CN117231111A - 一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，属于轨道交通防淹设备技术领域，包括驱动电机、自锁螺杆升降机、闸门、异形导槽、侧面密封胶条和底部密封胶条，驱动电机控制闸门运动，所述闸门的两端分别位于两个异形导槽内，所述异形导槽位于地面标高以上的部分设置有加宽部，所述加宽部的内侧壁上设置有侧面密封胶条，两个所述侧面密封胶条和底部密封胶条组成U字型密封结构，闸门沿所述异形导槽垂直上升至地面标高以上后，向所述加宽部水平移动，闸门的侧面贴于U字型密封结构上。本发明在闸门同步上升到位后，由垂直方向位移自动转为水平方向位移，挤压密封条实现密封，实现了闸门同步上升、自动张开密封装置的功能。

Description

一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置

技术领域

本发明属于轨道交通防淹设备技术领域，特别涉及一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置。

背景技术

目前，全球极端气候问题逐渐频繁发生。对于有水淹和内涝风险的地铁线路、车站应根据《城市内涝风险普查技术规范》(GB/T 39195-2020)进行普查，在风险较大地铁车站出入口设置防洪槽闸。地铁出入口是车站防淹的重点和难点，在运营阶段虽然有天气预警，但为了方便乘客，往往不能提前封堵车站的出入口，险情来临之际，出入口的封堵工作量比较大、封堵措施便捷度不高，极易造成水淹出入口。因此地铁出入口设置防淹门是防止地铁站水淹的有效措施。

目前国内地铁出入口防淹措施主要有以下几种：

1.传统格栅式铝合金水挡。采用轻质的铝合金格栅插入到两侧立柱凹槽内并叠高实现防汛。例如授权公告号CN218150570U的中国实用新型专利公开了一种地铁防淹门，也采用同类水挡设计。该装置结构轻便，但是承载方面不足，在水压及其他外力作用下有垮塌风险，此外密封性能差。地面设置立柱安装孔洞，两侧设置插槽，景观融合性差；全人工安装，日常会占用车站出入口设备存储空间。

2.液压翻板门装置。采用液压翻板门翻转并挤压在门垛上实现密封。液压翻板门非工作时整个门体大面积金属面平铺在出入口，防滑和观感存在不足，且门体翻转后形成的水坑存在人员跌入的安全隐患。液压翻板门系统采用液压缸推动，极寒天气液压系统会失效，同时液压系统需要频繁维护。

3、提拉升降式闸门。采用电动装置将闸门提拉上升。通过电气传感器实现升降的控制。闸门升降到位后，锁定装置采用插销方式进行锁定。该装置的升降、锁定均采用电气类装置终端实现。例如申请公布号为CN114215460A的中国发明专利公开了一种地铁防淹门升降控制系统》，此专利需要在出入口顶部预留较大的承重土建结构梁，同时向上提拉闸门方式，其绳索和升降驱动机构外露，美观性差。

4、隐藏升降式闸门。例如申请公布号为CN111058730A的中国发明专利公开了地铁防淹门及其控制方法，采用了驱动机构、压紧机构、锁定机构来分别实现闸门升降、密封和锁紧三个功能。驱动机构用于驱动门体框架上下运动以实现所述门体的开启和关闭；压紧机构采用了第一驱动件和压紧组件，驱动门体与两侧框架的密封配合；锁定机构采用了第二驱动件和锁定组件，驱动锁定件转动以锁定门体与所述框架的相对位置。此外，其同族专利也对其原理作了详细描述，例如授权公告号CN211397265U的中国实用新型专利公开了压紧机构及地铁防淹门，描述了当门体完成开启动作后，压紧机构动作挤压门体与框架之间的密封件实现密封。此外授权公告号CN211598115U的中国实用新型专利公开了锁定机构及地铁防淹门，描述了闸门门体打开后驱动装置驱动锁定组件，锁定组件采用一组凸轮锁定门体与框架，靠凸轮的摩擦力克服重力。该装置的三个功能采用不同的驱动装置及执行机构，且执行先后顺序需要靠电气控制，构成的零部件多，机构复杂，容易失效，可靠性差，不利于运营日常维护。该装置在济南2号线出入口有实际应用，采用的液压站为动力源，驱动终端为多套不同的液压缸。系统采用的大量控制阀、液压管、溢流阀等液压元器件，占空间，精度需求高，对环境温度要求也高，非常容易失效，不适用于极寒天气以及需设备动作次数极少的几十年不遇的防灾场合。此外液压系统控制靠PLC等电气伺服控制，一旦电气控制系统故障，闸门升降(包括同步性)、锁紧和压紧等动作将紊乱，产生严重的机械干涉。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种地铁出入口闸门的升降且带有自动张开密封装置，在闸门进行垂直位移动作同步上升到位后，垂直位移不发生变化，垂直位移驱动力自动转换为水平位移驱动力，门体水平位移后挤压密封条实现按压密封，实现了闸门上升和自动密封功能的一体化设计。

