CN106885030B - 一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器 - Google Patents

Abstract

一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，包括：连接在电动执行器壳体上的电机多级齿轮减速装置、传动增速齿轮组件、电动离合装置；设置在电机多级齿轮减速装置上的限位轴；与电机多级齿轮减速装置啮合的第一齿轮；曲柄，曲柄与第一齿轮之间设置有具有脱开和复位作用的连接装置，连接装置包括通过曲柄连杆轴连接在曲柄上的钩形连杆、小凸轴以及第一扭簧；与阀门叶片轴连接的主轴，所述的曲柄一端连接在主轴上，主轴上还依次设置有用于拉动曲柄的第二扭簧、限位块、与传动增速齿轮组件啮合的扇形齿轮以及弹簧；设置在壳体上用于限制扇形齿轮旋转位置的限位小轴；以及控制开关；有断电致动和自动复位功能，安全可靠性高。

Description

一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器

技术领域

本发明涉及执行器，具体而言，涉及一种具有断电致动功能和自动复位功能，可靠性高，耐用性强，适用于火灾报警及消防联动逻辑智能控制的、近程有线和远程无线、大数据云计算下建筑消防设施远程监控中心可远程监控的防火排烟阀门、正压送风口的电动执行器。

背景技术

电动执行器是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置；被广泛用于防火阀、排烟防火阀、排烟阀、正压送风口等场合；传统的电动执行器在断电致动功能和自动复位功能上比较差，可靠性差，使用寿命短；

传统的断电致动功能的动作原理为，电机及电机减速装置与弹簧复位的传动齿轮始终保持连接状态，即当断电致动时电机被动反方向高速旋转，尽管在电机或其它与电机相连的齿轮轴上装有单向防电机随转的装置，但电机及电机减速装置随摩擦力惯性仍然被反方向高速旋转，电机及电机减速装置易于被损坏；

传统的电动执行器复位功能，第一种是无电动装置依靠温度熔断器熔断机械动作关闭的防火阀；第二种是火灾发生时消防控制指令电动执行器内电磁铁吸合动作阀门关闭或开启；第三种是分线制控制模式火灾发生时消防控制指令电机启动阀门关闭或开启，复位动作电机再次启动进行复位；我国提出消防事业必须大数据智能化的今天，消防事业赶上和超越西方已是必然的，我国改革开放30多年来一直用的就是第一种和第二种，第一种和第二种都是动作后必须现场去手动复位，目前第一种第二种显然应该淘汰，由于阀门动作为一次性，动作后就没有办法控制了，必须去现场手动复位，而这些阀门大多安装在吊顶的顶棚里面，平时的消防系统动作检查就会很困难，而消防法规规定，消防产品必须定期不定期的周期性检查设备状态，因为只有火灾真的发生时才动作一次，如果平时不进行动作试验检查可靠性，长期的不动作是无法保证火灾时阀门能够执行指令动作到位并反馈信号的，那么要确保火灾时所有消防产品能按指令执行动作，每周每月动作一次检查检查，再每周每月去进行一次手动复位几十台几百台仍至上千台，是个大问题，所以现在国内楼宇工程基本是不动作的，存在很大的安全隐患；第三种可以电机远程复位，但是由于所有阀门都是分线制，即控制阀门动作及反馈信的线一般都有8-12根左右，一个工程几百上千台阀门都必须每一台的这些线直接连到消防控制中心的消防联动控制系统下，且不说消防联动控制中心没有这些容量能容下这么多的线，单这么多根线穿管从工程各处再汇总到消防控制中心就已经是很大的工程量了，所以现在目前工程上用的电动关闭电动开启的阀门除了给上阀门动作和复位信号其它功能就没有了，更不要说大数据下的智能近程远程控制了，国标GB16806-2006《消防联动控制系统》第４.２条控制功能中明确要求应能按设定的逻辑直接或间接的控制其连接的各类受控消防设备等智能控制的要求；第４.9.2.1.3条保护区域的建筑平面图应能显示每个保护对象及主要部位的名称和疏散路线。并能显示火灾报警的联动控制系统及其控制的各类消防设备（设施）的名称、物理位置和消防设备的（设施）的动态信息智能控制的要求，由于防排烟阀门这个最基础的部份没有可靠的供消防联动智能控制的产品；因此需要一种新的可靠性高的防火排烟阀门电动执行器来解决以上技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种具有断电致动功能和自动复位功能，可靠性高的防火排烟阀门电动执行器，解决了以上技术问题。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，包括：连接在电动执行器壳体上的电机多级齿轮减速装置、传动增速齿轮组件、与传动增速齿轮组件连接的电动离合装置；其特征是：还包括：

