申请/专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所

申请日：2018-05-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN108691487B

主分类号：E06B5/10

分类号：E06B5/10;E06B7/23;E05F15/603

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2018.11.16#实质审查的生效;2018.10.23#公开

摘要：本发明涉及一种自脱落密封舱门结构及安装方法。本发明采用机械式密封结构，密封性能良好，开启稳定，对密封舱及特种设备设计具有较高的应用价值。本发明包括密封门机构、开门机构及控制系统；密封门机构包括固定门框和活动门板；开门机构分为锁止机构及撬门机构；锁止机构包括安装基板、齿条、齿轮、齿条限位块、传动轴和驱动电机；撬门机构包括安装座、连杆机构和电动缸；控制系统包括监控相机、控制单元和基站；控制模块控制驱动电机和电动缸的开启；驱动电机通过传动轴驱动齿轮，齿轮驱动齿条运动，齿条伸入齿条限位块，实现活动门板关闭；电动缸通过第二连杆推动活动门板，实现活动门板打开。

主权项：1.一种自脱落密封舱门结构的安装方法，所使用的自脱落密封舱门结构包括密封门机构、开门机构及控制系统；密封门机构包括固定门框（1）和活动门板（2），活动门板（2）从固定门框（1）的外侧与固定门框（1）配合，活动门板（2）边缘与固定门框（1）重合，固定门框（1）上与活动门板（2）重合的部分设有密封槽，密封槽为两道矩形槽，密封槽内设有密封件（3）；所述密封件（3）为橡胶圈；开门机构分为锁止机构及撬门机构，开门机构设置在门框的内侧；所述锁止机构包括安装基板（4）、齿条（5）、齿轮（6）、齿条限位块（7）、传动轴（8）和驱动电机（9）；所述安装基板（4）横跨固定门框（1），安装基板（4）的左、右两端分别固定在固定门框（1）的左、右两侧；齿条（5）的数量为四个，在安装基板（4）上呈“井”字形布置，每个齿条（5）由两块齿条限位块（7）进行限位，齿条限位块（7）固定在安装基板（4）上，齿轮（6）位于四个齿条（5）围成的“井”字形的中心，齿轮（6）与四个齿条（5）配合；活动门板（2）上固设有与齿条（5）对应的锁销作用块（10），齿条（5）的端部可以伸入到其各自对应的锁销作用块（10）内；驱动电机（9）通过传动轴（8）和齿轮（6）连接；撬门机构包括安装座（11）、连杆机构和电动缸（12）；所述连杆机构包括第一连杆（13）和第二连杆（14）；安装座（11）固定在固定门框（1）上，第一连杆（13）的一端与安装座（11）铰接，另一端与第二连杆（14）的一端铰接，第二连杆（14）的另一端和电动缸（12）连接；控制系统包括监控相机（18）、控制单元（19）和基站（20）；控制单元（19）包括控制模块、信号发送模块和信号接收模块；监控相机（18）拍摄齿条（5）的移动距离，信号发送模块将监控相机（18）拍摄画面发送至基站（20），基站发出指示信息至信号接收模块，信号接收模块将指示信息发送至控制单元（19），控制单元（19）控制驱动电机（9）和电动缸（12）的开启；驱动电机（9）通过传动轴（8）驱动齿轮（6），齿轮（6）驱动齿条（5）运动，齿条（5）伸入齿条限位块（7），实现活动门板（2）关闭；电动缸（12）推动第二连杆（14），第二连杆（14）推动活动门板（2），实现活动门板（2）打开；其特征在于，包括以下步骤：1）将开门机构及控制系统安装于密封舱体结构及固定门框（1）上；2）初步调试锁止机构及撬门机构，观察是否满足预期效果，同时，保证齿条（5）处于收回状态，方便活动门板（2）的安装，撬门机构处于工作临界状态；3）清洁固定门框（1）的双道密封槽、活动门板（2）密封面及橡胶圈，依次将橡胶圈放置于固定门框（1）的密封槽内，保证橡胶圈无扭曲，不变形；4）将活动门板（2）嵌入固定门框（1），在活动门板（2）的一对对角上装预紧螺钉（17），依次逐步加力拧紧对角预紧螺钉（17），当预紧螺钉（17）达到其预紧力后，橡胶圈填满密封矩形槽，门板及门框之间无间隙，橡胶圈压缩变形量为A，A=（0.2~0.3）D，D为橡胶圈线径；5）驱动电机（9）控制传动轴（8），齿轮（6）带动四个齿条（5）进入锁销作用块（10），监控相机可实时观测齿条（5）运行距离，根据齿条（5）上指示刻线判断齿条（5）进入锁销作用块（10）的深度；当齿条（5）插入锁销作用块（10）到预定深度时，驱动电机（9）停止运动，齿条（5）插入段与锁销作用块（10）内上表面具有最佳间隙B，A3BA2；6）依次逐步卸力对角预紧螺钉（17），橡胶圈缓慢回弹，活动门板（2）在回弹方向有一定位移，当所有预紧螺钉（17）均被拆除，活动门板（2）到达位移极限，此时，齿条（5）插入段与锁销作用块（10）上端面配合间隙消失，齿条（5）限制了锁销作用块（10）随活动门板（2）在橡胶圈回弹方向进一步的运动；7）此时，橡胶圈处于半预紧、半压缩状态，保证密封效果。

