CN108643720B - 一种高稳定性的专用电磁锁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应急逃生技术领域。目的在于提供具有高稳定性的逃生孔盖专用电磁锁。所采用的技术方案是：电磁锁，包括锁杆和锁孔。锁杆的一端与锁孔相对，所述锁杆由靠近锁孔的锁止段和远离锁孔的驱动段构成；所述锁止段和驱动段之间设置自动开启组件；所述自动开启组件包括第一连接盘和第二连接盘，所述第一连接盘和第二连接盘分别固定在锁止段和驱动段相对的端面上；所述第一连接盘与第二连接盘之间设置多根空心的玻璃支撑柱，所述玻璃支撑柱的一端与第一连接盘连接，另一端与第二连接盘连接，玻璃支撑柱内部填充热膨胀介质。本发明结构简单、便于操作，且具有极高的稳定性。
Description
本申请是申请日为：2016.12.16，专利申请号为：201611166572.2，专利名称为：“逃生孔盖专用电磁锁”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及应急逃生技术领域,具体涉及逃生孔盖专用电磁锁。
背景技术
在日常生活中、电视报道中人员被困的现象屡见不鲜，例如：公交车起火后人员被困，动车、高铁等出现事故后乘客被困，或人员进入地下管廊、地下隧道等设施后由于人孔孔盖无法打开而被困。造成这些现象的原因均是由于在这些设备设施内部缺乏有效的逃生出口。
尽管现有技术中出现了一些技术方案能够降低部分风险，但往往由于技术的局限性或防盗等其他因素导致其仍然存在诸多的缺陷，如：性能不稳定、操作复杂等。例如：现有的公交车、高铁、动车等交通设备，其普遍采用的逃生路径还是车辆的门窗，在逃生的过程中，如果从窗户逃生，被困人员需要用逃生锤用力敲打破坏车窗。如从车门逃生，被困人员需要先旋动紧急开门按钮，然后再用力将门拉开。众所周知，在危情发生时，人往往处于高度紧张的状态，很多时候被困人员甚至连话都说不清楚，更何况是连续敲打、旋拧按钮、拉门等一系列的复杂操作。
为了尽量简化逃生时被困人员的操作动作，现有技术中是通过部件间一系列复杂的机械联动，最后将触动节点设置在一个触发按钮上，被困人员只需触动按钮即可打开逃生通道。这种做法虽然简化了操作，但由于其内部的机械部件设置过于复杂，导致其不稳定性急剧上升，在险情发生时往往沦为摆设。另外，现有的逃生通道由于缺乏自启功能，遭遇险情时不能实现自动打开，这也为逃生埋下了巨大的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供具有高稳定性的逃生孔盖专用电磁锁。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：逃生孔盖专用电磁锁，包括位于孔盖内侧的锁杆和设置在孔盖圈上的锁孔；所述锁杆的一端与锁孔相对，另一端与驱动机构相对并设置有吸附板；所述锁杆的中部设置复位组件，所述复位组件包括套设在锁杆上的第一螺旋弹簧和套设在第一螺旋弹簧外的与孔盖位置固定的导向套，所述第一螺旋弹簧与锁杆固接；所述锁杆伸入锁孔内时第一螺旋弹簧处于自然状态；
所述驱动机构包括电磁驱动组件和手动内开组件，所述手动内开组件包括拉板、接触斜板和内开按钮；所述拉板的一侧穿过位于吸附板上的横向的导向孔并设置有勾扯部，另一侧斜向下倾斜构成与接触斜板相配合的接触部；所述接触斜板在内开按钮的驱动下可沿竖向往复移动。