设置在电机多级齿轮减速装置上的限位轴；

与电机多级齿轮减速装置啮合的第一齿轮；

曲柄，所述的曲柄与第一齿轮之间设置有具有脱开和复位作用的连接装置，所述的连接装置包括通过曲柄连杆轴连接在曲柄上的钩形连杆、设置在第一齿轮上与钩形连杆配合的小凸轴以及连接在钩形连杆和曲柄连杆轴之间的第一扭簧；

与阀门叶片轴连接的主轴，所述的曲柄一端连接在主轴上，所述的主轴上还依次设置有用于拉动曲柄的第二扭簧、限位块、与传动增速齿轮组件啮合的扇形齿轮以及弹簧；

设置在壳体上用于限制扇形齿轮旋转位置的限位小轴；

以及控制开关。

作为优选的技术方案：所述的电动执行器连接在阀体上；所述的电动执行器和阀体上还设置有温度传感器。

作为优选的技术方案：所述的钩形连杆包括与曲柄连接的连杆本体；所述的连杆本体上设置有钩形凸块；所述的钩形凸块一侧设置有斜面，另一侧设置有与小凸轴配合的弧形面；所述的斜面和弧形面之间形成钩形连杆与小凸轴脱开时的起始面。

作为优选的技术方案：所述的曲柄上设置有与限位块配合的第一限位边和第二限位边；所述的第一限位边和第二限位边之间形成90°夹角。

作为优选的技术方案：所述的第二扭簧一端连接在曲柄，另一端连接在壳体上的螺钉上。

作为优选的技术方案：所述的限位块与扇形齿轮之间连接成一个整体结构。

作为优选的技术方案：所述的电动离合装置包括中心轴；所述的中心轴上设置有压簧、滑动铜套和旋转拨叉；所述的滑动铜套和旋转拨叉之间设置有制动盘；还包括设置在壳体内的线圈；所述的线圈与制动盘之间设置有导磁盘。

作为优选的技术方案：所述的传动增速齿轮组件包括与扇形齿轮啮合的第一增速齿轮、与第一增速齿轮啮合的第二增速齿轮和与第二增速齿轮啮合的第三增速齿轮；所述的第三增速齿轮连接在电动离合装置上的中心轴上。

作为优选的技术方案：所述的控制开关包括第一微动开关、第二微动开关和第三微动开关。

本发明的有益效果是：一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，与传统结构相比：设置有电机多级齿轮减速装置与主轴、弹簧、传动齿轮、传动增速齿轮组件、电动离合装置之间具有既能脱开又能连接的连接装置；失电时，进行断电致动，电动离合装置失电松开，在主轴上的弹簧扭力的作用下，防火排烟阀门叶片常开的关闭或常闭的开启，从而确保断电致动时电机多级齿轮减速装置不受弹簧作用力的影响而损坏，大幅度提高了电机多级齿轮减速装置的使用寿命；得电时，进行自动复位，电机多级齿轮减速装置工作，带动第一齿轮上的小凸轴旋转，小凸轴与钩形连杆接触，使得连接装置重新连接，钩形连杆拉动主轴上曲柄带动主轴及弹簧旋转，钩形连杆到限位轴位置停止，阀门叶片复位到位常开的开启或常闭的闭合状态，此时电动离合装置迅速得电处于锁紧状态，锁住传动增速齿轮组件及主轴，不因主轴上的弹簧作用力而倒转，主轴处于保持致动待命状态，电机多级齿轮减速装置继续旋转，因钩形连杆已到阀门叶片复位最大值而被限位轴限位不再前行，第一齿轮上的小凸轴随着电机多级齿轮减速装置继续旋转从而脱开与钩形连杆的连接，即电机多级齿轮减速装置与主轴、弹簧、传动增速齿轮组件、电动离合装置之间完全脱开，整个结构连接顺畅，可靠性高。

