一种新型节能高效防火卷帘门控制系统的设计

一种新型节能高效防火卷帘门控制系统的设计

针对现有防火卷帘门在设计和实际运行过程中存在的漏洞和不足，从设计原理、保险机构、触发机构、动力输出机构、联动机构、安全机构以及该系统的发展应用等方面对防火卷帘门控制系统进行了分析研究，并设计一种新型的节能高效防火卷帘门控制系统，当火灾发生时，可以从更大程度上保障人员以及财产的安全。

标签：节能；高效；防火；卷帘门；控制系统

1 概述

火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害[1]。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大[2]。近年来，我国商场大火引发的悲剧屡见不鲜，在这些火灾事故中，有的动辄伤亡十几人，甚至高达数十人；有的整座大厦付之一炬，蒙受了数以亿计的巨大经济损失。那种惨烈的景象，无不让人扼腕叹息，心痛不已。

防火卷帘门可以防火隔热、阻止火势的蔓延，是现代建筑中不可或缺的防火设施。目前国内防火卷帘门的发展现状却不容乐观，究其原因，主要是由于缺乏一套高效、安全、能适应各种突发状况的控制系统，因此造成了很多不可挽救的重大火灾事故[3]。因此，设计一种快速、高效的防火卷帘门控制系统闲的尤为重要。一旦发生火灾，即使出现其他的突发状况，也能有效的实施运行，将火灾控制在一个较小的范围内，这将会大大减少火灾造成的损失，并且会为火灾的扑救和人员的撤离带来非常大的便利。

2 系统总体结构设计

节能高效防火卷帘门控制系统主要由保险机构模块、触发机构模块、动力输出机构模块、联动机构模块、安全卡销机构模块这五大模块构成。系统总体结构如图1所示。

保险机构分为“触发+保险”机构模块和“动力输出保险”机构模块两部分组成，前者与触发机构为同一设计主体，保证触发机构的安全有效性，后者与动力输出机构模块为同一设计主体，保证动力输出机构模块的安全有效性。

触发机构模块设计为当火灾发生时，触发装置能够迅速高效的起到触发作用，同时能有效的带动下一机构模块的有效运行。

动力输出机构模块设计为一个机械蓄力装置，当火灾发生时，保险解除，触

发机构触发后，释放动力输出机构所蓄积的力量，进而带动下一机构安全高效的继续运行。

联动机构模块设计为一个联动轴装置，当火灾发生时，动力输出机构模块将蓄积的力量传动到联动轴装置上使其转动，进而带动多的卷帘门的安全卡销机构的安全有效运行，达到整个系统的“牵一发而动全身”的设计效果。

安全卡销机构模块设计为一个滑动轮轴带动两个安全卡销的机械结构，当火灾发生时，联动机构的转动传到滑动轮轴上，进而打开两个安全卡销对于防火卷帘门的约束作用，使得防火卷帘门能有安全有效的落下，进而达到隔离火势，防火保安全的设计效果。

3 控制系统及各控制模块设计

该节能高效防火卷帘门控制系统主要由纯机械设计为主，在触发机构和动力输出机构两个关键部位采用了双保险的设计方式，保证了整个控制系统的迅速、高效运行，其设计实现流程图如图2所示。

保险机构模块：“动力输出保险”机构模块设计为通过控制装置来打开保险，解除其对动力装置的约束，保证在没有发生火灾的时候，动力装置不会因为触发装置的意外触发或者其外界因素导致整个系统异常运行；当火灾发生的时候，不会影响触发装置对动力装置的正常控制。“触发+保险”机构模块设计为当火灾发生时，拉紧弹簧的保险绳断开，弹簧收缩，主弹簧穿过副弹簧挡板中间的槽，拉动联动绳带动动力装置；平时在副弹簧和保险绳的作用下无法收缩，起到保险的作用。