全文数据：一种自脱落密封舱门结构及安装方法技术领域[0001]本发明涉及一种自脱落密封舱门结构及安装方法。背景技术[0002]对于密封舱及一些特种设备，因其都是在一些高压、真空或者毒性等危险环境下实验或者施工，都需要安装密封舱门，密封舱门对其密封性要求高，密封舱门要在特定环境下远程控制打开，如果不能及时打开，将严重影响设备的下一步动作，甚至导致整个实验或者施工的失败。因此，密封舱门的密封性和密封舱门开启的稳定性是一个值得研究的问题。发明内容[0003]本发明的目的在于提出一种自脱落密封舱门结构，其采用机械式密封结构，密封性能良好，开启稳定，对密封舱及特种设备设计具有较高的应用价值。[0004]本发明解决上述问题的技术方案是，一种自脱落密封舱门结构，其特殊之处在于：[0005]包括密封门机构、开门机构及控制系统；[0006]密封门机构包括固定门框和活动门板，活动门板从门框的外侧与门框配合，固定门框和活动门板之间设有密封件；[0007]开门机构分为锁止机构及撬门机构，开门机构设置在门框的内侧；[0008]所述锁止机构包括安装基板、齿条、齿轮、齿条限位块、传动轴和驱动电机;所述安装基板横跨固定门框，安装基板的左、右两端分别固定在固定门框的左、右两侧;齿条的数量为四个，在安装基板上呈“井”字形布置，每个齿条由两块齿条限位块进行限位，齿条限位块固定在安装基板上，齿轮位于四个齿条围成的“井”字形的中心，齿轮与四个齿条配合;活动门板上固设有与齿条对应的锁销作用块，齿条的端部可以伸入到其各自对应的锁销作用块内；驱动电机通过传动轴和齿轮连接；[0009]撬门机构包括安装座、连杆机构和电动缸;所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆;安装座固定在固定门框上，第一连杆的一端与安装座铰接，另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端和电动缸连接；[0010]控制系统包括监控相机、控制单元和基站;控制单元包括控制模块、信号发送模块和信号接收模块，监控相机拍摄齿条的移动距离，信号发送模块将监控相机拍摄画面发送至基站，基站发出指示信息至信号接收模块，信号接收模块将指示信息发送至控制单元，控制单元控制驱动电机和电动缸的开启；[0011]驱动电机通过传动轴驱动齿轮，齿轮驱动齿条运动，齿条伸入齿条限位块，实现活动门板关闭；电动缸推动第二连杆，第二连杆推动活动门板，实现活动门板打开。[0012]以上为本发明的基本结构，基于该基本结构，本发明还做出以下优化改进：[0013]进一步地，上述活动门板边缘与固定门框重合，活动门板上与固定门框重合的部分设有密封槽，密封槽内设有密封件。[0014]进一步地，上述密封槽为矩形槽，且密封槽为两道。[0015]进一步地，上述密封件为橡胶圈。[0016]进一步地，上述驱动电机为伺服电机或步进电机。[0017]进一步地，上述驱动电机和传动轴之间还设有减速机。[0018]进一步地，上述减速机为涡轮蜗杆减速机。