CN102974055B - 舞台防火隔离幕驱动机 - Google Patents

Abstract

舞台防火隔离幕驱动机，由机械系统（2）、液压阻尼系统（3）、下滑超速自动检测制动系统（4）三大部分及联轴器（1）组成，液压阻尼系统（3）的一部分安装在电动机的后支架上，通过联轴器（1）与电动机联结；另一部分安装在机械系统（2）的适当位置。下滑超速自动检测制动系统（4）的制动部分安装在机械系统（2）的右端支架上，检测部分安装在机械系统（2）的底座上，通过齿轮传动将机械系统（2）的钢丝绳卷筒与检测部分微型发电机的运动连接起来，从而检测钢丝绳卷筒转速并制动。

Description

舞台防火隔离幕驱动机

技术领域

本发明涉及舞台机械防火专用设备。

背景技术

由于舞台上发生火灾后，可能给现场带来断电、断水等各种问题，所以，防火隔离幕的驱动机不但在通电情况下可以升降幕体，而且必须满足在无电情况下能使幕体快速安全下降封闭台口。为了快速安全的要求，它在自由下降过程中根据幕体离台面高度的不同由高到低设置几种速度，下降过程中自动切换。另外，由于防火隔离幕幕体体积大、重量重，并安装于人员众多的剧场之内，刹车失灵、液压系统失效、电动机减速机断轴等故障时有发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种舞台防火隔离幕驱动机。

本发明是舞台防火隔离幕驱动机，由机械系统2、液压阻尼系统3、下滑超速自动检测制动系统4组成，机械系统2包括行程开关2.1、减速电机2.2、电动机制动器手动释放装置2.3、液压马达支架2.4、比例丝杆2.5、液压阀块安装板2.6、螺母撞块2.7、小链轮2.8、卷筒支架2.9、链条2.10、定距杆2.11、大链轮2.12、支撑轴2.13、轴承座2.14、底座2.15、钢丝绳卷筒2.16、驱动轴2.17、压绳滚子2.18，钢丝绳卷筒2.16通过驱动轴2.17、支撑轴2.13、轴承座2.14、减速电机2.2安装在卷筒支架2.9上，在电动机尾部安装有液压马达支架2.4和电动机制动器手动释放装置2.3，在机械系统2上安装有比例丝杆2.5、大链轮2.12、链条2.10、小链轮2.8和螺母撞块2.7，在支撑轴2.13的带动下，使比例丝杆2.5与钢丝绳卷筒2.16同时旋转，并驱动螺母撞块2.7左右移动碰撞液压阻尼系统3中的行程换向阀；

液压阻尼系统3包括补油杯3.1、液压马达3.2、电磁换向阀3.3、节流阀3.4、3.5、3.8、行程换向阀3.6、3.7、集成块3.9、单向阀3.10以及管路、接头，上述各件组成4个液压回路，通过控制流经液压马达3.2油液流量的方式控制液压马达3.2的转速，从而控制钢丝绳卷筒2.16的转速，最终达到控制幕体D自由下降速度；液压马达3.2通过液压马达支架2.4安装在减速电机2.2的尾部，并通过联轴器1与减速电机2.2的尾部出轴相连接；

下滑超速自动检测制动系统4分为检测部分和制动部分，包括制动安装座4.1、制动杆4.2、制动杆锁定片4.3、螺母4.4、制动齿轮4.5、齿轮4.6、一级增速齿轮副4.7、二级增速齿轮副4.8、电磁铁4.9、连杆4.10、第一弹簧4.11、卡板4.12、检测安装座4.13、微型发电机4.14、小轴4.15、轴承4.16、螺杆轴4.17、第二弹簧4.18、弹簧压盖4.19，由上述各件组成的下滑超速自动检测制动系统通过微型发电机4.14发出电压信号使电磁铁4.9动作，从而达到使幕体D迅速减速制动的目的,下滑超速自动检测制动系统的检测部分由一级增速齿轮副4.7、二级增速齿轮副4.8、检测安装座4.13、微型发电机4.14、小轴4.15、轴承4.16组成；一级增速齿轮副4.7的大齿轮装在制动部分的齿轮4.6上，小轴4.15的一端通过轴承4.16空套在机械系统的支撑轴2.13上，另一端通过滑动轴套装在检测安装座4.13上；二级增速齿轮副4.8的小齿轮与小轴4.15固定连接，通过增速齿轮传动将钢丝绳卷筒2.16的转动传递到微型发电机4.14上。

