RS20070227A - Uređaj za otvaranje i zatvaranje kliznih kapija sa sopstvenim pogonom napajanim solarnom energijom - Google Patents

Abstract

Uređaj za otvaranje i zatvaranje kliznih kapija sa sopstvenim pogonom napajanim solarnom energijom, prema pronalasku, omogućava otvaranje i zatvaranje svih vrsta kliznih kapija i vrata nezavisno od njihove težine i pravolinijskog kretanja ili kretanja po nekoj zakrivljenoj putanji. Uređaj se pričvršćuje na kliznu kapiju (23) i ostvaruje fimkcionisanje preko daljinskog RF upravljača (28), kojim se određuje smer kretanja klizne kapije (23) i zabravljivanje u krajnjim položajima posle čega se automatski isključuje napajanje. U osnovi, uredaj se sastoji od kućišta (1) u kome je smeštena odgovarajuća elektronika, elektromotor (4) za bravu i pogonski elektromotor (7) povezanih sa baterijom (3) od 12V jednosmerne struje napajanom preko solarne ćelije (27), čime se obezbeđuje besprekoran i siguran rad sa izuzetno malom potrošnjom električne energije

Description

UREĐAJZAOTVARANJE I ZATVARANJE KLIZNIH KAPIJASASOPSTVENIM POGONOM NAPAJANEVI

SOLARNOM ENERGIJOM

Oblast tehnike na kojusepronalazak odnosi

Pronalazak se odnosi na uređaje za otvaranje i zatvaranje kliznih kapija pokretanih motorima koji se napajaju električnom energijom dobijenom iz solarnih ćelija.

Prema Međunarodnoj klasifikacija patenata predmet pronalaska je

označen klasifikacionim simbolima(<7>) E05F 15/20 i E06B 11/02

Tehnički problem

Tehnički problem koji se rešava ovim pronalaskom sastoji se u sledećem: kako konstrukcijski resiti uređaj za otvaranje i zatvaranje kliznih kapija sa sopstvenim pogonom sa napajanjem preko solarne ćelije i sa upravljanjem daljinskom komandom, sa sigurnom uključivanju i isključivanju u bilo kom

položaju kapije ili bilo koje prepreke na hodu šine po kojoj se kapija kreće čime je onemogućena povreda fizičkog lica ili vozila, a postignut potpun pouzdan i siguran rad sa dugim vekom trajanja sa jednostavnom ugradnjom i manjom cenom koštanja.

Stanje tehnike

Opšte poznate su vrste kapija od najjednostavnijih, koje se otvaraju i zatvaraju ručnim pokretanjem, pa do mehanizama pokretanih trakama, užadima, zupčanicima sa zupčastom letvom sa i bez sopstvenog pogona. Savremenija rešenja otvaranja i zatvaranja kliznih kapija zasnivaju se na konstrukciji mehanizama sa spregnutim zupčanicima sa zupčastom letvom i sopstvenim pogonom elektromotorima napajanim naizmeničnom električnom strujom napona 220V. Ova rešenja sa napajanjem naizmeničnom strujom napona 220V su neprihvatljiva iz više razloga. Kako su kapije i ograde izrađene od metala, u slučaju snega i kiše dolazi do elektriziranja što je opasno po život. Pored ovog osnovnog nedostatka, kod kapija sa zupčastom letvom iz više nastavaka postoji mogućnost uzupčavanja pogonskog motora sa zupastom letvom pri svakom dospeću stranog tela - kamenčića, grančice, puža ili slično u međuprostor, što dovodi do oštećenja i zastoja, zatim ukoliko iz bilo kojeg razloga otkažu komande senzora često se dešava da dolazi do materijalnog oštećenja vozila ili prignječenja lica pri nakontrolisanom kretanju kapije. Posebno, u slučaju nestanka električne struje u mreži ne postoji mogućnost zalihe energije tako da se mehanizam ne može koristiti, pa kapija ostaje zatvorena, otorena ili poluotvorena u zavisnosti od položaja u kome se nalazi u trenutku prekida napajanja.

