一种用于消防水泵控制柜的机械式强行启动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于消防水泵控制柜的机械式强行启动装置，包括一个底板，底板的一侧上端安装有一次接线端子，在该侧的下端安装有二次接线端子，在一、二次接线端子之间安装有接触器，在接触器上安装有一个机械臂，机械臂内安装有机械弹簧，机械臂上安装有一个应急机械手柄，机械弹簧处于自由状态，拉动应急机械手柄，通过机械弹簧将动力传递到机械臂上，机械臂上安装有一个可调式助力杆，通过可调式助力杆的向下移动使机械臂压到接触器的主触头上。本实用新型的弹簧长平时为自由状态，机械强启时储能与释放均在推杆推进过程中完成。控制回路+机械储能操作方式，可真正确保电动机的启动无电弧发生的可能，实现真正意义上的安全、可靠地启动。
【专利说明】
一种用于消防水泵控制柜的机械式强行启动装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种强行启动装置，尤其涉及一种用于消防水栗控制柜的机械式强行启动装置。
【背景技术】
[0002]首先对相关技术规范、标准进行解释说明:关于规范6850974-2014强条11.0.12上明确指出:消防水栗控制柜应设置机械应急启栗功能，并应保证控制柜内的控制线路发生故障时由有管理权限的人员在紧急时启动消防水栗，机械应急启动时，应确保消防水栗在报警后5min内正常工作。本条为强制性条文，必须严格执行。压力开关、流量开关等弱电信号和硬拉线是通过继电器来自动启动消防栗的，如果弱电信号因故障或继电器故障不能自动或手动启动消防栗时，应依靠消防栗房设置的机械应急启动装置启动消防栗。当消防栗控制柜内的控制线路发生故障而不能使消防水栗自动启动时，若立即进行排除线路故障的修理会受到人员素质、时间上的限制，所以在消防发生的紧急情况下是不可能发生的。为此本条的规定使得消防水栗只要在供电正常的情况下，无论控制线路如何都能强制启动，以保证火灾扑救的及时性。该机械应急启动装置在操作时必须由被授权的人员来进行，且此时从报警到消防水栗的正常运转的时间不应大于5分钟，这个时间包含了管理人员从控制室至消防栗房的时间，以及水栗从启动到正常工作的时间。
[0003]国外业界关于此强条的说明:
[0004]1、消防水栗机械强启装置的执行参考的国家及相应国际标准
[0005]1)、GB/T 21208-2007/IEC/TS 62091:2003，M0D《低压开关设备和控制设备固定式消防栗驱动器的控制器》
[0006]2)、美国消防协会NFPA 20-2007
[0007]3)、国际电工委员会标准IEC 62091-2007
[0008]2、上述国内及国外的三个标准规定的消防栗控制器的“紧急运行控制”或“应急机械运行控制”，即是对机械应急启栗功能的要求，可作为设计和生产制造消防栗控制柜的依据，现摘录如下:
[0009]2.1国家标准68八21208-2007/IEC/TS 62091:2003，M0D《低压开关设备和控制设备固定式消防栗驱动器的控制器》
[0010]第8.5.1.2条:“控制器的紧急运行控制控制器的紧急运行控制可以由一个机械驱动(例如一个接触器的机械操作)或由一个备用的开关电器(例如接触器、手动开关等)来完成……
[0011 ] 控制器的紧急运行控制应通过以下方式达到A优先级:
[0012]a)应提供紧急运行装置用于电动机非自动起动和连续运行的操作；
[0013]b)紧急运行装置应能闭锁在运行位置，机械锁定不应是自动的，应是操作者可选择的；
[0014]c)手动紧急操动器应设计成只向一个方向移动，即从断开位置到最终的运行位置；
[0015]d)除了运行闭锁位置以外的其它位置，如果操作者释放手动紧急操动器，控制器应能自动返回到断开位置。
[0016]2.2国际电工委员会标准IEC 62091-2007《低压开关设备和控制设备固定式消防栗驱动器的控制器》，下面为摘录并翻译的条文:“8.5.1.2控制器的紧急运行控制控制器的紧急运行控制可以由一个机械驱动(例如一个接触器的机械操作)或由一个冗余的开关装置(例如接触器、手动开关等)来完成。这个冗余的开关装置应该是可机械操作的，以防控制电源失电或其它控制电路器件失效”。
