Флагшток
Решение относится к флагштоку, на котором закреплен флаг, принудительно развевающийся независимо от погодных и атмосферных условий. Флагшток с принудительно развевающимся флагом, содержащий собственно флагшток с устройством для поддержания флага в его верхней части, причем флагшток выполнен полым, в верхней части флагштока выполнено по крайней мере одно отверстие для подачи сжатого воздуха в направлении флага, источник сжатого воздуха и основание, отличается тем, что он выполнен в виде полой трубы телескопической конструкции, состоящей из нескольких цилиндрических труб разного диаметра, для технического обслуживания служат лючки, расположенные в зоне доступа к механизмам, высота флагштока зависит от количества составляющих его труб-звеньев и ограничивается массой в соотношении с размером и массой основания, в верхней части флагштока в месте расположения флага по вертикали находится несколько отверстий с резьбой, на резьбу этих отверстий навинчиваются насадки, предназначенные для подачи воздуха от источника сжатого воздуха на флаг, насадки могут отличаться друг от друга направлением выходного отверстия, что изменяет направление подачи воздуха на флаг под углом α, направление выходного отверстия насадки относительно флага можно регулировать поворотом насадки на своей резьбе, насадки могут быть расположены по вертикали последовательно, параллельно, змейкой, в шахматном порядке, при консервации флагштока на насадки установлены заглушки. В верхней части внутри флагштока установлен профильный патрубок, предназначенный для уменьшения турбулентности воздушного потока. Флагшток имеет общее соединение с флагом через одну стропу троса, имеющего форму замкнутого кольца. Внутри флага по кромке, прилегающей к насадкам, вшит эластичный П-образный каркас. На вершине флагштока находится управляющая система, закрытая декоративной сферой. Флагшток имеет корзину крепления, представляющую собой «скелетную» конструкцию цилиндрической формы. Флагшток имеет ось вращения, которая выполняет роль силового связующего звена через корзину с собственно флагштоком и его основанием, в верхней части ось крепится к корзине крепления. Флагшток имеет шестерню вращения, которая предназначена для передачи от системы шестерен крутящего момента от электропривода к флагштоку. Основание флагштока состоит из двух основных элементов - тарелки основания и цилиндра основания, тарелка основания имеет в своей верхней части подшипники, которые равноудалены друг от друга по периметру тарелки. Во флагштоке имеется цилиндр основания, который вместе с тарелкой основания является частью конструкции, предназначенной для фиксации флагштока в вертикальной плоскости. Имеется следящая система, расположенная в верхней части флагштока, в следящую систему входят флюгер, анерубометр, датчик влажности. В качестве источника сжатого воздуха применен компрессор, подающий сжатый воздух во внутреннюю полсть флагштока. Имеется электромеханический привод, который состоит из электродвигателя с блоком шестеренчатых передач и блока управляющей системы. Флагшток имеет два режима работы - автоматический и ручной. 16 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к флагштоку, на котором закреплен флаг, принудительно развевающийся независимо от погодных и атмосферных условий и месторасположения.
Известны флагштоки, на которых закреплены флаги - государственные либо фирменные - с эмблемами и логотипами, см., например, патенты США №№3798816, 5450811 (1, 2).
Наиболее близким техническим решением относительно заявляемого служит патент США №3997993, представляющий собой флагшток с принудительно развевающимся флагом, содержащий флагшток с устройством для поддержания флага в его верхней части, причем флагшток выполнен полым, в верхней части флагштока выполнено по крайней мере одно отверстие для подачи сжатого воздуха в направлении флага, имеется источник сжатого воздуха, механизм подъема флага и основание (3).
Однако аналоги, включая прототип, обладают ограничением по режиму работы, не выполняют дополнительных важных функций.
Задачей настоящего изобретения является возможность функционирования флагштока как в автоматическом, так и в ручном режимах, а техническим решением - повышение надежности и упрощение технического обслуживания флагштока. Таким образом, конструкцию можно усложнять или упрощать в зависимости от функциональной необходимости.
Флагшток иллюстрируется на приводимых фигурах.
Предлагаемая конструкция флагштока 1 (фиг.1, 2) позволяет при поднятом на нем флаге или вымпеле постоянно развеваться им даже при полном отсутствии ветра. В конструкцию можно как вводить, так и убирать из нее функциональные блоки или элементы, т.к. каждый из них может выполнять свою функцию автономно и не влиять на работу других блоков или элементов.
Флагшток выполняется в виде полой трубы, оптимальной формой выполнения является телескопическая конструкция (фиг.1, 2) либо в виде полой прямой или профилированной трубы 1 (фиг.2). Конструкция состоит из нескольких цилиндрических труб разного диаметра 1 (фиг.1, 3). Трубы входят одна в другую по мере уменьшения их диаметра и фиксируются относительно друг друга болтами 36 (фиг.3). Высота флагштока определяется расчетом его остойчивости, зависит от количества составляющих его труб-звеньев в соотношении веса и высоты к массе и размеру его основания. Так, флагшток высотой 7-12 м может состоять из двух-трех звеньев (длина одного звена 2,5-3 м с внутренним диаметром нижнего звена от 20 см и более).
