CN104265971A - 防火阀的电动执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防火阀的电动执行机构，它包括壳体(1)、电动机(2)、传动齿轮(3)、拉板(4)、活动板(5)、凸轮(6)、摆架(7)和偏心扇形齿轮(8)；电动机(2)输出齿轮(13)与传动齿轮(3)啮合；拉板(4)设有用于钩挂柱销(14)的钩子(15)，拉板(4)与活动板(5)铰接；活动板(5)设有推动凸轮(6)翻边(12)推头(17)，凸轮(6)固定在主轴(11)上；摆架(7)设有滚轮(20)；偏心扇形齿轮(8)铰接在摆架(7)上，当滚轮(20)位于凸轮(6)的卡口(18)内时偏心扇形齿轮(8)的小半径的一侧与输出齿轮(13)啮合。该执行机构动作快、响应灵敏、阀体开闭过程流畅平稳。

Description

防火阀的电动执行机构

技术领域

本发明涉及安全工程领域，具体讲是一种防火阀的电动执行机构。

背景技术

目前，高层建筑物都安装有通风管道，通风管道内设有防火阀。防火阀包括阀体和固定在阀体外(一般固定在阀体上方)的执行机构，阀体的通道内设有阀片，阀片上固定有主轴，主轴伸出阀体外且与执行机构连接。执行机构通过转动主轴，从而带动阀片旋转，进而实现整个阀体的开闭，如阀片与阀体内的通道的横截面平行时，阀片将通道堵死，阀体闭合，阀片与阀体内的通道的横截面垂直时，整个阀体的开度最大。

早期的防火阀的执行机构为手动式，需要使用者接近执行机构手动操作以开闭阀体。然而出现火情时，人们往往希望第一时间撤离，没时间跑到执行机构附近手动操作，故行业内又设计出电动式的执行机构来实现阀体的远程遥控操作，以便于人们尽快、尽早撤离。

目前，现有技术的防火阀的电动执行机均包括一个电磁铁，且上述执行机构均是利用该电磁铁作为执行机构的动力源，通过对电磁铁通电或断电，使得电磁铁的芯轴顶出或缩回，以带动各个联动部件，最终实现阀片的打开或关闭。如专利号为CN201220296804.7的板式防火阀的执行机构就是典型的利用电磁铁作为动力源的执行机构。

上述现有技术的防火阀的电动执行机构均存在一个弊端：即电磁铁通电缩回或断电后在弹簧作用下顶出的过程中，电磁力和弹簧力均可能不够大，尤其是该执行机构的其它联动部件可能因为长期不运动而生锈，这样，各个联动部件之间的摩擦阻力会增大，这样，会进一步凸显出电磁铁的电磁力或弹簧回复力的不足的缺陷，整个机构的动作速度慢、响应迟钝，阀体的开闭过程迟滞，严重时甚至导致阀体无法正常开闭，其工作稳定性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种机构动作快、响应灵敏、阀体开闭过程流畅平稳、工作稳定性好的防火阀的电动执行机构。

本发明的技术解决方案是，提供一种防火阀的电动执行机构，它包括壳体、电动机、传动齿轮、拉板、活动板、凸轮、摆架和偏心扇形齿轮；防火阀的主轴穿过壳体；

电动机安装在壳体上，电动机的输出齿轮与可转动安装在壳体上的传动齿轮啮合；

传动齿轮上设有至少一个柱销；

拉板一端设有用于钩挂柱销的钩子，拉板的另一端与活动板的一端铰接，拉板与壳体之间设有用于给拉板复位的第一拉簧；

活动板的另一端设有推头，活动板可转动套合在主轴上；

凸轮上设有向上的用于被推头推动的翻边，凸轮固定在主轴上，凸轮的圆周面上设有卡口，凸轮和壳体之间设有第一扭簧；

摆架可转动安装在壳体上，摆架和壳体之间设有扭力小于第一扭簧的第二扭簧，摆架一端设有在第二扭簧作用下与凸轮的圆周面抵靠的滚轮；

偏心扇形齿轮铰接在摆架的另一端且偏心扇形齿轮的半径逐渐递增，偏心扇形齿轮和摆架之间设有用于给偏心扇形齿轮复位的第二拉簧，当滚轮位于凸轮的卡口内时偏心扇形齿轮的小半径的一侧与电动机的输出齿轮啮合。