本发明的有益之处是：当刹车失灵、液压系统失效、电动机减速机断轴等故障发生时，本机会自动检测溜车下滑速度，当下溜速度超过设定速度时，下滑超速自动检测制动系统就会启动，使幕体减速直至停止。

本发明的下滑超速自动检测制动系统除用于本驱动机外，也可以用于一切卷筒、钢丝绳所组成的起吊设备中，以防止由各种故障引起的吊物自由下落事故，避免人员伤亡和财产损失。

本驱动机构体积小、重量轻、结构简单、工作可靠、功能齐全，调节使用方便。

附图说明

 图1是舞台防火隔离幕示意图。图中，A为防火隔离幕驱动机（以下简称驱动机），B为钢丝绳，C为吊点滑轮，D为防火隔离幕幕体（以下简称幕体）; 图2是本发明的驱动机的主视图，图3是驱动机的俯视图，图4是图2中的E向视图，图5是驱动机的机械系统2的主视图，图6是机械系统2的俯视图，图7是驱动机的液压阻尼系统3主视图，图8是液压阻尼系统3的的原理图；图9是驱动机的下滑超速自动检测制动系统4的主视图，图10是下滑超速自动检测制动系统4的左视剖视图，图11是下滑超速自动检测制动系统4的制动机构结构图。

具体实施方式

如图1所示，在正常情况下，幕体D在驱动机A的钢丝绳卷筒驱动下可以电动升降，也可以打开电动机的制动器使幕体D自重下降，下降过程中按液压阻尼系统设定好的三级速度逐级降速，直至关闭舞台台口。当驱动机A发生断轴、制动器失灵、液压阻尼系统故障使幕体D滑车时，驱动机A上的下滑超速自动检测制动系统在达到设定速度时会自动起制动作用，使幕体D迅速减速并停止下降。

如图2、图3、图4所示，本驱动机由机械系统2、液压阻尼系统3、下滑超速自动检测制动系统4三大部分及联轴器1组成。液压阻尼系统3的一部分安装在电动机的后支架上，通过联轴器1与电动机联结；另一部分安装在机械系统2的适当位置。下滑超速自动检测制动系统4的制动部分安装在机械系统2的右端支架上，检测部分安装在机械系统2的底座上，通过齿轮传动将机械系统2的钢丝绳卷筒与检测部分微型发电机的运动连接起来，从而检测钢丝绳卷筒转速并制动。

如图5、图6所示，机械系统2由行程开关2.1、减速电机2.2、电动机制动器手动释放装置2.3、液压马达支架2.4、比例丝杆2.5、液压阀块安装板2.6、螺母撞块2.7、小链轮2.8、卷筒支架2.9、链条2.10、定距杆2.11、大链轮2.12、支撑轴2.13、轴承座2.14、底座2.15、钢丝绳卷筒2.16、驱动轴2.17、压绳滚子2.18组成。两端的卷筒支架2.9安装在底座2.15上，并通过四个定距杆2.11将支架固定牢固；液压阀块安装板2.6安装在卷筒支架2.9的上端，用于固定比例丝杆2.5和液压阻尼系统3中的液压阀块；减速电机2.2、钢丝绳卷筒2.16通过轴承座2.14、驱动轴2.17、支撑轴2.13以及键、螺栓等附件安装在卷筒支架2.9上；行程开关2.1通过齿轮传动与驱动轴2.17连接；电动机制动器释放装置2.3固定在液压马达支架2.4上，液压马达支架2.4固定于电动机尾部；比例丝杆2.5与螺母撞块2.7旋合后通过小支座装在液压阀块安装板2.6上，并通过小链轮2.8、链条2.10、大链轮2.12与支撑轴2.13连接，使比例丝杆2.5能够旋转。

机械系统3的工作原理为：当电动机通电时，电动机制动器打开并旋转，通过减速机、驱动轴2.17使钢丝绳卷筒2.16旋转，从而收放钢丝绳，达到使图1中的幕体D上升或下降。行程开关2.1在驱动轴2.17旋转时通过齿轮传动使行程开关轴转动，用以限制图1中幕体D上升或下降的位置。当断电时，可以通过电动机制动器手动释放装置2.3打开电动机制动器，使幕体D自重下降，下降速度通过大链轮2.12、链条2.10、小链轮2.8、比例丝杆2.5、螺母撞块2.7和液压阻尼系统3共同作用而控制，以便能使幕体D快速、平稳、安全地封闭舞台台口。压绳滚子2.18是防止钢丝绳跳槽脱槽的装置。

