阅读说明：本技术 一种可自动关闭的防火窗 (Fire window capable of being automatically closed ) 是由 冯杰慧 于 2020-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种可自动关闭的防火窗,包括窗框、窗户、滑轮、拉绳、蜗轮、蜗杆、支撑板、外壳、第一横板、连杆、第二横板、限位挡块、螺旋弹簧、圆筒、活塞以及顶杆,蜗杆可转动地连接于两块支撑板之中且与蜗轮啮合,连杆的一端与第一横板的中部固定连接,第二横板的中部与连杆的另一端固定连接,螺旋弹簧的一端与外壳的内腔底面固定连接,另一端与第二横板的底部固定连接,圆筒的一端固定安装在外壳的内腔顶面上,活塞与圆筒的内壁滑动密封连接以形成一个密封腔室,密封腔室之中填充有受热膨胀物质,顶杆的一端与活塞固定连接,另一端位于第二横板的正上方。本发明可以使防火窗在火灾发生时自动关闭,其整体结构简单。(The invention provides a fire window capable of being automatically closed, which comprises a window frame, a window, a pulley, a pull rope, a worm gear, a worm, a supporting plate and a shell, the worm is rotatably connected between the two support plates and meshed with the worm wheel, one end of the connecting rod is fixedly connected with the middle of the first transverse plate, the middle of the second transverse plate is fixedly connected with the other end of the connecting rod, one end of the spiral spring is fixedly connected with the bottom surface of the inner cavity of the shell, the other end of the spiral spring is fixedly connected with the bottom of the second transverse plate, one end of the cylinder is fixedly installed on the top surface of the inner cavity of the shell, the piston is connected with the inner wall of the cylinder in a sliding and sealing mode to form a sealed cavity, the sealed cavity is filled with heated expansion substances, one end of the ejector rod is fixedly connected with the piston, and the other end of the ejector rod is located over the second transverse plate. The invention can automatically close the fire window when a fire disaster happens, and the whole structure is simple.)

一种可自动关闭的防火窗

技术领域

本发明涉及门窗技术领域，具体而言，涉及一种可自动关闭的防火窗。

背景技术

火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火的形成需要三个条件：可燃物、空气和火源，火灾发生后常采用窒息、冷却和拆除火种等方法进行灭火。火灾发生时室内的温度会达到400℃并还会逐渐升高，采取防火措施控制防止火灾的扩散或蔓延十分必要。而现有的防火窗大多采用自动化检测与控制系统来使窗户在火灾发生时关闭，其结构复杂，成本高。

发明内容

为了克服现有防火窗大多采用自动化检测与控制系统来使窗户在火灾发生时关闭，其结构复杂且成本高的问题，本发明提供了一种可自动关闭的防火窗，具体技术方案如下：

一种可自动关闭的防火窗，包括窗框、窗户、滑轮以及拉绳，所述窗户的一端通过合页铰接于窗框的上部，所述滑轮固设于窗框的顶端，所述拉绳绕设在滑轮的凹槽上且所述拉绳的一端固设于窗户的另一端，所述防火窗还包括蜗轮、蜗杆、支撑板、外壳、第一横板、连杆、第二横板、限位挡块、螺旋弹簧、圆筒、活塞以及顶杆，所述支撑板设有两块且两块所述支撑板相互平行，所述蜗轮通过转轴可转动地连接于窗框之上，所述拉绳的另一端固设于转轴之上，所述蜗杆穿过两块所述支撑板并可转动地连接于两块所述支撑板之中且与所述蜗轮啮合，所述外壳安装在窗框之上且位于蜗杆的下方，两块所述支撑板的一端分别与第一横板的两端固定连接，所述连杆的一端与第一横板的中部固定连接，所述连杆的另一端穿过外壳后位于外壳的内腔之中，所述第二横板的中部与连杆的另一端固定连接，所述限位块固定安装在连杆之上且位于外壳的内腔之中，所述螺旋弹簧的一端与外壳的内腔底面固定连接，所述螺旋弹簧的另一端与第二横板的底部固定连接，所述圆筒一端闭合一端开口，所述圆筒的一端固定安装在外壳的内腔顶面上且位于连杆的两侧，所述圆筒的开口端正对第二横板，所述活塞与圆筒的内壁滑动密封连接以形成一个密封腔室，所述密封腔室之中填充有受热膨胀物质，所述顶杆的一端与活塞固定连接，所述顶杆的另一端位于第二横板的正上方。