В верхней части флагштока в месте расположения флага 3 (фиг.1, 2) по вертикали находится несколько отверстий с резьбой 4 (фиг.1, 2, 5). На резьбу этих отверстий навинчиваются насадки 5, 6, предназначенные для подачи воздуха от компрессора на флаг (фиг.3, 6). Насадки могут отличаться друг от друга направлением выходного отверстия (поз.8 фиг.5,6), что изменяет направление подачи воздуха на флаг под углом α (поз.8 фиг.6), улучшая динамику обдува флага. Направление выходного отверстия насадки относительно флага можно регулировать поворотом насадки на своей резьбе 7 (фиг.5). Насадки могут быть расположены по вертикали в нескольких вариантах (фиг.6): последовательно - поз.8, параллельно - поз.9, змейкой - поз.10, в шахматном порядке - поз.11.
При консервации флагштока для предотвращения загрязнений и попадания влаги на насадки ставятся заглушки из эластичной резины 12 (фиг.5). В верхней части внутри флагштока установлен профильный патрубок-рассекатель 13 (фиг.5), предназначенный для уменьшения турбулентности воздушного потока 14 (фиг.5) от компрессора 15 (фиг.2, 14) к насадкам 5, 6 (фиг.5). Профильный патрубок-рассекатель может состоять из нескольких трубчатых секций, расположенных параллельно относительно друг друга, для разделения воздушного потока на более мелкие, что делает поток воздуха более стабильным и ламинарным. Профильный патрубок также изолирует электромеханическую часть управляющей системы 16 (фиг.5) от нежелательного воздействия на нее сжатого воздуха, поступающего от компрессора. В нижней части корпуса флагштока имеются окна 17 (фиг.1, 14), необходимые для забора компрессором наружного воздуха. Выше окон 17 на корпусе флагштока расположены окна 18 (фиг.1, 14), предназначенные для отвода воздуха, охлаждающего корпус при его работе. Окна 17, 18 (фиг.14) расположены под таким углом к вертикальной оси корпуса, чтобы при осадках вода не попадала внутрь корпуса. Окна закрыты сетками 19 для предотвращения попадания посторонних предметов во внутреннюю полость флагштока.
Для технического обслуживания агрегатов служат технологические лючки 2 (фиг.1, 2, 14). К флагштоку у его основания по внешнему периметру с помощью винтов 41 (фиг.1, 14) крепится защитная юбка 22 (фиг.1, 2, 14), которая служит для ограждения элементов платформы вращения от неподвижного основания.
Трос, предназначенный для подъема-спуска флага, имеет форму замкнутого кольца 20 (фиг.1, 3), проходящего через два направляющих ролика 21. Ролики расположены на верхней и нижней частях флагштока 21 (фиг.3). Если флагшток имеет телескопическую конструкцию 1 (фиг.1), то необходимо предусмотреть возможность перемещения верхнего ролика в горизонтальной плоскости относительно оси своего вращения 23 (фиг.1). Можно изначально установить его таким образом по отношению к нижнему ролику, чтобы избежать трения троса о флагшток, при нахождении роликов в одной плоскости возможно максимальное натяжение троса, что улучшает работу с точки зрения воздействия на флаг воздуха, выходящего из насадок. Ролики установлены на флагштоке таким образом, чтобы флаг располагался по отношению к насадкам только на одной стропе 24 (фиг.3, 7). Другая часть стропы 25 (фиг.3) находится от нее на удалении, равном диаметру ролика 25 (фиг.3). Таким образом, эта стропа не препятствует воздушному потоку, идущему от насадок на флаг.
Для поднятия флага трос приводится в действие как вручную, так и в полуавтоматическом режиме.
Для подъема флага в полуавтоматическом режиме половина троса флагштока должна быть выполнена в виде цепи 26 (фиг.2, 4). Механизм подъема флага приводится в действие силой массы груза. Груз, имеющий форму цилиндра 27 (фиг.2, 4), на первоначальном этапе работы находится в верхней части флагштока 27. Нижняя часть стропы, на которой расположен груз, имеет форму цепи 26 (фиг.4) и нижней частью проходит через нижний профилированный под эту цепь ролик 28 (фиг.2, 4). Длина цепи должна быть такой, чтобы цепь всегда находилась в зацеплении с нижним профилированным роликом, независимо от положения груза. Этим обеспечивается работоспособность механизма подъема флага за счет силы веса груза, действующего на этот ролик. Верхний ролик 21 (фиг.2, 4), по которому проходит трос без элементов цепи, может иметь стандартную форму.
В нижней части флагштока установлен механический ограничитель 29 (фиг.2, 4), при движении груза вниз. Ограничитель имеет кольцеобразную форму с фланцем крепления его к флагштоку. Цепеобразная стропа свободно проходит сквозь кольцо ограничителя, но для движения груза вниз оно является препятствием.
Механизм подъема флага 30 (фиг.2, 4) находится в коробке блока управления. На панель коробки 31 (фиг.4) вынесены элементы управления, регулирующие скорость подъема флага. В коробке блока управления находятся также другие функциональные элементы, в число которых входит механический переключатель изменения скорости подъема флага. Механический переключатель конструктивно может быть аналогичен велосипедному переключателю. В нем также имеется компенсатор натяжения троса стропы, позволяющий удерживать стропы в максимально натянутом состоянии после переключения - изменения скорости подъема флага.