附图说明

图1为本发明在防火排烟阀上的安装位置示意图；

图2为本发明结构展开视图；

图3为本发明图2A向局部放大视图；

图4为本发明图2B向局部放大视图；

图5为本发明图3C向局部放大视图；

图6为本发明图3D向局部放大视图；

图7为本发明图4E向局部放大视图；

图8为本发明防火排烟阀门叶片复位到常开的开启或者常闭的关闭的状态图；

图9为本发明第一齿轮继续旋转使小凸轴与钩形连杆脱开后电机停止工作，处于待命断电致动状态图；

图10为本发明断电致动完成后，主轴反转阀门常开的关闭或常闭的开启到位后的状态图；

图11为本发明得电后开始复位过程，小凸轴与钩形连杆接触使连接装置重新连接状态图；

图12为本发明钩形连杆局部主视图；

图13为本发明曲柄主视图；

在图中：1.电动执行器、2.温度传感器、3.阀体、4.电机多级齿轮减速装置、5.限位轴、6.第一齿轮、7.小凸轴、8.钩形连杆、9.第一扭簧、10.曲柄连杆轴、11.弹簧、12.曲柄、13.主轴、14.第二扭簧、15.限位块、16.扇形齿轮、17.第一增速齿轮、18.第二增速齿轮、19.第三增速齿轮、20.中心轴、21.压簧、22.线圈、23.导磁盘、24.制动盘、25.滑动铜套、26.旋转拨叉、27.第一微动开关、28.第二微动开关、29.第三微动开关、30.小轴、801.连杆本体、802.钩形凸块、803.斜面、804.弧形面、805.起始面、101.螺钉、102.中心线、12-1.第一限位边、12-2.第二限位边。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述；

在附图中：一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，包括：连接在电动执行器1壳体上作为驱动装置的电机多级齿轮减速装置4、传动增速齿轮组件、与传动增速齿轮组件连接的电动离合装置；

所述的传动增速齿轮组件包括与扇形齿轮16啮合的第一增速齿轮17、与第一增速齿轮17啮合的第二增速齿轮18和与第二增速齿轮18啮合的第三增速齿轮19，所述的第三增速齿轮19连接在电动离合装置上的中心轴20上；多个增速齿轮将弹簧11作用力逐级缩小，减小电动离合装置的功率及制动力, 同时能做到致动时间不大于30s；

所述的电动离合装置包括中心轴20，所述的中心轴20上设置有压簧21、滑动铜套25和旋转拨叉26，所述的滑动铜套25和旋转拨叉26之间设置有制动盘24，还包括设置在壳体内的线圈22，所述的线圈22与制动盘24之间设置有导磁盘23；

设置在电机多级齿轮减速装置4上的限位轴5，所述的限位轴5用于复位时，限定钩形连杆8的位置，使防火排烟阀叶片处于极限常开阀门开启或常闭阀门闭合状态；

与电机多级齿轮减速装置4啮合的第一齿轮6，所述的第一齿轮6起传动作用，带动小凸轴7与连接装置、弹簧和电动离合装置共同作用，实现断电致动和自动复位功能；

曲柄12，所述的曲柄12与第一齿轮6之间设置有具有脱开和复位作用的连接装置，所述的连接装置包括通过曲柄连杆轴10连接在曲柄12上的钩形连杆8、设置在第一齿轮6上与钩形连杆8配合的小凸轴7以及连接在钩形连杆8和曲柄连杆轴10之间的第一扭簧9；所述的第一扭簧9使得钩形连杆8上始终有向右方向的作用力，第二扭簧14使曲柄12拉住钩形连杆8始终有向下方向回退的作用力，不但保证了钩形连杆8和小凸轴7之间的顺利脱开位置，而且在处于图8中防火排烟阀门叶片复位到位常开的开启或者常闭的关闭的状态时，钩形连杆8能够更好的贴合限位轴5和小凸轴7；

与阀门叶片轴连接的主轴13，所述的曲柄12一端连接在主轴13上，所述的主轴13上还依次设置有用于拉动曲柄12的第二扭簧14、限位块15、与传动增速齿轮组件啮合的扇形齿轮16以及弹簧11，所述的第二扭簧14一端连接在曲柄12，另一端连接在壳体上的螺钉101上；所述的第二扭簧14具有直接旋转曲柄12向下移动的作用，间接的辅助了钩形连杆8与小凸轴7脱开；所述的限位块15与扇形齿轮16之间连接成一个整体结构，整体结构便于扇形齿轮16被电动离合装置驱动旋转时，能够顺利带动限位块15旋转；所述的限位块15起到控制曲柄12位置的作用；所述的弹簧11在断电致动时，起到了断电制动时驱动力的作用；

设置在壳体上用于限制扇形齿轮16旋转位置的限位小轴30；

以及控制开关，所述的控制开关包括第一微动开关27、第二微动开关28和第三微动开关29。

在图1中：所述的电动执行器1连接在阀体3上；所述的电动执行器1和阀体3上还设置有温度传感器2。

在图8、图12中：所述的钩形连杆8包括与曲柄12连接的连杆本体801；所述的连杆本体801上设置有钩形凸块802；所述的钩形凸块802一侧设置有斜面803，另一侧设置有与小凸轴7配合的弧形面804；所述的斜面803和弧形面804之间形成钩形连杆8与小凸轴7脱开时的起始面805；所述的连杆本体801保证了钩形连杆8与限位轴5之间贴合的可靠性；所述的弧形面804，保证了小凸轴7与钩形连杆8配合不脱钩的可靠性，同时又保证了钩形连杆8到复位极限位时小凸轴7脱开钩形连杆的运动轨迹与弧形面804为同心圆弧曲线，小凸轴7脱开钩形连杆8时做到平滑稳定脱开；所述的斜面803起到了导向作用，便于连杆本体801与限位轴5贴合。