所述锁杆由靠近锁孔的锁止段和远离锁孔的驱动段构成；所述锁止段和驱动段之间设置自动开启组件；所述自动开启组件包括第一连接盘和第二连接盘，所述第一连接盘和第二连接盘分别固定在锁止段和驱动段相对的端面上；所述第一连接盘与第二连接盘之间设置多根空心的玻璃支撑柱，所述玻璃支撑柱的一端与第一连接盘连接，另一端与第二连接盘连接，玻璃支撑柱内部填充热膨胀介质；
所述锁杆、拉板和接触斜板采用耐磨稀土合金材料制成，所述耐磨稀土合金材料的各组分的重量百分比为：碳3％，硅5％，铬3.5％，锆2％，镁1％，钒1.5％，锰2％，镍1％，铯2％，稀土元素3％，余量为铁及熔炼工艺中产生的不可避免的杂质；所述稀土元素为配比为2:1:3的镧、铈和钬。
优选的，所述电磁驱动组件包括固定设置在孔盖内侧的磁芯，所述磁芯与吸附板相对的一端设置导磁板，所述磁芯外绕设电磁线圈；所述导磁板上也设置有导向孔，所述拉板分别穿过导磁板上的导向孔和吸附板上的导向孔。
优选的，包括两组锁杆和锁孔且以孔盖的中心对称分布，两锁杆上对应设置复位组件、吸附板、手动内开组件和电磁驱动组件；所述两电磁驱动组件共用一个磁芯和电磁线圈；所述两手动内开组件的接触斜板通过连板连接构成V形的联动叉，所述联动叉通过一个内开按钮驱动。
优选的，所述孔盖的内侧设置安装板，所述安装板通过连杆与孔盖固定；所述内开按钮包括竖向的推杆和固定在推杆下端的按压头，所述推杆的上端穿过安装板后与连板固接，所述推杆上套设第二螺旋弹簧，所述第二螺旋弹簧位于按压头与安装板之间。
优选的，所述第二连接盘朝向第一连接盘的盘面上设置滑动杆，所述第一连接盘上设置与滑动杆相配合的滑动孔；所述滑动杆的一端与第二连接盘固接，另一端穿设在滑动孔内；所述滑动杆上套设第三螺旋弹簧，所述第三螺旋弹簧在玻璃支撑柱破碎时可驱动第一连接盘向第二连接盘靠近。所述滑动杆位于滑动孔内的一端延伸超出第一连接盘，且端部设置抵挡块，所述第三螺旋弹簧位于抵挡块与第一连接盘之间。
优选的，所述第二连接盘上的滑动杆至少为两根且以第二连接盘的中心对称分布。
优选的，所述第一连接盘与第二连接盘之间的玻璃支撑柱的数量为三根且绕第一连接盘和第二连接盘的中心均匀分布。
本发明的有益效果集中体现在，结构简单、便于操作，且具有极高的稳定性，尤其适合在逃生孔盖上使用。具体来说，本发明可安装在地下管廊、地下隧道、公交车顶、动车顶等设备和设施的逃生孔盖处进行使用，在使用过程中，当遇到紧急情况时，首先被困人员可通过电磁驱动组件驱动锁杆退出锁孔，具体是利用电磁驱动组件产生的磁力吸引吸附板，从而带动锁杆退出锁孔，锁杆退出后可快速的打开孔盖，非常便于使用。而当在火灾、电气故障等特殊情况下，无法通过电磁驱动组件驱动锁杆时。被困人员也可以通过手动内开组件从内部进行解锁，被困人员只需按压内开按钮，内开按钮驱动接触斜板上移，接触斜板挤压拉板的接触部，从而依次带动拉板、吸附板、锁杆动作，使锁杆退出锁孔，实现解锁。本发明的吸附板一方面作为电磁驱动组件的吸附对象，另一方面也与拉板相配合，使得本发明结构简单、布局精巧，且故障率低、性能稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中所示结构的A-A向视图；
图3为图2中所示结构通过电磁驱动组件解锁时的结构示意图；
图4为图2中所示结构通过手动内开组件解锁时的结构示意图；
图5为图2中所示结构通过自动开启组件解锁时的结构示意图；
图6为图1中所示结构在孔盖打开状态下的B-B向视图；
图7为联动叉的结构示意图；
图8为玻璃支撑柱的安装示意图；