作为改进，柱销为两个，两个柱销位于传动齿轮的同一条直径上且两个柱销与传动齿轮圆心距离均相等。

该防火阀的电动执行机构的工作原理分为四个状态阐述。

第一个状态即初始状态下，拉板、活动板、凸轮均位于初始位置，传动齿轮的柱销尚未与拉板的钩子钩挂，但初始位置时钩子位于柱销的运动轨迹上，便于柱销正向旋转到一定角度如90度时与钩子钩挂，而与拉板连接的第一拉簧以及与凸轮连接的第一扭簧在初始状态均不变形不产生弹力，摆架一端的滚轮在第二扭簧作用下与凸轮的圆周面抵靠而不位于卡口内，而摆架另一端的偏心扇形齿轮与电动机的输出齿轮完全不接触；而与凸轮固定的主轴也位于初始位置，主轴上的阀片将通道堵死，阀体闭合。

在第一状态下，启动电动机，输出齿轮带动传动齿轮正向转动，一个柱销正向转动九十度左右并挂住拉板的钩子，继续转动电动机，该柱销勾住钩子并牵引拉板克服第一拉簧作用前进，进而使得与拉板铰接的活动板也绕着主轴正向转动，活动板远离拉板一端的推头会推动凸轮的翻边，进而导致凸轮克服第一扭簧的作用力正向转动，且与凸轮固定的主轴也正向转动，凸轮及主轴正向转动九十度左右时，与主轴固定的阀片也正向转动九十度，阀体打开；且由于凸轮的转动，凸轮的卡口正好旋转到与摆架的滚轮对位的位置，摆架在第二扭簧作用下正向转动，摆架一端的滚轮卡入凸轮的卡口，摆架另一端的偏心扇形齿轮的小半径的一侧与电动机的输出齿轮啮合，这就进入到了第二个状态。该状态下，阀体是打开的。从第一状态到第二状态就是上链过程。

继续转动电动机，使得挂住钩子的柱销继续正向旋转一个小角度，如继续旋转五度，使得该柱销与拉板的钩子完全脱离，当然，卡口的口径比滚轮稍大，滚轮能在卡口内有一定的活动间隙，这样才能保证滚轮卡入卡口后凸轮及柱销还能继续正向小角度旋转；柱销与钩子脱离后，失去柱销钩挂的拉板在第一拉簧作用下复位到初始位置，该初始位置位于柱销的运动轨迹上，便于继续正向转动传动齿轮时柱销能再次勾住拉板，实现后续的循环上链过程，其中，当柱销只有一个时，就需要柱销随着传动齿轮转动270度，但如果柱销是对称的两个时，则另外一个柱销只需要转动90度就能再次与拉板钩挂，故两个柱销能大幅度提高上链效率，但只用一个柱销也能实现循环上链；而拉板复位后，与拉板铰接的活动板也逆向转动复位，活动板的顶头不再与凸轮的翻边接触，此时，凸轮不再受到活动板顶头的作用力，且凸轮在第一扭簧作用下存在一个逆向复位转动的趋势，但该趋势被卡入凸轮卡口的滚轮阻止，这就是第三个状态，该状态下，阀体仍然打开，但拉板、活动板均复位，凸轮在第一扭簧和摆架的滚轮作用下受力平衡而静止，且活动板的顶头与凸轮的翻边脱离，这样一旦滚轮从凸轮卡口脱离后，凸轮存在逆向转动复位的空间。

