CN102661113A - 全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，包括门框（1）、门扇（3）、控制系统（15），门框（1）固定在屏蔽室的侧壁上，四周与屏蔽体钢板无缝焊接，在门框（1）外部设置支撑框架（5），在支撑框架（5）上设置有用于悬挂移动门扇的悬挂位移装置（8），门扇（3）设置在悬挂位移装置（8）的下部，在悬挂位移装置（8）上设置有电机及同步装置（9），通过控制系统（8）控制电机及同步装置（9）带动门扇（3）在悬挂位移装置（8）下部做垂直和平移二维移动。本发明设计新颖合理，性能优良，操作简单，维护方便，屏蔽门的运行全程自动化，解决了大型悬挂式屏蔽门的惯性对运行稳定性的影响，屏蔽门电机数量更少，结构更加合理，控制更加可靠。采用刀槽啮合方式和气动锁紧机构保证了门扇、门框的精确对准和平稳可靠啮合，最大限度的减少了使用中可能出现的门扇、门框的变形，并保证了高的屏蔽效能。

Description

全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门

技术领域

本发明涉及工程电磁防护技术（电磁屏蔽技术）领域，主要涉及一种大型全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门。 

背景技术

随着电子技术的发展，各种军用和民用的电子装备和系统得到广泛应用，由此辐射的各种电磁波在一定的时域、空域、频域上纵横交叉、连续交错、密集重叠，形成了复杂的电磁环境，造成了严重的电磁污染。这些复杂电磁环境不仅会对电子设备和系统形成干扰或损伤，也会给人体健康带来危害，更严重的是由电磁武器打击引起的信息安全问题，可能会直接威胁到国家的政治、经济和军事的安全。因此，有效减少电磁辐射，防止电磁干扰，保护重要目标，保护人员健康，成为研究和关注的重要内容，相应的各种电磁防护技术也得到了发展。 

电磁屏蔽技术是最重要的一种电磁防护技术，它通过利用屏蔽材料（导电材料或导磁材料）做成的屏蔽壳体（实体的或非实体的屏蔽室）将需要防护的区域封闭起来，形成电磁隔离，它主要是利用屏蔽壳体对电磁能量进行反射、吸收等，从而来阻隔或衰减被屏蔽区与外界的电磁能量传播。目前应用最成熟的是采用钢板焊接成屏蔽壳体形式的电磁屏蔽室。电磁屏蔽门是屏蔽机房等各种电磁屏蔽室中必不可少的重要设备，其性能直接决定了屏蔽室的整体屏蔽效能。 

目前成熟的电磁屏蔽门可分为三大类：手动屏蔽门、半手动半自动屏蔽门、全自动屏蔽门。第一类是手动屏蔽门。这种门的开关方式是采用铰轴旋转式，纯人工操作，门洞尺寸一般为标准的850 mm×1900 mm，密封结构通常为刀槽、簧片插拔式，重量适中，它一般应用于屏蔽级别不高的小型屏蔽室中，供人员和小型设备出入。第二类是半手动半自动屏蔽门。这种门的结构与手动屏蔽门基本相同，只是增加了电机和刀槽数量。在关门时首先需要人工将屏蔽门推到一定位置，然后电机开始运动并将门关紧，开门时动作相反，它一般应用于屏蔽级别较高的小型屏蔽室中，工程上应用最多的就是这种屏蔽门。第三类是全自动屏蔽门。这种门一般只用于重量很重（3吨左右）的大型屏蔽门，它的尺寸根据需要而定，一般在4m×4m左右，屏蔽效能也要求较高，因此设计和制作比较困难。这种门的开关方式只能采用多维移动来实现，且在以往的设计中都是采用多台电动机，对同步装置要求较高，屏蔽门经常出现偏斜、卡死等现象，相比小型屏蔽门，大型全自动屏蔽门在结构组成、运行方式、运行速度及操作控制上更加复杂，技术含量更高，它主要应用于微波暗室等大尺寸的电磁屏蔽室。另外，这种结构的门框下沿一般要高出地面约200mm，这就给大型设备进出屏蔽室带来不便，需要有针对性地采取措施加以解决。 

