防火风阀电动执行器的制作方法

本专利涉及安装于船舶和高层建筑通风系统的防火风阀上，用于手动或电动打开防火风阀，和温控自动或失电自动或远距离手动或远距离电动快速关闭防火风阀的电动执行机构。

背景技术：

中国专利zl200620106001.5和zl201020105713.1,公开了“远距离排烟阀执行机构”，虽也提供了一种远距离操作的执行机构，但不能满足船舶通风系统中防火风阀要求；

目前，市场上大都采用瑞士belimo公司的产品，但该产品存在关闭时间长（～16-20s），手动操作时需通过梯子到达风阀旁，才能将手动操作手柄插入扳动孔内，进行开启操作，操作困难、速度慢、使用不方便。

技术实现要素：

本专利的目的是提供一种可靠性强，动作快，可以自动关闭、就地和远程手动或电动开闭，操作方便，力矩可调的防火风阀电动执行器。

本专利所述的防火风阀电动执行器，包括底板组件、主轴组件、锁定组件、驱动组件、电磁铁、手动拉索；

底板组件包括底板、轴承、固定在底板上的轴承座、第一销轴、第二销轴、第三销轴；轴承安装于轴承座内；

主轴组件包括锁定盘、主轴、簧盒、蜗卷弹簧、棘轮、棘爪；固定有锁定盘的主轴安装于轴承上，锁定盘圆周边开有一凹槽；位于簧盒内的蜗卷弹簧的外圈固定在簧盒上，蜗卷弹簧的内圈固定在主轴上，棘轮固定于簧盒上，主轴穿过簧盒及棘轮；与棘轮配合的棘爪摆动设置在第一销轴上；在棘爪与第一销轴之间设置有第一弹簧，该第一弹簧使得棘爪与棘轮上的棘齿保持接触；转动棘轮，簧盒随之转动，可调节蜗卷弹簧的预紧力，输出扭矩亦随之改变；

锁定组件包括锁舌、挂钩；锁舌摆动设置在第二销轴上，锁紧轮安装于锁舌上，在锁舌与第二销轴之间设置有第二弹簧，该第二弹簧使得锁舌绕第二销轴摆动、锁紧轮与锁定盘的周边保持接触；当克服蜗卷弹簧的弹力转动主轴，使得该防火风阀电动执行器处于打开状态，锁紧轮落入到锁定盘上的凹槽内；挂钩摆动设置在第三销轴上，在挂钩与第三销轴之间设置有第三弹簧，该第三弹簧在常态时使得挂钩一端在锁紧轮落入凹槽内时钩住锁舌自由端，阻止锁定盘和主轴在蜗卷弹簧的作用下转动；

驱动组件用于克服蜗卷弹簧的弹力带动主轴转动，使得该防火风阀电动执行器处于打开状态；

设置在底板上电磁铁中的衔铁通过拉杆连接挂钩一端；电磁铁与控制电路相连；当通过控制电路使得电磁铁得电时，衔铁动作，通过拉杆带动挂钩克服第三弹簧的弹力摆动，锁舌自由端脱离挂钩，锁紧轮在锁定盘的作用下推动锁舌克服第二弹簧的弹力而摆动，锁紧轮离开凹槽，主轴在蜗卷弹簧的作用下迅速转动，瞬间达到关闭状态。

手动拉索连接在挂钩一端；当拉到手动拉索，带动挂钩克服第三弹簧的弹力摆动，锁舌自由端脱离挂钩，锁紧轮在锁定盘的作用下推动锁舌克服第二弹簧的弹力而摆动，锁紧轮离开凹槽，主轴在蜗卷弹簧的作用下迅速转动，瞬间达到关闭状态。

上述的防火风阀电动执行器，它还包括连接在控制电路中的充放电电容；当控制电路断电时，电容放电给电磁铁使得电磁铁得电，衔铁动作。

上述的防火风阀电动执行器，它还包括制动杠杆和设置在底板上的感温熔断器；感温熔断器包括穿过底板且可以相对于底板向下滑动的滑杆，以及使得滑杆具有向下滑动趋势的第五弹簧；制动杠杆摆动设置在第四销轴上，在制动杠杆与第四销轴之间设置有第四弹簧，该第四弹簧使得制动杠杆的一侧与伸出底板上部的滑杆接触，底板上部的滑杆阻挡了制动杠杆的摆动，防止制动杠杆与挂钩接触，避免挂钩在制动杠杆的作用下克服第三弹簧的弹力而转动；发生火灾时，风道内空气温度上升，当风道内空气温度超过67℃时，感温熔断器上的易熔片熔断，滑杆在第五弹簧的作用下向下滑动，制动杠杆在第四弹簧的作用下推动挂钩，使得挂钩克服第三弹簧的弹力摆动，锁舌自由端脱离挂钩，锁紧轮在锁定盘的作用下推动锁舌克服第二弹簧的弹力而摆动，锁紧轮离开凹槽，主轴在蜗卷弹簧的作用下转动，瞬间达到关闭状态。