本发明采用的技术方案是：一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，包括驱动电机、自锁螺杆升降机、空心主轴、转臂、闸门、异形导槽、侧面密封胶条和底部密封胶条，驱动电机与减速器连接，所述减速器与同步轴连接，所述同步轴同时与手摇装置、两套自锁螺杆升降机连接，所述自锁螺杆升降机的螺杆套法兰上固定有主轴法兰，所述主轴法兰与空心主轴的下端连接，闸门的两端分别通过转臂各与一个所述空心主轴连接，所述闸门的两端分别位于两个异形导槽内，所述异形导槽内设置有T型导轨，所述空心主轴上的T型导靴与所述T型导轨滑动连接，所述异形导槽竖向设置，其位于地面标高以上的部分设置有加宽部，所述加宽部的内侧壁上设置有侧面密封胶条，两个所述侧面密封胶条和底部密封胶条组成U字型密封结构，所述底部密封胶条设置在地铁出入口地板结构侧面，所述闸门沿所述异形导槽垂直上升至地面标高以上后，向所述加宽部水平移动，所述闸门的侧面贴于所述U字型密封结构上。

进一步的，所述同步轴分为两段，中间设置联轴器，每段所述同步轴与一套所述自锁螺杆升降机连接。

进一步的，所述闸门的顶部、侧面和底部均设置有滚轮。

进一步的，所述闸门的数量为两个，分别为外闸门和内闸门，所述空心主轴位于所述外闸门、内闸门之间，所述转臂的一端设置有轴承B，中部设置有轴承A，另一端设置有滑销，所述轴承A与所述空心主轴上的转轴连接，其中一个所述转臂上的轴承B通过销轴与所述外闸门上的铰接底座连接，该所述转臂上的滑销与所述内闸门上的滑槽连接，另一个所述转臂上的轴承B通过销轴与所述内闸门上的铰接底座连接，该所述转臂上的滑销与所述外闸门上的滑槽连接。

进一步的，每个所述空心主轴通过两组所述转臂与所述外闸门、内闸门连接，每组所述转臂包括两个所述转臂。

进一步的，所述转轴与所述T型导靴连接。

进一步的，所述外闸门上固定有装饰板，所述装饰板上设有装饰板滑槽，所述内闸门顶部的内闸门凸耳与所述装饰板滑槽滑动连接。

进一步的，所述闸门的数量为一个，所述转臂的一端设置有轴承A，所述轴承A与所述空心主轴上的转轴连接，所述转臂的另一端设置有轴承B，所述轴承B与通过销轴与所述闸门上的铰接底座连接。

进一步的，所述转轴与所述T型导靴连接。

进一步的，所述闸门的顶部固定有装饰板。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1.本发明的闸门升降和密封，只有一个动力源和一套驱动机构，即由一台驱动电机驱动，通过自锁螺杆升降机向上的单一力源，便能实现闸门的升降和密封两种功能，全部采用机械结构，可免维护，简单可靠，减少故障发生。

2.本发明实现了闸门在垂直位移动上升到位后，闸门门体顶在异形导槽顶部上保持高度不变，然后垂直位移驱动力自动转换为水平位移驱动力。门体水平移动，到位后正面挤压密封条实现密封，按顺序逐一实现了闸门上升和密封两种功能。