由于全自动的大型屏蔽门有迫切的需求，有广阔的应用前景，而目前市场上的大型屏蔽门还难以满足使用要求，因此，研制全自动高性能快速平稳开闭的大型屏蔽门成为工程应用必须解决的难题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种应用范围广、操作方便、性能稳定可靠、大型设备进出方便、可实现二维移动的悬挂式弧形导轨大型全自动电磁屏蔽门。 

发明的目的可采用如下技术方案实现：所述的电磁屏蔽门包括门框、门扇、控制系统，门框固定在屏蔽室的侧壁上，四周与屏蔽体钢板无缝焊接，在门框外部设置支撑框架，在支撑框架上设置有用于悬挂移动门扇的悬挂位移装置，门扇设置在悬挂位移装置的下部，在悬挂位移装置上设置有电机及同步装置，通过控制系统控制电机及同步装置带动门扇在悬挂位移装置下部做垂直和平移二维移动。 

所述的悬挂位移装置包括垂直于门洞的纵向导轨（X轴位移导轨）、平行于门洞平面的横向导轨（Y轴位移导轨）以及弧形导轨，Y轴导轨固定在支撑框架上，X轴位移导轨上部设置Y轴滚轮悬挂机构，X轴位移导轨通过Y轴滚轮机构悬挂在Y轴位移导轨上，门扇上部设置X轴滚轮悬挂机构，并通过X轴滚轮机构悬挂在X轴位移导轨上；弧形导轨设置在支撑框架上部，电机及同步装置设置在弧形导轨的下部，电机及同步装置分别和X轴滚轮悬挂机构以及Y轴滚轮悬挂机构连接。 

所述的X轴位移导轨为两根，平行设置；Y轴位移导轨为两根，平行设置，门扇通过X轴滚轮悬挂机构悬挂在两根X轴导轨之间，相对的两个X轴滚轮悬挂机构之间设置固定连接件，用于固定两者的间距。 

为防止移动时由于门的惯性而导致摇摆，在门的外侧设置门扇调节装置，包括活动支撑杆和固定螺栓，活动支撑杆一端和门扇连接，另一端和X轴位移导轨底部连接。 

所述的门扇周围设置两道平行于门边缘的插刀，门框周围设置插槽，门闭合时插刀和插槽的紧密啮合保证了门的电密封性，提高了其屏蔽效能。 

所述的门框和门扇之间设置锁紧装置，其包括球形锁紧头、楔形锁紧槽，楔形锁紧槽设置在门框四周，在门框内设置有伸缩杆和气缸，伸缩杆一端和气缸连接，另一端设置球形锁紧头，球形锁紧头和楔形锁紧槽对应。 

所述的门扇下方设置地沟，在地沟内设置自动升降过门平台，所述的自动升降过门平台包括电磁阀、液压升降机构以及钢板式平台，液压升降机构机构设置在门扇下方，钢板式平台设置在液压升降机构上部，液压升降机构和电磁阀连接。 

本发明设计的全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门特点为：（1）屏蔽效能高，性能优越。门扇、门框所使用的厚度不小于5mm的冷轧钢板、型材和四排刀槽的紧密啮合保证了屏蔽门具有很高的屏蔽效能；（2）屏蔽门全自动运行，电机数量少，稳定可靠，便于维护。采用变频调速器和定位传感器配合可编程控制器实现门的全自动开启、闭合及紧急制动功能。采用光电定位传感器结合弧形导轨及锁紧机构来保证门扇插刀与门框刀槽间的准确定位。采用一台电机驱动实现门扇的X、Y轴的移动，保证门扇移动平稳，维护方便；（3）机械结构设计科学合理。采用悬挂式系统、弧形导轨系统和气动锁紧机构，使整个门扇的重心更稳定，使门的运行更顺畅，使门的定位更精确，使整体结构更加合理，控制更加可靠。（4）全自动门运行空间可以调节，在门扇的纵向移动方向可允许在门扇上悬挂大尺寸吸波材料，尤其适合在屏蔽门应用到大型微波暗室中时，门洞尺寸较大，能允许大型设备的出入。（5）自动升降过门平台设计新颖、实用。将门和门框整体降低到地面以下，设计了自动升降过门平台来弥补门打开以后门前的凹陷，使人员和大型设备进出方便。 