[0017]国标GB/T21208-2007/IEC/TS62091:2003，M0D修改采用IEC/TS 62091:2003标准，和国标相比，我们把“redundant electrical switching device”翻译为:“冗余的开关装置”，国标则为“备用的开关电器”。另外，第二句话是对冗余的开关装置提出的要求，在国标里面没有这句话，其它关于“A优先级” IEC标准和国标是一样的。
[0018]2.3美国消防协会标准NFPA 20-2007《固定式消防栗安装标准》，下面为摘录并翻译的条文:
[0019]10.5.3.2控制器的应急机械运行控制:
[0020]10.5.3.2.1控制器必须装备一个紧急运行手柄或操作杆用于机械地闭合电机电路上的开关机构。
[0021]10.5.3.2.1.1手柄或操作杆应提供电机的非自动的、连续的运行操作，该操作不依赖任何电气控制电路、电磁铁或等效装置，也不依赖压力开关的控制。
[0022]10.5.3.2.1.2这种方法应能手动操作使得手柄或操作杆机械闭锁，或者保持在启动位置。
[0023]10.5.3.2.1.3机械闭锁不应是自动的，应是操作者可选择的。
[0024]10.5.3.2.2手柄或操作杆应设置成只向一个方向移动，即从断开位置到最终的运行位置。
[0025]10.5.3.2.3除了全运行位置外，操作者在任何位置释放手柄或操作杆，电机启动器均应能自动返回到断开位置。”
[0026]根据上述标准理解认为:要实现机械应急启栗，首先，消防栗电动机的主电路需要设置一种可被机械驱动闭合的开关机构(如接触器)或一个冗余的开关装置，这个冗余的开关装置应该是可机械操作的；其次，需要在消防栗控制柜上设置一个紧急运行手柄或操作杆，用以机械地闭合上述开关机构或冗余的开关装置。
[0027]现有技术简介:1、根据国内某公司公开的现有技术来看，仅在旁边柜子(单独有一只强启柜)中加了一组(两组)容量稍大点的断路器，利用断路器的外操机构实现所谓的机械强启功能。2、在另一现有技术中，为了积极响应GB50974-2014中机械应急启动功能，最终研发出0L-ES_QY、0L-ES-JY型机械应急启动装置，设置了应急启栗操作机构，面板上比之前的水栗控制柜多出了一个机械启动开关，由有权限的人员插钥匙操作。通过冗余控制回路的设置，确保主控制回路全面故障的情况下，仍然能够通过备用应急操作机构启栗，启栗时间在5min内。确保全压启动方式和降压启动方式均能满足应急启动的要求。此装置能保证在供电正常的条件下，无论线路如何都能强制启动，不仅积极响应了 GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》中的强条要求，更是保证了火灾扑救的及时性，为我们的消防给水系统在突遇火警时起了双保险的作用。
[0028]但上述现在技术仍存在种种缺陷:现有技术I采用的机械强启仅在旁边柜子(单独有一只强启柜)中加了一组(两组)容量稍大点的断路器，利用断路器的外操机构实现所谓的机械强启功能，其方式用于非星-角启动方式亦有可能，但是遇到星角启动控制回路，其机械强启不可靠能做到两只断路器同时合闸。利用链条式驱动机构不知有无做过类似负载试验，可行度又会有多高？同时本领域技术人员也不清楚作为旁路强启的空气断路器选多大冗余为合适，目前找不到相关的论证。现有技术2中所谓机械强启功能非真正的机械强启，仅是满足了国标6850974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》的第11.0.8条文规定，即:消防水栗、稳压栗应设置就地强制起停栗按钮，并应有保护装置。但此条亦非强条，难以得到业内领域技术人员的认可。
【实用新型内容】
[0029]本实用新型的目的在于提供一种用于消防水栗控制柜的机械式强行启动装置，应急启动基本为全压启动，其启动电流可达到设备额定电流的8?10倍，同时为避免出现电弧现象，闭合或断开回路时触头快速合分，解决现有技术存在的缺憾。
