CN201933942U - 一种排风柜用的提拉窗自闭机械结构 - Google Patents

Abstract

一种排风柜用的提拉窗自闭机械结构，通过与驱动电机轴连的齿轮以及相互啮合的齿轮组与悬挂配重块的滑轮相互啮合，能够使得排风柜的提拉窗兼具两种驱动方式：人力牵拉驱动与电机驱动共存；配合利用红外线感应开关，可以实现无人情况下的排风柜提拉窗自闭功能，同时能够接受瞬间实施的、反向的、以瞬间打开排风柜提拉窗为目的的人为牵拉驱动行为。

Description

一种排风柜用的提拉窗自闭机械结构

技术领域

本实用新型涉及排风柜用的变风量自控技术领域，尤其是能够解决排风柜提拉窗在无人使用情况下的自动关闭问题并同时兼容人力牵拉与电机驱动共存的机械传动结构问题。

背景技术

化学实验中常用的排风柜，通常采用了配重结构，即通过钢索与滑轮组的组合形式，建立提拉窗与配重块之间的重力平衡，并采用人力牵拉排风柜的提拉窗方式，达到改变提拉窗的开度的目的。

因为节能的需要，通常希望在保持排风柜面风速的基础上，尽量降低排风柜的提拉窗开度，以达到减少实际排风量的目的。

如果排风柜的使用人员在离开排风柜前，忘记用人力牵拉排风柜提拉窗的方式来降低排风柜提拉窗的开度，则排风柜的实际排风量，将因为提拉窗的开度未能及时降低而无法实现减小的目的。这在采用了变风量自控技术的排风系统中，问题尤为明显。

因此，为达到尽量有效的节能目的，就需要在排风柜的使用人员离开以后，通过感应设备，侦测到排风柜的使用人员已经离开的情形，然后通过电机驱动的方式，使得排风柜的提拉窗在无人操作排风柜的情况下，自动降低开度(这里简称自闭)。

自动降低排风柜的提拉窗开度的方式有许多种，如何建立一个简洁的传动机械结构，尽量少的采用驱动与传动部件，以便实现低成本的排风柜提拉窗自闭目的，并且能够使得这个简洁的传动机械结构，同时兼容两种驱动方式来改变排风柜提拉窗的开度状况，即一种是人力牵拉排风柜提拉窗的驱动方式，另外一种是电机驱动的方式。

更加关键的技术问题是：需要在上述两种驱动方式之间，建立相互兼容并存的机电一体化的自闭机械结构，尤其是在电机驱动降低排风柜提拉窗的开度以后或者过程中，能够接受瞬间实施的、反向的、以瞬间打开排风柜提拉窗为目的的人为牵拉动作。

发明内容

为了解决上述的能够相互兼容并存的机电一体化的自闭机械结构问题，尤其是在电机驱动降低排风柜提拉窗的开度以后或者过程中，能够容忍瞬间实施的、反向的、以瞬间打开排风柜提拉窗为目的的、人为牵拉动作的机械结构，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这样的：

建立一种排风柜用的提拉窗自闭机械结构，由悬挂配重块(A)的滑轮(C和F)、配重悬索(B)、传动齿轮(E和D)、驱动电机(H)、与驱动电机(H)轴连的主动齿轮(K)、支撑齿轮的支架(G)、共同组合而成。

上述的自闭机械结构，其特征是悬挂配重块(A)的两个滑轮(C和F)，在配重悬索(B)的单侧或者双侧，有齿轮结构，该齿轮结构与相邻的齿轮(E)和(D)或者(E)和(K)啮合。

上述的自闭机械结构，其特征还在于除了上述两个悬挂配重块(A)的滑轮(C和F)以外，传递主动齿轮(K)旋转动力的传动齿轮总数(不含主动齿轮)，可以为偶数，也可以是奇数；偶数的时候，主动齿轮(K)，一定与单个相邻的被动齿轮相接触(如图4表述结构)；而奇数时，主动齿轮(K)，一定与两个相邻的被动齿轮(比如C和E)同时相接触(如图2表述结构)；

上述的自闭机械结构，其特征还在于主动齿轮(K)与驱动电机(H)同轴相连；

上述的自闭机械结构，其特征还在于电机(H)在断电的非工作状态，不保持扭矩；

上述的自闭机械结构，其特征还在于齿轮材料，可以是塑料的，也可以是金属的，或者塑料与金属复合的材料；

采用了上述的机械结构以后，排风柜的提拉窗就有可能同时具备两种驱动模式：一个是纯人力牵拉驱动模式，另外一个就是电机驱动模式。

两个驱动模式之间的切换，是用一个常用红外感应开关来实现的：

当排风柜的使用人员处在工作位置上时，可以通过红外感应开关，侦测到人员在位状况，并据此切断驱动电机(H)的供电回路，保持纯人力牵拉驱动模式。

当排风柜的使用人员离开以后，可以通过红外感应开关，侦测到人员离开状况，并据此接通(或者据此利用延时开关，延时接通)驱动电机(H)的供电回路；在驱动电机(H)得到供电后，就进入了电机驱动模式。