本发明设计新颖合理，性能优良，指标先进，操作简单，维护方便，采用精确的控制系统、巧妙的弧形导轨结构和变频调速技术，屏蔽门的运行全程自动化，解决了大型悬挂式屏蔽门的惯性对运行稳定性的影响，屏蔽门电机数量更少，结构更加合理，控制更加可靠。采用刀槽啮合方式、气动锁紧机构保证了门扇、门框的精确对准和平稳可靠啮合，最大限度的减少了使用中可能出现的门扇、门框的变形，并保证了高的屏蔽效能。通过调节全自动门运行空间和采用自动升降过门平台，使屏蔽门应用范围更广，使人员和大型设备进出更方便。 

附图说明

图1为本发明的结构正视图。 

图2为图1的侧视图。 

图3为图1的俯视图。 

图4为锁紧装置的放大图。 

图5为悬挂位移装置的放大图。 

图中：1、门框，2、锁紧装置，3、门扇，4、门扇调节装置，5、支撑框架，6、Y轴位移导轨，7、X轴位移导轨，8、悬挂位移装置，9、电机及同步装置， 10、弧形导轨，11、定位传感器， 12、气缸，13、自动升降过门平台，14、地沟，15、控制系统，16、气泵，17、楔形锁紧槽，18、球形锁紧头，19、刀槽啮合装置，20、Y轴滚轮悬挂机构，21、X轴滚轮悬挂机构，22、固定连接件。 

具体实施方式

结合附图，说明本发明的具体实施例。 

如附图所示，本实施例所述的电磁屏蔽门门洞尺寸为：4000mm×4000mm，4000mm×4000mm所述的全自动电磁屏蔽门的结构及运行情况如下：屏蔽门主要由门框1和门扇3两部分组成。所述的电磁屏蔽门包括门框1、门扇3、控制系统15，门框1固定在屏蔽室的侧壁上，四周与屏蔽体钢板无缝焊接，在门框1外部设置支撑框架5，在支撑框架5上设置有用于悬挂移动门扇的悬挂位移装置8，门扇3设置在悬挂位移装置8的下部，在悬挂位移装置8上设置有电机及同步装置9，通过控制系统15控制电机及同步装置带动门扇在悬挂位移装置下部做垂直和平移二维移动。门框1焊接固定在屏蔽室的侧壁上，为型钢结构，四周与屏蔽体钢板无缝焊接；内框四周设计为两排钢质凹槽，槽双面镀铜，槽内两边压贴铍青铜指形簧片。门扇3也为钢质结构，由型钢骨架和钢板焊接而成，周边设计为两道钢制插刀结构，插刀双面镀铜，与门框上的凹槽形成刀槽啮合装置19。屏蔽门锁装置2共8个，分布在屏蔽门每边设置两个，锁紧块由固定在门框上的楔形锁紧槽17和固定在门扇上的球形锁紧头18组成，以便锁紧门扇；球形锁紧头上连接一个隐藏在屏蔽门框架中的伸缩杆，经过巧妙机械设计的8套伸缩杆与气缸共同形成传动装置12，气缸运动带动伸缩杆联动，伸缩杆最终带动球形锁紧头在楔形导槽中前后运动，达到开启或关闭门扇的目的。屏蔽门关紧时，刀槽准确啮合并借助于锁紧块将门扇和门框压紧，确保屏蔽效能达到要求。 