[0019]另外，本发明还提出一种针对上述自脱落密封舱门结构的安装方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：[0020]1将开门机构及控制系统安装于密封舱体结构及固定门框上；[0021]2初步调试锁止机构及撬门机构，观察是否满足预期效果，同时，保证齿条处于收回状态，方便活动门板的安装，撬门机构处于工作临界状态；[0022]3清洁固定门框的双道密封槽、活动门板密封面及橡胶圈，依次将橡胶圈放置于固定门框的密封槽内，保证橡胶圈无扭曲，不变形；[0023]4将活动门板嵌入固定门框，在活动门板的一对对角上装预紧螺钉，依次逐步加力拧紧对角预紧螺钉，当预紧螺钉达到其预紧力后，橡胶圈填满密封矩形槽，门板及门框之间无间隙，橡胶圈压缩变形量为A，一般情况下A=0.2〜0.3D，D为橡胶圈线径；[0024]5驱动电机控制传动轴8,齿轮带动四条齿条进入锁销作用块，监控相机可实时观测齿条运行距离，根据齿条上指示刻线判断齿条进入锁销作用块的深度；当齿条插入锁销作用块到预定深度时，驱动电机停止运动，齿条插入段与锁销作用块内上表面具有最佳间隙B，A3BA2;[0025]6依次逐步卸力对角预紧螺钉，橡胶圈缓慢回弹，活动门板在回弹方向有一定位移，当所有预紧螺钉均被拆除，活动门板到达位移极限，此时，齿条插入段与锁销作用块上端面配合间隙消失，齿条限制了锁销作用块随活动门板在密封胶圈回弹方向进一步的运动；[0026]7此时，密封胶圈处于半预紧、半压缩状态，保证密封效果。[0027]本发明的优点：[0028]本发明一种自脱落密封舱门结构，其采用机械式密封机构，密封性能好，性能稳定;本发明一种自脱落密封舱门结构，采用涡轮蜗杆减速机实现传动轴的自锁及增扭，保证密封舱门的密封和开启的稳定性;本发明自脱落密封舱门的安装方法可使密封胶圈处于半预紧、半压缩状态，保证密封舱门的密封效果。附图说明[0029]图1为本发明一种自脱落密封舱门结构的整体装配图；[0030]图2为本发明一种自脱落密封舱门结构的主视图；[0031]图3为图2中D-D方向的剖视图；[0032]图4为齿条和锁销作用块在安装过程中的位置关系图；[0033]其中，1-固定门框;2-活动门板;3-密封件;4-安装基板;5-齿条;6-齿轮;7-齿条限位块;8-传动轴;9-驱动电机;10-锁销作用块;11_安装座；12-电动缸;13-第一连杆;14-第二连杆;16-减速机;17-预紧螺钉;18-监控相机;19-控制单元;20-基站。具体实施方式[0034]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。[0035]参见图丨-图4，一种自脱落密封舱门结构，包括密封门机构、开门机构及控制系统。_6]密封门机构包括固定门框i和活动门板2,活动门板2从固定门框他外侧与固定门框1配合，固定门框1和活动门板2之间设有密封件3。活动门板2边缘与固定门框1重合，重合的面为密封面，活动门板2上与固定门框1重合的部分设有密封槽，密封槽为矩形槽，且密封槽为两道。密封槽内设有密封件3,密封件3为橡胶圈。[0037]开门机构分为锁止机构及撬门机构，开门机构设置在门框的内侧。[0038]所述锁止机构包括安装基板4、齿条5、齿轮6、齿条限位块7、传动轴8、驱动电机9和减速机16;所述安装基板4横跨固定门框1，安装基板4的左、右两端分别固定在固定门框丄的左、右两侧;齿条5的数量为四个，在安装基板4上呈“井”字形布置，每个齿条5由两块齿条限位块7进行限位，齿条限位块7固定在安装基板4上，齿轮6位于四个齿条5围成的“井”字形的中心，齿轮6与四个齿条5配合;活动门板2上固设有与齿条5对应的锁销作用块1〇，齿条5的端部可以伸入到其各自对应的锁销作用块10内；驱动电机9通过减速机16、传动轴8和齿轮6连接。