上述的防火风阀电动执行器，它还包括复位手柄，通过转动复位手柄，主轴克服蜗卷弹簧的弹力转动，使得该防火风阀电动执行器处于打开状态。

上述的防火风阀电动执行器，它还包括固定于底板上部的罩壳，锁定盘、簧盒、蜗卷弹簧、棘轮、棘爪、锁舌、挂钩位于罩壳内，罩壳上开有导向孔，可穿过手动拉索，并对手动拉索起到导向作用。

上述的防火风阀电动执行器，驱动组件包括带有减速箱的微型减速电机、齿轮减速机构、曲柄连杆机构；带有减速箱的微型减速电机安装于底板上方，齿轮减速机构安装于底板下方，输入端齿轮与微型减速电机输出轴联接，输出端齿轮上铰接第一拉块，连杆一端与第一拉块固定连接，连杆穿过铰接在凸轮上的第二拉块，末端拧上调节螺母，凸轮固定在主轴下端。

使用时，防火风阀的主轴穿入电动执行器的主轴并用止定螺钉与电动执行器主轴固定，防火风阀的阀板随电动执行器开闭。

与现有技术相比，本防火风阀电动执行器优点在于：操作简单，只需用按下控制按钮或拉动手动拉索，即可实现防火风阀开启或关闭；动作快，本防火风阀电动执行器关闭时间为瞬间；可靠性强，本防火风阀电动执行器具有温控自动关闭、失电自动关闭、手动或电动关闭等四种关闭形式；力矩可调，可通过棘轮棘爪机构调节蜗卷弹簧预紧力，以满足关闭不同大小规格的防火风阀所需的扭矩。

附图说明

图1打开状态时的防火风阀电动执行器主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的侧视图；

图4是图1的仰视图；

图5是图2中的a-a剖视图；

图6打开状态时的防火风阀电动执行器主视图；

图7是图6的俯视图；

图8是图6的侧视图；

图9是图6的仰视图；

图10是图7中的b-b剖视图。

图中，底板组件1，第一销轴11、第二销轴12、第三销轴13、第四销轴14，轴承座15，轴承16，底板17，罩壳18，导向孔181；

主轴组件2，主轴21，锁定盘22，凹槽221，平面蜗卷弹簧23，簧盒24，棘轮25，棘爪26，第一螺旋弹簧27；

驱动组件3，二级减速圆柱齿轮31，微型减速电机32，第一拉块33，连杆34，凸轮35，第二拉块36，调节螺母37；

锁定组件4，锁舌41，锁紧轮42，挂钩43，第二螺旋弹簧44，第三螺旋弹簧45；

感温组件5，感温熔断器50，滑杆51，第五螺旋弹簧52，固定杆53，易熔片54，制动杠杆55，第四螺旋弹簧56；

复位手柄6，手动拉索7，电磁铁8。

具体实施方式

整个防火风阀电动执行器由底板组件1、主轴组件2、驱动组件3、锁定组件4、感温组件5、复位手柄6、手动拉索7、电磁铁8、电容、微动开关组件9等组成。

底板组件1：轴承座15焊接于底板17上，4根销轴即第一销轴11、第二销轴12、第三销轴13、第四销轴14铆接于底板上，轴承16安装于轴承座15内，罩壳18的底部用螺钉固定于底板周边。

主轴组件2：带有锁定盘22的主轴21安装于轴承16上，锁定盘圆周边开有一凹槽221。平面蜗卷弹簧23内圈固定在主轴21上，外圈固定于簧盒24上，棘轮25固定于簧盒上，主轴穿过簧盒及棘轮。棘爪26摆动安装于第一销轴11上。第一螺旋弹簧27套在第一销轴上，一端固定在棘爪上，一端固定于底板上，使棘爪具有逆时针转动的扭矩，这样棘爪就与棘轮的棘齿保持接触。