В альтернативном варианте, при осуществлении спуска вручную, механическое устройство подъема флага заменяется на электрическое. Подъем-спуск флага осуществляется от реверсивного малооборотного электродвигателя через редуктор. При включении электродвигателя в крайних точках от концевых выключателей он останавливается и через электромагнитную муфту фиксирует стропу.
Внутри флага по кромке, прилегающей к насадкам, вшит эластичный П-образный каркас 32 (фиг.7), который придает кромке флага жесткость, что значительно улучшает динамику обдува флага воздухом.
Флаг крепится к стропе механическими скрепками 33 (фиг.1, 2, 7), расположенными между насадками флагштока. На флагштоке имеется фиксатор троса 34 (фиг.1-4) в виде пружинной скрепки, если конструкция предусматривает только ручное манипулирование подъемом-спуском флага (фиг.3).
На вершине флагштока находится управляющая система, закрытая декоративной сферой-колпаком 35 (фиг1, 2, 8). Внутренняя полость декоративной сферы свободно сообщается с атмосферой, что необходимо для работы флюгера 36 и анерубометра 37, а также измерителя влажности воздуха 38 (фиг.8). В конструкции сферы может быть предусмотрена возможность замены механических систем флюгера и анерубометра на более совершенные системы сенсорных датчиков скорости, направления и влажности воздуха. Форма многократно рассеченной в горизонтальной плоскости сферы (шара) удерживается за счет ребер жесткости 39. Декоративная сфера как наивысшая точка флагштока имеет заземление 40 (фиг.8).
Корзина крепления
Корзина крепления 42 флагштока (фиг.9, 14) является одним из промежуточных силовых звеньев, связывающих флагшток с его основанием. Флагшток 43 крепится к корзине болтами 44 (фиг.14). Корзина представляет собой цилиндрическую конструкцию, в которой имеются вертикальные стойки 45, которые образуют окна 46. Стойки соединены в горизонтальной плоскости на трех уровнях. Верхний уровень образует кольцо 47. Средний уровень образует кольцеобразная конструкция 48, соединенная со своим центром через спицы 49. Количество спиц соответствует количеству вертикальных стоек, т.к. они являются силовым связующим звеном и соединены в центральной части. Силовые элементы среднего колеса-спицы в поперечном сечении В, В1 имеют эллипсовидную форму 50. Такая аэродинамическая форма «обтекания» придается элементам для уменьшения сопротивления воздушному потоку, проходящему сквозь корзину крепления. В центральной части колеса 48 (фиг.9) имеется круглая проточка 51 с резьбой для крепления ее с осью.
На вертикальных стойках над средним колесом внутренней части корзины имеются фланцы 52 для установки на них компрессора 15 (фиг.14). Нижний уровень представляет собой сплошной диск 53, соединенный по своему периметру со стойками. В центре есть отверстие 54 для оси вращения, а также отверстие 55 и проточка для привода электродвигателя.
Между корпусом компрессора и корзиной, так же как между корпусом корзины и электродвигателем, устанавливаются бандажи из резины 56 (фиг.14), выполняющие двойную функцию: служат для уменьшения передачи вибрации на корпус флагштока при работе агрегатов и обеспечивают электроизоляцию между корпусами агрегатов и корзиной. Данная конструкция позволяет свободно проходить воздуху, забираемому компрессором снаружи, через окна флагштока 17 (фиг.1, 14) и пространство между стойками корзины - окнами корзины 46.
Корзина крепления вместе с флагштоком и осью устанавливается на платформе вращения 59 (фиг.14), при этом она является жестким связующим звеном между флагштоком, осью и платформой вращения. Это происходит за счет винтового соединения 44 флагштока с корзиной крепления 42 (фиг.14) через фланцы с платформой вращения и через резьбовое соединение с осью. Особенностью данной модели корзины крепления является то, что все главные агрегаты, от которых зависит работа всей конструкции флагштока, расположены в ее корпусе, что делает модель более удобной в применении.
Ось вращения
Ось вращения 57 (фиг.10, 14) выполняет роль силового связующего звена через корзину с флагштоком и его основанием. В средней части корзины крепления через резьбу 58 (фиг.10) ось крепится к корзине крепления 51 (фиг.9). Таким образом, флагшток, корзина крепления, платформа вращения и ось представляют собой жестко соединенные между собой элементы конструкции.
Ось 57 проходит по вертикали сквозь корзину крепления, платформу вращения 59 (фиг.14), подшипник тарелки основания 85 (фиг.14) и подшипник цилиндра основания 96 (фиг.14). Ось вращения фиксируется от возможных перемещений в горизонтальной плоскости за счет ее осевых подшипников. За счет подшипников 85 тарелки основания и подшипника цилиндра основания 96 (фиг.14) обеспечивается вращение в горизонтальной плоскости оси, корзины крепления с флагштоком и платформой вращения в любую сторону без ограничений. Во внутренней полости оси есть вертикальный канал 62 (фиг.10, 14), по которому проходит электропроводящий кабель, соединяющий источник электропитания с потребителями флагштока.
В верхней части оси находится штепсельный разъем 63, в средней части оси в радиальных проточках 64 установлены коммутационные кольца, через которые с прижатыми к ним через пружины контактами 65 штепсельного разъема обеспечивается электрическая связь между различными системами флагштока при поворотах оси на любые углы. В нижней точке внутреннего вертикального канала оси имеется отвод 66, предназначенный для удаления конденсата.