[0030]本实用新型采用如下技术方案实现:
[0031]—种用于消防水栗控制柜的机械式强行启动装置，包括一个底板，所述底板的一侧上端安装有一次接线端子，在该侧的下端安装有二次接线端子，在一、二次接线端子之间安装有接触器，其特征在于，在所述接触器上安装有一个机械臂，所述机械臂内安装有机械弹簧，机械臂上安装有一个应急机械手柄，机械弹簧处于自由状态，拉动应急机械手柄，通过机械弹簧将动力传递到机械臂上，所述机械臂上安装有一个可调式助力杆，通过所述可调式助力杆的向下移动使机械臂直接压到所述接触器的主触头上。
[0032]进一步的，所述底板上安装有一个保护外壳，所述保护外壳上开有滑动槽。
[0033]进一步的，在所述滑动槽上安装有动作权限隔挡器。
[0034]本实用新型的有益技术效果是:1、实现了单靠纯机械来实现的机械强启，能够在控制回路失电或控制系统故障时仅依靠机械就可以使接触器触头在外力作用下快速闭合，完成水栗电动机的启动。启动时间短，可靠性高。该方案实现机械强启利用的还是原控制系统的主接触器，没有增加设备的额外负担，一次主回路无需任何改降低了设备电气故障发生的可能。
[0035]2、该方案使用的弹簧长期处于储能位置，长时间的拉伸或压缩都会导致性能降低，无法保证其释放效果，拟改成平时为自由状态，机械强启时储能与释放均在推杆推进过程中完成，即先储能随即释放所储能量，使接触器快速闭合。
[0036]3、控制回路+机械储能操作方式:即在应急机械手柄推进过程中，机构先行动作限位开关，该限位开关触点即刻导通，从而闭合备用冗余控制回路，如控制回路(直接从主母排上接入)得电，可直接吸合接触器，完成电气启动。如无电源导入，则继续推进的推杆即可实现最终的机械强启功能。此方案可真正确保电动机的启动无电弧发生的可能，实现真正意义上的安全、可靠地启动。
【附图说明】
[0037]图1是本实用新型机械式强行启动装置的内部结构示意图。
[0038I图2是保护外壳的示意图。
[0039]图3是强行启动装置装配保护外壳后的示意图。
[0040]图4是另一视角的机械式强行启动装置内部结构示意图。
[0041]图5是又一视角的机械式强行启动装置内部结构示意图。
[0042]图6是强行启动动作前的示意图。
[0043]图7是强行启动动作后的示意图。
【具体实施方式】
[0044]通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将
【申请人】所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。
[0045]附图标记说明:一次接线端子1.1、、保护外壳1.3、底板1.4、二次接线端子1.5、应急机械手柄1.6、动作权限1.7、机械臂1.8、机械弹簧1.9、机械固定件2.0、限位开关2.1、可调式助力杆2.2
[0046]一次接线端子1.1:为消防控制柜内一次线的预留接线端子，消防机械强启把接触器上的一次线直接跨接到一次接线端子上，使其在使用时可以直接接入相应的消防控制柜内。
[0047]接触器1.2:小电流来控制大电流负载，可以远距离控制，同时可以自锁互锁，防止误动作造成事故，由于是小电流控制，使得保护电路简单可靠。消防机械强启中的接触器利用的还是原控制系统的主接触器，没有增加设备的额外负担，一次主回路无需任何改动，降低了设备电气故障发生的可能。
[0048]保护外壳1.3:防机械强启的外壳端口保护不仅仅是机械保护外壳，也配有接地、屏蔽及等措施。
[0049]底板1.4:装底板为正规的横梁可调式安装。
[0050]二次接线端子1.5: 二次接线端子与一次接线端子无任何原理上的关联;接触器动作越快，电弧对触头的伤害越小，若仅仅靠机械手柄的动作来闭合或断开接触器，会因为动作迟缓而导致触头损伤，虽然这种损伤在火灾情况下是可接受的。但是，为了尽可能减少这种损伤，