减速机16为120倍速比涡轮蜗杆减速机，可保证密封舱门的密封和开启的稳定性。驱动电机9为伺服电机或步进电机。[0039]撬门机构包括安装座11、连杆机构和电动缸12;所述连杆机构包括第一连杆13和第二连杆14;安装座11固定在固定门框1上，第一连杆13的一端与安装座11铰接，另一端与第二连杆14的一端铰接，第二连杆14的另一端和电动缸12连接。[0040]控制系统安装在密封舱内。控制系统包括监控相机18、控制单元19和基站20;控制单元19包括控制模块、信号发送模块和信号接收模块。[0041]监控相机1S拍摄齿条5的移动距离，信号发送模块将监控相机18拍摄画面发送至基站20,工作人员在基站20根据拍摄画面中的齿条5的移动距离，发出指示信息至信号接收模块，信号接收模块将指示信息发送至控制单元I9,控制单元19控制驱动电机9和电动缸12的开启；驱动电机9通过传动轴8驱动齿轮6，齿轮6驱动齿条5运动，齿条5伸入齿条限位块7，实现活动门板2关闭；电动缸12推动第二连杆14，第二连杆14推动活动门板2，实现活动门板2打开。[0042]—种上述自脱落密封舱门结构的安装方法，包括以下步骤：[0043]1将开门机构及控制系统安装于密封舱体结构及固定门框1上；[0044]2初步调试锁止机构及撬门机构，观察是否满足预期效果，同时，保证齿条5处于收回状态，方便活动门板2的安装，撬门机构处于工作临界状态；[0045]3清洁固定门框1的双道密封槽、活动门板2密封面及橡胶圈，依次将橡胶圈放置于固定门框1的密封槽内，保证橡胶圈无扭曲，不变形；[0046]4将活动门板2嵌入固定门框1，在活动门板2的一对对角上装预紧螺钉17，依次逐步加力拧紧对角预紧螺钉17，当预紧螺钉I7达到其预紧力后，橡胶圈填满密封矩形槽，门板及门框之间无间隙，橡胶圈压缩变形量为A，一般情况下A=0.2〜0.3D，D为橡胶圈线径；[0047]5驱动电机9控制传动轴8,齿轮6带动四条齿条5进入锁销作用块1〇,监控相机可实时观测齿条5运行距离，根据齿条5上指示刻线判断齿条5进入锁销作用块10的深度；当齿条5插入锁销作用块10到预定深度时，驱动电机9停止运动，齿条5插入段与锁销作用块10内上表面具有最佳间隙B，A3BA2;可通过修切锁销作用块10内部的上表面来达到最佳间隙B;[0048]6依次逐步卸力对角预紧螺钉I7,橡胶圈缓慢回弹，活动门板2在回弹方向有一定位移，当所有预紧螺钉17均被拆除，活动门板2到达位移极限，此时，齿条5插入段与锁销作用块10上端面配合间隙消失，齿条5限制了锁销作用块10随活动门板2在橡胶圈回弹方向进一步的运动；[0049]7此时，橡胶圈处于半预紧、半压缩状态，保证密封效果。[0050]当活动门板2需要开启时，控制模块控制传动轴8反转，监控相机观察齿条5与锁销作用块10完全分离，齿条5到达机械限位前即停止运动;控制模块控制电动缸12，使第二连杆14作用于活动门板2的左上角，当力量足够大时，活动门板2即绕其底部支撑点外翻，活动门板^自动脱落；需要说明的是，活动门板2左右两侧与固定门框1之间间隙适中，上下两侧定门框1为线接触状态，另一方面，若只是需要开启密封舱门，不需要密封舱门脱落，则可在活动门板2与固定门框1之间安装铰链。

