CN103195323B - 一种弹簧锁紧装置及包含此装置的人舱门 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种弹簧锁紧装置，包括上卡座、下卡座：所述上卡座固定于活动板的边缘，上卡座远离活动板的一侧设有球面凹槽；所述下卡座为无顶端的圆筒形结构，固定于固定板与上卡座相对应的位置，其内孔安装有卡紧弹簧以及与球面凹槽半径相同的卡紧球。另外还提供了一种包含上述弹簧锁紧装置的人舱门，此人舱门的门板的周边设有凸出门板外表面的密封槽，密封槽为凹形，密封槽的底部设有密封圈；人舱舱体上安装有与密封槽位置相对应的密封环。本发明结构简单、重量轻，开关操作更方便；人舱门全程没有使用贯通的孔-轴结构，减少了泄漏通道和泄漏面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种弹簧锁紧装置以及此弹簧锁紧装置在人舱门中的应用。
背景技术
人舱（也叫人闸或气压过渡舱）是盾构机重要的安全设备，它主要用于在盾构掘进途中工作人员带压进舱的需要。作为载人压力容器，舱室的气密性要求较高，如果舱室在进气加压或空气保压期间出现泄漏将危及舱内人员的安全，在带压进舱期间出现大量泄漏还可能引起掌子面压力平衡破坏从而导致塌方、透水等严重事故，不仅危及进舱人员生命安全，严重时还会引起地面沉降甚至坍塌。而舱门密封是气压过渡舱密封面积最大的结构之一，密封可靠性要求更高。另外，在地层自稳性好、地下水位较低等良好地质条件下，往往可以在常压下进舱作业，此时人舱仅仅作为常压下人员和物资的进出通道，要求人舱门开关方便并且不易因碰撞、摩擦等损坏人舱门密封。
当前常用的人舱门锁紧机构有手轮夹紧式（如图1所示）和手柄夹紧式（如图2所示）。这两种锁紧机构均能提供良好的舱门初始压紧力并实现初始密封，但是手轮夹紧式机构过于复杂且笨重，操作也很繁琐，特别是有一贯穿舱门的螺旋轴增加了一处泄漏通道和密封面积；手柄夹紧式机构较简单但也有一贯穿舱门的销轴，同样增加了一处泄漏通道和密封面积。由于人舱门上的手轮或手柄使用频繁，即使安装有轴密封依然存在因密封磨损、老化、损坏等而引起泄漏的风险。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构简单、操作方便、密封性佳的弹簧锁紧装置及包含此弹簧锁紧装置的人舱门，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种弹簧锁紧装置，包括上卡座、下卡座：所述上卡座固定于活动板的边缘，上卡座远离活动板的一侧设有球面凹槽；所述下卡座为无顶端的圆筒形结构，固定于固定板与上卡座相对应的位置，其内孔安装有卡紧弹簧以及与球面凹槽半径相同的卡紧球。
优选地，所述上卡座嵌入在活动板边缘的内部或者安装于活动板边缘的表面。
优选地，所述下卡座的内孔中远离固定板一端的内侧设有用于限制卡紧球向外凸出高度的限位凸起。
另外本发明还提供了一种包含上述弹簧装置的人舱门，人舱门包括门板和人舱舱体，弹簧锁紧装置安装于门板边缘，门板的周边设有凸出门板外表面的密封槽，密封槽为凹形，密封槽的底部设有密封圈；人舱舱体上安装有与密封槽位置相对应的密封环。
优选地，所述密封槽的高度比密封圈未受压时高。
优选地，门板边缘成对、对称安装所述弹簧锁紧装置。
优选地，安装于门板边缘的弹簧锁紧装置数量为一个以上。
优选地，所述门板的形状为圆形或长方形。
优选地，所述门板的二面都设有手柄。
本发明具有以下有益效果：（1）弹簧锁紧装置没有使用贯通的孔-轴结构、结构简单、锁紧效果较好；（2）人舱门由于采用了弹簧锁紧装置，结构更简单、重量更轻，开、关操作更方便；（3）人舱门的门板上没有贯通的孔-轴结构，减少了泄漏通道和泄漏面积，也降低了人舱门的泄漏风险；（4）人舱门的密封圈设置在密封槽内，有效减少了日常人舱使用过程中因碰撞、刮擦造成的密封圈损坏事故，延长了密封圈使用寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术中手轮夹紧式人舱门结构示意图。
图2是现有技术中手柄夹紧式人舱门结构示意图。
图3是本发明优选实施例弹簧锁紧装置未锁紧状态下的示意图。
图4是本发明优选实施例弹簧锁紧装置锁紧状态下的示意图。
图5是本发明优选实施例人舱门的结构示意图。
图6是图5的A-A剖视图。