Nedostaci poznatih rešenja u potpunosti su otklonjeni predloženim rešenjem pronalaska, jer uređaj koristi bateriju od 12 V jednosmeme struje koja se napaja preko solarne ćelije. Ostale prednosti će se objasniti u daljem tekstu.

Pretraživanjem patentne dokumentacije i pregledanjem stručne literature iz ove oblasti, nije pronađeno slično rešenje postavljenog tehničkog problema.

Izlaganje suštine pronalaska

Uređaj, prema pronalasku, namenjen je za otvaranje i zatvaranje kliznih dvorišnih kapija, a može se ugraditi i na klizna vrata garaža, fabričkih hala, rampi na autobuskim stanicama i slično i postavlja se sa zadnje čeone strane, licem okrenut prema dvorištu ili korisničkom prostoru.

Sastoji se od metalnog kućišta u kome su smeštena dva elektromotora različite snage iznad kojih se nalazi kutija sa elektronskim elementima i dve baterije od 12 V jednosmeme struje za pogon oba elektromotora, a koje se napajaju preko solarne ćelije. Gornji elektromotor povezan je sa ekscentrom povezanim sa vertikalnim šipom za zaključavanje kapije. Donji pogonski elektromotor sa prenosnim mehanizmom-reduktorom i lančanikom preko kojeg se sa lancem ostvaruje pogon metalnog točka na koji se oslanja cela kapija koja je oslonjena na pomoćnom točku ugrađenom na kapiji i koji se vraća po fiksnoj šini cevastog oblika ili L-profila učvršćenoj na betonskoj podlozi. U donjem delu kućišta nalaze se dva prekidača sa točkovima koji imaju funkciju da isključe rad pogonskog motora i to tako da prvi prekidač služi da zaustavi kretanje kapije u otvorenom položaju, dok drugi prekidač zaustavlja rad pogonskog motora u zatvorenom položaju kapije i svojim kontaktom NO uključi drugi elektromotor i obavi operaciju zaključavanja preko vertikalnog šipa.

Funkcionisanje predloženog uređaja sa sopstvenim pogonom ostvaruje se preko daljinskog upravljača RF koji reaguje na udaljenost od 50m optičke vidljivosti, tako da se sve operacije i radnje mogu izvršavati samo pritiskivanjem jednog ili drugog tastera u zavisnosti od potrebe za pomeranje kapije levo-desno, promena pravca kretanja, zaustavljanja i ponovno pokretanje. Uključivanje smera pogonskog elektromotora u pravcu otvaranja ili zatvaranja kapije ostvaruje se preko dva petokontaktna releja koji dobijaju impuls ili kontakt preko daljinskog RF. U kompletu se nalazi do šest RF koji se kodiraju pri ugradnji tako da je isključena mogućnost upotrebe drugog daljinskog RF za otvaranje ili zatvaranje kapije.

Predloženim uređajem ostvaren je potpuno miran i bezšuman rad sa sigurnim isključivanjem u otvorenom i zatvorenom položaju kapije. U slučaju bilo kakve prepreke na hodu šine ne može doći do oštećenja vozila ili povrede fizičkog lica što je ostvareno ugradnjom brzog bimetalnog prekidača koji se reguliše po želji i potrebi pri snazi potiska u zavisnosti od težine kapije. U krajnjem položaju kada je kapija zatvorena, isključni prekidač pogonskog elektromotora uključuje centralnu bravu i automatski dolazi do zabravljivanja-zaključavanja kapije ulaskom šipa u odgovarajući otvor u betonskoj podlozi. Pri otvaranju kapije, pritiskom na taster daljinske komande za otvaranje na RF, automatski se prvo odbravi-otključa kapija a zatim startuje pogonski motor za kretanje levo-desno po šini. Pri ovome, isključena je mogućnost da u bilo kojem drugom položaju dođe do zaključavanja, već isključivo u krajnjem položaju potpuno zatvorene kapije kada se isključuje pogonski elektromotor i uključuje drugi elektromotor pomoću kojeg se ostvaruje bezbedno i sigurno zatvaranje. Ukoliko se želi ostaviti kapija u određenom položaju-potpuno otvorena ili delimično otvorena ista se može ostaviti u svakoj poziciji i ponovo pokrenuti u pravcu otvaranja ili zatvaranja. Sve ove operacije ostvaruju se pritiskom jednog ili drugog tastera na RF. Prednost je što svaka operacija otvaranja, zatvaranja, otključavanja i zaključavanja troši energiju samo dok je u fazi rada. Svakim zaustavljanjem prestaje potrošnja akumulirane energije, osim neznatne potrošnje od 30uA daljinskog RF uređaja koji ostaje na „štand by", tj. na prijemu vremenski neograničeno.

