Заградительное устройство

Изобретение относится к области охраны и защиты периметра объекта, в частности к устройствам,препятствующим продвижению колесного транспортного средства и предотвращающим несанкционированный въезд его на охраняемую территорию. Заградительное устройство содержит подвижный пандус и шарнирно соединенные между собой неподвижный пандус и платформу,установленные на опорном основании, привод с корпусным и исполнительным элементами,ограничители хода, механизм подъема подвижного пандуса и платформы, при этом подвижный пандус шарнирно закреплен на опорным основании с возможностью поворота относительно него, корпусный элемент привода шарнирно закреплен на внутренней поверхности платформы,а платформа и подвижный пандус снабжены ограничителями хода, выполненными в виде по крайней мере двух рычагов, одни концы которых и исполнительный элемент привода шарнирно и соосно закреплены на торцевой поверхности подвижного пандуса, другой конец одного рычага соединен с платформой с возможностью перемещения относительно нее, а другой конец второго рычага соединен с подвижным пандусом с возможностью перемещения относительно него, устройство снабжено демпфирующими элементами. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение надежности работы и усиление его заградительных свойств. Дюжев Андрей Анисимович,Ивченко Вадим Иванович, Крицкий Михаил Андреевич, Петько Валерий Иванович, Харитончик Сергей Васильевич (BY)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ" (BY) Изобретение относится к устройствам, предотвращающим несанкционированный проезд автотранспорта. Известно заградительное устройство, содержащее опорное основание, на котором шарнирно закреплена крышка и установлен приводной вал, один конец которого жестко соединен с крышкой соосно с шарнирами, а другой конец жестко скреплен с кронштейном привода, соединенным с шибером привода,пружинные амортизаторы, шарнирно прикрепленные одними концами к опорному основанию, а вторыми - к кронштейну привода [1]. Недостатками известного устройства являются низкая надежность работы пружинных амортизаторов, сложность конструкции устройства, обусловленная наличием двух амортизаторов и электрического привода. Наиболее близким к заявляемому устройству является заградительное устройство, содержащее шарнирно соединенные между собой опорное основание и крышку, к которой жестко прикреплен подвижный пандус, рычажный механизм подъема крышки, привод в виде набора гидравлических цилиндров, расположенных в опорном основании и соединенных шарнирно с соответствующими рычажными механизмами подъема, выполненными в виде двух шарнирно соединенных рычагов, одни из которых соединены с гидроцилиндрами, а другие имеют оси поворота и соединены с крышкой, снабженной ограничителями хода, одни концы которых шарнирно закреплены на опорном основании, а другие соединены с крышкой с возможностью перемещения относительно ее, при этом основание и крышка снабжены ложементами, а к свободному концу опорного основания прикреплен неподвижный пандус [2]. Недостатками известного устройства являются низкая надежность работы блокирующего элемента из-за жесткости конструкций крышки и подвижного пандуса и жесткости соединения между ними, что при таране устройства колесным транспортным средством приведет к их поломке или разрушению; множества механизмов подъема крышки, которые должны работать синхронно, что сложно, а порой и невозможно отрегулировать, так как каждый из механизмов выполнен в виде двух шарнирно соединенных рычагов, одни из которых соединены с гидроцилиндрами, а другие имеют оси поворота и соединены с крышкой, снабженной ограничителями хода; поражающего элемента, в качестве которого выступает подвижный пандус, в функции которого заложена только способность поддерживать плавный наезд транспортного средства на заградительное устройство в пассивном положении "лежащего полицейского". Из-за большего количества нагруженных подвижных элементов в устройстве сложно проводить его наладку, ремонт и техническое обслуживание (ТО). Целью изобретения являются повышение надежности заградительного устройства. Задача решается тем, что в заградительном устройстве, содержащем подвижный пандус и шарнирно соединенные между собой неподвижный пандус и платформу, установленные на опорном основании,привод с корпусным и исполнительным элементами, ограничители хода, механизм подъема подвижного пандуса и платформы, согласно изобретению подвижный пандус шарнирно закреплен на опорным основании с возможностью поворота относительно его, а корпусный элемент привода шарнирно закреплен на внутренней поверхности платформы, причем платформа и подвижный пандус снабжены ограничителями хода, выполненными в виде по крайней мере двух рычагов, одни концы которых и, в том числе, исполнительный элемент привода шарнирно и соосно закреплены на торцевой поверхности подвижного пандуса, другой конец одного рычага соединен с платформой с возможностью перемещения относительно нее, а другой конец второго рычага соединен с подвижным пандусом с возможностью перемещения относительно него, при этом устройство снабжено демпфирующими элементами. В качестве механизма подъема платформы и подвижного пандуса может быть использован привод с исполнительным и корпусным элементами. Привод может быть выполнен в виде по крайней мере одного