如图7、图8所示，液压阻尼系统3由补油杯3.1、液压马达3.2、电磁换向阀3.3、节流阀3.4、3.5、3.8、行程换向阀3.6、3.7、集成块3.9、单向阀3.10以及管路、接头组成。液压马达3.2用螺栓固定在机械系统的液压马达支架2.4上，并通过图2中联轴器1与电动机轴联接，电磁换向阀3.3、节流阀3.4、3.5、3.8、行程换向阀3.6、3.7安装在集成块3.9上，并整体装在机械系统的液压阀块安装板2.6上。

液压阻尼系统可实现三种自由下降速度的自动变换，当幕体D电动升降时，液压阻尼系统不起阻尼作用。工作原理如下：由图8中的液压原理图可知，第一节流阀3.5、第一行程换向阀3.6组成一路速度控制回路，第二节流阀3.4、第二行程换向阀3.7组成一路速度控制回路，第三节流阀3.8组成一路速度控制回路，电磁换向阀3.3组成一控制回路，三种自由下降速度的大小由三个节流阀3.4、3.5、3.8调节。两个行程换向阀3.6、3.7为常开式，电磁换向阀3.3为常闭式。

如图1~图8中所示的各个组件的连接情况可知，当电动机旋转时液压马达3.2、比例丝杆2.5同时旋转，使旋合在比例丝杆2.5上的螺母撞块2.7能左右移动。当幕体D提到最高位置时，螺母撞块2.7与行程换向阀3.6之间的距离最大。幕体电动升降时，电磁换向阀3.3通电开通，与液压马达3.2组成一液压回路，因回路中没有阻尼元件，所以油液由液压马达3.2出口通过电磁换向阀3.3直接流到马达入口，不论螺母撞块2.7是否撞到两个行程换向阀3.6、3.7，系统都不起阻尼作用；当剧场发生火灾断电时，由安装在剧场舞台台口内侧的手动控制装置通过钢丝绳使电动机制动器释放装置2.3动作，松开电动机制动器，幕体D在自重作用下自由下落，同时螺母撞块2.7不断与第二行程换向阀3.7接近，此时，因为螺母撞块2.7还没有撞到任一行程换向阀，由两个行程换向阀3.6、3.7、三个节流阀3.4、3.5、3.8所组成的三个速度控制回路全部是通的，所以这时液压油流量最大，液压马达3.2转速最高，从而钢丝绳卷筒2.16转速最高，幕体下降速度是最快的；当螺母撞块2.7撞到第二行程换向阀3.7时，第二行程换向阀3.7由通变成断，液压油不能通过此回路，而只能通过另外两条回路，液压油流量减小，液压马达3.2转速降低，从而钢丝绳卷筒2.16转速降低，幕体下降速度变慢；当螺母撞块2.7又撞到第一行程换向阀3.6时，第一行程换向阀3.6又由通变成断，液压油不能通过以上两个行程换向阀控制的回路，而只能通过由第三节流阀3.8调定的一个回路，液压油流量最小，液压马达3.2转速最低，从而钢丝绳卷筒2.16转速最低，幕体下降速度最慢。通过以上阻尼系统的作用，使钢丝绳卷筒2.16产生了三种不同的转速，从而使幕体D产生了三种不同的自由下降速度，既满足了迅速下降的要求，又满足了安全下降的要求。幕体的下滑速度如果没有阻尼系统的作用，幕体D会在自重作用下以重力加速度的运动状态迅速下滑，这会造成严重后果。补油杯3.1和单向阀3.10的作用是当液压回路中液压油减少产生空隙时及时向回路中补充液压油。根据剧场使用要求和相关标准，本机构可以随意调节每级速度的大小、每级速度段的长短、幕体总下降时间，通过增加节流回路还可以设定更多速度级。

如图9、图10、图11所示，本驱动机的下滑超速自动检测制动系统部分4由制动安装座4.1、制动杆4.2、制动杆锁定片4.3、螺母4.4、制动齿轮4.5、齿轮4.6、一级增速齿轮副4.7、二级增速齿轮副4.8、电磁铁4.9、连杆4.10、第一弹簧4.11、卡板4.12、检测安装座4.13、微型发电机4.14、小轴4.15、轴承4.16、螺杆轴4.17、第二弹簧4.18、弹簧压盖4.19组成。