图9为图8中所示结构的C-C向视图；
图10为图8中所示结构玻璃支撑柱破碎时的结构示意图。
具体实施方式
结合图1-10所示的逃生孔盖专用电磁锁，逃生孔盖通常包括孔盖1和孔盖圈2，本发明安装在孔盖1和孔盖圈2上，逃生孔盖还包括本发明解锁后将孔盖1自动弹起的弹开机构。所述弹开机构包括在孔盖1与孔盖圈2之间设置的弹开弹簧3。所述孔盖1闭合到孔盖圈2时，弹开弹簧3被压缩。弹开弹簧3既可以固定在孔盖1上，当然也可以固定在孔盖圈2上。弹开弹簧3的具体设置方式较多，例如：所述孔盖1与孔盖圈2铰接时，弹开弹簧3可以设置在靠近铰接位置处，也可以在孔盖圈2的内壁上设置两个竖向的弹簧安装筒28，所述弹开弹簧3位于弹簧安装筒28内，两弹簧安装筒28以铰接位置与孔盖1中心所在直线对称分布。如果孔盖1直接放置在孔盖圈2上时，最好是将弹开弹簧3在孔盖圈2上均匀设置一圈，当然，这种孔盖1与孔盖圈2相互独立的设置，较为适合一次使用的场所。
本发明包括位于孔盖1内侧的锁杆4和设置在孔盖圈2上的锁孔5，由于常规状态下逃生时需要从内部打开孔盖锁，同时考虑到防盗性能，因此，锁杆4选择设置在孔盖1内侧，如图2-5所示，孔盖1的上方即为外侧，下方为内侧。所述锁杆4的一端与锁孔5相对，另一端与驱动机构相对并设置有吸附板6，图2中位于左侧的锁杆4，其左端与锁孔5相对，则其右端设置吸附板6；位于右侧的锁杆4，其右端与锁孔5相对，则其左端设置吸附板6，锁杆4设置有吸附板6的一端与驱动机构相对。所述锁杆4的中部设置复位组件，所述复位组件包括套设在锁杆4上的第一螺旋弹簧7和套设在第一螺旋弹簧7外的与孔盖1位置固定的导向套8，所述第一螺旋弹簧7与锁杆4固接。所述锁杆4伸入锁孔5内时第一螺旋弹簧7处于自然状态。也就是说在常规情况下，第一螺旋弹簧7处于自然状态，锁杆4插入锁孔5中。而在需要解锁时，驱动机构可驱动锁杆4退出锁孔5。
本发明所述的驱动机构包括电磁驱动组件和手动内开组件，结合图2-5所示，所述手动内开组件包括拉板9、接触斜板10和内开按钮11。所述拉板9的一侧穿过位于吸附板6上的横向的导向孔并设置有勾扯部，另一侧斜向下倾斜构成与接触斜板10相配合的接触部。所述接触斜板10在内开按钮11的驱动下可沿竖向往复移动。也就是说，接触斜板10在内开按钮11的驱动下可向上移动，也可向下移动，向上移动的过程也就是解锁的过程，向下移动的过程也就是复位的过程。在向上移动时，接触斜板10挤压拉板9的接触部，拉板9向远离锁孔5的方向横向移动，并通过勾扯部带动吸附板6，从而带动锁杆4退出锁孔5。最简单的内开按钮11可以就是一根与接触斜板10固接的推杆，向上推动推杆，推杆将接触斜板10上顶，向下拉动推杆将接触斜板10下拉。为了便于安装和操作，同时使内开按钮11具备自动复位功能，更好的做法还可以是所述孔盖1的内侧设置安装板16，所述安装板16通过连杆与孔盖1固定，连杆的结构较为简单，此处不再赘述。所述内开按钮11包括竖向的推杆和固定在推杆下端的按压头，所述推杆的上端穿过安装板16后与接触斜板10固接，所述推杆上套设第二螺旋弹簧18，所述第二螺旋弹簧18位于按压头与安装板16之间。