Платформа вращения
Платформа вращения 59 (фиг.11, 14), предназначена для установки на ней систем флагштока. Она может вращаться на любой угол и в любом направлении или совершать вращательные движения относительно своего основания. Вращение платформы происходит при работе электродвигателя 67 (фиг.14), который через шестеренчатый привод 68, проходящий через отверстие 76 в платформе вращения, создает крутящий момент от взаимодействия с внутренней шестерней 90 (фиг.12, 14) тарелки основания. Платформа вращения представляет собой кольцеобразную конструкцию, в средней части она полая 77.
В верхней части имеется несколько отверстий с резьбой 70, на которых крепятся фланцы 71 для фиксации ее через болты к флагштоку. В верхней части находится также отверстие с насадкой под масленку 72. Это отверстие через внутренний канал 73 связано с радиальным пазом 74, который предназначен для движения по нему верхней части подшипников 80 тарелки основания (фиг.12). Для улучшения условий движения подшипников качения масло смазки через масленку 72 и ее канал 73 подается в радиальный паз 74 платформы вращения 59 (фиг.11).
Основание флагштока. Тарелка основания
Основание флагштока состоит из двух основных элементов - тарелки основания 78 (фиг.12, 14) и цилиндра основания 94 (фиг.13, 14).
Тарелка основания воспринимает всю вертикальную нагрузку флагштока через расположенные в своей верхней части подшипники 80, которые равноудалены друг от друга по периметру тарелки (количество их не менее трех и варьируется в зависимости от нагрузки на них). Каждый подшипник устанавливается в тарелке в гнездо 81, в котором фиксирует свою ось от горизонтальных перемещений. Внутренняя обойма подшипников от горизонтальных перемещений фиксируется с двух сторон шайбами 82. В нижней части каждого гнезда есть дренажный канал 83 для удаления конденсата и излишков масла. Подшипники смазываются через канал 73 (фиг.11), соединяющий верхнюю часть платформы вращения с ее радиальной проточкой под подшипники 80 тарелки основания. Нижняя часть подшипников в гнезде имеет зазор 84 с тарелкой основания и с ней не соприкасается. В центральной части тарелки основания снизу расположен осевой подшипник 85. Своей внешней обоймой он зафиксирован с тарелкой основания, а внутренней обоймой зафиксирован с осью вращения. Под подшипником в проточке тарелки расположена шайба 86 (фиг.12), имеющая отверстия 87 для удаления конденсата и излишков масла. Смазка подшипника производится по каналу 88 с верхней части тарелки основания. Осевой подшипник тарелки основания одновременно обеспечивает жесткость флагштока от горизонтальных смещений и свободное вращение оси относительно самой тарелки и цилиндра основания 94 (фиг.14).
По всему внутреннему периметру тарелки основания 89 (фиг.12) в ее радиальной проточке расположена зубчатая передача 90 (фиг.14), которая предназначена для передачи крутящего момента через шестерни привода от работы электродвигателя 67 (фиг.14). При этом вращательный момент передается всей системе флагштока, установленной на платформе вращения. Радиальная проточка имеет размер, необходимый для прохождения ее по радиусу шестерни привода 68 электродвигателя. В радиальной проточке есть сквозные отверстия 91 (фиг.14) для дренажа ее полости 89 (фиг.12). В тарелке основания есть также канал 92 для электропроводки к штепсельному разъему 65 (фиг.10). Сама тарелка основания болтами через свои проточки 93 крепится к верхней части цилиндра основания 94 (фиг.13).
Основание флагштока. Цилиндр основания
Вместе с тарелкой основания цилиндр основания 94 (фиг.13, 14) является частью конструкции, предназначенной для фиксации флагштока в вертикальной плоскости.
Цилиндр основания состоит из полого цилиндра, в котором установлена гильза с фланцем 95. На фланце установлен подшипник качения 96, который фиксируется своей внешней обоймой к цилиндру основания, а внутренней обоймой к оси флагштока. Смазка подшипника обеспечивается за счет поступления смазки на осевой подшипник 85 тарелки основания. В цилиндре основания имеется лючок 97 для технического обслуживания. В нижней части цилиндра расположен пружинный компенсатор заземления 98, который предназначен для обеспечения надежного заземления 99 флагштока и который состоит из сердечника с компенсационной пружиной 100. Сердечник под действием сжатой пружины обеспечивает надежный контакт оси флагштока с заземлением. Пружина нижней частью через плоскую шайбу 101 опирается на кольцевой вкладыш 102, который, как и сердечник, имеют дренажные каналы 103, 104, общие для всего цилиндра основания.
В верхней плоской части цилиндра основания по периметру расположены отверстия с резьбой 93 для крепления тарелки основания к цилиндру основания. Также по периметру расположены отверстия 106 для крепления через болты цилиндра основания к бетонной основе.
В верхней части цилиндра основания находится отверстие 107 для дренажа полости зубчатой радиальной проточки 91 (фиг.14) тарелки основания и отверстие 108 для дренажа подшипников качения 80 (фиг.14) тарелки основания 78 (фиг.12, 14). Отверстие 109 предназначено для электропроводки от источника к штепсельному разъему оси (фиг.13, 14).