制动杆4.2装在制动安装座4.1的轴孔中，上下活动位置受卡板4.12的限制；电磁铁4.9、卡板4.12安装在制动安装座4.1上，两个卡板之间有第一弹簧4.11拉紧，紧卡在制动杆4.2的卡槽内，卡板4.12与电磁铁4.9由连杆4.10连接；制动杆4.2的下端装有螺母4.4、制动齿轮4.5、螺杆轴4.17、第二弹簧4.18、弹簧压盖4.19。齿轮4.6装在机械系统的支撑轴2.13上，一级增速齿轮副4.7、二级增速齿轮副4.8、微型发电机4.14以及轴等组成增速装置，装在检测安装座4.13上，增速的目的是当幕体D超速时，钢丝绳卷筒2.16转速与微型发电机4.14额定转速之间的匹配关系。小轴4.15的一端通过轴承4.16空套在机械系统的支撑轴2.13上，另一端通过滑动轴套装在检测安装座4.13上，微型发电机4.14的轴直接插在小轴4.15的内孔中。

下滑超速自动检测制动系统4的工作原理如下：由于某种原因（电机或减速机断轴、制动器失灵、液压阻尼系统失灵等）导致幕体D以自由落体形式下落时，连接在机械系统的支撑轴2.13上的齿轮4.6也随之加速旋转，此转动通过一级增速齿轮副4.7、二级增速齿轮副4.8、小轴4.15传递给微型发电机4.14，当幕体D的下落速度超过设定值时，微型发电机4.14达到其额定输出电压及功率，使电磁铁4.9动作，通过电磁铁推杆、连杆4.10使两卡板4.12向外张开，张开距离大于制动杆4.2的直径时，制动杆4.2连同其上安装的各件一起滑落，使制动齿轮4.5、齿轮4.6啮合。制动杆4.2下落后由制动杆锁定片4.3将其卡住，以防齿轮受力脱开。螺母4.4有导向键，只能左右移动而不能转动。两齿轮啮合后，制动齿轮4.5、螺杆轴4.17开始旋转，带动螺母4.4右移压缩第二弹簧4.18，由于有第二弹簧4.18的作用，制动齿轮4.5所产生的阻力矩逐渐加大，从而使钢丝绳卷筒2.16的转速逐渐降低，直至停止。本装置的特点是通过微型发电机4.14的检测结果使电磁铁4.9动作，从而达到减速制动的目的。不论在任何情况下，只要幕体D下落速度超过设定值，本装置都会起到安全保护作用。另外，由于使用了螺母4.4、螺杆轴4.17、弹簧4.18，使得幕体D减速停车，如果无此设置，瞬时制动停车的惯性力非常大，以至损坏设备、屋架等。

Claims (9)

1.舞台防火隔离幕驱动机，由机械系统（2）、液压阻尼系统（3）、下滑超速自动检测制动系统（4）组成，其特征在于机械系统（2）包括行程开关（2.1）、减速电机（2.2）、电动机制动器手动释放装置（2.3）、液压马达支架（2.4）、比例丝杆（2.5）、液压阀块安装板（2.6）、螺母撞块（2.7）、小链轮（2.8）、卷筒支架（2.9）、链条（2.10）、定距杆（2.11）、大链轮（2.12）、支撑轴（2.13）、轴承座（2.14）、底座（2.15）、钢丝绳卷筒（2.16）、驱动轴（2.17）、压绳滚子（2.18），钢丝绳卷筒（2.16）通过驱动轴（2.17）、支撑轴（2.13）、轴承座（2.14）、减速电机（2.2）安装在卷筒支架（2.9）上,在电动机尾部安装有液压马达支架（2.4）和电动机制动器手动释放装置（2.3），在机械系统（2）上安装有比例丝杆（2.5）、大链轮（2.12）、链条（2.10）、小链轮（2.8）和螺母撞块（2.7），在支撑轴（2.13）的带动下，使比例丝杆（2.5）与钢丝绳卷筒（2.16）同时旋转，并驱动螺母撞块（2.7）左右移动碰撞液压阻尼系统（3）中的行程换向阀；

液压阻尼系统（3）包括补油杯（3.1）、液压马达（3.2）、电磁换向阀（3.3）、节流阀（3.4、3.5、3.8）、行程换向阀（3.6、3.7）、集成块（3.9）、单向阀（3.10）以及管路、接头，上述各件组成4个液压回路，通过控制流经液压马达（3.2）油液流量的方式控制液压马达（3.2）的转速，从而控制钢丝绳卷筒（2.16）的转速，最终达到控制幕体（D）自由下降速度；液压马达（3.2）通过液压马达支架（2.4）安装在减速电机（2.2）的尾部，并通过联轴器（1）与减速电机（2.2）的尾部出轴相连接；