所述的悬挂位移装置包括垂直于门洞的X轴位移导轨7、平行于门洞平面的纵向的横向Y轴位移导轨6以及弧形导轨12，Y轴位移导轨6固定在支撑框5上，X轴位移导轨7上部设置Y轴滚轮悬挂机构20，X轴位移导轨7通过Y轴滚轮悬挂机构20悬挂在Y轴位移导轨6上，门扇3上部设置X轴滚轮悬挂机构21，并通过X轴滚轮悬挂机构21悬挂在X轴导轨上；弧形导轨10设置在支撑框架5上部，电机及同步装置9设置在弧形导轨10的下部，电机及同步装置9分别和X轴滚轮悬挂机构21以及Y轴滚轮悬挂机构20连接。X轴位移导轨为两根，平行设置；Y轴位移导轨为两根，平行设置，门扇通过X轴滚轮悬挂机构悬挂在两根X轴导轨之间，相对的两个X轴滚轮悬挂机构之间设置固定连接件22，用于固定两者的间距。 

在弧形导轨10上一定位置设置有光电定位传感器11，用于限制屏蔽门的平稳运行和准确定位。弧形导轨10下方装有一台电动机及同步装置9，电动机的机箱内设置限速开关和光电定位开关，门开启或关闭时，门扇在电机的驱动下，沿弧形导轨10和X轴Y轴位移导轨做两维运动。为确保整扇门的重心不偏斜，并增强门扇在运行中的稳定性，在门扇的外侧装有门扇调节装置，主要由两根活动斜支撑杆和紧固螺栓组成，方便调节。 

门开启时，通过开门按钮给出开门指令，气动锁紧部件开始工作，八根伸缩拉杆缩回，刀槽分离，进行X轴位移，门扇脱开簧片槽一定距离后停止；然后电机启动，行走部件开始工作，门扇沿Y轴行走到位，大门开启；最后设置在地沟内的自动升降过门平台自动升起，与地面平齐。门关闭时动作相反。在这里采用一个电机驱动实现门扇的X、Y轴的移动，保证门扇移动平稳，不爬行、不停顿；门扇的四周均有锁紧点，保证门扇与门框平行锁紧，不歪斜，保证了门受力的均匀性，减小门和门框可能由于受力不均而引起的变形，保证刀槽的较好啮合。 

大型屏蔽门的门框下沿一般要高出地面约200mm，给人员和大型设备进出带来不便，通过地沟14将门和门框整体降低到地面以下，自动升降过门平台13在关门时下降到地沟内，在开门时自动升起与地面平齐。自动升降过门平台主要由电磁阀、液压升降机构、钢板式平台组成，它可以弥补门打开以后门前的凹陷，保证了电磁屏蔽室门前的顺利通行。 

自动控制系统15包括可编程控制器、变频调速器、继电器、定位传感器、充气阀等，核心为内部存储有屏蔽门各种运行动作程序的可编程控制器PLC。二维屏蔽门采用PLC控制，每一个动作均有时间保护及两重电气保护，提高了门的自动化运行程度，保证了门的安全运行，同时又保证了门的快速平稳移动。控制系统操作简单，通过设置的“开门、关门、紧急制动”三个手动按钮便可实现门的相应动作：按下“开门、关门”按钮，PLC启动相应动作程序，屏蔽门开始运行；按下“紧急制动”按钮，屏蔽门立刻停止运行；在运行中，PLC根据定位传感器和限速开关给出的门运行位置及状态信息，通过继电器控制变频器变频，变频器则调整电机转速，及时调整门扇运行速度及状态。通过全程自动控制，保证门的稳定精确运行，避免人为操作失误引起的各种故障。 

大门的开门过程分为四个阶段：第一阶段，气动机构工作，插刀和刀槽分离；第二阶段，电机工作，门扇垂直离开门洞沿纵向（X轴）向外移动；第三阶段，电机工作，门扇水平离开门洞沿横向（Y轴）向侧方移动；第四阶段，液压系统工作，自动升降过门平台13上升到位。关门过程为开门的逆过程。对于如此大尺寸及重量的大型屏蔽门其运行控制的重要性是可想而知的，尤其在遇到紧急情况时，屏蔽门必须能够实现紧急制动，才能保证屏蔽门的安全，不会发生其他意外事故。因此，设计了一套运行控制系统，对屏蔽门的开门、关门和紧急制动作进行有效控制。 