гидроцилиндра. Демпфирующие элементы могут быть выполнены в виде U-образного металлического профиля или трубы, установленных в продольном и поперечном направлениях на внутренней поверхности платформы, подвижного и неподвижного пандусов. На свободном торце платформы и/или на свободном торце подвижного пандуса могут быть установлены поражающие элементы. Поражающий элемент может содержать клиновидные выступы, расположенные вдоль платформы и/или подвижного пандуса. Совокупность существенных признаков позволяет повысить прочность и устойчивость конструкции за счет уменьшения числа нагруженных подвижных звеньев, повышения заградительных свойств величины сдерживаемой массы автотранспортного средства (таранящего импульса). Это достигается за счет введения в устройство демпфирующих элементов, усиления поражающего элемента, а также за счет двойного гашения таранящего импульса: сначала при наезде транспортного средства на подвижный пандус, а затем при наезде транспортного средства на платформу. Сущность изобретения раскрывается в примерах его конкретной реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее. На фиг. 1 - заградительное устройство, вид сбоку в положении "лежащий полицейский". На фиг. 2 - заградительное устройство в рабочем положении, вид сбоку. На фиг. 3 - заградительное устройство, разрез А-А на фиг. 1 с одним гидроцилиндром привода. На фиг. 4 - заградительное устройство, разрез А-А на фиг. 1 с двумя гидроцилиндрами привода. На фиг. 5 - заградительное устройство, вид сверху. На фиг. 6 - график зависимости величины таранящего импульса от массы блокирующего элемента для заявляемого заградительного устройства и заградительного устройства прототипа. Предлагаемое заградительное устройство (фиг. 1-5) размещается на дорожном полотне 1, содержит подвижный пандус 2 и шарнирно 3 соединенные между собой неподвижный пандус 4 и платформу 5,установленные на опорном основании 6, привод с корпусным 7 и исполнительным 8 элементами, ограничители хода, механизм подъема подвижного пандуса 2 и платформы 5, демпфирующие элементы 9. Подвижный пандус 2 шарнирно 10 закреплен на опорным основании 6 с возможностью поворота относительно него, а корпусный элемент 7 привода шарнирно закреплен на внутренней поверхности платформы 5, причем платформа 5 и подвижный пандус 2 снабжены ограничителями хода, выполненными в виде одной пары рычагов 11 и 12, одни концы которых и исполнительный элемент 8 привода шарнирно и соосно (ось 13) закреплены на торцевой поверхности подвижного пандуса 2, другой конец 14 одного рычага 11 соединен с платформой 5 с возможностью перемещения относительно нее, а другой конец 15 второго рычага 12 соединен с подвижным пандусом 2 с возможностью перемещения относительно него. В качестве механизма подъема платформы 5 и подвижного пандуса 2 использован привод с исполнительным 8 и корпусным 7 элементами, который выполнен в виде одного гидроцилиндра 16. Гидроцилиндр 16 имеет рабочие полости 17 и 18, поршень 19 и подвижный элемент (шток) 8. С целью увеличения заградительных свойств, при наращивании ширины заграждаемого дорожного полотна и увеличении веса платформы 5 и подвижного пандуса 2 устройство может содержать несколько гидроцилиндров 16 и больше одной пары рычагов 11 и 12. На фиг. 3 приведен пример реализации привода в составе одного гидроцилиндра 16 и двух пар рычагов 11 и 12, а на фиг. 4 - в составе двух гидроцилиндров 16 и трех пар рычагов 11 и 12, размещенных со стороны внутренних поверхностей платформы 5 и подвижного пандуса 2. На свободном торце платформы 5 и на свободном торце подвижного пандуса 2 установлены поражающие элементы 20, которые содержат клиновидные выступы, расположенные вдоль платформы 5 и подвижного пандуса 2 соответственно. При этом ограничитель хода платформы 5 при подъеме ее в рабочее положение выполняет дополнительную функцию фиксатора платформы 5 при наезде транспортного средства на заградительное устройство. Наружные поверхности платформы 5, пандусов 2 и 4 могут иметь рифление для обеспечения необходимого сцепления колес транспортного средства с поверхностью заградительного устройства. Заградительное устройство работает следующим образом. В исходном положении заградительное устройство на фиг. 1 представляет собой искусственную дорожную неровность типа "лежащий полицейский". При этом платформа 5 и подвижный пандус 2 опираются своими продольными и поперечными демпфирующими элементами 9 на опорное основание 6. Полость 17 камеры гидроцилиндра 16 привода полностью заполнена рабочей жидкостью. Подавая рабочую жидкость в полость 18 камеры гидроцилиндра 16 привода создают гидростатический напор жидкости на поршень 19, который выдвигает шток 8, воздействующий на торцевую поверхность подвижного пандуса 2 и поднимают подвижный пандус 2 и платформу 5. При этом подвижный пандус 2 поднимают до тех пор, пока другой конец 15 рычага 12 ограничителя хода не займет крайнее положение и зафиксирует подвижный пандус 2 в рабочем положении. После этого, поскольку рабочая жидкость продолжает наполнять полость 18 камеры гидроцилиндра 16, то корпусный элемент 7 привода,воздействующий на платформу 5, поднимает платформу 5 до тех пор, пока другой конец 14 рычага 11 ограничителя хода не займет крайнее положение и зафиксирует платформу 5 в рабочем положении. В результате два блокирующих элемента