3.本发明实现了闸门两侧的同步上升，通过同步轴，使左右两套螺杆升降机实时保持机械同步，无需电气类额外控制便可实现可靠同步。

4.本发明的密封方式稳定可靠，闸门上升的力转化为水平向外挤压力，实现闸门外表面与密封胶条正向的挤压密封，密封胶条只受一个方向的正向挤压力，且挤压力足够克服洪水冲击。该种方式对密封胶条的材料和工艺要求低，相对滑动摩擦密封方式，密封挤压力可以较大，密封严实，无需考虑密封胶条因摩擦力而导致磨损甚至及挤脱落的问题。

5.本发明采用了自锁螺杆升降机作为升降装置，选用的螺旋升角小于摩擦角以实现自锁。当闸门到位后螺杆不转时，与螺杆配合的螺杆套法兰自锁在螺杆上，保持闸门的高度不下降，无需额外的闸门到位锁止装置，如锁止插销等，减少了额外的驱动及锁止装置，可靠性高；且螺杆升降机采用油脂润滑，维护简单。

6.本发明采用了分体式闸门，内、外闸门可折叠或展开。平时不用时，下降并折叠到地面以下，节约闸门的安装空间、减少对外观的破坏；在内、外闸门展开时能受力均匀，且内外侧均能实现密封，使驱动装置与外侧洪水进行隔离。

7、本发明控制方式简单，只对电机进行常规控制，包括正转、反转、停止3种功能，无复杂的控制逻辑，简单安全可靠，维修方便。

8、本发明除驱动电机外，全部采用纯机械机构，维护量低、安全性可靠性高。同时设置了应急手摇装置，在洪水等灾害情况下，尤其是发生了断电及电机故障等，可手动操作实现闸门同步上升和自密封，确保人民群众人身和财产的安全。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例的图1的A-A剖面图；

图3为本发明实施例的图1的B-B剖面图；

图4为本发明实施例1的闸门上升至地面标高以上的示意图；

图5为本发明实施例1的闸门展开状态的示意图；

图6为本发明实施例2的闸门上升过程的示意图；

图7为本发明实施例2的闸门展开状态的示意图。

图中：1-框架底座，2-驱动电机，3-减速器，4-同步轴，5-轴承座，6-联轴器，7-手摇装置，8-螺杆，9-螺杆套法兰，10-空心主轴，11-主轴法兰，12-转臂，13-轴承A，14-转轴，15-轴承B，16-销轴，17-铰接底座，18-滑销，19-滑槽，20-外闸门，21-内闸门，22-滚轮，23-异形导槽，24-T型导轨，25-T型导靴，26-侧面密封胶条，27-底部密封胶条，28-装饰板，29-装饰板滑槽，30-内闸门凸耳，31-地铁出入口地板结构。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

实施例1

本发明的实施例提供了一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，如图1-图5所示，其包括驱动电机2、自锁螺杆升降机、空心主轴10、转臂12、闸门、异形导槽23、侧面密封胶条26和底部密封胶条27。驱动电机2与减速器3连接，所述减速器3与同步轴4连接，所述同步轴4同时与手摇装置7、两套自锁螺杆升降机连接。为保证所述同步轴4的径向偏差，所述同步轴4分为两段，中间设置联轴器6，每段所述同步轴4与一套所述自锁螺杆升降机连接。所述驱动电机2、减速器3、自锁螺杆升降机固定于框架底座1上，所述同步轴4通过轴承座5固定于框架底座1上。

所述自锁螺杆升降机主要包括螺杆套法兰9和螺杆8，螺杆套法兰9和螺杆8为丝杆机械配合。所述同步轴4转动时，带动螺杆8转动。当螺杆8转动时，螺杆套法兰9上升或下降，当螺杆8不转动时，螺杆套法兰9将自锁而不会下降。所述自锁螺杆升降机的螺杆套法兰9上固定有主轴法兰11，所述主轴法兰11与空心主轴10的下端连接，所述空心主轴10套在所述螺杆8上。