Следящая и управляющая системы флагштока
Следящая система расположена в верхней части флагштока и закрыта декоративной сферой 35 (фиг.1, 8), которая создает надежную механическую защиту и одновременно обеспечивает свободное сообщение с атмосферой приборов, находящихся внутри нее. Сфера имеет электрическую изоляцию от флагштока и индивидуальный провод заземления 40, чтобы избежать поражения от статического электричества или удара молнии.
В следящую систему входят следующие приборы: флюгер 36, анерубометр 37, датчик влажности воздуха 38. Флюгер предназначен для определения направления движения воздуха и выполняет важную роль в работе флагштока. Он практически должен быть включен в работу постоянно в отличие от других блоков и систем. Работа флюгера заключается в том, что при вращении относительно своей вертикальной оси, при изменении направления движения ветра, он передает электрический сигнал-команду через следящий блок 110 на управляющий блок 111 электропривода 67. В конструкции флюгера имеется механическая или электрическая демпфирующая система, замедляющая подачу управляющего сигнала при резких перемещениях флюгера. При получении команды от управляющего блока 111 электропривод 67 разворачивает флагшток таким образом, чтобы его насадки 5, 6 (фиг.5) повторяли направления флюгера, что не позволяет флагу «захлестнуться», т.к. направление насадок и направление движения воздуха совмещены. В случае необходимости блок флюгера можно выключить, обесточив его.
Анерубометр 37 расположен соосно с флюгером. Он в зависимости от измеряемой им скорости воздушного потока в автоматическом режиме включает или выключает компрессор 15 (фиг.2, 14). Это зависит от скорости, установленной на задатчике блока управления компрессором 113. В ручном режиме управления компрессором сигнал от анерубометра отключается.
Датчик влажности воздуха 38 расположен в декоративной сфере 35 наверху флагштока. В зависимости от задатчика влажности воздуха, расположенного в блоке следящей системы датчика влажности 114, подается сигнал в управляющий блок компрессора 113. В автоматическом режиме работы компрессора датчик влажности воздуха включает или выключает систему обогрева воздуха, поступающего от компрессора 15. Сигнал от датчика влажности можно отключить и производить прогрев воздуха в ручном режиме. В альтернативном варианте конструкция следящей системы может быть выполнена из сенсорных или иных видов электронных датчиков, что зависит от экономической целесообразности и конкретной конструкции, условий работы и технических требований к флагштоку.
Принцип включения и выключения компрессора и приводного электродвигателя аналогичны.
Компрессор
Одним из основных элементов конструкции является компрессор 15 (фиг.2, 14). Компрессор подает сжатый воздух во внутреннюю полость флагштока. Проходя по полости, воздух выходит через выходные отверстия 4, 7 и насадки 5, 6 (фиг.5), воздействуя на флаг. Тип и мощность компрессора подбираются в зависимости от размеров флагштока и самого флага. Компрессор может включаться в работу автоматически или вручную. При включении компрессора в ручном режиме он работает принудительно независимо от сигналов управляющей системы блока 112 (фиг.8). В автоматическом режиме компрессор включается и выключается по сигналу от управляющей системы, связанной с анерубометром. В компрессоре может быть система подогрева воздуха, которая включается в работу как вручную, так и автоматически от управляющего сигнала блока 114.
Включение системы подогрева воздуха в ручном режиме делается с профилактической целью. Подогретый воздух нужен для просушки флага в условиях повышенной влажности или осадков. Элемент обогрева расположен в системе в зависимости от конструкции компрессора.
Сам компрессор 15 расположен в верхней части корзины флагштока (фиг.14). Командный блок 113 работает на включение или выключение компрессора от сигнала с блоков 112, 114 в автоматическом режиме. Через этот блок производится также включение-выключение в ручном режиме.
Компрессор имеет принудительную систему охлаждения своего корпуса. Это обеспечивается за счет отбора воздуха после первой ступени компрессора. Охлаждающий воздух, соприкасаясь с корпусом компрессора, охлаждает его и выходит по каналу, образуемому окнами 116 (фиг.14) в корпусе корзины крепления и окнами 18 (фиг.1, 14) флагштока через защитные сетки 19 наружу. Выходные окна 18 (фиг.1, 18), так же как и выходные окна 17, расположены под таким углом к вертикальной оси, чтобы при осадках вода не могла попасть внутрь флагштока.
Электромеханический привод
Состоит из двух систем:
- приводного электродвигателя 67 (фиг.2, 14) с блоком шестеренчатых передач 68 (фиг.14);
- блока следящей системы 110 и управляющего блока 111 (фиг.8).
Тип и мощность электродвигателя определяются в зависимости от расчетной нагрузки и системы его управления. Электропривод имеет два режима работы - автоматический и ручной. В ручном режиме электропривод может быть включен для постоянной работы или выключен. Этот режим нужен для определенных моментов церемониала - при подъеме флага и спуске или его вращении. Включение в ручном режиме может использоваться также для технической профилактики - после смазки подшипников 80, 85 (фиг.2, 14) тарелки основания и подшипника 96 цилиндра основания (фиг.13, 14). Включение в ручном режиме обесточивает всю систему электропривода. Если в системе электропривода нет электромагнитной муфты сцепления, то это может привести к фиксации флагштока в том положении, в котором он находился в момент выключения.
