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摘 要

本文利用毕业设计团队的其他成员合成的Ni Ti合金，制作SMA弹簧，通过弹簧特性和设计计算，弹簧实际的工作载荷以及弹簧实际的切应力范围，建立相关的数学模型，加工实际所需弹簧。通过热处理等工艺调整弹簧相变温度，得到满足需求的弹簧。

基于以上研究，并介绍并分析了传统排烟防火阀的机构，动作机理。针对传统排烟防火阀存在的问题，进行优化设计。利用Ni Ti记忆合金弹簧作为排烟防火阀感温机构，同时结构上，利用温感传动器传热，简化原有结构设计，具有响应速度快的优点，采用感温性能良好的金属导杆传热，动作温度准确。装置动作后，可自动复位，再次使用，达到节省人力，节约成本的目的。同时对排烟防火阀生产后的实验，及排烟防火阀的总程都做了详细的分析

关键词： Ni Ti记忆合金弹簧;自动复位；机械排烟防火阀；温感传动器；优化设计

Development of automatic resetting smoke and smoke

Abstract

In this paper, using the Ni Ti alloy synthesized by other members of the graduation design team to produce SMA spring, through the spring characteristics and design calculations, the actual working load of the spring and the actual shear stress range of the spring, the relevant mathematical model is established to process the actual required spring. Through the heat treatment process to adjust the spring phase transition temperature, to meet the needs of the spring.

Based on the above research, the mechanism and mechanism of the traditional smoke and fire damper are introduced and analyzed. Aiming at the problems existing in the traditional smoke and fire damper, it is optimized. Ni Ti memory alloy spring as a smoke fire valve temperature sensing mechanism, while the structure, the use of temperature sensor heat transfer, simplifying the original structural design, with the advantages of fast response, the use of good temperature sensing metal guide Heat, the action temperature is accurate. Device action, can be automatically reset, re-use, to save manpower, cost savings purposes. At the same time on the production of smoke and fire flames after the experiment, and the total range of smoke and fire flames have done a detailed analysis

Key Words：Ni Ti memory alloy spring; automatic reset; mechanical smoke fire damper; temperature sensitive actuator; optimized design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1防火阀的研究意义 1

1.2形状记忆合金 2

1.2.1记忆合金应用于防火阀相关领域现状： 3

1.3国内外防火排烟阀发展历程 4

1.4课题研究目标及意义 5

1.4.1传统防火阀缺陷 5

1.4.2形状记忆合金防火阀的优点： 5

第二章自动复位防火阀研制概述 6

2.1记忆合金弹簧驱动的工作原理 6

2.2弹簧材料的选择和弹簧的尺寸设计 6

2.2.1弹簧的回复力特征 7

2.2.2单个SMA压缩弹簧设计 8

2.2.3 SMA驱动器的弹簧组合系统设计 10

2.2.4其它制造因素的影响 13

2.2.5弹簧组合系统的成形 14

第三章 自动复位防火阀动作机构设计 15

3.1结构设计 15

3.2动作原理和过程 15

3.3自动复位防火阀温感传动器结构设计 16

第四章 自动复位防火阀总程 17

4.1防火阀材料 17

4.2防火阀的制造 17

4.3防火阀的安装 18

4.4自动复位防火阀整体架构的总程 19

4.4.1自动复位防火阀主要组成机构 19

4.4.2自动复位防火阀的整体架构 20

第五章 防火阀试验 21

5.1自动复位防火阀需经受下列条件实验 21

5.2 自动复位防火阀的外观 21

5.3 自动复位防火阀的性能指标 21

5.4自动复位防火阀的测试实验 22

5.4.1摇摆试验 22

5.4.2冲击试验 22

5.4.3盐雾试验 22

5.4.4性能试验 22

5.4.5可靠性试验 23

5.4.6漏风量试验 24

5.4.7自动复位防火阀的动作和不动作实验 25

5.4.8其他相关实验 26

第六章 结论及展望 28

参考文献 29

致谢 30

第一章绪论

1.1防火阀的研究意义

随着我国经济水平稳步提升，我国的建筑业迅速发展，各种建筑开始大量兴建，也就使得发生火灾的频率越来越高，给人民带来了严重的危害和财产损失。通过在防火系统中设计机械排烟系统，从而降低火灾这一灾害所带来的损失，在机械排烟系统上，作为控制火灾程度的决定性因素是排烟防火阀。排烟防火阀是位于机械排烟系统中的，一般来说排烟防火阀呈现的是开启的状态，但是一旦火灾突然发生，管内烟气的温度会迅速上升，一旦烟气得温度升高到280℃左右，排烟防火阀会从开启状态变成关闭状态，在整个系统中起到一个排烟阻火的作用。排烟防火阀要能够满足系统要求的漏烟量并且在整个动作过程中要满足耐火完整性的要求，对于系统要做到隔烟阻火的一个功能。

目前我国相关的排烟防火阀普遍采用熔断式防火阀，其原理是在管内温度升高到280℃时防火阀的易熔合金受热熔断，但是却不能恢复原状，需人工进行处理进行复位，操作不便，特别是在比较狭小的空间，如船舶上的防火排烟阀。另一方面易熔合金片一般采用黄铜片为原材料，但是为了确保动作的稳定性在易熔合金里面加入了铅这种金属，含量大概在50%左右。易熔合金熔断时会产生一部分的铅蒸气，众所周知铅对于人体的危害极大。同时，机械排烟系统在现实中大多安装在实际高度比较高的地方，动作后机械排烟系统的复位很困难，需加装复杂的复位设施。由火灾烟气造成的大量伤亡和财产损失的事故很多，如下列举了几个典型的事故案例。

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