CN102561871A

CN102561871A - 张力与速度调节分离的自动闭门铰链

Info

Publication number: CN102561871A
Application number: CN2011103943155A
Authority: CN
Inventors: 应申舜; 计时鸣; 谭大鹏; 李志鑫
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-07-11

Abstract

张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，包括阻尼分支和弹簧分支，所述的阻尼分支包括阻尼装置、第一上合页、第一下合页、第一上端盖、第一下端盖和第一平面轴承，所述第一平面轴承位于所述第一上合页与第一下合页之间；所述的弹簧分支包括主轴、第二上合页、第二下合页、第二上端盖、第二下端盖、离合套、扭转弹簧、定位销、调整销钉和第二平面轴承，第二平面轴承位于所述第二上合页与第二下合页之间；所述主轴与所述第二上合页通过离合套连接，所述扭转弹簧套接在所述主轴外部。本发明有益效果：稳定可调；门开一定程度后具有门停的作用，门停角度可调；减少弹簧储能和摩擦产生热传递，降低液压阻尼机构温度变化，提高自动闭门铰链稳定性。

Description

张力与速度调节分离的自动闭门铰链

技术领域

本发明涉及一种张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链。

背景技术

现代自动闭门铰链始于二十世纪初期美国人注册的一项液压闭门器专利，它不同于传统的闭门器，是通过对闭门器中的液体进行节流来达到缓冲作用，闭门器的核心技术是里面的液压阻尼机构。目前一些先进国家如德国、日本、韩国已先后研制出集合页、闭门器功能为一体的自动闭门器，替代了目前使用的普通闭门器+合页。而且日本针对合页型闭门器已制订出相对的国家技术标准，我国这方面的技术却相对落后。为研制高档闭门器，国内外学者对闭门器相关结构及其理论展开研究，并取得了一定的成果，其中以实用新型专利为主，如陈逢信申请并授权的实用新型专利“一种用于自动闭门铰链的离合装置(专利号ZL 200920052298.5)”和“一种自动闭门铰链(专利号ZL 200920050985.3)”；潘教挺申请并授权的实用新型专利“闭门铰链的液压调速机构(专利号ZL 200520007608.3)”和“自动闭门铰链(专利号ZL 200420065291.4)”；童建荣申请并授权的实用新型专利“扭力自动闭门铰链(专利号ZL 200920112104.6)”。这些发明专利为丰富闭门器的种类和提高自动闭门器水平具有一定作用，但是这些发明大多将了阻尼和弹簧分支集成一体，难以保证其控制的稳定性和可调性，因此在市场上的影响很有限，尚存在较大的改善空间。

发明内容

本发明针对目前主流的闭门器是安装在门头上的液压闭门器，此类液压闭门器的结构复杂、损坏率较高，且不适用于没有门楣和隐性门的问题，提出了一种可实现门停、自动闭门、缓冲调速的功能，同时还能保证控制的稳定性和可调性的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链。

本发明所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，包括阻尼分支和弹簧分支，所述的阻尼分支包括阻尼装置、第一上合页、第一下合页、第一上端盖、第一下端盖和第一平面轴承，其特征在于：所述第一平面轴承位于所述第一上合页与第一下合页之间；所述的阻尼装置包括弹簧、关门速度调节螺钉、滚珠基座、调速轴、单向阀阀芯、活塞、节流孔弹珠和液压缸腔体，所述关门速度调节螺钉安装在所述调速轴顶端的装有密封圈的轴孔内，且所述关门速度调节螺钉的底部与位于所述调速轴内部的所述的弹簧顶部连接；所述调速轴通过所述第一平面轴承固定在所述的第一上合页与所述第一下合页间；所述的滚珠基座套接在所述调速轴外面；所述单向阀阀芯位于所述调速轴底端，插入所述活塞内；

所述的弹簧分支包括主轴、第二上合页、第二下合页、第二上端盖、第二下端盖、离合套、扭转弹簧、定位销、调整销钉和第二平面轴承，第二平面轴承位于所述第二上合页与第二下合页之间；所述主轴与所述第二上合页通过所述离合套连接，所述扭转弹簧套接在所述主轴外部；所述主轴通过两端的轴套与所述的第二上合页、第二下合页连接。

