潔凈室的自動密封門縫裝置研究

北京聯(lián)合大學(xué) 楊志成

設(shè)計(jì)了一款潔凈廠房門縫密封裝置，此機(jī)械裝置包括：門楣、彈性觸頭、子門、子門升降裝置、傳動裝置和限位機(jī)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)精巧，安裝門檻低，采用純機(jī)械設(shè)置，將其設(shè)于門板上，由于增設(shè)的子門而不設(shè)門檻，方便輪式設(shè)備通行，又避免了門縫對潔凈室產(chǎn)生空氣泄露問題，進(jìn)一步保證了潔凈室的密封性。

1 潔凈室門縫技術(shù)研究現(xiàn)狀

潔凈室是指一種懸浮粒子的濃度受控，室內(nèi)的其他參數(shù)，如溫度、濕度、氣壓按需要受控，不論外界的空氣條件如何變化，室內(nèi)都能具有維持原先所設(shè)定的潔凈度、溫濕度及壓力等的潔凈空間。由于門是活動裝置，無法避免的經(jīng)常被開啟或關(guān)閉，從而門縫是漏氣的主要部位。為了保證潔凈度，現(xiàn)有技術(shù)通過在門框周圍安裝一個(gè)或多個(gè)密封條來起到對門縫密封的作用。由于潔凈室為了通行方便，一般不設(shè)門檻，從而門下部的密封就無法保證，極易出現(xiàn)縫隙。有的潔凈室要求潔凈度高，不得不增設(shè)門坎，這又為輪式設(shè)備通行帶來阻礙。

因此，如何設(shè)計(jì)一款既能密封性好，又不阻礙輪式設(shè)備通行的密封門裝置，成為保證潔凈室潔凈度和使用方便性的關(guān)鍵和亟待解決的問題。

2 潔凈室的自動密封門縫機(jī)械裝置

為了實(shí)現(xiàn)輪式設(shè)備順利通過密封性強(qiáng)的潔凈室門，對潔凈室門進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。潔凈室的自動密封門縫機(jī)械裝置，如圖1所示，該裝置包括：門楣、彈性觸頭、子門、子門升降裝置、傳動裝置和限位機(jī)構(gòu)；傳動裝置，其上設(shè)有繩索，繩索一端與主門的門楣連接，另一端經(jīng)傳動裝置與子門升降裝置的上部連接。子門升降裝置，其下部與所述子門固定連接，使得子門能夠與其連動。彈性觸頭與限位機(jī)構(gòu)一端接觸，當(dāng)彈性觸頭被觸發(fā)時(shí)，限位機(jī)構(gòu)對子門升降裝置解除限位。

圖1 自動門縫密封裝置圖

子門升降裝置，包括：閘板、第一彈性件、提手和支座；提手上端與繩索連接，另一端與子門連接并設(shè)有一閘板，閘板上有一套設(shè)于提手的所述第一彈性件；支座固定于主門上，支座的凹槽與提手匹配。

3 工作原理

為了解決在不阻礙輪式設(shè)備通行的情況下保證潔凈室的潔凈度的問題，本文設(shè)計(jì)了一種潔凈室的自動密封門縫機(jī)械裝置。潔凈室的自動密封門縫機(jī)械裝置，包括，設(shè)有繩索的傳動裝置，繩索一端與門楣連接，另一端與子門升降裝置的上部連接。子門升降裝置下部與子門固定連接，使得子門能夠與其連動。彈性觸頭與限位機(jī)構(gòu)一端接觸，當(dāng)彈性觸頭被觸發(fā)時(shí)，限位機(jī)構(gòu)對子門升降裝置解除限位。為了使本設(shè)計(jì)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合圖2，對本裝置進(jìn)行論述。此機(jī)械裝置包括：門楣、彈性觸頭、子門、子門升降裝置、傳動裝置和限位機(jī)構(gòu)；傳動裝置，其上設(shè)有繩索，繩索一端與主門的門楣連接，另一端經(jīng)傳動裝置與子門升降裝置的上部連接。子門升降裝置，其下部與所述子門固定連接，使得子門能夠與其連動。彈性觸頭與限位機(jī)構(gòu)一端接觸，當(dāng)彈性觸頭被觸發(fā)時(shí)，限位機(jī)構(gòu)對子門升降裝置解除限位。

圖2 安裝位置示意圖

結(jié)合圖1所示，子門升降裝置，包括：閘板、第一彈性件、提手和支座；提手上端與繩索連接，另一端與子門連接并設(shè)有一閘板，閘板上有一套設(shè)于提手的所述第一彈性件；支座固定于主門上，支座的凹槽與提手匹配。第一彈性件安裝在支座和閘板之間。