在图13中：所述的曲柄12上设置有与限位块15配合的第一限位边12-1和第二限位边12-2；所述的第一限位边12-1和第二限位边12-2之间形成90°夹角；便于控制限位块15的旋转角度，控制了主轴13的旋转角度，同样控制了防火排烟阀门叶片的旋转角度。

本发明的具体实施：

1.在图8中：此时防火排烟阀门叶片复位到常开的开启或者常闭的关闭的极限状态；钩形连杆8与限位轴5和小凸轴7贴合；曲柄连杆轴10、第一齿轮6和小凸轴7三者的中心线102在同一直线上，弧形面804与第一齿轮6之间同圆心，钩形连杆8处于上拉极限位置，目的是使得钩形连杆8和小凸轴7之间能够无阻碍，顺畅的脱开；此时弹簧11已经形成了扭力蓄能，第二限位边12-2推动限位块15，扇形齿轮16旋转，第二微动开关28和第三微动开关29处于释放状态，扇形齿轮16压住第一微动开关27，使得电动离合装置上的线圈22迅速得电，通过导磁盘23吸合制动盘24, 因旋转拨叉26卡在制动盘24卡口内, 由于旋转拨叉26与制动盘24以及与中心轴20连接成一体，制动盘24只能顺着旋转拨叉26作直线运动，向着线圈22方向移动被导磁盘23吸合，产生吸附摩擦力进行制动，使中心轴20被锁住不能旋转，同时第三增速齿轮19、第二增速齿轮18、第一增速齿轮17、扇形齿轮16与主轴13一起被锁住，使主轴13不能转动；

2.在图9中为待命断电致动状态：由图8的状态继续动作，电机多级齿轮减速装置4继续旋转，带动第一齿轮6旋转，小凸轴7跟着第一齿轮6旋转，当到达起始面805时，钩形连杆8与小凸轴7开始脱开，由于第一扭簧9使得钩形连杆8上始终有向右方向的作用力，第二扭簧14使曲柄12拉住钩形连杆8始终有向下方向回退的作用力，使得钩形连杆8下移，连杆本体801先贴着限位轴5，再移动到贴合小凸轴7后再向下移动，当曲柄12下移到位时第二微动开关28被压入，第二微动开关28立即将电机多级齿轮减速装置4断电停止，曲柄12因下移旋转使第一限位边12-1与限位块15贴合，限制了钩形连杆8和曲柄12的位置，为断电致动留开90°的反转空间，此时处于待命断电致动状态；

3.在图10中为断电致动完成状态：由图9待命断电致动状态继续动作，当消防控制中心自动控制指令及控制中心手动操作指令下达、或电动执行机构的温度传感器动作、以及故障、电网断电异常情况等构成断电时，电动离合装置失电，首先电动离合装置上的线圈22失电，进一步导磁盘23失去磁性，进一步制动盘24被释放，进一步压簧21推动制动盘24上的滑动铜套25，使制动盘24与导磁盘23分离，进一步在弹簧11扭力作用下，主轴13与连接在一起的阀体3叶片轴反向旋转，将常开阀门关闭或常闭阀门开启，达到断电致动的功能；同时带动扇形齿轮16、第一增速齿轮17、第二增速齿轮18、第三增速齿轮19、电动离合装置中心轴20，作无负载随转；因复位时钩形连杆8已完全脱开小凸轴7，使得电机多级齿轮减速装置4与主轴13完全分离，断电致动时电机多级齿轮减速装置4不受弹簧11作用力的影响而损坏电机多级齿轮减速装置4，大幅度提高了电机多级齿轮减速装置4的使用寿命，安全可靠性高；此时扇形齿轮16与小轴30贴合，限位块15与第二限位边12-2贴合（限位块15旋转角度为90°，为第一限位边12-1与限位块15预留的反转空间），释放第一微动开关27，压入第三微动开关29，输出防火排烟阀门已经断电制动电信号，为复位做准备；

