潔凈室的自動密封門縫裝置研究

北京聯合大學 楊志成

設計了一款潔凈廠房門縫密封裝置，此機械裝置包括：門楣、彈性觸頭、子門、子門升降裝置、傳動裝置和限位機構。本文設計的裝置結構簡單，設計精巧，安裝門檻低，采用純機械設置，將其設于門板上，由于增設的子門而不設門檻，方便輪式設備通行，又避免了門縫對潔凈室產生空氣泄露問題，進一步保證了潔凈室的密封性。

1 潔凈室門縫技術研究現狀

潔凈室是指一種懸浮粒子的濃度受控，室內的其他參數，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，室內都能具有維持原先所設定的潔凈度、溫濕度及壓力等的潔凈空間。由于門是活動裝置，無法避免的經常被開啟或關閉，從而門縫是漏氣的主要部位。為了保證潔凈度，現有技術通過在門框周圍安裝一個或多個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，一般不設門檻，從而門下部的密封就無法保證，極易出現縫隙。有的潔凈室要求潔凈度高，不得不增設門坎，這又為輪式設備通行帶來阻礙。

因此，如何設計一款既能密封性好，又不阻礙輪式設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鍵和亟待解決的問題。

2 潔凈室的自動密封門縫機械裝置

為了實現輪式設備順利通過密封性強的潔凈室門，對潔凈室門進行專門設計。潔凈室的自動密封門縫機械裝置，如圖1所示，該裝置包括：門楣、彈性觸頭、子門、子門升降裝置、傳動裝置和限位機構；傳動裝置，其上設有繩索，繩索一端與主門的門楣連接，另一端經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。彈性觸頭與限位機構一端接觸，當彈性觸頭被觸發時，限位機構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有一閘板，閘板上有一套設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備通行的情況下保證潔凈室的潔凈度的問題，本文設計了一種潔凈室的自動密封門縫機械裝置。潔凈室的自動密封門縫機械裝置，包括，設有繩索的傳動裝置，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。彈性觸頭與限位機構一端接觸，當彈性觸頭被觸發時，限位機構對子門升降裝置解除限位。為了使本設計的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合圖2，對本裝置進行論述。此機械裝置包括：門楣、彈性觸頭、子門、子門升降裝置、傳動裝置和限位機構；傳動裝置，其上設有繩索，繩索一端與主門的門楣連接，另一端經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。彈性觸頭與限位機構一端接觸，當彈性觸頭被觸發時，限位機構對子門升降裝置解除限位。

圖2 安裝位置示意圖

結合圖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有一閘板，閘板上有一套設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。

限位機構包括：杠桿、鎖體和鎖舌；杠桿一端與彈性觸頭接觸，另一端通過一節點與鎖體連接用以聯動，鎖體另一端與鎖舌彈性連接。杠桿上有一軸設于門板上的支點。

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所述節點與杠桿聯動，另一端與鎖舌連接；第二彈性件一端固定于鎖殼內，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，鎖殼左側帶電磁；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有切面。子門具有兩柔性側板，所述兩柔性側板連接處設有一柔性轉軸。子門底端為彈性軟體底框。

主門打開時，主門遠離門楣，彈性觸頭不再受到門框對其施加的作用力，繩索經定滑輪提升提手向門楣方向運動。在以下過程中彈性觸頭與杠桿的接觸點由接觸向非接觸過度。提手向上運動的過程中，閘板與鎖舌有切面的一端側接觸，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，從而連桿向左運動，與連桿聯動的杠桿基于支點順時針轉動，此時鎖舌受到連桿向左的拉力向左運動，使得閘板能夠上升。當閘板完全上升至鎖舌上端面之上，鎖舌復位從而對閘板起到限位作用，防止閘板下降，此時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，鎖舌復位時，彈簧頂住鎖舌使其處于伸出狀態，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動，用以防止提手、子門等部件的重力作用致使鎖舌發生轉動。

當主門關閉時，主門與門框密合時，門框對彈性觸頭施加壓力。彈性觸頭對其與杠桿的接觸點施加向右的作用力，使得杠桿基于支點順時針轉動，連桿與其聯動，帶動連桿向左運動，由于自門重量較大，有時會卡死。關門時，鎖舌左向運動采用電磁驅動，結構如圖3所示，連桿觸頭作為電源開關，觸動電磁磁鋼產生磁力，進一步帶動鎖舌向左運動。此時，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。當限位裝置解除對子門升降裝置的限位作用時，彈簧伸展釋放彈力，對閘板產生推力，進一步將子門推下，直至接觸到地面，子門進一步隔絕潔凈室內外空氣流動，起到了密封效果。

圖3 多行程鎖結構圖

由于鎖芯的運動行程較大，而且要較大的力矩，所以才用分級運動。驅動線圈的激勵源電路，如圖4所示，S1為壓控開關，V1為脈沖電壓源，可通過調整V1的脈沖寬度實現對S1閉合時間的控制。

圖4 分級驅動電路圖

結語：為了驗證裝置的合理性，項目設計并制作了一個原理樣機。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。實驗過程如圖5所示。實驗過程使用采用房間泄漏量檢測系統驗證。通過試驗，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 實驗過程圖