本发明可安装在地下管廊、地下隧道、公交车顶、动车顶等设备和设施上的逃生孔盖上进行使用，在使用过程中，当遇到紧急情况时，首先被困人员可通过电磁驱动组件驱动锁杆4退出锁孔5，具体是利用电磁驱动组件产生的磁力吸引吸附板6，从而带动锁杆4退出锁孔5，锁杆4退出后弹开机构将孔盖1自动弹起，非常便于使用。而当在火灾、电气故障等特殊情况下，无法通过电磁驱动组件驱动锁杆4时。被困人员也可以通过手动内开组件从内部进行解锁，被困人员只需按压内开按钮11，内开按钮11驱动接触斜板10上移，接触斜板10挤压拉板9的接触部，从而依次带动拉板9、吸附板6、锁杆4动作，使锁杆4退出锁孔5，实现解锁。本发明的吸附板6一方面作为电磁驱动组件的吸附对象，另一方面也与拉板9相配合，使得本发明结构简单、布局精巧，且故障率低、性能稳定。
所述电磁驱动组件可以是带有活动铁芯的电磁开关，活动铁芯与吸附板6连接，电磁组件通电时，活动铁芯移动带动吸附板6动作，从而实现解锁，该方式较为简单，此处不再赘述。为了进一步简化结构，更好的做法是，所述电磁驱动组件包括固定设置在孔盖1内侧的磁芯12，所述磁芯12可以与孔盖1固定，当设置有安装板16时，也可以安装在安装板16上。所述磁芯12与吸附板6相对的一端设置导磁板13，所述磁芯12外绕设电磁线圈14，电磁线圈14通电时，磁芯12将磁力传递至导磁板13，导磁板13吸引吸附板6实现解锁。考虑到防盗需求和避免误启动，一般控制电磁线圈14的开关设置在设备和设施的管理人员处，例如在公交车、动车上，控制电磁线圈14的开关通常设置在驾驶室的操作台上。为了进一步提高拉板9的稳定性，如图2所示，更好的做法是所述导磁板13上也设置有导向孔，所述拉板9分别穿过导磁板13上的导向孔和吸附板6上的导向孔。
本发明所述可以是单锁杆4、单锁孔5。当然为了提高稳定性，更好的做法是，包括两组锁杆4和锁孔5且以孔盖1的中心对称分布，在孔盖1与孔盖圈2铰接时，结合图1和2所示，所述锁杆4和锁孔5以铰接位置和孔盖1中心所在直线对称分布。尤其是，两锁孔5之间的连线同孔盖1与孔盖圈2铰接位置与孔盖1中心的连线垂直且交点位于孔盖1中心时，其稳定性最佳。本发明两锁杆4上对应设置复位组件、吸附板6、手动内开组件和电磁驱动组件。此时，为了简化结构，所述两电磁驱动组件可共用一个磁芯12和电磁线圈14，也就是在磁芯12的两端分别设置导磁板13，一个导磁板13对应一个吸附板6。同样的，如图7所示，还可以是所述两手动内开组件的接触斜板10通过连板17连接构成V形的联动叉15，所述联动叉15通过一个内开按钮11驱动，此时内开按钮11的推杆就与连板17连接。
由于本发明适用于逃生等高危场合，为了进一步提高逃生的几率，实现孔盖1的自启功能，结合图8-10所示，更好的做法还可以是所述锁杆4由靠近锁孔5的锁止段19和远离锁孔5的驱动段20构成。所述锁止段19和驱动段20之间设置自动开启组件。所述自动开启组件包括第一连接盘21和第二连接盘22，所述第一连接盘21和第二连接盘22分别固定在锁止段19和驱动段20相对的端面上。所述第一连接盘21与第二连接盘22之间设置多根空心的玻璃支撑柱23，所述玻璃支撑柱23的一端与第一连接盘21连接，另一端与第二连接盘22连接，玻璃支撑柱23内部填充热膨胀介质24。所述的热膨胀膨胀介质24可以是水银、甲醇、甘油等。所述第二连接盘22朝向第一连接盘21的盘面上设置滑动杆25，所述第一连接盘21上设置与滑动杆25相配合的滑动孔。所述滑动杆25的一端与第二连接盘22固接，另一端穿设在滑动孔内。所述滑动杆25上套设第三螺旋弹簧27，所述第三螺旋弹簧27在玻璃支撑柱23破碎时可驱动第一连接盘21向第二连接盘22靠近。第三螺旋弹簧27的设置方式较多，例如：所述第三螺旋弹簧27套设在第一连接盘21和第二连接盘22之间的滑动杆25上且两端分别与第一连接盘21和第二连接盘22固定连接；也可以是，所述滑动杆25位于滑动孔内的一端延伸超出第一连接盘21，且端部设置抵挡块26，所述第三螺旋弹簧27位于抵挡块26与第一连接盘21之间。当然，采用其他起到相同作用的方式也是可行的。