所述闸门的数量为两个，分别为外闸门20和内闸门21。所述空心主轴10位于所述外闸门20、内闸门21之间。闸门的两端分别通过转臂12各与一个所述空心主轴10连接。每个所述空心主轴10通过两组所述转臂12与所述外闸门20、内闸门21连接，每组所述转臂12包括两个所述转臂12。所述转臂12的一端设置有轴承B15，中部设有轴承A13，另一端设置有滑销18。每组所述转臂12中一个所述转臂12上的轴承B15通过销轴16与所述外闸门20上的铰接底座17连接，该所述转臂12上的滑销18与所述内闸门21上的滑槽19连接；另一个所述转臂12上的轴承B15通过销轴16与所述内闸门21上的铰接底座17连接，该所述转臂12上的滑销18与所述外闸门20上的滑槽19连接；所述轴承A13均与所述空心主轴10上的转轴14连接。两个对称的转臂12设计，可使内闸门21、外闸门20平行于空心主轴10向外或向内同步折叠。

所述闸门的两端分别位于两个异形导槽23内，两个所述异形导槽23在地铁出入口关于出入口中心左右对称布置。所述异形导槽23内设置有T型导轨24，所述T型导轨24与T型导靴25滑动连接，所述T型导靴25与所述转轴14连接。所述异形导槽23竖向设置，其位于地面标高以上的部分设置有加宽部，即所述异形导槽23地面标高以上的宽度比地面标高以下宽度大。所述异形导槽23地面标高以下部分的宽度与外闸门20和内闸门21折叠状态的宽度匹配，所述异形导槽23地面标高以上部分的宽度与外闸门20和内闸门21展开状态的宽度匹配。所述加宽部的内侧壁上设置有侧面密封胶条26，地铁出入口地板结构31侧面设置有底部密封胶条27，所述底部密封胶条27和两个所述侧面密封胶条26组成U字型密封结构。所述闸门在所述异形导槽23内垂直上升至地面标高以上后，向所述加宽部水平移动，所述闸门的侧面贴于所述U字型密封结构上，形成密封，防止渗水。

装饰板28固定于所述外闸门20上，所述装饰板28上设有装饰板滑槽29，所述内闸门21顶部的内闸门凸耳30与所述装饰板滑槽29滑动连接。使得在内闸门21、外闸门20同步折叠的时候，装饰板28可以一直在内闸门21顶部保持水平滑动。

所述闸门的顶部、侧面和底部均设置有滚轮22，用以降低闸门和异形导槽23间的滑动摩擦力。

本实施例直接应用于轨道交通车站出入口防淹门系统，当启动驱动电机2，减速器3带动同步轴4旋转，同步轴4驱动左右对称的两套自锁螺杆升降机实现螺杆8同步旋转，进而驱动两个螺杆套法兰9实现垂直同步升降，实现两个空心主轴10垂直方向上升降同步。与此同时，与空心主轴10相连的T型导靴25在T型导轨24上滑动，起到水平方向导向作用。

当驱动电机2正转驱动空心主轴10开始上升时，内闸门21和外闸门20受到的重力作用，可分解为垂直于异形导槽23的水平力和沿着转臂12长度方向的作用力。滚轮22可降低内闸门21、外闸门20与异形导槽23的摩擦力。此时，内闸门21和外闸门20属于折叠状态。

随着空心主轴10的上升，内闸门21和外闸门20完全进入异形导槽23的地面标高以上的部分。受重力作用，内闸门21、外闸门20分别向两侧同步展开。随着空心主轴10继续上升，内闸门21、外闸门20的顶部的滚轮22压住异形导槽23顶部，反作用力和闸门自身的重力合力将内闸门21、外闸门20分别向两侧展开。外闸门20压在侧面密封胶条26和底部密封胶条27上，形成U型密封，如图5所示。同时，内闸门凸耳30和装饰板滑槽29，使得装饰板28在内闸门21、外闸门20展开时能够保持水平滑动。