в составе подвижного пандуса 2 и платформа 5 с поражающими элементами 20 будут установлены в рабочее положение под заданными углами к дорожному полотну 1. Заградительное устройство установится в рабочее положение, препятствующее движению автотранспортных средств (фиг. 2). Для возврата устройства в исходное положение (фиг. 1) рабочую жидкость подают в полость 17 камеры гидроцилиндра 16 привода. Под давлением на поршень 19 шток 8 привода перемещается в обратном направлении, опуская платформу 5 и подвижный пандус 2. Собственный вес платформы 5 и подвижного пандуса 2 будут способствовать этому. И когда полость 18 камеры гидроцилиндра 16 привода полностью заполнится рабочей жидкостью, заградительное устройство установится в исходное положение, не препятствующее движению автомобилей (фиг. 1). В отличие от аналогов и прототипа данное устройство имеет меньше подвижных звеньев (платформу 5 и подвижный пандус 2), значительно меньшие габариты и вес привода (в приводе используют по крайней мере один гидроцилиндр). Используя демпфирующие элементы 9, подвижный пандус 2 и платформу 5, поражающие элементы 20, а также фиксацию платформы 5 удалось увеличить величину сдерживаемой массы автотранспортного средства. Это, в свою очередь, увеличивает заградительные свойства устройства - сдерживать большую массу транспортного средства при заданной скорости его движения. Такие свойства определены как таранящий импульс. Его величину P представляют в условных единицах (ткм/ч). Так, у аналога "Покат-3000" таранящий импульс в P = 800 ткм/ч говорит о том, что такое устройство сдерживает удар транспорта массой 10 т на скорости 80 км/ч или 20 т на скорости 40 км/ч и т.д. [3]. Для подтверждения вышеизложенного были проведены эксперименты и расчеты. Они показали,что при одинаковых значениях массы заградительного элемента для прототипа и предлагаемого устройства, т.е. при M1 = M2, таранящий импульс предлагаемого устройства больше, чем у прототипа, на 50100%. На фиг. 6 представлена зависимость величины таранящего импульса от величины массы заградительного элемента. У прототипа кривая имеет максимальное значение P1max = 530 (ткм/ч) [3], у предлагаемого устройства, кривая имеет максимальное значение P22max= 1100,0 (ткм/ч). Это означает, что при M1 = M2 = 770 кг прототип и предлагаемое заградительное устройство способны задержать следующие транспортные средства с различными массами и скоростями, приведенными в таблице. Результаты эксперимента для M1 - M2 Показатель скорости 0,3V2 и 0,5V2 в таблице означает, что начальная скорость V3 транспортного средства на первом заградительном элементе устройства - подвижном пандусе 2 - уменьшается в три, а на втором элементе - платформе 5 - в два раза. Поставленная задача решается с помощью устройства, использующего дискретный принцип гашения таранящего импульса. Если при начальном этапе столкновения транспортного средства с установленным в рабочее положение подвижным пандусом 2 скорость была максимальной V3, то при продолжающемся наезде транспортного средства на установленную в рабочее положение платформу 5 эта скорость стремительно падает и становится минимум в три раза меньше. Это приводит к тому, что устойчивость платформы 5 резко повышается и таранящий импульс всего устройства за счет этого доходит до 1100 ткм/ч, т.е. по сравнению с прототипом возрастает почти в 2,5 раза. 1. RU 2270777 С 2, опубл. 27.10.2005, МПК B61L 29/02. 2. RU 86290 U1, опубл. 27.08.2009, МПК F41H 11/08. 3. http://www.magblock.ru/modifications/pokat/ Найдено 27.07.2013 г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Заградительное устройство, содержащее подвижный пандус и шарнирно соединенные между собой неподвижный пандус и платформу, установленные на опорном основании, ограничители хода и механизм подъема подвижного пандуса и платформы, содержащий привод с корпусным и исполнительным элементами, отличающееся тем, что подвижный пандус шарнирно закреплен на опорном основании с возможностью поворота относительно него, а корпусный элемент привода шарнирно закреплен на внутренней поверхности платформы, причем платформа и подвижный пандус снабжены ограничителями хода, выполненными в виде по меньшей мере двух рычагов, одни концы которых и в том числе исполнительный элемент привода шарнирно и соосно закреплены на торцевой поверхности подвижного пандуса,другой конец одного рычага соединен с платформой с возможностью перемещения относительно нее, а другой конец второго рычага соединен с подвижным пандусом с возможностью перемещения относительно него, при этом устройство снабжено демпфирующими элементами. 2. Заградительное устройство по п.1, отличающееся тем, что привод выполнен в виде по меньшей мере одного гидроцилиндра. 3. Заградительное устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующие элементы выполнены в виде U-образного металлического профиля или трубы, установленных в продольном и поперечном направлениях на внутренней поверхности платформы, подвижного и неподвижного пандусов. 4. Заградительное устройство по п.1, отличающееся тем, что на свободном торце платформы и/или на свободном торце подвижного пандуса установлены поражающие элементы. 5. Заградительное устройство по п.4, отличающееся тем, что поражающий элемент содержит клиновидные выступы, расположенные вдоль платформы и/или подвижного пандуса.