4.在图11中为刚开始复位的过程，通过复位过程，又回到图8状态，进入下一个循环；得电时，首先电机多级齿轮减速装置4工作，进一步带动第一齿轮6旋转，使得第一齿轮6上的小凸轴7与钩形连杆8上的弧形面804贴合，钩形连杆8拉动主轴13上曲柄12，进一步带到主轴13旋转，弹簧11进行扭曲作用力蓄能，当钩形连杆8上的连杆本体801与限位轴5贴合后停止，进一步电动离合装置上的线圈22得电后，通过导磁盘23吸合制动盘24, 因旋转拨叉26卡在制动盘24卡口内, 由于旋转拨叉26与制动盘24以及与中心轴20连接成一体，制动盘24只能顺着旋转拨叉26作直线运动，向着线圈22方向移动被导磁盘23吸合，产生吸附摩擦力进行制动，使中心轴20被锁住不能旋转，同时第三增速齿轮19、第二增速齿轮18、第一增速齿轮17、扇形齿轮16与主轴13一起被锁住，使主轴13不能转动，处于图8状态，此时第二微动开关28和第三微动开关29被释放。

5.断电致动功能和自动复位功能是一个往复的过程，有电就复位，失电就致动，不论是指令动件还是温度传感器动作、故障、电网断电，只要电动执行器上的电动离合装置失电就一定致动，安全可靠性更高。

6.所述的电机多级齿轮减速装置4包括DC24V直流有刷电机或直流无刷电机，直流无刷电机可调节电压进行调速；还包括多级齿轮减速箱及箱体外多级减速齿轮，用以放大力矩克服弹簧11扭曲作用力并减小电机功率，同时保证电机驱动时间不大于30s。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，包括：连接在电动执行器（1）壳体上的电机多级齿轮减速装置（4）、传动增速齿轮组件、与传动增速齿轮组件连接的电动离合装置；其特征是：还包括：

设置在电机多级齿轮减速装置（4）上的限位轴（5）；

与电机多级齿轮减速装置（4）啮合的第一齿轮（6）；

曲柄（12），所述的曲柄（12）与第一齿轮（6）之间设置有具有脱开和复位作用的连接装置，所述的连接装置包括通过曲柄连杆轴（10）连接在曲柄（12）上的钩形连杆（8）、设置在第一齿轮（6）上与钩形连杆（8）配合的小凸轴（7）以及连接在钩形连杆（8）和曲柄连杆轴（10）之间的第一扭簧（9）；

与阀门叶片轴连接的主轴（13），所述的曲柄（12）一端连接在主轴（13）上，所述的主轴（13）上还依次设置有用于拉动曲柄（12）的第二扭簧（14）、限位块（15）、与传动增速齿轮组件啮合的扇形齿轮（16）以及弹簧（11）；

设置在壳体上用于限制扇形齿轮（16）旋转位置的限位小轴（30）；

以及控制开关。

2.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的电动执行器（1）连接在阀体（3）上；所述的电动执行器（1）和阀体（3）上还设置有温度传感器（2）。

3.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的钩形连杆（8）包括与曲柄（12）连接的连杆本体（801）；所述的连杆本体（801）上设置有钩形凸块（802）；所述的钩形凸块（802）一侧设置有斜面（803），另一侧设置有与小凸轴（7）配合的弧形面（804）；所述的斜面（803）和弧形面（804）之间形成钩形连杆（8）与小凸轴（7）脱开时的起始面（805）。

4.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的曲柄（12）上设置有与限位块（15）配合的第一限位边（12-1）和第二限位边（12-2）；所述的第一限位边（12-1）和第二限位边（12-2）之间形成90°夹角。

5.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的第二扭簧（14）一端连接在曲柄（12），另一端连接在壳体上的螺钉（101）上。

6.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的限位块（15）与扇形齿轮（16）之间连接成一个整体结构。

7.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的电动离合装置包括中心轴（20）；所述的中心轴（20）上设置有压簧（21）、滑动铜套（25）和旋转拨叉（26）；所述的滑动铜套（25）和旋转拨叉（26）之间设置有制动盘（24）；还包括设置在壳体内的线圈（22）；所述的线圈（22）与制动盘（24）之间设置有导磁盘（23）。

8.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的传动增速齿轮组件包括与扇形齿轮（16）啮合的第一增速齿轮（17）、与第一增速齿轮（17）啮合的第二增速齿轮（18）和

与第二增速齿轮（18）啮合的第三增速齿轮（19）；所述的第三增速齿轮（19）连接在电动离合装置上的中心轴（20）上。

9.根据权利要求1所述的一种有断电致动和自动复位功能的防火排烟阀电动执行器，其特征是：所述的控制开关包括第一微动开关（27）、第二微动开关（28）和第三微动开关（29）。

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