当发生火情时，驱动电动机继续转动，以实现第四个状态。具体的说，继续正向转动电动机的输出齿轮，进而带动偏心扇形齿轮正向旋转，即偏心扇形齿轮从小半径的一侧向大半径的一侧转动，使得偏心扇形齿轮与摆架的铰接点离输出齿轮的圆心越来越远，这就实现了整个摆架绕着摆架轴克服第二扭簧作用逆向转动，进而使得摆架另外一端的滚轮向脱离卡口的方向运动，当偏心扇形齿轮正向旋转到极限位置即偏心扇形齿轮的大半径的一侧与输出齿轮啮合时，滚轮也转动到卡口的边缘位置，此时就进入了第四个状态。在该状态下凸轮受到的第一扭簧的力远大于摆架及滚轮受到的第二扭簧的力，故凸轮将滚轮完全推出卡口，此时凸轮不再受滚轮限制，开始逆向转动复位，进而带动主轴逆向复位转动90度，使得阀片逆向转动90度，阀体重新关闭以防止火苗从失火房间沿防火阀窜到别的房间。

而凸轮复位后，该机构就又重新回到第一个状态，摆架在第二扭簧作用下其滚轮重新抵住凸轮的圆周面，而偏心扇形齿轮在滚轮被凸轮推出卡口的过程中已经与电动机的输出齿轮完全脱离，且偏心扇形齿轮在第二拉簧作用下重新复位逆向转动，即偏心扇形齿轮从大半径一侧向小半径一侧转动，最终使得偏心扇形齿轮的小半径一侧重新与输出齿轮对位，这样，一旦摆架再次正向转动使得摆架的滚轮卡入凸轮卡口后，偏心扇形齿轮的小半径一侧自然与输出齿轮再次啮合。重新回到第一个状态后，只需要继续驱动电动机，就能重新上链打开阀体，以实现后续循环使用。

采用以上结构的防火阀的电动执行机构与现有技术相比，具有以下优点：

经以上动态过程分析可知，该电动执行机构仅依靠电动机的单向旋转，能依次实现上链打开阀体、发生火情后自动关闭阀体、重新上链打开阀体的循环使用的过程；而且，该机构完全用电动机来替代电磁铁作为动力源，电动机的输出稳定可靠，输出力矩大，感应灵敏，故使得整个机构动作快、响应灵敏、阀体开闭过程流畅平稳、工作稳定性好。

附图说明

图1是本发明防火阀的电动执行机构在第一个状态下的俯视结构示意图。

图2是本发明防火阀的电动执行机构在第二个状态下的俯视结构示意图。

图3是本发明防火阀的电动执行机构在第三个状态下的俯视结构示意图。

图4是本发明防火阀的电动执行机构在第四个状态下的俯视结构示意图。

图5是本发明防火阀的电动执行机构的去掉传动齿轮后的结构示意图。

图6是本发明防火阀的电动执行机构的主轴、拉板、活动板和凸轮装配后的结构示意图。

图7是本发明防火阀的电动执行机构的摆架的结构示意图。

图中所示1、壳体，2、电动机，3、传动齿轮，4、拉板，5、活动板，6、凸轮，7、摆架，8、偏心扇形齿轮，9、齿轮轴，10、摆架轴，11、主轴，12、翻边，13、输出齿轮，14、柱销，15、钩子，16、第一拉簧，17、推头，18、卡口，19、第一扭簧，20、滚轮，21、第二扭簧，22、第二拉簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本发明防火阀的电动执行机构，它包括壳体1、电动机2、传动齿轮3、拉板4、活动板5、凸轮6、摆架7和偏心扇形齿轮8。防火阀的主轴11穿过壳体1；具体来说，壳体1上设有通孔，主轴11的上端伸出壳体1的通孔。

电动机2安装在壳体1上，电动机2的输出齿轮13与可转动安装在壳体1上的传动齿轮3啮合，即壳体1上固定有齿轮轴9，传动齿轮3可转动套合在齿轮轴9上且传动齿轮3与输出齿轮13啮合。传动齿轮3的分度圆远大于输出齿轮13的分度圆。

传动齿轮3上设有至少一个柱销14；本实施例为两个，两个柱销14位于传动齿轮3的同一条直径上且两个柱销14与传动齿轮3圆心距离均相等。

拉板4一端设有用于钩挂柱销14的钩子15，拉板4的另一端与活动板5的一端铰接，拉板4与壳体1之间设有用于给拉板4复位的第一拉簧16，第一拉簧16的两端分别与拉板4和壳体1固定。