【申请人】仍了这样的一个行程开关，机械推杆推进过程中，机构先行动作行程开关，该行程开关触点即刻导通，直接让接触器线圈得电，若此时接触器线圈完好，接触器主触头将以电的方式快速闭合(先于机械的方式)从而完成消防设备的启动。如无电源导入或接触器线圈故障则继续推进的推杆即可实现最终的消防机械强启功能。此方案可真正确保电动机的启动无电弧发生的可能，实现真正意义上的安全、可靠地启动。
[0051]二次接线端子用小电流来控制大电流负载接触器的吸合，消防机械强启把两个接触器的线圈甩到二次接线端子上便于壳体外接线，并把限位开关的开点甩到二次接线端子上;在应急机械手柄的行程过程中会触发限位开关，限位开关动作输出一个无源的开关量信号，当接触器完全吸合时，接触器的辅助触点也会跟随动作输出一个无源的开关量信号，除此之外接触器的线圈也预留到了二次接线端子上，使消防机械强启装置能够适应各种机械设计中。
[0052]应急机械手柄1.6:消防机械强启的机械动力的起始来源。
[0053]动作权限1.7、锁孔1.7.1:动作权限的预留直接电焊到外壳上，使之牢固不脱节，用户可根据自身的设计添加具体的权限器具。
[0054]机械臂1.8、机械弹簧1.9、可调式助力杆2.2:弹簧长期自由状态，不影响弹簧寿命。消防机械强启时储能与释放均在推杆推进过程中完成，即先储能随即释放所储能量，使接触器快速闭合。
[0055]限位开关2.1:应急机械手柄的行程过程中会触发限位开关，限位开关动作输出一个无源的开关量信号，当接触器完全吸合时，接触器的辅助触点也会跟随动作输出一个无源的开关量信号。
[0056]如图1至图7所示的用于消防水栗控制柜的机械式强行启动装置，包括一个底板1.4，底板1.4上安装有一个保护外壳1.3，保护外壳1.3上开有滑动槽，在滑动槽上安装有动作权限隔挡器I.7，底板1.4的一侧上端安装有一次接线端子1.1，在该侧的下端安装有二次接线端子I.5，在一、二次接线端子之间安装有接触器1.2，在接触器1.2上安装有一个机械臂1.8，机械臂1.8内安装有机械弹簧1.9，机械臂1.8上安装有一个应急机械手柄1.6。机械弹簧1.9处于自由状态，拉动应急机械手柄1.6，通过机械弹簧1.9将动力传递到机械臂1.8上，机械臂I.8上安装有一个可调式助力杆2.2，通过可调式助力杆2.2的向下移动使机械臂1.8直接压到接触器1.2的主触头上，使接触器得到快速的机械吸合，消防机械强启使用的机械臂上的助力杆改为可调式助力杆，保证接触在纯机械的作用下能够吸合到位，大大的提高了安全性能，降低了因在纯机械的作用下接触器吸合不到位发生的电弧现象。
[0057]本实施例的关键之处包括:在联动装置中加入了限位开关，在应急机械手柄的行程过程中会触发限位开关，限位开关动作输出一个无源的开关量信号，当接触器完全吸合时，接触器的辅助触点也会跟随动作输出一个无源的开关量信号，初次之外接触器的线圈也预留到了二次接线端子上，使消防机械强启装置能够适应各种机械设计中。
[0058]1、消防机械强启使用的弹簧处于平时为自由状态，机械强启时储能与释放均在推杆推进过程中完成，即先储能随即释放所储能量，使接触器快速闭合，不存在长时间的拉伸或压缩都会导致性能降低。
[0059]2、冗余控制回路+机械储能操作方式:即在应急机械手柄推进过程中，机构先行动作限位开关，该限位开关触点即刻导通，从而闭合备用冗余控制回路，如控制回路(直接从主母排上接入)得电，可直接吸合接触器，完成电气启动。如无电源导入，则继续推进的推杆即可实现最终的机械强启功能。此方案可真正确保电动机的启动无电弧发生的可能，实现真正意义上的安全、可靠地启动。
[0060]3、消防机械强启使用的机械臂改为可调节机械臂，两端改为螺杆调节，保证接触在纯机械的作用下能够吸合到位，大大的提高了安全性能，降低了因在纯机械的作用下接触器吸合不到位发生的电弧现象。
[0061]4、考核接触器主触头性能指标的方法大多是以电磁铁的快速动作为前提的，接触器动作越快，电弧对触头的伤害越小，若紧紧靠机械手柄的动作来闭合或断开接触器，会因为动作迟缓而导致触头损伤，虽然这种损伤在火灾情况下是可接受的。但是，为了尽可能减少这种损伤，我公司设计了这样的一个限位开关，当有权限的操作人员从停止位置向运行位置拉动时，该限位开关首先动作，在控制回路瘫痪的情况下，直接让接触器线圈得电，若此时接触器线圈完好，接触器主触头将以电的方式快速闭合(先于机械的方式)从而完成消防设备的启动，若接触器线圈故障则以机械的方式闭合接触器。