在遇到火宅时，由于温度升高，玻璃支撑柱23内部的热膨胀介质24体积快速的增大，从而将玻璃支撑柱23撑破，此时第一连接盘21与第二连接盘22之间由于缺少支撑，第一连接盘21在第三螺旋弹簧27的作用下快速向第二连接盘22靠近，从而带动锁杆4的锁止段19退出锁孔5，实现解锁，在于弹开机构相配合，实现了孔盖1的自动快速打开。提高了逃生的几率。为了提高第一连接盘21移动时的稳定性，更好的做法是，所述第二连接盘22上的滑动杆25至少为两根且以第二连接盘22的中心对称分布。如图9所示，滑动杆25的数量为两根。同时，优选所述第一连接盘21与第二连接盘22之间的玻璃支撑柱23的数量为三根且绕第一连接盘21和第二连接盘22的中心均匀分布。这样既能满足第一连接盘21与第二连接盘22之间的支撑强度需求，又具有极强的高温敏感性。
由于在相互挤压和在滑动的过程中易受到磨损，为了进一步提高本发明孔盖1开合的稳定性，更好的做法是所述锁杆4、拉板9和接触斜板10采用耐磨稀土合金材料制成，所述耐磨稀土合金材料的各组分的重量百分比为：碳3％，硅5％，铬3.5％，锆2％，镁1％，钒1.5％，锰2％，镍1％，铯2％，稀土元素3％，余量为铁及熔炼工艺中产生的不可避免的杂质；所述稀土元素为配比为2:1:3的镧、铈和钬。
所述耐磨稀土合金材料按以下步骤加工制成：
a、将铁投入炉中熔化至熔融状态；
b、接着分三个批向炉内投入合金元素进行合金化，第一批：铬、钒、铯；第二批：硅、锰、镧、铈、钬；第三批：其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为40-45分钟，投料后搅拌均匀。
c、检测并调整化学元素成分含量至合格后进行浇铸，成型后进行热处理。
将本发明所述的耐磨稀土材料与申请号为201510409506.2的专利文件公布的对比材料进行性能测试，所得性能指标如下表：
| 摩擦系数 | 抗拉强度 | HB | |
| 本发明 | 0.04 | 1190 | 440 |
| 对比例 | 0.08 | 1210 | 410 |
结合上表可以看出，本发明采用的耐磨稀土合金材料，其性能指标优异。尤其是其摩擦系数大大的低于市面上常规的合金材料，也低于对比例中的合金材料，因此，其耐摩擦性能优异，同时其具有极高的抗拉强度和硬度，不易发生变形。从而使得本发明工作的稳定性极大的提升。
Claims (7)
1.一种高稳定性的专用电磁锁，包括位于孔盖(1)内侧的锁杆(4)和设置在孔盖圈(2)上的锁孔(5)；所述锁杆(4)的一端与锁孔(5)相对，其特征在于：所述锁杆(4)的另一端与驱动机构相对并设置有吸附板(6)；所述锁杆(4)的中部设置复位组件，所述复位组件包括套设在锁杆(4)上的第一螺旋弹簧(7)和套设在第一螺旋弹簧(7)外的与孔盖(1)位置固定的导向套(8)，所述第一螺旋弹簧(7)与锁杆(4)固接；所述锁杆(4)伸入锁孔(5)内时第一螺旋弹簧(7)处于自然状态；
所述驱动机构包括电磁驱动组件和手动内开组件，所述手动内开组件包括拉板(9)、接触斜板(10)和内开按钮(11)；所述拉板(9)的一侧穿过位于吸附板(6)上的横向的导向孔并设置有勾扯部，另一侧斜向下倾斜构成与接触斜板(10)相配合的接触部；所述接触斜板(10)在内开按钮(11)的驱动下可沿竖向往复移动；