Proizvodnja električne energije potrebne za rad oba elektromotora ostvaruje se preko ploče sa solamim ćelijama koja je pričvršćena za stub ograde kapije ili na samoj kapiji tako da se kreće zajedno sa kapijom i preko regulatora napona i odgovarajućih dioda i osigurača vrši napajanje jedne ili dve baterije od 12V jednosmeme struje, tako da nije potrebno uzemljenje, što uređaj čini potpuno bezopasnim za korisnike. Akumulisana električna energija u baterijama, pri eventualno nekom kvaru u sistemu napajanja, dovoljna je za oko 200 ciklusa otvaranja, zatvaranja, zaključavanja i otključavanja kapije, što praktično omogućava funkcionisanje uređaja u periodu od mesec i po dana bez dopunjavanja baterija. U slučaju bilo kakvog nasilnog ili drugog prekida u sistemu snabdevanja električnom strujom iz solarnih ćelija, punjenje baterija može se izvršiti priključivanjem produžnog kabla na odgovarajući priključak električnog izvora u automobilu. Pod pretpostavkom da oba sistema otkažu usled nasilnog oštećenja sistema za napajanje električnom energijom otključa se poklopac kućišta u kome je smešten pogonski mehanizam i preko ekscentra se isključi ceo mehanizam i elektronska jedinica čime je omogućeno manuelno otvaranje i zatvaranje kapije.

Kratak opis slika nacrta

Pronalazak je detaljno opisan na primeru izvođenja prikazanom na nacrtu u kome: Slika 1 - predstavlja prednji izgled uređaja bez poklopca pričvršćen na kliznu kapiju,

Slika 2 - predstavlja raspored glavnih sklopova uređaja u prednjem pogledu bez poklopca,

Slika 3 - predstavlja bočni izgled uređaja smeštenog u kućištu, bez elektronske jedinice,

Slika 4 - predstavlja umutrašnji raspored sklopova u uređaju u bočnom pogledu i

Slika 5 predstavlja šemu elektroinstalacije sa načinom funkcionisanja.

Detaljan opis pronalaska

Predloženi uređaj omogućava daljinsko otvaranje i zatvaranje svih vrsta kliznih kapija i vrata, nezavisno od njihove težine, kao i da li se kreću pravolinijski ili po nekoj zakrivljenoj liniji. Uređaj koristi jednosmemu struju akumulisanu u jednoj ili dve beterije, u zavisnosti od vrste i kapaciteta, koje se napajaju solarnom energijom preko malog solarnog kolektora. Uređaj je pričvršćen na samu kapiju i kreće se zajedno sa njom, a može se pričvrstiti i na stub ograde. Daljinskom komandom, preko ručnog daljinskog RF upravljača određuje se smer i položaj klizne kapije odnosno drugih vrata, a nakon što kapija zauzme jedan od dva krajnja položaja, uređaj zabravljuje kapiju i automatski se isključuje napajanje.