所述离合套通过定位销与所述第二上合页连接。

所述滚珠基座内装有钢珠。

所述活塞包括活塞体和外部螺纹，所述活塞体上部具有空腔，空腔内表面上端为类内齿轮机构，底部中心具有节流孔。

所述节流孔弹珠位于活塞底部非中心位置的小孔底部。

所述液压缸腔体的内表面具有与活塞咬合的螺纹。

所述滚珠基座与所述调速轴间装有O型圈。

所述液压缸腔体与所述第一下合页装有O型圈。

紧靠所述滚珠基座下侧与所述调速轴之间装有密封圈。

所述阻尼分支与所述弹簧分支具有相同的外形。

门闭合时，两合页成180°角，弹簧无形变，此时门处于稳定闭合状态；开门时，推门的力带动合页旋转，弹簧扭转形变，与此同时，弹簧分支配合的阻尼分支开始运转；开门时液压缸上腔体的体积减小，下腔体的体积增大，导致上腔体的压强增大，下腔体的压强减小。因为上下腔体中液压油的总量是一定的，所以在压力差的驱动下，液压油会从上腔体向下腔体流动，但是此时单向阀阀芯已经将活塞底部正中央的节流孔堵住，而活塞底部非中心位置的小孔底部的钢球在液压油的压力作用下与活塞底部相脱离，液压油可以通过活塞底部非中心位置的节流孔通过，由于节流孔较大，油路顺畅，开门过程中阻尼分支产生的阻尼很小。

当门完全打开时，弹簧完全压缩，两合页成一定角度(此角度可根据需要调节弹簧分支离合套设定)，此时弹簧分支主轴与离合套分离，合页不能继续转动，门扇处于完全打开的稳定状态，同时弹簧势能最大。

当门打开一定程度但没到门停位置，或者从门停位置轻微推动门扇使之转过一定角度时，弹簧分支的离合套与主轴衔接，弹簧释放势能，带动合页及门的旋转，起到自动关门的效果。由于门扇与门框的相对转动，带动阻尼分支上合页与下合页之间发生相对转动，带动活塞在腔体内产生轴向位移，因为上下合页均是固定的，与它们配合的速度调节部分及腔体因此也是固定的，所以只能是速度调节部分与活塞相对运动，关门时，活塞与速度调节部分的接触面积逐步减小，导致液压缸上腔体的体积增大，下腔体的体积减小。因为上下腔体中液压油的总量是一定的，所以在压力差的驱动下，液压油会从下腔体向上腔体流动。液压油由下腔体流向上腔体有两条油路，一是油液经活塞底部与单向阀阀芯的配合锥面流出，二是油液经活塞底部非中心位置的节流孔通过。由于此时单向阀阀芯已经将活塞底部正中央的节流孔堵住，同时在油压的作用下，在活塞与下腔体的接触面上活塞底部非中心位置的通道上的钢珠也被压紧在活塞底部节流孔上，液压油只能通过活塞底部中心位置的通道通过，但其通过是需要一定的条件的。即在油压的作用下，单向阀阀芯被推开，从而使得液压油可以从下腔体流入上腔体，也就达到了缓冲目的。流过速度可以通过调节阀芯的位置来控制。当需要使关门速度相对较慢时，可以用螺丝刀调节位于上合页部分的关门速度调节螺钉，使得与阀芯相连接的弹簧的预紧力增大，从而使阀芯与活塞底部之间的作用力增大，使阀芯的位置下降，相反，当需要使关门速度相对较快时，同样只需调节一下调节螺栓，使得与阀芯相连接的弹簧的预紧力减小，从而使阀芯与活塞底部之间的作用力减小，使阀芯的位置升高。

