Каркас шкафа для размещения электроаппаратуры

Предлагаемое в качестве полезной модели устройство относится к рамным каркасам шкафов или щитов для установки и размещения электрического оборудования, состоящим из вертикальных и горизонтальных элементов рамных перфорированных профилей. Может использоваться в рамных соединениях конструктивных элементов различных распределительных устройств без использования сварки.

Технический результат от использования: упрощение технологии изготовления и снижение стоимости конструкции каркаса, за счет уменьшения количества элементов и сокращение времени сборки всей конструкции, повышение ее надежности, а так же универсальности и расширения вариантных возможностей изготовления каркасов разных размеров.

Указанный результат достигается за счет выполнения рамного каркаса для размещения электроаппаратуры, из двенадцати перфорированных металлических, элементов рамных профилей, симметричных, за счет сгибов, относительно диагонали сечения, проходящей через воображаемые вертикальные наружные кромки рамного каркаса, образующих направленный вовнутрь открытый полый профиль.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что восемь указанных перфорированных профилей имеют одинаковую форму и размеры, а четыре - дополнительно снабжены технологическими пазами для сборки и отверстиями под крепежные элементы, при этом все профили собраны в унифицированный модуль в виде прямоугольного параллелепипеда, образующего каркас шкафа, а угловые соединения модуля, образованные стыковкой трех профилей, сформированы геометрическим замыканием, за счет выполнения концов каждого профиля специальной стыковочной формы, при которой длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на 2,5÷3 ширины профиля, и на расстоянии равном ширине профиля, эта грань согнута под прямым углом.

Возможен вариант исполнения каркаса, где все указанные перфорированные профили имеют одинаковые форму и размеры, а концы каждого профиля выполнены специальной стыковочной формы, при которой длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на две ширины профиля, и на расстоянии равном ширине профиля, эта грань согнута под прямым углом.

Предлагаемое в качестве полезной модели устройство относится к рамным каркасам шкафов или щитов для установки и размещения электрического оборудования, состоящим из вертикальных и горизонтальных элементов рамных перфорированных профилей. Может использоваться в бессварочных рамных соединениях конструктивных элементов различных распределительных устройств.

Известен «Рамный каркас для распределительного шкафа», описанный в патенте Российской Федерации RU 2134474, МПК H02B 1/30. Каркас состоит из образующих несущую конструкцию элементов рамы в виде фигурных профилей, соединенных изнутри распределительного шкафа монтажными рейками, при этом некоторые профили объединены (сварены) в рамные конструкции.

Недостатком данной модели является низкая универсальность и технологичность из-за большого количества различных элементов рамных конструкций, а также зависимость надежности от применения сварных соединений. Сварные соединения повышенной надежности требуют наличие сварочного участка, обязательного проведения неразрушающего контроля, что существенно повышает стоимость изготовления. Кроме того, применение сварных соединений увеличивает трудоемкость, что может быть экономически не оправдано.

«Каркас шкафа радиоэлектронной аппаратуры», представленный в патенте Российской федерации на полезную модель RU 106991, МПК H02B 1/30, состоит из фигурных вертикальных и горизонтальных профилей, угловых соединителей, выполненных в виде монолитных кронштейнов тремя взаимно перпендикулярными внешними установочными поверхностями.

Данная конструкция решает частично задачи упрощения, удешевления и надежности каркаса, но наличие угловых соединителей как дополнительных элементов усложняет технологию изготовления и увеличивает время сборки каркаса шкафа.

В патенте Российской Федерации на полезную модель RU 45567, МПК H02B 1/30, «Каркас шкафа для распределительных устройств» имеются вертикальные и горизонтальные профили, соединенные угловыми крепежным узлами, каждый из которых представляет собой крестовину, образуемую тремя взаимно перпендикулярными поверхностями, при этом два луча крестовины выполнены Г-образного профиля, а третий - в виде уголка с загнутой во внутрь одной полкой.

Наличие такого углового соединения в каркасе шкафа также усложняет технологию изготовления и увеличивает время сборки.

Прототипом заявляемого технического решения является патент Российской Федерации RU 2400888, МПК H02B 1/01, H02B 1/30 «Рамная конструкция для распределительного шкафа, распределительный шкаф и набор комплектующих для него». Данная конструкция состоит из рамных профилей, которые соединены и/или могут быть соединены друг с другом посредством соединительных элементов. Причем, один из соединительных элементов выполнен в виде монтажного блока для соединения двух или трех профилей, а кроме того конструкция содержит зажимной элемент, который выполнен с возможностью закрепления геометрическим замыканием, укрепленным резьбовым соединением.

К недостаткам прототипа следует отнести низкую универсальность, сложность технологии изготовления устройства для угловых соединений, которое создается за счет монтажного блока, состоящего из кубика специфической формы и зажимной пластины L-образной формы со сквозным отверстием.

В основу предлагаемого в качестве полезной модели технического решения положены задачи упрощения технологии изготовления и удешевления конструкции каркаса, за счет уменьшения количества элементов и сокращение времени сборки всей конструкции, повышения ее надежности, а так же универсальности и расширения вариантных возможностей изготовления каркасов разных размеров.

Указанный результат достигается за счет выполнения рамного каркаса для размещения электроаппаратуры, из перфорированных металлических, рамных профилей, симметричных, за счет сгибов, относительно диагонали сечения, проходящей через воображаемые вертикальные наружные кромки рамного каркаса, образующих направленный вовнутрь открытый полый профиль.

