности двери, и уплотнение, выполненное с задней стороны вдоль плоской кромки, при этом внешняя дверь установлена на лицевую сторону внутренней двери с возможностью открывания, закрывания и фиксации к внутренней двери.

2. Шкаф управления двухдверный по п. 1, отличающийся тем, что шарнирные соединения внешней и внутренней дверей одинаковые и взаимозаменяемые.

3. Шкаф управления двухдверный по п. 1, отличающийся тем, что фиксация внутренней двери к корпусу в закрытом положении выполнена посредством замка или крепежных изделий.

4. Шкаф управления двухдверный по п. 1, отличающийся тем, что в конструкции внутренней двери предусмотрены сливные отверстия.