本发明的有益效果是：1)闭门器的高级要求是控制功能的稳定性和可调性。液压阻尼机构控制功能的可调性也就是指功能调节的灵敏度。从原理上看，它决定于闭门器内腔的设计，或者说，单向油阀的行程越大，液压油的回流量越大，油路控制的范围就越大，功能调节的灵敏度就越高。本文设计自动闭门组合铰链，由于张力与速度调节分离，用于缓冲调速的阻尼分支具有较大的空间容纳单向阀阀芯，因此单向阀的行程大，功能调节的灵敏度较高；2)本闭门器不仅能将门自动关闭，还能够保护门框和门体(平稳关闭)，在门开到一定程度后还具有门停的作用，而且门停角度可调；3)液压阻尼机构控制功能的稳定性主要是温度稳定性，它和压油和控制油路的阀门材质有关，液压油遇冷变稠，而阀门遇冷则收缩，液压油变稠则液压油的回流速度降低，闭门速度减小。本发明将弹簧动力从液压阻尼分离出去，从根本上减少因弹簧储能和摩擦产生的热传递，降低液压阻尼机构的温度变化，可提高自动闭门铰链的稳定性。

附图说明

图1是本发明所述的阻尼分支整体结构图

图2是本发明所述的弹簧分支整体结构图

图3是本发明所述的阻尼分支内部结构图

图4是本发明所述的弹簧分支内部结构图

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

本发明所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，包括阻尼分支1和弹簧分支2，所述的阻尼分支1包括阻尼装置11、第一上合页12、第一下合页13、第一上端盖14、第一下端盖15和第一平面轴承16，所述第一平面轴承16位于所述第一上合页12与第一下合页13之间；所述的阻尼装置11包括弹簧111、关门速度调节螺钉112、滚珠基座113、调速轴114、单向阀阀芯115、活塞116、节流孔弹珠117和液压缸腔体118，所述关门速度调节螺钉112安装在所述调速轴114顶端的装有密封圈1142的轴孔1141内，且所述关门速度调节螺钉112的底部与位于所述调速轴114内部的所述的弹簧111顶部连接；所述调速轴114通过所述第一平面轴承16固定在所述的第一上合页12与所述第一下合页13间；所述的滚珠基座113套接在所述调速轴114外面；所述单向阀阀芯115位于所述调速轴114底端，插入所述活塞116内；

所述的弹簧分支2包括主轴20、第二上合页21、第二下合页22、第二上端盖23、第二下端盖24、离合套25、扭转弹簧26、定位销27、调整销钉28和第二平面轴承29，第二平面轴承29位于所述第二上合页21与第二下合页22之间；所述主轴20与所述第二上合页22通过所述离合套25连接，所述扭转弹簧26套接在所述主轴20外部；所述主轴20通过两端的轴套201与所述的第二上合页21、第二下合页22连接。

所述离合套25通过定位销27与所述第二上合页21连接。

所述滚珠基座113内装有钢珠1131。

所述活塞116包括活塞体1161和外部螺纹1162，所述活塞体1161上部具有空腔，空腔内表面上端为类内齿轮机构，底部中心具有节流孔。

所述节流孔弹珠117位于活塞116底部非中心位置的小孔底部。

所述液压缸腔体118的内表面具有与活塞116咬合的螺纹。

所述滚珠基座113与所述调速轴114间装有O型圈119。

所述液压缸腔体118与所述第一下合页13装有O型圈119。

紧靠所述滚珠基座113下侧与所述调速轴114之间装有密封圈1181。

所述阻尼分支1与所述弹簧分支2具有相同的外形。

门闭合时，两合页成180°角，弹簧无形变，此时门处于稳定闭合状态；开门时，推门的力带动合页旋转，弹簧扭转形变，与此同时，弹簧分支2配合的阻尼分支1开始运转；开门时液压缸上腔体的体积减小，下腔体的体积增大，导致上腔体的压强增大，下腔体的压强减小。因为上下腔体中液压油的总量是一定的，所以在压力差的驱动下，液压油会从上腔体向下腔体流动，但是此时单向阀阀芯115已经将活塞116底部正中央的节流孔堵住，而活塞116底部非中心位置的小孔底部的节流孔弹珠117在液压油的压力作用下与活塞116底部相脱离，液压油可以通过活塞116底部非中心位置的节流孔通过，由于节流孔较大，油路顺畅，开门过程中阻尼分支产生的阻尼很小。