Отличительными особенностями предлагаемого устройства являются выполнение восьми перфорированных профилей одинаковой формы и размеров, наличие у четырех таких же профилей технологических пазов, с отверстиями под крепежные элементы (винты), а также сборка всех профилей в унифицированный модуль в виде прямоугольного параллелепипеда, образующего каркас шкафа. При этом, образованные стыковкой трех профилей угловые соединения модуля, сформированы геометрическим замыканием, за счет выполнения концов каждого профиля таким образом, что длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на 2÷3 ширины профиля, и на расстоянии равном ширине профиля, эта грань согнута под прямым углом. Указанные выше признаки являются существенными с образованием устойчивой совокупности, достаточной для достижения поставленных задач и получения требуемого технического результата.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения поставленных задач для получения требуемого технического результата.

Возможен вариант исполнения каркаса шкафа, где все указанные перфорированные профили имеют одинаковую форму, но могут отличаться размерами по длине.

Заявляемое техническое решение представлено на следующих фигурах:

Фиг.1a - внешний вид выполнения каркаса шкафа для размещения электроаппаратуры, где

2 - перфорированные элементы рамных профилей;

3 - перфорированные элементы рамных профилей с технологическими пазами для сборки;

Фиг.1b - вид углового соединения модуля снаружи;

Фиг.1с - вид углового соединения модуля изнутри;

Фиг.2 - элементный состав рамной конструкции;

Фиг.3 - элемент рамного профиля (2) и его сечение;

Фиг.4 - элемент рамного профиля (3) и его сечение;

Фиг.5 - элемент рамного профиля и его сечение при выполнении варианта каркаса шкафа по альтернативному признаку, где длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на две ширины профиля, а все профили выполнены одинаковой формы и размеров;

Фиг.6 - вид, поясняющий образование углового соединения

рамной конструкции геометрическим замыканием, перед сборкой (с разнесенными элементами);

Фиг.7 - схема сборки углового соединения рамной конструкции.

Фиг.8 - вид, поясняющий образование углового соединения рамной конструкции геометрическим замыканием, перед сборкой (с разнесенными элементами), при выполнении варианта каркаса шкафа по альтернативному признаку, где длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на две ширины профиля.

Фиг.9 - вид в сборе углового соединения рамной конструкции геометрическим замыканием, при выполнении варианта каркаса шкафа по альтернативному признаку, где длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на две ширины профиля.

Фиг.10 - вид, поясняющий поэтапную сборку модуля шкафа.

Сборку каркаса шкафа для электрооборудования производят следующим образом:

1 этап - собираются две боковые рамы из одинаковых элементов рамных профилей (2) и закрепляются винтами;

2 этап - собранные рамы переворачиваются на 90 градусов (выступающими гранями профиля внутрь друг к другу и располагающимися в одной вертикальной плоскости);

3 этап - на собранные рамы устанавливаются элементы рамных профилей (3), имеющие технологические пазы для сборки, и собирается модуль, скрепляемый винтами.

Таким образом, собранный из перфорированных профилей однообразной формы, унифицированный модуль в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором угловые соединения, образованные стыковкой трех профилей, сформированы геометрическим замыканием за счет предлагаемого выполнения концов каждого профиля, является единой недеформируемой, прочной основой каркаса шкафа любых заданных размеров.

Описанный каркас шкафа, базирующийся на модульном принципе, позволяет создавать любые низковольтные комплектные устройства распределения и управления шкафного, открытого и защищенного исполнения. Такой каркас может быть использован для установки в распределительных устройствах электростанций (в том числе и АЭС), а также энергосистемах различных отраслей промышленности. Считаем, что предложенное техническое решение обладает всеми критериями полезной модели, так как:

- Каркас шкафа для размещения электроаппаратуры с учетом ограничительных и отличительных признаков формулы является новым среди общеизвестных устройств, что соответствует критерию «новизна».

Конструктивная и технологическая разработка, изготовление на предприятии ОАО «НИПОМ» партии каркасов и проведение испытаний, подтвердили надежность, простоту сборки, а так же универсальность и расширения вариантных возможностей получения каркасов разных размеров, что дает основание полагать о соответствии критерию «промышленная применимость».

В подтверждение сказанного, представляем протоколы испытаний низковольтного комплектного устройства распределения электроэнергии и управления электроприводами НКУ Freecon CM-380/2500-АЭС типа 14Ш, разработанного и изготовленного в ОАО «НИПОМ», где в каркасе использовано предлагаемое техническое решение:

- протокол испытаний на вибропрочность 451-12-039 от 01.02.12 г;

- протокол испытаний на виброустойчивость 451-12-040 от 01.02.12 г;

- протокол испытаний на сейсмостойкость 451-12-041 от 01.02.12 г.

Каркас шкафа для размещения электроаппаратуры, содержащий двенадцать металлических перфорированных элементов рамных профилей, симметричных за счет сгибов относительно диагонали сечения, проходящей через воображаемые вертикальные наружные кромки рамного каркаса, образующие направленный вовнутрь открытый полый профиль, отличающийся тем, что восемь из указанных профилей имеют одинаковую форму и размеры, а четыре дополнительно снабжены технологическими пазами для сборки и отверстиями под крепежные элементы, при этом все профили собраны в унифицированный модуль в виде прямоугольного параллелепипеда, образующего каркас шкафа, а угловые соединения модуля, образованные стыковкой трех профилей, сформированы геометрическим замыканием за счет выполнения концов каждого профиля таким образом, что длина одной из граней превышает с каждого конца длину остальных граней на 2,5÷3 ширины профиля, и на расстоянии, равном ширине профиля, эта грань согнута под прямым углом.