所述锁杆(4)由靠近锁孔(5)的锁止段(19)和远离锁孔(5)的驱动段(20)构成；所述锁止段(19)和驱动段(20)之间设置自动开启组件；所述自动开启组件包括第一连接盘(21)和第二连接盘(22)，所述第一连接盘(21)和第二连接盘(22)分别固定在锁止段(19)和驱动段(20)相对的端面上；所述第一连接盘(21)与第二连接盘(22)之间设置多根空心的玻璃支撑柱(23)，所述玻璃支撑柱(23)的一端与第一连接盘(21)连接，另一端与第二连接盘(22)连接，玻璃支撑柱(23)内部填充热膨胀介质(24)；
所述锁杆(4)、拉板(9)和接触斜板(10)采用耐磨稀土合金材料制成，所述耐磨稀土合金材料的各组分的重量百分比为：碳3％，硅5％，铬3.5％，锆2％，镁1％，钒1.5％，锰2％，镍1％，铯2％，稀土元素3％，余量为铁及熔炼工艺中产生的不可避免的杂质；所述稀土元素为配比为2:1:3的镧、铈和钬。
2.根据权利要求1所述的高稳定性的专用电磁锁，其特征在于：所述电磁驱动组件包括固定设置在孔盖(1)内侧的磁芯(12)，所述磁芯(12)与吸附板(6)相对的一端设置导磁板(13)，所述磁芯(12)外绕设电磁线圈(14)；所述导磁板(13)上也设置有导向孔，所述拉板(9)分别穿过导磁板(13)上的导向孔和吸附板(6)上的导向孔。
3.根据权利要求2所述的高稳定性的专用电磁锁，其特征在于：包括两组锁杆(4)和锁孔(5)且以孔盖(1)的中心对称分布，两锁杆(4)上对应设置复位组件、吸附板(6)、手动内开组件和电磁驱动组件；两所述电磁驱动组件共用一个磁芯(12)和电磁线圈(14)；两所述手动内开组件的接触斜板(10)通过连板(17)连接构成V形的联动叉(15)，所述联动叉(15)通过一个内开按钮(11)驱动。
4.根据权利要求3所述的高稳定性的专用电磁锁，其特征在于：所述孔盖(1)的内侧设置安装板(16)，所述安装板(16)通过连杆与孔盖(1)固定；所述内开按钮(11)包括竖向的推杆和固定在推杆下端的按压头，所述推杆的上端穿过安装板(16)后与连板(17)固接，所述推杆上套设第二螺旋弹簧(18)，所述第二螺旋弹簧(18)位于按压头与安装板(16)之间。
5.根据权利要求1所述的高稳定性的专用电磁锁，其特征在于：所述第二连接盘(22)朝向第一连接盘(21)的盘面上设置滑动杆(25)，所述第一连接盘(21)上设置与滑动杆(25)相配合的滑动孔；所述滑动杆(25)的一端与第二连接盘(22)固接，另一端穿设在滑动孔内；所述滑动杆(25)上套设第三螺旋弹簧(27)，所述第三螺旋弹簧(27)在玻璃支撑柱(23)破碎时可驱动第一连接盘(21)向第二连接盘(22)靠近；
所述滑动杆(25)位于滑动孔内的一端延伸超出第一连接盘(21)，且端部设置抵挡块(26)，所述第三螺旋弹簧(27)位于抵挡块(26)与第一连接盘(21)之间。
6.根据权利要求5所述的高稳定性的专用电磁锁，其特征在于：所述第二连接盘(22)上的滑动杆(25)至少为两根且以第二连接盘(22)的中心对称分布。
7.根据权利要求6所述的高稳定性的专用电磁锁，其特征在于：所述第一连接盘(21)与第二连接盘(22)之间的玻璃支撑柱(23)的数量为三根且绕第一连接盘(21)和第二连接盘(22)的中心均匀分布。
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