可选的，所述受热膨胀物质为石蜡。

可选的，所述受热膨胀物质为膨胀石墨。

可选的，所述窗框由铝合金材料制成。

可选的，所述外壳呈空心方管状且由铝合金材料制成。

可选的，所述第一横板与第二横板相互平行。

可选的，所述蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角。

本发明所取得的有益效果包括：通过设置蜗杆、蜗轮、螺旋弹簧、圆筒、活塞以及顶杆，不仅可以使蜗轮蜗杆更好地啮合在一起以调整窗户开度，还可以可以使防火窗在火灾发生时自动关闭，避免火势蔓延，其整体结构简单，成本较低，适合推广。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。

图1是本发明实施例中一种可自动关闭的防火窗的整体结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本发明实施例中圆筒、活塞以及顶杆之间的结构关系示意图。

附图标记说明：

1、窗框；2、窗户；3、滑轮；4、蜗轮；5、蜗杆；6、支撑板；7、拉绳；8、外壳；9、第一横板；10、连杆；11、第二横板；12、限位挡块；13、圆筒；14、螺旋弹簧；15、活塞；16、顶杆；17、密封腔室。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明为一种可自动关闭的防火窗，根据附图所示讲述以下实施例：

实施例一：

请参照图1以及图2所示，一种可自动关闭的防火窗，包括窗框1、窗户2、滑轮3以及拉绳7，所述窗户2的一端通过合页铰接于窗框1的上部，所述滑轮3固设于窗框1的顶端，所述滑轮3的圆周面具有凹槽，所述拉绳7绕设在滑轮3的凹槽上且所述拉绳7的一端固设于窗户2的另一端。具体地，所述拉绳7的一端设于窗户2远离窗框1的一侧边框的中部，且所述拉绳7的另一端经窗户2的外侧跨过滑轮3的凹槽后与转轴固定连接。

请参照图1以及图2以及图3所示，所述防火窗还包括蜗轮4、蜗杆5、支撑板6、外壳8、第一横板9、连杆10、第二横板11、限位挡块12、螺旋弹簧14、圆筒13、活塞15以及顶杆16，所述第一横板9与第二横板11相互平行，所述支撑板6设有两块且两块所述支撑板6相互平行，所述蜗轮4通过转轴可转动地连接于窗框1之上，所述拉绳7的另一端固设于转轴之上，所述蜗杆5穿过两块所述支撑板6并可转动地连接于两块所述支撑板6之中且与所述蜗轮4啮合，所述外壳8安装在窗框1之上且位于蜗杆5的下方，两块所述支撑板6的一端分别与第一横板9的两端固定连接，所述连杆10的一端与第一横板9的中部固定连接，所述连杆10的另一端穿过外壳8后位于外壳8的内腔之中，所述第二横板11的中部与连杆10的另一端固定连接，所述限位挡块12固定安装在连杆10之上且位于外壳8的内腔之中，所述螺旋弹簧14的一端与外壳8的内腔底面固定连接，所述螺旋弹簧14的另一端与第二横板11的底部固定连接，所述圆筒13一端闭合一端开口，所述圆筒13的一端固定安装在外壳8的内腔顶面上且位于连杆10的两侧，所述圆筒13的开口端正对第二横板11，所述活塞15与圆筒13的内壁滑动密封连接以形成一个密封腔室17，所述密封腔室17之中填充有受热膨胀物质，所述顶杆16的一端与活塞15固定连接，所述顶杆16的另一端位于第二横板11的正上方。通过调整螺旋弹簧14、连杆10以及支撑板6的长度，可以利用螺旋弹簧14的弹力使蜗杆5与蜗轮4之间更好地啮合在一起，使得用户可以通过转动蜗杆5调整窗户2的开度。