当门完全打开时，弹簧完全压缩，两合页成一定角度(此角度可根据需要调节弹簧分支离合套设定)，此时弹簧分支主轴21与离合套25分离，合页不能继续转动，门扇处于完全打开的稳定状态，同时弹簧势能最大。

当门打开一定程度但没到门停位置，或者从门停位置轻微推动门扇使之转过一定角度时，弹簧分支2的离合套25与主轴21衔接，弹簧释放势能，带动合页及门的旋转，起到自动关门的效果。由于门扇与门框的相对转动，带动阻尼分支1第一上合页12与第一下合页13之间发生相对转动，带动活塞116在腔体内产生轴向位移，因为上下合页均是固定的，与它们配合的速度调节部分及腔体因此也是固定的，所以只能是速度调节部分与活塞116相对运动，关门时，活塞116与速度调节部分的接触面积逐步减小，导致液压缸上腔体的体积增大，下腔体的体积减小。因为上下腔体中液压油的总量是一定的，所以在压力差的驱动下，液压油会从下腔体向上腔体流动。液压油由下腔体流向上腔体有两条油路，一是油液经活塞底部与单向阀阀芯的配合锥面流出，二是油液经活塞底部非中心位置的节流孔通过。由于此时单向阀阀芯115已经将活塞116底部正中央的节流孔堵住，同时在油压的作用下，在活塞116与下腔体的接触面上活塞底部非中心位置的通道上的钢珠也被压紧在活塞底部节流孔上，液压油只能通过活塞底部中心位置的通道通过，但其通过是需要一定的条件的。即在油压的作用下，单向阀阀芯115被推开，从而使得液压油可以从下腔体流入上腔体，也就达到了缓冲目的。流过速度可以通过调节阀芯的位置来控制。当需要使关门速度相对较慢时，可以用螺丝刀调节位于上合页部分的关门速度调节螺钉112，使得与阀芯相连接的弹簧111的预紧力增大，从而使阀芯与活塞116底部之间的作用力增大，使阀芯的位置下降，相反，当需要使关门速度相对较快时，同样只需调节一下调节螺栓，使得与阀芯相连接的弹簧的预紧力减小，从而使阀芯与活塞底部之间的作用力减小，使阀芯的位置升高。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，包括阻尼分支和弹簧分支，所述的阻尼分支包括阻尼装置、第一上合页、第一下合页、第一上端盖、第一下端盖和第一平面轴承，其特征在于：所述第一平面轴承位于所述第一上合页与第一下合页之间；所述的阻尼装置包括弹簧、关门速度调节螺钉、滚珠基座、调速轴、单向阀阀芯、活塞、节流孔弹珠和液压缸腔体，所述关门速度调节螺钉安装在所述调速轴顶端的装有密封圈的轴孔内，且所述关门速度调节螺钉的底部与位于所述调速轴内部的所述的弹簧顶部连接；所述调速轴通过所述第一平面轴承固定在所述的第一上合页与所述第一下合页间；所述的滚珠基座套接在所述调速轴外面；所述单向阀阀芯位于所述调速轴底端，插入所述活塞内；

2.如权利要求1所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述离合套通过定位销与所述第二上合页连接。

3.如权利要求2所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述滚珠基座内装有钢珠。

4.如权利要求3所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述活塞包括活塞体和外部螺纹，所述活塞体上部具有空腔，空腔内表面上端为类内齿轮机构，底部中心具有节流孔。

5.如权利要求3所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述节流孔弹珠位于活塞底部非中心位置的小孔底部。

6.如权利要求5所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述液压缸腔体的内表面具有与活塞咬合的螺纹。

7.如权利要求6所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述滚珠基座与所述调速轴间装有O型圈。

8.如权利要求7所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述液压缸腔体与所述第一下合页装有O型圈。

9.如权利要求8所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：紧靠所述滚珠基座下侧与所述调速轴之间装有密封圈。

10.如权利要求1～9所述的张力与速度调节分离的自动闭门组合铰链，其特征在于：所述阻尼分支与所述弹簧分支具有相同的外形。