Uređaj se sastoji od zatvorenog metalnog kućišta 1 u čijem gornjem delu su smešteni: dva uklopna releja 2, automatski osigurač-prekidač 6 brave, elektronska jedinica 5 za daljinski prijem signala i prenos kontakta, sa RF upravljača, baterija 3 jednosmeme struje od 12 V za pogon elektromotora 4 brave i pogonskog elektromotora 7, dva prekidača 14 brave i jednog isključivača 9. U srednjem i donjem delu kućišta 1 smešten je elektromotor 4 brave i pogonski elektromotor 7, koji su postavljeni pod kosim uglom u odnosu na horizontalnu ravan zbog racionalnog korišćenja prostora u kućištu 1. Oba elektromotora 4, 7 se napajaju iz batenje 3 koja se napaja električnom energijom preko solame ćelije 27 učvršćene na vertikalnom stubu pričvršćenog uz uređaj na kapiju 23. Na elektromotor 4 brave sa donje strane učvršćen je u ekscentar 15 brave koji je okretan samo u jednom smeru - u smeru kazaljke na satu i na njemu je okretno učvršćen jedan krak laktaste poluge 16 dok je drugi krak okretno učvršćen za vertikalni šip 17 koji pri zaključavanju ulazi u otvor betonske podloge. Donji pogonski elektromotor 7 se obrće u oba smera i povezan je sa reduktorom 8 kojim se reguliše promena brzine. Na osovini reduktora 8 učvršćen je lančanik 18, na koji se uzupčuje lanac 20 kojim se pokreće drugi lančanik 19 koji preko osovine pogoni pogonski silikonski točak 21 kojim se ostvaruje kretanje kapije 23 po, u betonskoj podlozi, ugrađenoj fiksnoj šini 25 cevastog oblika ili L-profila. Po šini 25 takođe se kreće točak 24 koji je ugrađen na drugom donjem delu kapije 23. Pričvršćivanje drugog kraja osovine točka 21 ostvareno je na ploči 22. U donjem delu učvršćena su dva granična isključivača-prekidača 10, 11 sa delimično okretnim polugama 12, 13 sa točkovima koji imaju funkciju da isključe rad pogonskog motora 7 i to tako da prvi prekidač 10 služi da zaustavi kretanje kapije 23 u otvorenom položaju, dok drugi prekidač 11 zaustavlja rad pogonskog motora 7 u zatvorenom položaju kapije 23 i svojim kontaktom NO uključi elektromotor 4 brave i obavi operaciju zaključavanja preko vertikalnog šipa 17. Na kućištu 1 je postavljena strob lampa 26 koja crvenim svetlom treperi kao indikator daje kapija 23 daljinskim RF upravljačem 28 aktivirana za kretanje u jednom ili drugom smeru. Pričvršćivanje uređaja na kapiju 23 se vrši učvršćivačima 29.

Funkcionisanje predloženog uređaja sa sopstvenim pogonom ostvaruje se preko daljinskog RF upravljača 28 koji reaguje na udaljenosti od 50m optičke vidljivosti pritiskom jednog ili drugog tastera U kompletu se nalazi do šest RF upravljača 28 koji se kodiraju posebno za svaki ugrađeni uređaj, tako da je isključena mogućnost upotrebe drugog upravljača 28 od strane drugog korisnika.

Na si. 5 predstavljena je šema elektroinstalacije sa načinom funkcionisanja mehanizma uređaja. Uređaj koristi bateriju 3 od 12V jednosmeme struje snage 2Ah. Plus klema se spaja sa automatskim osiguračima - prekidačima 6 iz kojih izlaze dva kabla - jedan se uključuje na napajanje elektronske jedinice 5 za daljinski prijem signala i prenos kontakta sa daljinskog RF upravljača 28, a drugi se povezuje na dva uklopna releja 2 na kontakte oznake NO - zajednički. Sa minus kleme se povezuju dva kabla, jedan za napajanje elektronske jedinice 5, a drugi na dva uklopna releja 2 zajedničke oznake NC. Elektronska jedinica 5 se premosti kontaktom od minus kleme na prvi kanal oznakom COM. Sa elektronske jedinice 5 plus klema se premosti na kanal dva oznaka COM. Sa pogonskog elektromotora 7 izlaze dva kabla - jedan se spaja na relej za zatvaranje a drugi na relej za otvaranje na oznaku COM čime se ostvaruje kretanje po želji u oba smera. Za elektronsku jedinicu 5 se spoje zajednički izlazi plusa magnetnih namotaja (špulne) releja i izlaz plusa elektromotora 4 za bravu na drugi kanal sa oznakom NC tako da se može po želji zaustaviti svako kretanje kapije 23 kao i ponovno kretanje.