活动板5的远离拉板4的一端设有推头17，活动板5可转动套合在主轴11上。

凸轮6上设有向上的用于被推头17推动的翻边12，凸轮6固定在主轴11上，具体的说，凸轮6和活动板5上均设有供主轴11穿过的孔，主轴11从下往上依次穿过凸轮6和活动板5，主轴11与凸轮6固定如两者焊接但主轴11与活动板5是可转动套合。凸轮6的圆周面上设有卡口18。凸轮6和壳体1之间设有第一扭簧19，即第一扭簧19套合在主轴11上且第一扭簧19的两端分别与凸轮6和壳体1固定。

摆架7可转动安装在壳体1上，摆架7和壳体1之间设有扭力小于第一扭簧19的第二扭簧21，摆架7一端设有在第二扭簧21作用下与凸轮6的圆周面抵靠的滚轮20。更具体的说，壳体1上固定有和摆架轴10，摆架7由两根呈L形的摆杆连接而成，且两摆杆连接处构成弯折部，弯折部设有通孔，摆架轴10穿过弯折部的通孔。第二扭簧21套合在摆架轴10上，第二扭簧21的两端分别与摆架7和壳体1固定。

偏心扇形齿轮8铰接在摆架7的远离滚轮20的一端且偏心扇形齿轮8的半径逐渐递增，偏心扇形齿轮8和摆架7之间设有用于给偏心扇形齿轮8复位的第二拉簧22，当滚轮20位于凸轮6的卡口18内时偏心扇形齿轮8的小半径的一侧与电动机2的输出齿轮13啮合。

更具体的说，第二拉簧22一端与偏心扇形齿轮8固定而另一端与安装滚轮20的那根摆杆固定，第二拉簧22始终会给偏心扇形齿轮8一个从大半径一侧向小半径一侧复位逆向转动的趋势，使得偏心扇形齿轮8与输出齿轮13啮合之前偏心扇形齿轮8的小半径一侧与输出齿轮13对位，以保证滚轮20卡入凸轮6卡口18后，偏心扇形齿轮8的小半径一侧与输出齿轮13啮合。

Claims (2)

1.一种防火阀的电动执行机构，其特征在于：它包括壳体(1)、电动机(2)、传动齿轮(3)、拉板(4)、活动板(5)、凸轮(6)、摆架(7)和偏心扇形齿轮(8)；防火阀的主轴(11)穿过壳体(1)；

电动机(2)安装在壳体(1)上，电动机(2)的输出齿轮(13)与可转动安装在壳体(1)上的传动齿轮(3)啮合；

传动齿轮(3)上设有至少一个柱销(14)；

拉板(4)一端设有用于钩挂柱销(14)的钩子(15)，拉板(4)的另一端与活动板(5)的一端铰接，拉板(4)与壳体(1)之间设有用于给拉板(4)复位的第一拉簧(16)；

活动板(5)的另一端设有推头(17)，活动板(5)可转动套合在主轴(11)上；

凸轮(6)上设有向上的用于被推头(17)推动的翻边(12)，凸轮(6)固定在主轴(11)上，凸轮(6)的圆周面上设有卡口(18)，凸轮(6)和壳体(1)之间设有第一扭簧(19)；

摆架(7)可转动安装在壳体(1)上，摆架(7)和壳体(1)之间设有扭力小于第一扭簧(19)的第二扭簧(21)，摆架(7)一端设有在第二扭簧(21)作用下与凸轮(6)的圆周面抵靠的滚轮(20)；

偏心扇形齿轮(8)铰接在摆架(7)的另一端且偏心扇形齿轮(8)的半径逐渐递增，偏心扇形齿轮(8)和摆架(7)之间设有用于给偏心扇形齿轮(8)复位的第二拉簧(22)，当滚轮(20)位于凸轮(6)的卡口(18)内时偏心扇形齿轮(8)的小半径的一侧与电动机(2)的输出齿轮(13)啮合。

2.根据权利要求1所述的防火阀的电动执行机构，其特征在于：柱销(14)为两个，两个柱销(14)位于传动齿轮(3)的同一条直径上且两个柱销(14)与传动齿轮(3)圆心距离均相等。