限位機(jī)構(gòu)包括：杠桿、鎖體和鎖舌；杠桿一端與彈性觸頭接觸，另一端通過一節(jié)點(diǎn)與鎖體連接用以聯(lián)動，鎖體另一端與鎖舌彈性連接。杠桿上有一軸設(shè)于門板上的支點(diǎn)。

鎖體包括：第二彈性件、連桿和鎖殼；連桿在鎖殼外露的一端經(jīng)所述節(jié)點(diǎn)與杠桿聯(lián)動，另一端與鎖舌連接；第二彈性件一端固定于鎖殼內(nèi)，另一端與鎖舌連接。鎖舌與第二彈性件連接的一端被電磁鎖殼包覆。電磁鎖殼通電時(shí)，鎖殼左側(cè)帶電磁；鎖舌左端為鐵制金屬；鎖舌上端面為水平面，下端面靠近子門升降裝置一側(cè)有切面。子門具有兩柔性側(cè)板，所述兩柔性側(cè)板連接處設(shè)有一柔性轉(zhuǎn)軸。子門底端為彈性軟體底框。

主門打開時(shí)，主門遠(yuǎn)離門楣，彈性觸頭不再受到門框?qū)ζ涫┘拥淖饔昧?，繩索經(jīng)定滑輪提升提手向門楣方向運(yùn)動。在以下過程中彈性觸頭與杠桿的接觸點(diǎn)由接觸向非接觸過度。提手向上運(yùn)動的過程中，閘板與鎖舌有切面的一端側(cè)接觸，對鎖舌施加向左的推力和向上的作用力，鎖舌壓縮彈簧向其施加向左作用力，從而連桿向左運(yùn)動，與連桿聯(lián)動的杠桿基于支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，此時(shí)鎖舌受到連桿向左的拉力向左運(yùn)動，使得閘板能夠上升。當(dāng)閘板完全上升至鎖舌上端面之上，鎖舌復(fù)位從而對閘板起到限位作用，防止閘板下降，此時(shí)彈簧在支座和閘板間被壓縮。鎖舌與彈簧連接處安裝在鎖殼內(nèi)，鎖舌復(fù)位時(shí)，彈簧頂住鎖舌使其處于伸出狀態(tài)，防止閘板下降。使得鎖殼對鎖舌有限位作用，使得鎖舌只能伸縮運(yùn)動，用以防止提手、子門等部件的重力作用致使鎖舌發(fā)生轉(zhuǎn)動。

當(dāng)主門關(guān)閉時(shí)，主門與門框密合時(shí)，門框?qū)椥杂|頭施加壓力。彈性觸頭對其與杠桿的接觸點(diǎn)施加向右的作用力，使得杠桿基于支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，連桿與其聯(lián)動，帶動連桿向左運(yùn)動，由于自門重量較大，有時(shí)會卡死。關(guān)門時(shí)，鎖舌左向運(yùn)動采用電磁驅(qū)動，結(jié)構(gòu)如圖3所示，連桿觸頭作為電源開關(guān)，觸動電磁磁鋼產(chǎn)生磁力，進(jìn)一步帶動鎖舌向左運(yùn)動。此時(shí)，鎖舌從閘板下方撤出，限位裝置對子門升降裝置的限位作用解除，子門升降裝置帶動子門下降。當(dāng)限位裝置解除對子門升降裝置的限位作用時(shí)，彈簧伸展釋放彈力，對閘板產(chǎn)生推力，進(jìn)一步將子門推下，直至接觸到地面，子門進(jìn)一步隔絕潔凈室內(nèi)外空氣流動，起到了密封效果。

圖3 多行程鎖結(jié)構(gòu)圖

由于鎖芯的運(yùn)動行程較大，而且要較大的力矩，所以才用分級運(yùn)動。驅(qū)動線圈的激勵(lì)源電路，如圖4所示，S1為壓控開關(guān)，V1為脈沖電壓源，可通過調(diào)整V1的脈沖寬度實(shí)現(xiàn)對S1閉合時(shí)間的控制。

圖4 分級驅(qū)動電路圖

結(jié)語：為了驗(yàn)證裝置的合理性，項(xiàng)目設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)原理樣機(jī)。包括了鎖體、子門、定滑輪、主門、繩索、門楣、7門框、子門升降裝置。實(shí)驗(yàn)過程如圖5所示。實(shí)驗(yàn)過程使用采用房間泄漏量檢測系統(tǒng)驗(yàn)證。通過試驗(yàn)，房間的泄漏量由原來的20Pa壓力，泄露95m3/ h，提高到20Pa壓力，泄露70m3/ h。滿足了潔凈室無門檻，且泄漏量小的要求。

圖5 實(shí)驗(yàn)過程圖