Otvaranje kapije 23 se ostvaruje tako što se sa elektronske jedinice kontaktom NO spoji kablom na prekidač 14 brave na kontakt COM čime se ostvaruje rad elektromotora 4 brave, otključavanje i zaustavljanje isključenja preko prekidača u otvorenom položaju a kontakt na prekidaču prebacuje se na NO sa koga se prespaja na granični prekidač 10 hoda kapije sa kontaktom COM tako da se ostvaruje kontakt preko oznake NC, posle čega se kablom povezuje na relej špulne minusa željenog smera pogonskog elektromotora 7 koji traje do otvaranja kapije kada se granični prekidač 11 isključuje i tako ostaje do sledeće komande.

Zatvaranje kapije se vrši preko kontakta na elektronskoj jedinici 5 prvog kanala sa oznakom NO. Kablom se prespoji sa graničnim prekidačem oznakom COM a sa istog prekidača kontaktom NC kablom se prespoji sa špulnom minusa drugog releja i tako se ostvari rad pogonskog elektromotora 7 i kapija 23 se zatvara. Granični prekidač zaustavlja isključenjem rad elektromotora 7, a kontakt prebacuje na oznaku NO gde se spojeni kabl prespaja na drugi prekidač 6 brave, a na oznaku COM preko kontakta NC pokreće se elektromotor 4 brave i ostvaruje se zaključavanje preko ekscentra 15 brave koji pokreće vertikalni šip 17, pri čemu prekidač 6 brave isključuje rad elektromotora i ostaje na prijemu vremenski neograničeno i spremno za novu komandu.

Napajenje električnom energijom vrši se preko solarne ćelije 27 veličine 20x20cm, koja preko regulatora napona i odgovarajućih dioda i osigurača vrši napajanje baterije 3, bez uzemljenja.

Claims (2)

1. Uređaj za otvaranje i zatvaranje kliznih kapija sa sopstvenim pogonom napajanim solarnom energijom, učvršćen na kapiji i upravljan daljinskim RF upravljačem,naznačen time,što se sastoji od zatvorenog metalnog kućišta (1) u čijem gornjem delu su smeštena dva uklopna releja (2), automatski osigurač - prekidač (6) brave, elektronska jedinica (5) za daljinski prijem signala od daljinskog RF upravljača (28) i baterije (3) jednosmeme struje od 12V napajane preko solarne ćelije (27), za pogon elektromotora (4) brave i pogonskog elektromotora (7), dva prekidača (14) brave i jednog isključivača (9), što je u središnjem delu kućišta (1) smešten elektromotor (4) brave povezan sa donje strane sa ekscentom (15) brave, kao i pogonski elektromotor (7) sa reduktorom (8) za promenu brzine, što je na osovini reduktora (8) učvršćen lančanik (18) na koji je uzupčen lanac (20) povezan sa lančanikom (19) za kretanje silikonskog točka (21) i samog uređaja sa kapijom (23) po ukopanoj šini (25) i što su u donjem delu kućišta (1) učvršćena dva granična isključivača-prekidača (10, 11) sa delimično okretnim polugama (12, 13) sa točkićima za uključivanje i isključivanje pogonskog motora (7).

2. Uređaj prema zahtevu 1,naznačen time,što je na ekscentru (15) brave okretno učvršćen jedan krak laktaste poluge (16) čiji je drugi krak okretno povezan sa vertikalnim šipom (17) za zabravljivanje kapije (23).