在未发生火灾的情况下，所述顶杆16的另一端悬空且未与第二横板11接触。所述蜗杆5与蜗轮4啮合。通过转动蜗杆5，能够驱动蜗轮4转动，进而使拉绳7以蜗轮4的转轴为中心缠绕而收回或释放，拉绳7在滑轮3上滑动，拉动窗户2打开或者关闭。当火灾发生时，室内温度升高，高温气体通过窗户2向室外扩散，所述密封腔室17内的受热膨胀物质受热膨胀，体积增大，推动活塞15以及顶杆16往第二横板11方向移动，所述顶杆16通过推动第二横板11使连杆10、第一横板9、支撑板6以及蜗杆5往下移动，最后使蜗杆5与蜗轮4脱离。此时，转轴在窗扇自身重力作用下转动，防火窗自动关闭。，阻断室内外空气流通，如此不仅可以防止室内高温气体扩散，防止火势蔓延，也可以是避免室外空气进入室内，使室内火焰因氧气耗尽而自行熄灭。

与现有技术中采用自动化检测与控制系统来使窗户2在火灾发生时关闭的防火窗相比，本发明通过外壳8、螺旋弹簧14、蜗杆5、蜗轮4等常见廉价部件即可有效的使门窗在火灾发生时自动关闭，避免火势蔓延，其整体结构简单且成本较低。

在实际应用中，当防火窗正常开启闭合时，螺旋弹簧14处在压缩状态，其产生一定弹力使连杆10、支撑板6以及蜗杆5保持一个往上运动趋势，蜗杆5与蜗轮4在螺旋弹簧14弹力作用下刚好啮合在一起。此时，限位挡块12与外壳8的内腔顶面接触，限制住连杆10以及第二横板11继续往上运动，避免蜗杆5与蜗轮4之间的摩擦力过大合使得不能通过蜗杆5顺利驱动蜗轮4。如此，当密封腔室17中的受热膨胀物质受热体积膨胀，推动活塞15以及顶杆16移动，支撑板6以及蜗杆5向下位移量大于蜗杆5的齿高，蜗杆5与蜗轮4完全脱离，防火窗在窗户2自身重力作用下自动关闭。

其中，蜗轮4、蜗杆5、窗框1、支撑板6、外壳8由导热性良好的金属材料支撑，该金属材料优选为导热性良好的铝合金。如此，所述防火窗可以更好的感测室内温度，在火灾发生时及时使圆柱体形状记忆合金受热伸长，进而是蜗杆5蜗轮4脱离，关闭窗户2以避免火势蔓延。

实施例二：

请参照图1以及图2所示，一种可自动关闭的防火窗，包括窗框1、窗户2、滑轮3以及拉绳7，所述窗户2的一端通过合页铰接于窗框1的上部，所述滑轮3固设于窗框1的顶端，所述滑轮3的圆周面具有凹槽，所述拉绳7绕设在滑轮3的凹槽上且所述拉绳7的一端固设于窗户2的另一端。具体地，所述拉绳7的一端设于窗户2远离窗框1的一侧边框的中部，且所述拉绳7的另一端经窗户2的外侧跨过滑轮3的凹槽后与转轴固定连接。

请参照图1以及图2以及图3所示，所述防火窗还包括蜗轮4、蜗杆5、支撑板6、外壳8、第一横板9、连杆10、第二横板11、限位挡块12、螺旋弹簧14、圆筒13、活塞15以及顶杆16，所述第一横板9与第二横板11相互平行，所述支撑板6设有两块且两块所述支撑板6相互平行，所述蜗轮4通过转轴可转动地连接于窗框1之上，所述拉绳7的另一端固设于转轴之上，所述蜗杆5穿过两块所述支撑板6并可转动地连接于两块所述支撑板6之中且与所述蜗轮4啮合，所述外壳8安装在窗框1之上且位于蜗杆5的下方，两块所述支撑板6的一端分别与第一横板9的两端固定连接，所述连杆10的一端与第一横板9的中部固定连接，所述连杆10的另一端穿过外壳8后位于外壳8的内腔之中，所述第二横板11的中部与连杆10的另一端固定连接，所述限位挡块12固定安装在连杆10之上且位于外壳8的内腔之中，所述螺旋弹簧14的一端与外壳8的内腔底面固定连接，所述螺旋弹簧14的另一端与第二横板11的底部固定连接，所述圆筒13一端闭合一端开口，所述圆筒13的一端固定安装在外壳8的内腔顶面上且位于连杆10的两侧，所述圆筒13的开口端正对第二横板11，所述活塞15与圆筒13的内壁滑动密封连接以形成一个密封腔室17，所述密封腔室17之中填充有受热膨胀物质，所述顶杆16的一端与活塞15固定连接，所述顶杆16的另一端位于第二横板11的正上方。通过调整螺旋弹簧14、连杆10以及支撑板6的长度，可以利用螺旋弹簧14的弹力使蜗杆5与蜗轮4之间更好地啮合在一起，使得用户可以通过转动蜗杆5调整窗户2的开度。