权利要求：1.一种自脱落密封舱门结构，其特征在于:包括密封门机构、开门机构及控制系统；密封门机构包括固定门框1和活动门板2，活动门板⑵从固定门框⑴的外侧与固定门框⑴配合，固定门框⑴和活动门板2之间设有密封件⑶；开门机构分为锁止机构及撬门机构，开门机构设置在门框的内侧；所述锁止机构包括安装基板4、齿条5、齿轮6、齿条限位块7、传动轴8和驱动电机⑼；所述安装基板⑷横跨固定门框1，安装基板⑷的左、右两端分别固定在固定门框⑴的左、右两侧；齿条⑸的数量为四个，在安装基板⑷上呈“井”字形布置，每个齿条⑸由两块齿条限位块⑺进行限位，齿条限位块⑺固定在安装基板⑷上，齿轮⑹位于四个齿条⑸围成的“井”字形的中心，齿轮6与四个齿条⑸配合;活动门板⑵上固设有与齿条⑸对应的锁销作用块10，齿条⑸的端部可以伸入到其各自对应的锁销作用块10内；驱动电机⑼通过传动轴⑻和齿轮6连接;撬门机构包括安装座（11、连杆机构和电动缸（12;所述连杆机构包括第一连杆（13和第二连杆（14;安装座（11固定在固定门框1上，第一连杆13的一端与安装座（11铰接，另一端与第二连杆14的一端铰接，第二连杆14的另一端和电动缸12连接；控制系统包括监控相机18、控制单元19和基站20;控制单元（19包括控制模块、信号发送模块和信号接收模块;监控相机18拍摄齿条5的移动距离，信号发送模块将监控相机18拍摄画面发送至基站20，基站发出指示信息至信号接收模块，信号接收模块将指示信息发送至控制单元19，控制单元19控制驱动电机⑼和电动缸12的开启；驱动电机⑼通过传动轴⑻驱动齿轮6，齿轮6驱动齿条⑸运动，齿条⑸伸入齿条限位块7，实现活动门板⑵关闭；电动缸12推动第二连杆14，第二连杆14推动活动门板⑵，实现活动门板⑵打开。2.根据权利要求1所述的一种自脱落密封舱门结构，其特征在于:所述活动门板2边缘与固定门框⑴重合，活动门板⑵上与固定门框⑴重合的部分设有密封槽，密封槽内设有密封件3。3.根据权利要求2所述的一种自脱落密封舱门结构，其特征在于：所述密封槽为矩形槽，且密封槽为两道。4.根据权利要求3所述的一种自脱落密封舱门结构，其特征在于:驱动电机9和传动轴⑻之间还设有减速机16。5.根据权利要求4所述的一种自脱落密封舱门结构，其特征在于:所述减速机（16为涡轮蜗杆减速机。6.根据权利要求5所述的一种自脱落密封舱门结构，其特征在于：所述密封件（3为橡胶圈。7.根据权利要求6所述的一种自脱落密封舱门结构，其特征在于:所述驱动电机9为伺服电机或步进电机。8.—种自脱落密封舱门结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：1将开门机构及控制系统安装于密封舱体结构及固定门框⑴上；2初步调试锁止机构及撬门机构，观察是否满足预期效果，同时，保证齿条5处于收回状态，方便活动门板⑵的安装，撬门机构处于工作临界状态；3清洁固定门框（1的双道密封槽、活动门板2密封面及橡胶圈，依次将橡胶圈放置于固定门框⑴的密封槽内，保证橡胶圈无扭曲，不变形；4将活动门板2嵌入固定门框1，在活动门板⑵的一对对角上装预紧螺钉17，依次逐步加力拧紧对角预紧螺钉（17，当预紧螺钉（17达到其预紧力后，橡胶圈填满密封矩形槽，门板及门框之间无间隙，橡胶圈压缩变形量为A，一般情况下A=0.2〜0.3D，D为橡胶圈线径；5驱动电机⑼控制传动轴8，齿轮⑹带动四个齿条⑸进入锁销作用块（1〇，监控相机可实时观测齿条5运行距离，根据齿条5上指示刻线判断齿条5进入锁销作用块10的深度；当齿条5插入锁销作用块（10到预定深度时，驱动电机9停止运动，齿条⑸插入段与锁销作用块10内上表面具有最佳间隙B，A3BA2;6依次逐步卸力对角预紧螺钉17，橡胶圈缓慢回弹，活动门板2在回弹方向有一定位移，当所有预紧螺钉（17均被拆除，活动门板2到达位移极限，此时，齿条5插入段与锁销作用块10上端面配合间隙消失，齿条5限制了锁销作用块10随活动门板2在橡胶圈回弹方向进一步的运动；7此时，橡胶圈处于半预紧、半压缩状态，保证密封效果。

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