综上所述，全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门在设计上采取了自动控制系统、悬挂位移系统、弧形导轨系统、屏蔽门及锁紧机构、自动升降过门平台等新技术和措施，仅使用一台电机驱动，保证了大门的稳定精确运行、平稳快速移动、刀槽准确啮合、均匀平稳锁紧和松开，实现了全程自动化和高的屏蔽效能。经过多次性能测试及无数次的运行实验，本实施例达到的主要技术指标如下： 

屏蔽效能：电场衰减＞90dB，磁场衰减＞80dB，平面波衰减＞100dB；门扇定位：悬挂式固定，弧形导轨导向，光电传感器定位，误差不大于3mm；工作方式：全自动控制，电动平移，气动锁紧，液压升降。自动升降过门平台承重5吨。

通过上述的实施例可以更详细的解释本发明，公开的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于上面的实施例。 

Claims (7)

1.一种全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，包括门框（1）、门扇（3）、控制系统（15），门框（1）固定在屏蔽室的侧壁上，四周与屏蔽体钢板无缝焊接，其特征是：在门框（1）外部设置支撑框架（5），在支撑框架（5）上设置有用于悬挂移动门扇的悬挂位移装置（8），门扇（3）设置在悬挂位移装置（8）的下部，在悬挂位移装置（8）上设置有电机及同步装置（9），通过控制系统（8）控制电机及同步装置（9）带动门扇（3）在悬挂位移装置（8）下部做垂直和平移二维移动。

2.根据权利要求1所述全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，其特征是：所述的悬挂位移装置（8）包括垂直于门洞的纵向X轴位移导轨（7）、平行于门洞平面的横向Y轴位移导轨（6）以及弧形导轨（10），Y轴位移导轨（6）固定在支撑框架上，X轴位移导轨（7）上部设置Y轴滚轮悬挂机构（20），X轴位移导轨（7）通过Y轴滚轮机构悬挂在Y轴位移导轨（6）上，门扇（3）上部设置X轴滚轮悬挂机构（10），并通过X轴滚轮悬挂机构（21）悬挂在X轴位移导轨（7）上；弧形导轨（21）设置在支撑框架上部，电机及同步装置（9）设置在弧形导轨（21）的下部，电机及同步装置（9）分别和X轴滚轮悬挂机构（21）以及Y轴滚轮悬挂机构（20）连接。

3.根据权利要求2所述全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，其特征是：所述的X轴位移导轨（7）为两根，平行设置；Y轴位移导轨（6）为两根，平行设置，门扇（3）通过X轴滚轮悬挂机构（21）悬挂在两根X轴导轨（7）之间，相对的两个X轴滚轮悬挂机构（21）之间设置用于固定两者的间距的固定连接件（22）。

4.根据权利要求1所述全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，其特征是：在门扇的外侧设置门扇调节装置（4），所述的门扇调节装置（4）包括活动支撑杆和固定螺栓，活动支撑杆一端和门扇连接，另一端和X轴位移导轨（7）底部连接。

5.根据权利要求1所述全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，其特征是：所述的门扇（3）周围设置两道平行于门边缘的插刀，门框周围设置插槽，插刀和插槽的紧密啮合形成刀槽啮合装置（19）。

6.根据权利要求1所述全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，其特征是：所述的门框（1）和门扇（3）之间设置锁紧装置（2），所述的锁紧装置（2）包括球形锁紧头（18）、楔形锁紧槽（17），楔形锁紧槽设置在门框（1）四周，在门框（1）内设置有伸缩杆和气缸（12），伸缩杆一端和气缸（12）连接，另一端和球形锁紧头（18）连接，球形锁紧头（18）和楔形锁紧槽（17）对应。

7.根据权利要求1所述全自动悬挂式弧形导轨二维电磁屏蔽门，其特征是：所述的门扇（3）下方设置地沟（14），在地沟（14）内设置自动升降过门平台（13），所述的自动升降过门平台（13）包括电磁阀、液压升降机构以及钢板式平台，液压升降机构机构设置在门扇下方，钢板式平台设置在液压升降机构上部，液压升降机构和电磁阀连接。

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