在未发生火灾的情况下，所述顶杆16的另一端悬空且未与第二横板11接触。所述蜗杆5与蜗轮4啮合。通过转动蜗杆5，能够驱动蜗轮4转动，进而使拉绳7以蜗轮4的转轴为中心缠绕而收回或释放，拉绳7在滑轮3上滑动，拉动窗户2打开或者关闭。当火灾发生时，室内温度升高，高温气体通过窗户2向室外扩散，所述密封腔室17内的受热膨胀物质受热膨胀，体积增大，推动活塞15以及顶杆16往第二横板11方向移动，所述顶杆16通过推动第二横板11使连杆10、第一横板9、支撑板6以及蜗杆5往下移动，最后使蜗杆5与蜗轮4脱离。此时，转轴在窗扇自身重力作用下转动，防火窗自动关闭。，阻断室内外空气流通，如此不仅可以防止室内高温气体扩散，防止火势蔓延，也可以是避免室外空气进入室内，使室内火焰因氧气耗尽而自行熄灭。

与现有技术中采用自动化检测与控制系统来使窗户2在火灾发生时关闭的防火窗相比，本发明通过外壳8、螺旋弹簧14、蜗杆5、蜗轮4等常见廉价部件即可有效的使门窗在火灾发生时自动关闭，避免火势蔓延，其整体结构简单且成本较低。

在实际应用中，当防火窗正常开启闭合时，螺旋弹簧14处在压缩状态，其产生一定弹力使连杆10、支撑板6以及蜗杆5保持一个往上运动趋势，蜗杆5与蜗轮4在螺旋弹簧14弹力作用下刚好啮合在一起。此时，限位挡块12与外壳8的内腔顶面接触，限制住连杆10以及第二横板11继续往上运动，避免蜗杆5与蜗轮4之间的摩擦力过大合使得不能通过蜗杆5顺利驱动蜗轮4。如此，当密封腔室17中的受热膨胀物质受热体积膨胀，推动活塞15以及顶杆16移动，支撑板6以及蜗杆5向下位移量大于蜗杆5的齿高，蜗杆5与蜗轮4完全脱离，防火窗在窗户2自身重力作用下自动关闭。

其中，蜗轮4、蜗杆5、窗框1、支撑板6、外壳8由导热性良好的金属材料支撑，该金属材料优选为导热性良好的铝合金。如此，所述防火窗可以更好的感测室内温度，在火灾发生时及时使圆柱体形状记忆合金受热伸长，进而是蜗杆5蜗轮4脱离，关闭窗户2以避免火势蔓延。

所述蜗杆5的展开螺旋角小于蜗轮4蜗接触的摩擦角。如此，可以实现蜗杆5蜗轮4的自锁，使得只可以通过蜗杆5驱动蜗轮4。在未发生火灾时，可以很方便地通过转动蜗杆5将窗户2打开至一定角度，而不至于使蜗轮4在窗户2自身重力下转动，进而驱动蜗杆5转动，导致窗户2在自身重力作用下自动关闭。