下滑超速自动检测制动系统（4）分为检测部分和制动部分，包括制动安装座（4.1）、制动杆（4.2）、制动杆锁定片（4.3）、螺母（4.4）、制动齿轮（4.5）、齿轮（4.6）、一级增速齿轮副（4.7）、二级增速齿轮副（4.8）、电磁铁（4.9）、连杆（4.10）、第一弹簧（4.11）、卡板（4.12）、检测安装座（4.13）、微型发电机（4.14）、小轴（4.15）、轴承（4.16）、螺杆轴（4.17）、第二弹簧（4.18）、弹簧压盖（4.19），由上述各件组成的下滑超速自动检测制动系统通过微型发电机（4.14）发出电压信号使电磁铁（4.9）动作，从而达到使幕体（D）迅速减速制动的目的,下滑超速自动检测制动系统的检测部分由一级增速齿轮副（4.7）、二级增速齿轮副（4.8）、检测安装座（4.13）、微型发电机（4.14）、小轴（4.15）、轴承（4.16）组成；一级增速齿轮副（4.7）的大齿轮装在制动部分的齿轮（4.6）上，小轴（4.15）的一端通过轴承（4.16）空套在机械系统的支撑轴（2.13）上，另一端通过滑动轴套装在检测安装座（4.13）上；二级增速齿轮副（4.8）的小齿轮与小轴（4.15）固定连接，通过增速齿轮传动将钢丝绳卷筒（2.16）的转动传递到微型发电机（4.14）上。

2.根据权利要求1所述舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：液压阻尼系统（3）装有2个行程换向阀和3个节流阀，第一行程换向阀（3.6）、第一节流阀（3.5）和液压马达（3.2）组成一个调速回路；第二行程换向阀（3.7）、第二节流阀（3.4）和液压马达（3.2）组成另一个调速回路；第三节流阀（3.8）和液压马达（3.2）组成又一个调速回路，通过螺母撞块（2.7）依次碰撞行程换向阀可以实现三级自由下滑速度的自动转换。

3.根据权利要求1所述舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：液压阻尼系统（3）中装有一个电磁换向阀（3.3），它与液压马达（3.2）组成一个液压回路，当电动机与电磁换向阀（3.3）同时通电时，液压油由液压马达（3.2）的出口经过电磁换向阀（3.3）直接到达液压马达（3.2）的入口；在液压马达（3.2）的两个油口处装有单向阀（3.10）和油杯（3.1）。

4.根据权利要求1所述的舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：下滑超速自动检测制动系统的制动部分主要由制动安装座（4.1）、制动杆（4.2）、制动杆锁定片（4.3）、螺母（4.4）、制动齿轮（4.5）、齿轮（4.6）、电磁铁（4.9）、连杆（4.10）、弹簧（4.11）、卡板（4.12）、螺杆轴（4.17）、弹簧（4.18）、弹簧压盖（4.19）组成。

5.根据权利要求1所述的舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：齿轮（4.6）通过键固定在机械系统的支撑轴（2.13）上，与钢丝绳卷筒（2.16）同时转动。

6.根据权利要求1所述的舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：下滑超速自动检测制动系统的制动部分除齿轮（4.6）外，其余各件装成一个整体通过制动安装座（4.1）安装在机械系统的卷筒支架（2.9）上，并在正常情况下制动齿轮（4.5）与齿轮（4.6）脱离啮合。

7.根据权利要求1所述的舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：制动杆（4.2）上开有2个环槽，1个键槽，通过卡板、定位销分别限制制动杆（4.2）的转动和轴向移动。

8.根据权利要求1所述的舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：2个卡板（4.12）一端分别铰接在制动安装座（4.1）上，另一端在第一弹簧（4.11）的作用下卡在制动杆（4.2）的环槽中，将制动杆（4.2）提住；电磁铁（4.9）的推杆通过连杆（4.10）与卡板（4.12）铰接；当电磁铁通电时，推杆推出，通过连杆（4.10）将卡板（4.12）撑开，使制动杆（4.2）及其其上的各件一起下落使两齿轮啮合。

9.根据权利要求1所述的舞台防火隔离幕驱动机，其特征在于：制动安装座（4.1）上装有制动杆锁定片（4.3），正常情况下制动杆锁定片（4.3）由一小弹簧压在制动杆（4.2）上，当制动杆（4.2）滑下后，制动杆锁定片（4.3）卡在制动杆（4.2）的环槽中，使制动杆（4.2）在制动过程中不能上窜；螺杆轴（4.17）上装有螺母（4.4）、第二弹簧（4.18），螺母（4.4）通过导向键能够左右移动，当在减速制动过程中，螺母（4.4）右移压缩第二弹簧（4.18）而增大阻力矩使幕体（D）减速，直至停止。