在电机驱动模式情况下，驱动电机(H)开始向一个能够导致配重块(A)高度提升的方向转动，驱动电机(H)的旋转扭矩，通过直接轴连的主动齿轮(K)，传递给与主动齿轮(K)啮合的被动齿轮，比如图2中的滑轮(C)和齿轮(E)；然后再由被动齿轮，比如(E)，传递给悬挂配重块(A)的另外一个滑轮(F)。

当悬挂配重块(A)的两个滑轮(C)和(F)都在驱动电机(H)的驱动下，发生同步旋转的情况下，并且在配重块(A)已经与提拉窗之间通过钢索(B)与滑轮组建立了重力平衡的基础上，配重块(A)将通过钢索(B)的引导，在滑轮(C)和(F)的旋转扭矩牵引下，提升水平高度，同时排风柜的提拉窗开度降低，实现排风柜提拉窗自闭功能。

当排风柜的使用人员，由于实验工作的需要，希望立即停止排风柜的提拉窗自闭过程，或者甚至希望立即打开排风柜的提拉窗时，该排风柜的使用人员，按照常规的人力牵拉驱动方式使用习惯，必定需要接近该排风柜，采用常规的方式，实施人力牵拉排风柜的提拉窗动作。

该排风柜的使用人员，在接近该排风柜，并计划采用人力牵拉方式改变排风柜的提拉窗开度状况的时候，实际上其接近排风柜的行为是需要一个时间的，比如0.1～0.3秒，在这个时间段里，启动驱动电机(H)的红外感应开关，总能够在更加短的时间里，比如0.01～0.03秒内，感应到人员闯入状况，并根据这个红外感应结果，提前/瞬时切断驱动电机(H)的工作电源，驱动电机驱动模式立即被终止。

当驱动电机的供电被切断了以后，由于驱动电机(H)不再保持扭矩，为此排风柜的提拉窗可以在瞬间转换为纯人力牵拉驱动状态，无论是排风柜的使用人员希望提升或者降低排风柜提拉窗的开度，都将不受到驱动电机的扭矩阻碍，并且不会对驱动电机(H)产生任何的瞬间反向旋转引起的机械结构损害。

本实用新型的有益效果是，排风柜的提拉窗能够同时接受两种驱动形式(人力牵拉/电机驱动)来调节开度，并能够容忍在电机驱动排风柜提拉窗自闭的过程中，接受人为闯入的突然反向牵拉(开启排风柜提拉窗)行为；同时也是一个结构简洁的低成本、机电一体化的自闭机械结构。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的排风柜用的提拉窗自闭机械结构总装图。

图2是本实用新型的排风柜用的提拉窗自闭机械结构的局部分解图。

图3是本实用新型的排风柜用的提拉窗自闭机械结构的滑轮及齿轮结构的局部剖视图。

图4是本实用新型的排风柜用的提拉窗自闭机械结构的传动齿轮数量为偶数情况的齿轮传动结构分解图。

上述各图中，标注说明如下：

(A)：排风柜提拉窗的配重块； (B)：悬挂排风柜配重块的钢索；

(C)和(F)：悬挂配重块的滑轮；(E)和(D)：传动齿轮；

(H)：驱动电机；             (K)：与驱动电机轴连的主动齿轮；

(G)：支撑齿轮的支架；

具体实施方式

实施例1

在图1所示实施例中，传动齿轮的数量为1，是奇数，主动齿轮(K)与驱动电机(H)轴连，当红外感应开关侦测到排风柜的使用人员已经离开后，立即或者通过延时电路实现的延时向驱动电机(H)供电，启动驱动电机(H)获得供电后开始工作，整个提拉窗自闭机械结构处于电机驱动状态。

驱动电机(H)通过轴连，驱动主动齿轮(K)开始顺时针方向旋转，由于悬挂配重块(A)的滑轮(C)与主动齿轮(K)啮合，为此，滑轮(C)将发生逆时针方向的旋转；同时，由于被动齿轮(E)同时与主动齿轮(K)和悬挂配重块(A)的滑轮(F)啮合，所以主动齿轮(K)的顺时针转动，将导致滑轮(F)顺时针旋转。

滑轮(C)和(F)分别在驱动电机(H)的扭矩作用下，发生了逆时针与顺时针方向的同步旋转，将通过钢索(B)牵引配重块(A)发生上行位移，其对应的结果就是排风柜的提拉窗下行自闭。