在本实例中，所述圆筒13同样有导热性良好的铝合金材料制成，所述圆筒13以及顶杆16的尺寸可以根据门窗的大小来设定，在此不再赘述。

当压力在0.36MPa以下、温度从25℃升高到61℃时,石蜡的体膨胀率逐渐增大到13.2％,而且在熔点温度附近石蜡下的体膨胀率与温度几乎呈线性规律变化。由此，在本发明当中，所述受热膨胀物质为石蜡，当外壳8、圆筒13或者窗框1的温度大于60度时，即石蜡温度大于60度即判定室内发生火灾。此时，石蜡膨胀推动活塞15以及顶杆16移动，进而驱动第二横板11移动以使蜗杆5与蜗轮4脱离，关闭门窗。当室内火焰熄灭，室内温度降低后，所述石蜡降温而体积缩小，蜗杆5在螺旋弹簧14的弹力作用下与蜗轮4重新啮合，可通过转动蜗杆5再次开启窗户2。

实施例三：

请参照图1以及图2所示，一种可自动关闭的防火窗，包括窗框1、窗户2、滑轮3以及拉绳7，所述窗户2的一端通过合页铰接于窗框1的上部，所述滑轮3固设于窗框1的顶端，所述滑轮3的圆周面具有凹槽，所述拉绳7绕设在滑轮3的凹槽上且所述拉绳7的一端固设于窗户2的另一端。具体地，所述拉绳7的一端设于窗户2远离窗框1的一侧边框的中部，且所述拉绳7的另一端经窗户2的外侧跨过滑轮3的凹槽后与转轴固定连接。

请参照图1以及图2以及图3所示，所述防火窗还包括蜗轮4、蜗杆5、支撑板6、外壳8、第一横板9、连杆10、第二横板11、限位挡块12、螺旋弹簧14、圆筒13、活塞15以及顶杆16，所述第一横板9与第二横板11相互平行，所述支撑板6设有两块且两块所述支撑板6相互平行，所述蜗轮4通过转轴可转动地连接于窗框1之上，所述拉绳7的另一端固设于转轴之上，所述蜗杆5穿过两块所述支撑板6并可转动地连接于两块所述支撑板6之中且与所述蜗轮4啮合，所述外壳8安装在窗框1之上且位于蜗杆5的下方，两块所述支撑板6的一端分别与第一横板9的两端固定连接，所述连杆10的一端与第一横板9的中部固定连接，所述连杆10的另一端穿过外壳8后位于外壳8的内腔之中，所述第二横板11的中部与连杆10的另一端固定连接，所述限位挡块12固定安装在连杆10之上且位于外壳8的内腔之中，所述螺旋弹簧14的一端与外壳8的内腔底面固定连接，所述螺旋弹簧14的另一端与第二横板11的底部固定连接，所述圆筒13一端闭合一端开口，所述圆筒13的一端固定安装在外壳8的内腔顶面上且位于连杆10的两侧，所述圆筒13的开口端正对第二横板11，所述活塞15与圆筒13的内壁滑动密封连接以形成一个密封腔室17，所述密封腔室17之中填充有受热膨胀物质，所述顶杆16的一端与活塞15固定连接，所述顶杆16的另一端位于第二横板11的正上方。通过调整螺旋弹簧14、连杆10以及支撑板6的长度，可以利用螺旋弹簧14的弹力使蜗杆5与蜗轮4之间更好地啮合在一起，使得用户可以通过转动蜗杆5调整窗户2的开度。

在未发生火灾的情况下，所述顶杆16的另一端悬空且未与第二横板11接触。所述蜗杆5与蜗轮4啮合。通过转动蜗杆5，能够驱动蜗轮4转动，进而使拉绳7以蜗轮4的转轴为中心缠绕而收回或释放，拉绳7在滑轮3上滑动，拉动窗户2打开或者关闭。当火灾发生时，室内温度升高，高温气体通过窗户2向室外扩散，所述密封腔室17内的受热膨胀物质受热膨胀，体积增大，推动活塞15以及顶杆16往第二横板11方向移动，所述顶杆16通过推动第二横板11使连杆10、第一横板9、支撑板6以及蜗杆5往下移动，最后使蜗杆5与蜗轮4脱离。此时，转轴在窗扇自身重力作用下转动，防火窗自动关闭。，阻断室内外空气流通，如此不仅可以防止室内高温气体扩散，防止火势蔓延，也可以是避免室外空气进入室内，使室内火焰因氧气耗尽而自行熄灭。