当驱动电机2反转驱动空心主轴10下降时，内闸门21和外闸门20的底部的滚轮22与异形导槽23加宽部的底面接触，该底面分别给内闸门21和外闸门20向上的作用力。随着空心主轴10向下的拉力作用，内闸门21和外闸门20会同步向内折叠运动。与此同时，内闸门凸耳30和装饰板滑槽29，使得装饰板28在内闸门21、外闸门20向内折叠时能够保持水平滑动。接着空心主轴10继续下降至最低位，装饰板28也刚好进入地铁出入口地板结构31的凹槽内，装饰板28与出入口地面平齐，很好地把整个防淹门隐藏起来以实现美观的效果。

同步轴4末端设置的手摇装置7，可以实现断电及电气故障等情况下的手动操作，实现内闸门21和外闸门20的同步上升和自密封。

实施例2

本发明的实施例提供了一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，如图6和图7所示，简化了实施例1的技术方案，所述闸门的数量为一个，只保留了外闸门20。相应的，也简化了转臂12和装饰板28处的结构。具体为：将每组中所述转臂12的数量改为一个，并缩短了转臂12的长度。所述转臂12的一端设有轴承A13，所述轴承A13与所述空心主轴10上的转轴14连接，所述转臂12的另一端设有轴承B15，所述轴承B15与通过销轴16与所述外闸门20上的铰接底座17连接。装饰板28固定在外闸门20的顶部，取消了装饰板28上的装饰板滑槽29。本实施例的工作原理与实施例1相同。

以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：包括驱动电机、自锁螺杆升降机、空心主轴、转臂、闸门、异形导槽、侧面密封胶条和底部密封胶条，驱动电机与减速器连接，所述减速器与同步轴连接，所述同步轴同时与手摇装置、两套自锁螺杆升降机连接，所述自锁螺杆升降机的螺杆套法兰上固定有主轴法兰，所述主轴法兰与空心主轴的下端连接，闸门的两端分别通过转臂各与一个所述空心主轴连接，所述闸门的两端分别位于两个异形导槽内，所述异形导槽内设置有T型导轨，所述空心主轴上的T型导靴与所述T型导轨滑动连接，所述异形导槽竖向设置，其位于地面标高以上的部分设置有加宽部，所述加宽部的内侧壁上设置有侧面密封胶条，两个所述侧面密封胶条和底部密封胶条组成U字型密封结构，所述底部密封胶条设置在地铁出入口地板结构侧面，所述闸门沿所述异形导槽垂直上升至地面标高以上后，向所述加宽部水平移动，所述闸门的侧面贴于所述U字型密封结构上。

2.如权利要求1所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述同步轴分为两段，中间设置联轴器，每段所述同步轴与一套所述自锁螺杆升降机连接。

3.如权利要求1所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述闸门的顶部、侧面和底部均设置有滚轮。

4.如权利要求1、2或3所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述闸门的数量为两个，分别为外闸门和内闸门，所述空心主轴位于所述外闸门、内闸门之间，所述转臂的一端设置有轴承B，中部设置有轴承A，另一端设置有滑销，所述轴承A与所述空心主轴上的转轴连接，其中一个所述转臂上的轴承B通过销轴与所述外闸门上的铰接底座连接，该所述转臂上的滑销与所述内闸门上的滑槽连接，另一个所述转臂上的轴承B通过销轴与所述内闸门上的铰接底座连接，该所述转臂上的滑销与所述外闸门上的滑槽连接。

5.如权利要求4所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：每个所述空心主轴通过两组所述转臂与所述外闸门、内闸门连接，每组所述转臂包括两个所述转臂。

6.如权利要求4所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述转轴与所述T型导靴连接。

7.如权利要求4所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述外闸门上固定有装饰板，所述装饰板上设有装饰板滑槽，所述内闸门顶部的内闸门凸耳与所述装饰板滑槽滑动连接。

8.如权利要求1、2或3所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述闸门的数量为一个，所述转臂的一端设置有轴承A，所述轴承A与所述空心主轴上的转轴连接，所述转臂的另一端设置有轴承B，所述轴承B与通过销轴与所述闸门上的铰接底座连接。

9.如权利要求8所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述转轴与所述T型导靴连接。

10.如权利要求8所述的一种地铁出入口闸门的升降且自动张开密封装置，其特征在于：所述闸门的顶部固定有装饰板。