[0062]5、火灾可能几十年难遇，正是因为火灾几率很小，更应该在长期的日常维护、保养过程中采取有效的措施，减少损伤，一旦火灾发生，才能保证应急启动的顺利实施。公司在这方面做出了巨大的努力，最大限度的减少生命与财产的损失。
[0063]本实施例的主要技术参数:
[0064]安装方式:柜内式安装
[0065]输入参数:输入电源AC380V
[0066]输出功率:根据具体消防设备可调
[0067]输出形式:无源开关量
[0068]输出容量:IAAC220V
[0069]操作方式:手动操作/手动操作+电气吸合
[0070]环境温度:-20 Γ?+55 Γ
[0071]环境湿度:相对湿度<95%
[0072]海拔高度:<4500m
[0073]防护等级:IP30
[0074]外形尺寸:根据具体消防设备可调
[0075]本实施例产品的结构特点:1、可机械操作的机械应急强启装置。2、操作杆只向一个方向移动，即从断开位置到最终的运行位置。3、除了运行闭锁位置以外的其它位置，如果操作者释放手动紧急操动器，控制器应能自动返回到断开位置。4、机械弹簧储能启动，储能式快速闭合是机械强启的可靠选择，是电气启动运行过程中设备安全的保障，且弹簧长期自由状态，不影响弹簧寿命。机械强启时储能与释放均在推杆推进过程中完成，即先储能随即释放所储能量，使接触器快速闭合。5、机械强启利用的还是原控制系统的主接触器，没有增加设备的额外负担，一次主回路无需任何改动，降低了设备电气故障发生的可能。6、应急机械手柄推进过程中，机构先行动作限位开关，该限位开关触点即刻导通，从而闭合备用冗余控制回路，如控制回路(直接从主母排上接入)得电，可直接吸合接触器，完成电气启动。如无电源导入，则继续推进的推杆即可实现最终的机械强启功能。此方案可真正确保电动机的启动无电弧发生的可能，实现真正意义上的安全、可靠地启动。
[0076]消防机械应急强启动作流程:当出现火情压力开关、流量开关等弱电信号和硬拉线是通过继电器来自动启动消防栗的，如果弱电信号因故障或继电器故障不能自动或手动启动消防栗时，应依靠消防栗房设置的机械应急启动装置启动消防栗。当消防栗控制柜内的控制线路发生故障而不能使消防水栗自动启动时，若立即进行排除线路故障的修理会受到人员素质、时间上的限制，在消防发生的紧急情况下，在保证生命和财产安全我们的消防设备必须无条件的运行起来，这时候的消防机械强启的必要性才得以充分的体现出来。当这样的情况出现时，有权限的工作人员打开权限锁拉动连杆是接触器吸合消防设备启动，危情缓解。
[0077]当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种用于消防水栗控制柜的机械式强行启动装置，包括一个底板，所述底板的一侧上端安装有一次接线端子，在该侧的下端安装有二次接线端子，在一、二次接线端子之间安装有接触器，其特征在于，在所述接触器上安装有一个机械臂，所述机械臂内安装有机械弹簧，机械臂上安装有一个应急机械手柄，机械弹簧处于自由状态，拉动应急机械手柄，通过机械弹簧将动力传递到机械臂上，所述机械臂上安装有一个可调式助力杆，通过所述可调式助力杆的向下移动使机械臂直接压到所述接触器的主触头上。2.根据权利要求1所述的用于消防水栗控制柜的机械式强行启动装置，其特征在于，所述底板上安装有一个保护外壳，所述保护外壳上开有滑动槽。3.根据权利要求2所述的用于消防水栗控制柜的机械式强行启动装置，其特征在于，在所述滑动槽上安装有动作权限隔挡器。
【文档编号】F04B49/02GK205559233SQ201620372383
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】任胜利, 刘文贵, 任伯俊
【申请人】北京紫光新锐科技发展有限公司