В автоматическом режиме электропривод 68 (фиг.14) работает по командам следящего 110 и управляющего 111 блоков (фиг.8). Управляющий блок получает сигнал от блока следящей системы флюгера. Этот блок контролирует положение флюгера 36 (фиг.8), при изменении положения которого формируется электрический сигнал для управляющей системы 111 электропривода 68 (фиг.14). Блок шестеренчатых передач может иметь в своей конструкции электромагнитную муфту сцепления, которая включает блок шестеренчатых передач при включении электропитания приводного электродвигателя. Конструкция блока шестеренчатых передач, системы электропривода, проходящих через проточки 55 (фиг.9) в корзине крепления и 76 (фиг.11) в платформе вращения 59 (фиг.14) на приводную шестерню 68, рассчитывается в зависимости от расчетной нагрузки на него и соответствия ему мощности электродвигателя 67. Охлаждение корпуса электродвигателя и коробки 115 (фиг.2, 14) с электронными блоками, находящимися в корзине крепления, обеспечивается за счет движения воздуха, поступающего в полость флагштока через окна 17 (фиг.1, 14) при работе компрессора.
Дополнительные функциональные блоки, входящие в конструкцию флагштока
Блок музыкального сопровождения (БМС)
БМС предназначен для изменения силы подачи воздуха от компрессора к флагу, состоит из элементов блока, принимающих звуковой сигнал непосредственно от микрофона или от заложенной в его электронную часть музыкальной программы. Работа БМС заключается в том, что, в зависимости от музыкальной мелодии либо программы, через процессор изменяется скорость подачи воздуха по внутренним каналам флагштока и через насадки на флаг. Движения флага при этом создают эффект «живого» флага, развевающегося в соответствии с музыкально-звуковым моментом церемониала. БМС может быть расположен в нижней части корзины крепления с доступом к нему через технический лючок 2 (фиг.2) либо в коробке с другими электронными блоками 115 (фиг.2, 14).
Блок подсветки флага (БПФ)
БПФ предназначен для получения дополнительного зрительного эффекта от освещения поднимаемого или развевающегося флага, например, в темное время суток. БПФ состоит из системы сенсорных датчиков и источников подсвета 117 (фиг.1) или прожекторов. Источники подсвета или работающие совместно с ними прожекторы могут быть для обычного либо для ультрафиолетового освещения и включаются автоматически от сенсорных датчиков или вручную. Ультрафиолетовое освещение особенно эффектно при изготовлении флага из флюоресцирующего материала. Прожекторы могут иметь цветные фильтры. БПФ может располагаться как на флагштоке, так и у его основания, может быть автономен и располагаться на удалении от флагштока.
Блок подачи цветных газов (БПЦГ)
БПЦГ в полости флагштока предназначен для того, чтобы окрашивать в различные цвета выходящий из насадок воздух или газ, для чего в конструкцию флагштока вводятся баллоны с цветными газами или контейнеры с легкораспыляемым цветным порошком. Последние подаются в канал подачи воздуха от компрессора или по отдельным каналам, расположенным на внешней стороне флагштока. Баллоны с цветными газами или контейнеры могут быть расположены в полых частях постамента. При включении БПЦГ в работу по соответствующим магистралям будут подаваться цветной газ или воздух, цвета которых могут соответствовать, например, цветам флага на флагштоке. При этом от того, что флаг развевается в цветной газовоздушной среде, значительно усиливается эмоционально-зрительный эффект.
Блок визуального сопровождения церемонии (БВСЦ)
БВСЦ предназначен для усиления эмоционально-зрительного эффекта, что происходит за счет подачи в зону развевающегося флага конфетти или иного легкого материала, способного распыляться под воздействием струй воздуха, подаваемого от компрессора или любого другого, возможно автономного, источника давления воздуха. Указанный материал подается по соответствующим каналам, распыление возможно одновременно с развевающимся в одном направлении с флагом в увязке с работой БМС и БПФ, БПЦГ.
Работа флагштока с принудительно развевающимся флагом
Флагшток работает следующим образом. Основной режим работы флагштока - автоматический. В этом режиме все составляющие блоки и элементы конструкции готовы к работе. В ручном режиме подъем флага и его спуск производятся с помощью троса, проходящего через ролики. Зафиксировать трос с помощью механического защипа можно в любом положении.
В полуавтоматическом режиме работа системы происходит в следующей последовательности: вначале вручную на половине стропы троса поднимается груз (противовес) в верхнюю точку флагштока. До этого груз фиксировался в своем нижнем положении за счет нахождения на кольцевом механическом ограничителе. После того как груз поднимется, на другой, обычной, половине стропы троса, расположенной напротив выходных отверстий, в ее нижней части закрепляется с помощью зажимов флаг. После закрепления флага на панели блока управления задается нужная скорость подъема флага.
По мере необходимости включается механизм, и начинается опускание груза с одновременным подъемом флага, находящегося на другой - гладкой - стропе. При достижении флагом своей верхней точки происходит выключение работы механизма подъема, т.к. груз одновременно «садится» на свое ограничительное кольцо.
Предусмотрен вариант отключения полуавтоматического режима работы, разблокировки механизма подъема и перевод всей системы на ручной режим управления.
Другие системы флагштока работают следующим образом (в автоматическом режиме).