驱动组件3：带有减速箱的微型减速电机32安装于底板17上方，二级圆柱减速齿轮31安装于底板17下方，输入端齿轮与微型减速电机输出轴联接，输出端齿轮上铰接第一拉块33，连杆34一端与第一拉块33固定，连杆34穿过铰接在凸轮35上的第二拉块36，末端拧上调节螺母37，凸轮35固定在主轴21下端。

锁定组件4：锁舌41摆动设置在第二销轴12上，锁紧轮42安装于锁舌中间位置；第二螺旋弹簧44套在第二销轴12上，一端固定在锁舌41上，一端固定于底板17上，使锁舌41具有顺时针转动的扭矩，使得锁紧轮42与锁定盘22的周边或凹槽221具有保持接触的趋势。挂钩43的中部转动设置在第三销轴13上，第三螺旋弹簧45套在销轴13上，一端固定在挂钩43上，一端固定于底板17上，使挂钩43具有逆时针转动的扭矩，防火风阀电动执行器打开时挂钩43的左端侧部会钩住锁舌41的自由端，使得锁紧轮42处于凹槽221中，这样，主轴就不会因蜗卷弹簧的作用而逆时针转动。

复位手柄6与穿过罩壳的主轴21上端可拆卸连接。

在防火风阀电动执行器处于关闭状态，当复位手柄与主轴连接，顺时针转动（从主轴上端往下端看）复位手柄，复位手柄带动主轴克服蜗卷弹簧的弹力顺时针转动90°，锁定盘即随主轴顺时针转动，锁舌上的锁紧轮即落入凹槽内，防火风阀电动执行器就从关闭状态恢复到打开状态，实现复位。

以包括微型电机32在内的驱动组件3，其带动本防火风阀电动执行器复位的过程与以复位手柄操作防火风阀电动执行器复位的过程类似。在防火风阀电动执行器处于关闭状态，微型电机32动作，通过二级减速圆柱齿轮31的输出端齿轮转动，通过铰接在输出端齿轮上的第一拉块33、连杆34动作，连杆34端部的调节螺母37与铰接在凸轮35上的第二拉块36接触，带动主轴下端安装的凸轮35转动，主轴21即顺时针转动（从主轴上端往下端看），锁定盘22即随主轴顺时针转动；当主轴和锁定盘22转动90°时，锁舌上的锁紧轮即落入凹槽内，防火风阀电动执行器就从关闭状态恢复到打开状态，实现复位。当锁舌上的锁紧轮落入凹槽内后，主轴和锁定盘就不再转动，但微型电机32仍然动作，此时连杆34就相对于第二拉块36相对移动，直到连杆34端部的调节螺母37离开凸轮35上的第二拉块36一定距离而不接触（防火风阀电动执行器在打开状态时的状态）。也就是说，微型电机32每动作一次，都要带动二级减速圆柱齿轮31的输出端齿轮转动一周，不论是防火风阀电动执行器在关闭状态还是在打开状态，二级减速圆柱齿轮31的输出端齿轮和连杆34的位置都相同。当防火风阀电动执行器在打开状态，调节螺母37离开第二拉块36一定距离而不接触，这是为后续的关闭防火风阀电动执行器做好准备。当关闭防火风阀电动执行器时，主轴、锁定盘和凸轮35在蜗卷弹簧作用下要逆时针转动（从主轴上端往下端看）一定角度，而此时连杆34不动，为了防止调节螺母37对凸轮35的逆时针转动造成妨碍，因此在关闭防火风阀电动执行器之前，调节螺母37要离开第二拉块36一定距离而不接触。

制动杠杆55摆动设置第四销轴14上，第四螺旋弹簧56套在第四销轴上，一端固定在制动杠杆上，一端固定于底板上，使制动杠杆具有顺时针转动的扭矩，感温熔断器50属于现有技术。感温熔断器固定在底板17的熔断器座上，在常态时感温熔断器的滑杆51阻挡了制动杠杆55的摆动。当风道内空气温度达到70±3℃时，感温熔断器上的易熔片54熔断，滑杆51在第五弹簧52的作用下向下滑动，制动杠杆55在第四弹簧56的作用下推动挂钩43，使得挂钩43克服第三弹簧45的弹力摆动，锁舌41自由端脱离挂钩43，锁紧轮42在锁定盘22的作用下推动锁舌41克服第二弹簧的弹力而摆动，锁紧轮离开凹槽，主轴在蜗卷弹簧的作用下迅速转动，瞬间达到关闭状态。电磁铁8安装在底板上，电磁铁中的衔铁通过拉杆连接挂钩43一端；电磁铁、充放电电容与控制电路相连。