与现有技术中采用自动化检测与控制系统来使窗户2在火灾发生时关闭的防火窗相比，本发明通过外壳8、螺旋弹簧14、蜗杆5、蜗轮4等常见廉价部件即可有效的使门窗在火灾发生时自动关闭，避免火势蔓延，其整体结构简单且成本较低。

在实际应用中，当防火窗正常开启闭合时，螺旋弹簧14处在压缩状态，其产生一定弹力使连杆10、支撑板6以及蜗杆5保持一个往上运动趋势，蜗杆5与蜗轮4在螺旋弹簧14弹力作用下刚好啮合在一起。此时，限位挡块12与外壳8的内腔顶面接触，限制住连杆10以及第二横板11继续往上运动，避免蜗杆5与蜗轮4之间的摩擦力过大合使得不能通过蜗杆5顺利驱动蜗轮4。如此，当密封腔室17中的受热膨胀物质受热体积膨胀，推动活塞15以及顶杆16移动，支撑板6以及蜗杆5向下位移量大于蜗杆5的齿高，蜗杆5与蜗轮4完全脱离，防火窗在窗户2自身重力作用下自动关闭。

其中，蜗轮4、蜗杆5、窗框1、支撑板6、外壳8由导热性良好的金属材料支撑，该金属材料优选为导热性良好的铝合金。如此，所述防火窗可以更好的感测室内温度，在火灾发生时及时使圆柱体形状记忆合金受热伸长，进而是蜗杆5蜗轮4脱离，关闭窗户2以避免火势蔓延。

所述蜗杆5的展开螺旋角小于蜗轮4蜗接触的摩擦角。如此，可以实现蜗杆5蜗轮4的自锁，使得只可以通过蜗杆5驱动蜗轮4。在未发生火灾时，可以很方便地通过转动蜗杆5将窗户2打开至一定角度，而不至于使蜗轮4在窗户2自身重力下转动，进而驱动蜗杆5转动，导致窗户2在自身重力作用下自动关闭。

在本实例中，所述圆筒13同样有导热性良好的铝合金材料制成，所述圆筒13以及顶杆16的尺寸可以根据门窗的大小来设定，在此不再赘述。

当压力在0.36MPa以下、温度从25℃升高到61℃时,石蜡的体膨胀率逐渐增大到13.2％,而且在熔点温度附近石蜡下的体膨胀率与温度几乎呈线性规律变化。由此，在本发明当中，所述受热膨胀物质为石蜡，当外壳8、圆筒13或者窗框1的温度大于60度时，即石蜡温度大于60度即判定室内发生火灾。此时，石蜡膨胀推动活塞15以及顶杆16移动，进而驱动第二横板11移动以使蜗杆5与蜗轮4脱离，关闭门窗。当室内火焰熄灭，室内温度降低后，所述石蜡降温而体积缩小，蜗杆5在螺旋弹簧14的弹力作用下与蜗轮4重新啮合，可通过转动蜗杆5再次开启窗户2。

所述受热膨胀物质也可以是膨胀石墨，其起始温度大于100度而小于300度。由于膨胀石墨遇到高温可瞬间体积膨胀数十倍乃至数百倍，当室内发生火灾而使膨胀石墨升温膨胀时，可瞬身推动活塞15以及顶杆16移动，使得能够克服螺旋弹簧14的弹力，并使蜗杆5与蜗轮4快速脱离，而使门窗关闭，防止火势蔓延，缩短响应时间。

综上所述，本发明公开的一种可自动关闭的防火窗，所产生的有益技术效果包括：通过设置蜗杆、蜗轮、螺旋弹簧、圆筒、活塞以及顶杆，不仅可以使蜗轮蜗杆更好地啮合在一起以调整窗户开度，还可以可以使防火窗在火灾发生时自动关闭，避免火势蔓延，其整体结构简单，成本较低，适合推广。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。