当红外感应开关侦测到排风柜的使用人员突然闯入感应区域，接近排风柜时，红外线感应开关立即切断驱动电机(H)的供电回路，驱动电机(H)立即失电后丧失扭矩。

在驱动电机(H)丧失扭矩的情况下，整个提拉窗自闭机械结构处于纯人力牵拉驱动状态。

排风柜的使用人员可以通过人力牵拉的方式，任意改变排风柜的提拉窗开度。

只要排风柜的使用人员仍然逗留在排风柜附近，表明这个使用人员仍然在使用排风柜，所以整个提拉窗自闭机械结构始终处于人力牵拉驱动状态；驱动电机不进入工作状态，直到使用排风柜的人员离开排风柜，被红外线感应开关侦测到离开状态后，重新进入电机驱动状态。

本实施例中的全部齿轮与滑轮，都采用耐磨的工程塑料做成。

实施例2

在图4所示的另一个实施例中，传动齿轮的数量为2，是偶数，主动齿轮(K)与驱动电机(H)轴连，当红外感应开关侦测到排风柜的使用人员已经离开后，立即或者通过延时开关实现的延时供电，启动驱动电机(H)获得供电后开始工作，整个提拉窗自闭机械结构处于电机驱动状态。

驱动电机(H)通过轴连，驱动主动齿轮(K)开始顺时针方向旋转，由于悬挂配重块(A)的滑轮(C)通过被动齿轮(D)和齿轮(E)与主动齿轮(K)间接啮合，为此，滑轮(C)将发生逆时针方向的旋转；同时，由于被动齿轮(E)还与悬挂配重块(A)的滑轮(F)啮合，所以主动齿轮(K)的顺时针转动，将导致滑轮(F)顺时针旋转。

滑轮(C)和(F)分别在驱动电机(H)的扭矩作用下，发生了逆时针与顺时针方向的同步旋转，将通过钢索(B)牵引配重块(A)发生上行位移，其对应的结果就是排风柜的提拉窗下行自闭。

当红外感应开关侦测到排风柜的使用人员突然闯入感应区域，接近排风柜时，红外线感应开关立即切断驱动电机(H)的供电回路，驱动电机(H)立即失电后丧失扭矩。

在驱动电机(H)丧失扭矩的情况下，整个提拉窗自闭机械结构处于纯人力牵拉驱动状态。

排风柜的使用人员可以通过人力牵拉的方式，任意改变排风柜的提拉窗的开度。

只要排风柜的使用人员仍然逗留在排风柜附近，表明这个使用人员仍然在使用排风柜，所以整个提拉窗自闭机械结构始终处于人力牵拉驱动状态；驱动电机不进入工作状态，直到使用排风柜的人员离开排风柜，被红外线感应开关侦测到离开状态后，重新进入电机驱动状态。

本实施例中的全部齿轮与滑轮，都采用金属做成。

Claims (8)

1.一种排风柜用的提拉窗自闭机械结构，其特征是由悬挂配重块(A)的滑轮(C)和(F)、配重悬索(B)、传动齿轮(E)和(D)、驱动电机(H)、与驱动电机(H)轴连的主动齿轮(K)、支撑齿轮的支架(G)、共同组合而成。

2.如权利要求1所述的提拉窗自闭机械结构，其特征是悬挂配重块(A)的两个滑轮(C)和(F)，在配重悬索(B)的单侧或者双侧，有齿轮结构，该齿轮结构与相邻的齿轮(E)和(D)或者(E)和(K)啮合。

3.如权利要求1所述的提拉窗自闭机械结构，其特征还在于除了上述两个悬挂配重块(A)的滑轮(C)和(F)以外，不含主动齿轮(K)时，传递主动齿轮(K)旋转动力的传动齿轮总数为偶数；主动齿轮(K)一定与单个相邻的传递齿轮相接触。

4.如权利要求1所述的提拉窗自闭机械结构，其特征还在于除了上述两个悬挂配重块(A)的滑轮(C)和(F)以外，不含主动齿轮(K)时，传递主动齿轮(K)旋转动力的传动齿轮总数为奇数；主动齿轮(K)一定与两个相邻的传递齿轮同时相接触。

5.如权利要求1所述的提拉窗自闭机械结构，其特征还在于主动齿轮(K)与驱动电机(H)同轴刚性相连。

6.如权利要求1所述的提拉窗自闭机械结构，其特征还在于电机(H)在非工作状态，不保持扭矩。

7.如权利要求1所述的提拉窗自闭机械结构，其特征还在于齿轮材料是塑料。

8.如权利要求1所述的提拉窗自闭机械结构，其特征还在于齿轮材料是金属。 

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