Если скорость воздушного потока меньше заданной, то сигнал от анерубометра включает в работу компрессор, по внутренней части полой трубы флагштока подается под давлением воздух к выходным насадкам, а от них - на флаг, что приводит к тому, что флаг развевается даже при полном отсутствии воздушного потока. Если влажность воздуха выше заданной, то включается система подогрева воздуха, флаг существенно улучшает свои динамические свойства, т.к. «просушиваясь» он лучше развевается. При скорости воздушного потока больше заданной компрессор автоматически выключается вместе с подогревом воздуха, если он был включен.
При изменении направления воздушного потока в работу вступает флюгер. Он выдает команду на отработку электропривода таким образом, чтобы флагшток развернулся вслед за флюгером на тот же угол. Таким образом, флагшток как бы копирует положение флюгера, занимая положение, когда его выходные насадки расположены так, чтобы поток воздуха из них суммировался с внешним воздушным потоком. При таком воздействии не произойдет нахлеста флага на мачту флагштока.
В ручном режиме управления происходит отключение следящей системы. Включение или выключение компрессора, как и подогрев воздуха, производится в ручном режиме управления. Разворот или вращение флагштока также может производиться в ручном режиме.
Флагшток при использовании дополнительных эффектов - световых, музыкальных и т.п. - может применяться как важная часть торжественного церемониала, когда присутствие флага, тем более государственного, является необходимым атрибутом. Постоянно развевающийся флаг, при отсутствии ветра, создает сильное зрительно-эмоциональное воздействие на участников торжества. Это производит особенный эффект, когда проводятся открытия спортивных игр или олимпиад на стадионах, на различных фестивалях, при награждении спортсменов, мероприятиях различного уровня. Флагшток можно устанавливать перед зданиями, имеющими федеральный или региональный статус, офисными зданиями, гостиницами, в аэропортах и т.д.
Источники информации
1. Патент США №3798816, G09F 17/00, F04D 25/02, 25/08, опубл. 26.03.1974.
2. Патент США №5450811, B60Q 7/00, E01F 9/012, G09F 7/18, опубл. 19.09.1995.
3. Патент США №3997993, G09F 17/00 (20060101), G09F 017/00, опубл. 21.12.1976.
1. Флагшток с принудительно развевающимся флагом, содержащий собственно флагшток с устройством для поддержания флага в его верхней части, причем флагшток выполнен полым, в верхней части флагштока выполнено по крайней мере одно отверстие для подачи сжатого воздуха в направлении флага, источник сжатого воздуха, механизм подъема флага и основание, отличающийся тем, что флагшток выполнен в виде полой трубы телескопической конструкции, состоящей из нескольких цилиндрических труб разного диаметра либо из одной прямой или профилированной трубы, для технического обслуживания служат лючки, расположенные в зоне доступа к механизмам и блокам, высота флагштока зависит от количества составляющих его труб-звеньев и ограничивается их массой в соотношении с размером и массой основания, в верхней части флагштока в месте расположения флага по вертикали находится несколько отверстий с резьбой, на резьбу этих отверстий навинчиваются насадки, предназначенные для подачи воздуха от источника сжатого воздуха на флаг, насадки могут отличаться друг от друга направлением выходного отверстия, что изменяет направление подачи воздуха на флаг под углом α, направление выходного отверстия насадки относительно флага можно регулировать поворотом насадки на своей резьбе, насадки могут быть расположены по вертикали последовательно, параллельно, змейкой, в шахматном порядке, при консервации флагштока на насадки установлены заглушки, флагшток имеет следящую и управляющую системы.
2. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что в верхней части внутри флагштока установлен профильный патрубок, предназначенный для уменьшения турбулентности воздушного потока, который может состоять из нескольких параллельных секций для разделения воздушного потока на более мелкие, а также изолирует электромеханическую часть управляющей системы от воздушного потока.
3. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что взаимодействует с флагом через одну стропу троса, имеющего форму замкнутого кольца, проходящего через два направляющих ролика, расположенных относительно выходных насадок флагштока.
4. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что в варианте автоматического подъема флага часть троса стропы заменена цепью, проходящей по нижнему профилированному ролику, цепь под воздействием груза проходит через ролик, расположенный внутри механизма подъема флага, для изменения скорости подъема флага предусмотрен задатчик, с помощью которого происходит переключение цепи на другой ролик, при этом меняется передаточное число, движение стропы с грузом ограничено ограничителем, что соответствует максимально возможному уровню для подъема флага для противоположной стропы.
5. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что внутри флага по кромке, прилегающей к насадкам, вшит эластичный П-образный каркас, флаг крепится к стропе скрепками, расположенными между насадками, на флагштоке имеется фиксатор троса стропы.
6. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что на вершине флагштока находится управляющая система, закрытая декоративной сферой, внутренняя полость декоративной сферы свободно сообщается с атмосферой и выполнена в форме многократно рассеченной в горизонтальной плоскости шара, удерживаемого за счет ребер жесткости.
7. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеет корзину крепления, представляющую собой скелетную конструкцию цилиндрической формы, соединенную со своей осевой частью силовыми элементами, в центральной части корзина имеет по всей высоте круглую проточку для прохождения через нее оси вращения, корзина крепления вместе с собственно флагштоком устанавливается на верхнюю часть платформы вращения, в верхней внутренней части корзины крепления имеются фланцы для крепления на них сверху источника сжатого воздуха.
8. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеет ось вращения, которая выполняет роль силового связующего звена через корзину с собственно флагштоком и его основанием, в верхней части ось крепится к корзине крепления, проходит по вертикали сквозь корзину крепления, платформу вращения, подшипник тарелки основания и подшипник цилиндра основания, во внутренней полости оси есть вертикальный канал, по которому проходит электропроводящий кабель, соединяющий следящую и управляющую системы, в верхней части оси находится штепсельный разъем, в средней части оси установлены коммутационные кольца, через которые обеспечивается электрическая связь между различными системами флагштока при поворотах оси на любые углы, в нижней точке внутреннего вертикального канала оси имеется отвод, предназначенный для удаления конденсата.
9. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеет платформу вращения, на которой находятся и закреплены с ней корзина крепления и флагшток и которая предназначена для обеспечения вращения или поворота всей системы флагштока, корзины крепления и оси на любой угол относительно тарелки и цилиндра основания, что обеспечивается за счет крутящего момента, образуемого от взаимодействия шестеренчатого привода электродвигателя, находящегося внутри корзины крепления, и внутренней радиальной шестерней, находящейся в тарелке основания, платформа вращения в средней части выполнена полой, имеет проточку для оси шестеренчатого привода от электродвигателя к внутренней радиальной шестерне тарелки основания, в нижней части платформа вращения имеет радиальный паз под подшипники тарелки основания, за счет указанных подшипников и крутящего момента от электродвигателя имеется возможность вращения самой платформы и вместе с ней флагштока, в верхней части платформы вращения имеются отверстия с резьбой, на которых крепятся фланцы для фиксации ее к флагштоку, а также проточка под масляный канал для нижнего радиального паза.
10. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что его основание состоит из двух основных элементов - тарелки основания и цилиндра основания, тарелка основания имеет в своей верхней части подшипники, которые равноудалены друг от друга по периметру тарелки и количество которых не менее трех, нижняя часть подшипников в гнезде имеет зазор с тарелкой основания и с ней не соприкасается, в центральной части тарелки основания снизу расположен осевой подшипник, который внешней обоймой зафиксирован с тарелкой основания, а внутренней обоймой зафиксирован с осью вращения, что обеспечивает жесткость флагштока от горизонтальных смещений и свободное вращение оси относительно самой тарелки, в центральной части тарелки основания сверху расположена радиальная шестерня, взаимодействующая с шестеренкой привода электродвигателя, и проточка, по которой проходит провод к штепсельному разъему, в тарелке основания также есть канал для смазки осевого подшипника и проточки для дренажа подшипников, тарелка основания крепится к цилиндру основания с помощью винтовых соединений.
11. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеется цилиндр основания, который вместе с тарелкой основания является частью конструкции, предназначенной для фиксации флагштока в вертикальной плоскости, цилиндр основания состоит из полого цилиндра, в котором установлена гильза с фланцем, на фланце установлен подшипник качения, который фиксируется своей внешней обоймой к цилиндру основания, а внутренней обоймой к оси флагштока, в нижней части цилиндра основания расположен элемент заземления с компенсационной пружиной и отверстием для конденсата, на цилиндрической части находится лючок для технического обслуживания, своей верхней плоской частью цилиндр основания крепится с помощью болтов к фундаментальной основе.
12. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеется следящая система, расположенная в верхней части флагштока, в следящую систему входят флюгер, анерубометр, датчик влажности, флюгер передает электрический сигнал-команду через следящий блок на управляющий блок электропривода, анерубометр расположен соосно с флюгером, он в зависимости от измеряемой им скорости воздушного потока в автоматическом режиме включает или выключает источник сжатого воздуха, датчик влажности воздуха расположен в декоративной сфере наверху флагштока, в зависимости от сигнала с задатчика влажности воздуха, расположенного в блоке следящей системы, подается сигнал в управляющий блок на включение системы прогрева воздуха, подаваемого от источника сжатого воздуха.
13. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеется следящая система, расположенная в верхней части флагштока, в следящую систему входят сенсорные либо электронные датчики, служащие для подачи сигналов в управляющую систему.
14. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника сжатого воздуха использован компрессор, расположенный в корзине крепления и подающий сжатый воздух во внутреннюю полость флагштока, при этом, проходя по полости, воздух выходит через выходные отверстия и насадки наружу на флаг, в компрессоре может быть система подогрева воздуха, работающая как в ручном, так и в автоматическом режиме.
15. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеет электромеханический привод, расположенный в нижней части корзины крепления и который состоит из электродвигателя с блоком шестеренчатых передач и блока управляющей системы, при этом в автоматическом режиме электропривод работает по команде управляющего блока, получающего сигнал от блока следящей системы флюгера, этот блок контролирует положение флюгера, при изменении положения которого формируется электрический сигнал для управляющей системы электропривода.
16. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеет три режима работы - автоматический, полуавтоматический и ручной.
17. Флагшток по п.1, отличающийся тем, что имеет блоки музыкального сопровождения, подсветки флага, подачи цветных газов, ароматических газов, распыления конфетти, при этом во флагштоке могут быть использована как вся комплектация блоков, так и часть комплектации.