控制电路中具有关闭按钮，当按下关闭按钮，通过控制电路使得电磁铁得电时，衔铁动作，通过拉杆带动挂钩克服第三弹簧的弹力顺时针摆动，锁舌自由端脱离挂钩，锁紧轮在锁定盘的作用下推动锁舌克服第二弹簧的弹力而摆动，锁紧轮离开凹槽，锁定盘和主轴在蜗卷弹簧的作用下逆时针转动，本防火风阀电动执行器关闭。当控制电路失电时，电容放电给电磁铁，电磁铁得电，也执行类似动作，使得本防火风阀电动执行器关闭。因防火风阀的安装位置一般较高，为便于操作设置手动拉索7。手动拉索7连接在挂钩的左端，并穿过位于罩壳18上的导向孔181向下延伸到便于操作的位置。人们无需登高就能直接拉到手动拉索。拉到手动拉索，带动挂钩克服第三弹簧的弹力顺时针摆动，锁舌自由端脱离挂钩，锁紧轮在锁定盘的作用下推动锁舌克服第二弹簧的弹力而摆动，锁紧轮离开凹槽，锁定盘和主轴在蜗卷弹簧的作用下逆时针转动，防火风阀电动执行器关闭。

在防火风阀电动执行器关闭时，打开防火风阀电动执行器操作过程：

手动：用手转动顺时针复位手柄6，复位手柄6带动主轴21克服蜗卷弹簧23的弹力顺时针转动，锁定盘22随主轴顺时针转动，当主轴转动角度达90°时，锁舌41上的锁紧轮42即落入凹槽221内，挂钩43的左端侧部钩住锁舌41的自由端，防火风阀电动执行器保持在打开状态，实现复位。

电动：按下控制箱上的打开按钮，微型减速电机微型减速电机32动作，通过二级减速圆柱齿轮31带动第一拉块33转动，通过连杆34拉动凸轮35上的第二拉块36，主轴即顺时针转动（从主轴上端往下端看），锁定盘22随主轴顺时针转动，当主轴转动角度达90°时，锁舌41上的锁紧轮42即落入凹槽221内，挂钩43的左端侧部钩住锁舌41的自由端，防火风阀电动执行器保持在打开状态，实现复位。当主轴转动角度达90°后，主轴即停止转动，微型减速电机继续转动，直至二级减速圆柱齿轮的输出端齿轮转动360度。

关闭防火风阀电动执行器的动作过程：

自动关闭：感温组件动作，制动杠杆顺时针转动推动挂钩，挂钩顺时针转动，与锁舌脱开，锁紧轮脱离锁紧盘上的凹槽，主轴在平面蜗卷弹簧作用下逆时针迅速转动，风阀即关闭；

失电关闭：断开电源，内置电容放电给电磁铁，电磁铁得电动作，带动与电磁铁连接的挂钩动作，挂钩顺时针转动，与锁舌脱开，锁紧轮脱离锁紧盘上的凹槽，主轴在平面蜗卷弹簧作用下逆时针迅速转动，风阀即关闭；

电动关闭：按下控制箱上的关闭按钮（即控制电磁铁动作的控制电路中的关闭按钮），电磁铁得电动作，带动与电磁铁连接的挂钩动作，挂钩顺时针转动，与锁舌脱开，锁紧轮脱离锁紧盘上的凹槽，主轴在平面蜗卷弹簧作用下逆时针迅速转动，风阀即关闭；

手动关闭：用手拉动手动拉索，挂钩顺时针转动，与锁舌脱开，锁紧轮脱离锁紧盘上的凹槽，主轴在平面蜗卷弹簧作用下逆时针迅速转动，风阀即关闭。

本专利中，底板用于执行器与阀体联结、安装其它各零部件；锁定组件用于执行器打开定位；主轴组件用于蓄能，提供动力；驱动组件、复位手柄用于电动或手动打开防火风阀；感温组件用于感受风道内热量，实现火灾发生后自动关闭防火风阀；电磁铁、电容、手动拉索用于执行器解锁，关闭防火风阀；罩壳起到防护和标识作用。