触发机构模块：采用了新型材料组合的机械蓄力装置，当火灾发生时，能有迅速有效地检测到火灾的发生，其“触发+保险”机构同时打开，惊机械蓄力装置所蓄积的力释放出来，带动传动绳来触发动力输出机构模块，同时由于其设计的透明开放式内部结构，方便工作人员在没有火灾发生的情况下可以根据其显示的情况来进行检修和更换。

动力输出机构模块：该机构我们设计为一个纯机械的蓄力装置，当火灾发生时其附属“动力输出保险”机构自动打开，触发机构模块检测到的火情通关传动绳打开其蓄力装置的约束，其蓄积的动力释放出来，带动联动机构来打开安全卡销机构。由于我们设计的动力装置为纯机械动力装置，能够在不依托任何电力的情况下，安全、高效的为整个防火卷帘门控制系统提供足够的动力。

联动机构模块：该模块设计为用钢丝绳将动力输出机构模块和各个防火卷帘门的安全卡销机构模块连接到一个联动轴的装置，当动力输出机构运行后，带动联动轴转动，收拢钢丝绳，连动各个防火卷帘门上的安全卡销机构模块，使其正常工作。

安全卡销机构模块：该模块设计为在每个防火卷帘门两边各安装一个安全

销，当防火卷帘门升起后，安全销卡入卷帘门的安全槽里，使其无法自动下落，火灾发生时，联动机构模块打开各个卷帘门上的安全销，使得卷帘门在下端配重带动下自动下落，将商场分隔成若干独立的空间，防止火势蔓延，避免造成更大的损失。

4 系统设计工作原理与功能实现

系统工作原理如图3所示。触发机构模块为双弹簧控制开关，其中弹簧1为主控开关，弹簧2为保险开关，火灾发生时，拉紧竖直方向作为保险的弹簧2的绳3断开，弹簧收缩，解除弹簧2对弹簧1的保险作用，水平方向弹簧1穿过竖直弹簧2挡板中间的槽，拉动与外部动力输出机构模块相连接的绳4并拔出固定动力装置的保险安全销，动力输出机构模块主要由发条构成，该发条由弹性较好刚度较强的材料制成，能够产生足够大的动力。当锁住发条的安全销被打开后，其产生足够的动力来带动连动装置，从而驱动联动轴转动，各个门的安全销通过钢丝并采用合理的力矩分布与主轴集连，通过主轴的转动收紧与主轴相连的钢丝，将卷帘门的安全销拔出，随后卷帘门靠自身重力迅速落下，将火灾区与非火灾区隔开，以起到防火的作用。

当火灾未发生时，双弹簧具有互相保险的作用，固定弹簧的任意一根绳断开之后都不会触发防火装置，只有火灾发生后两根绳均断裂后，开关装置保险解除才会进一步解除驱动动力装置的保险，使驱动动力装置运行，这样便保证了卷帘门不会因为非火灾情况发生而触动开关的保险使系统自发运行，不仅便于检查、维修，还大大降低了因为非火灾因素而导致的卷帘门落下从而造成不必要的损失。

5 结束语

本系统采用新型的火焰探测触发装置，可以迅速的检测到商场发生的火灾，并且易于日常检修和更换；采用新型的保险控制装置，可以在没有火灾的情况下防止安全门的关闭，发生火灾的时候不影响整个系统的正常运行；采用新型的安全、高效、方便的动力装置，可以保证在发生火灾的时候提供足够的动力来带动下级系统的运行；采用新型的联动动力连接轴，可以有效地将所有的卷帘门控制安全销联动起来，发生火灾的时候可以起到“牵一发而动全身”的理想效果。

随着人们生活水平的不断提高，大型商场超市越来越多，因此该系统的应用前景非常广阔。同时，该系统和可以通过附属装置的研发和改进应用在仓库、图书馆等其他地方，这为该系统的应用和推广又开辟了极大的市场空间。

参考文献

[1]火灾报警及消防控制[S].中国计划出版社，2006，4.

[2]中国标准出版社第三编辑室.火灾原因调查及鉴定方法标准汇编[S].中国标准出版社，2010，7.