附图标记：1、上卡座；2、下卡座；3、活动板；4、固定板；5、卡紧弹簧；6、卡紧球；7、球面凹槽；8、限位凸起；9、密封槽；10、密封圈；11、密封环；12、门板；13、人舱舱体；14、弹簧锁紧装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图3、图4，一种弹簧锁紧装置，包括上卡座1和下卡座2：所述上卡座1固定于活动板3的边缘，上卡座1远离活动板3的一侧设有球面凹槽7；所述下卡座2为无顶端的圆筒形结构，固定于固定板4与上卡座1相对应的位置，其内孔安装有卡紧弹簧5以及与球面凹槽7半径相同的卡紧球6。
使用时，推动活动板3，当活动板3边缘开始接触卡紧球6并继续向固定板4靠拢的方向旋转时，卡紧球6被固定板4挤压缩回至下卡座2内；当活动板3旋转至球面凹槽7与卡紧球6正对位置时，卡紧球6在卡紧弹簧5推动下重新伸出下卡座2并嵌入到球面凹槽7内，这样活动板3就被紧紧的锁住。
作为上述实施例的进一步改进，上卡座1可以嵌入在活动板3边缘的内部或者安装于活动板3边缘的表面，采用这二种安装方式，均不需要在活动板3上开设凹槽，施工方便；另外，还可以在下卡座2的内孔中远离固定板4一端的内侧设置限位凸起8，限位凸起8用于限制卡紧球6向外凸出高度的，这样使用时卡紧球6会更加容易被固定板4压缩回下卡座2内。
另外，参见图5、图6，本发明还提供了一种包含上述弹簧锁紧装置14的人舱门，人舱门包括门板12和人舱舱体13，弹簧锁紧装置14安装于门板12边缘，弹簧锁紧装置14的上卡座1安装在人舱门的门板12边缘，下卡座2安装于人舱门的人舱舱体13上与上卡座1相对应的位置，此人舱门的门板12的周边设有凸出门板12外表面的密封槽9，密封槽9为凹形，密封槽9的底部设有密封圈10；人舱舱体13上安装有与密封槽9位置相对应的密封环11。
使用时推动人舱门的门板12，当门板12边缘开始接触卡紧球6并继续向舱门关闭的方向旋转时，卡紧球6被门板12挤压缩回至下卡座2内；当人舱门旋转至球面凹槽7与卡紧球6正对位置时，卡紧在卡紧弹簧5推动下重新伸出下卡座2并嵌入到球面凹槽7内，人舱门被紧紧锁住，此时的密封圈10受到适量压缩并贴紧密封环11的表面形成了人舱门的初始密封。随后随着人舱舱内充气压力的增加中，施加到门板12上的压力也逐步增大，这样作用在密封圈10上的压紧力也越大，人舱门就实现了气压自紧密封。此人舱门结构简单、重量更轻、开关操作更方便；并且人舱门的门板12上没有贯通的孔-轴结构，减少了泄漏通道和泄漏面积，也降低了人舱门的泄漏风险。
另外还可以对上述实施例做进一步改进：密封槽9的高度比密封圈10未受压时高，这样可以有效减少了人舱在日常使用过程中因碰撞、刮擦造成的密封圈10损坏事故，延长了密封圈10使用寿命；为了得到更好的效果，门板12边缘可安装多个弹簧锁紧装置14，经过实验证明成对、对称安装弹簧锁紧装置14的锁紧效果最好；门板12的形状也可以多种多样，如圆形或长方形以及类似的形状都可以；另外还可以在门板12的二个表面设置手柄，工作人员操作更方便。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种包含弹簧锁紧装置的人舱门，其特征在于，
弹簧锁紧装置包括上卡座、下卡座：
所述上卡座固定于活动板的边缘，上卡座远离活动板的一侧设有球面凹槽；所述上卡座嵌入在活动板边缘的内部或者安装于活动板边缘的表面；
所述下卡座为无顶端的圆筒形结构，固定于固定板与上卡座相对应的位置，其内孔安装有卡紧弹簧以及与球面凹槽半径相同的卡紧球；所述下卡座的内孔中远离固定板一端的内侧设有用于限制卡紧球向外凸出高度的限位凸起；
所述人舱门包括门板和人舱舱体，弹簧锁紧装置安装于门板边缘，门板的周边设有凸出门板外表面的密封槽，密封槽为凹形，密封槽的底部设有密封圈；人舱舱体上安装有与密封槽位置相对应的密封环。
2.根据权利要求1所述的人舱门，其特征在于，所述密封槽的高度比密封圈未受压时高。
3.根据权利要求1所述的人舱门，其特征在于，门板边缘成对、对称安装所述弹簧锁紧装置。
4.根据权利要求1所述的人舱门，其特征在于，安装于门板边缘的弹簧锁紧装置数量为一个以上。
5.根据权利要求1-3任一项所述的人舱门，其特征在于，所述门板的形状为圆形或长方形。
6.根据权利要求1-3任一项所述的人舱门，其特征在于，所述门板的二面都设有手柄。
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