устройство для перемещения раздвижных ворот

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.