CN102418469B

CN102418469B - 井下避难硐室用防护密闭门

Info

Publication number: CN102418469B
Application number: CN 201110331133
Authority: CN
Inventors: 刘林; 张广勋; 朱先国; 井婷婷; 蒋德献; 葛亮; 陈阳国
Original assignee: CHINA COAL SCIENCE AND INDUSTRY GROUP CHONGQING RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: CN102418469A

Abstract

本发明公开了一种井下避难硐室用防护密闭门，包括门扇、门框、密封结构和闭锁装置，门扇包括位于外侧的弧形门扇和位于内侧的平板门扇，所述弧形门扇包括弧形壳板和焊接在弧形壳板上的固定板，所述弧形壳板与固定板之间设有加强板，且弧形壳板与固定板之间填充有隔热棉，所述平板门扇包括平面盖板，所述平面盖板通过焊接在所述固定板上的连接座与安装在固定板上，且所述固定板与所述盖板之间填充有隔热棉。通过设置弧形壳板能够加强门扇的承受爆炸冲击波的能力，通过设置隔热棉能够隔绝外部高温。通过在门扇的四周边缘设置密封条、且与所述密封条对应的门框上设置金属压条及多点锁紧机构来确保防护密闭门的气密性，防止外界有毒有害气体的侵入。

Description

井下避难硐室用防护密闭门

技术领域

本发明涉及一种防护密闭门，具体的为一种集抗压、密闭、隔热三种功能为一体的井下避难硐室用防护密闭门，能够抵抗爆炸冲击波、防御有毒气体进入避难硐室和隔绝外界高温。

背景技术

近年来，我国各类矿难事故时有发生，由于矿井事故存在破坏力大、事故原因复杂和易引起继发性事故等特点，使得矿难发生后，外界无法及时展开救援。而井下由于事故所引起的绝大多数人员伤亡都是由于遇险矿工不能及时找到安全的避难场所造成的。为了加快完善矿山应急救援体系的建设，最大限度地减少事故损失和人员伤亡，目前，我国正在大力推广井下安全避险系统，并且强制要求三年之内覆盖所有的矿山企业。

当煤矿井下突发瓦斯突出、煤突出、坍塌和火灾等事故，矿井通道堵塞或动力电源断电时，在井下遇险人员不能立即升井逃生脱险的紧急情况下，可快速进入避难硐室等待救援，避难硐室为其提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵抗爆炸冲击，抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，为应急救援创造条件、赢得宝贵的救援时间。

作为生命保障工程的第一道关键防线，避难硐室的防护密闭门对于实现避难硐室抵抗爆炸冲击、气密防毒和隔绝外界高温等工作性能，起着至关重要的作用。现有的矿山井下用防护密闭门普遍存在以下主要缺陷：

① 在矿难发生时，在人员需进入避难硐室逃生的紧急情况下，防护门的开启和闭锁费力费时，不够灵活、快速，易延误紧急逃生的宝贵时间；

② 现有防护密闭门的锁紧机构的限位装置设置不当，容易松动；

③ 现有防护密闭门都没有考虑设计隔热结构和观察窗。

④ 现有防护密闭门密封结构设计不合理，不能有效地阻隔外界有毒有害气体的侵入。

因此，需要一种适用于井下避难硐室用的钢制式快速防护密闭门，具有较高的抵抗井下爆炸冲击的能力，能够有效地防御有毒气体进入的密封性能，兼具开闭灵活，密闭可靠的特性，且能有效的隔绝外界高温，为逃生人员提供生命保障的安全的密闭空间。

发明内容

本发明要解决的问题是提出一种井下避难硐室用防护密闭门，该防护密闭门具有较强的抵抗爆炸冲击的能力，不仅能有效地隔绝有毒气体进入，还能有效的隔绝外界高温，为逃生人员提供生命保障的安全的密闭空间。

要实现上述技术目的，本发明的井下避难硐室用防护密闭门，包括门扇、门框、密封结构和闭锁装置，所述门扇包括位于外侧的弧形门扇和位于内侧的平板门扇，所述弧形门扇包括弧形壳板和焊接在弧形壳板上的固定板，所述弧形壳板与固定板之间设有加强板，且弧形板与固定板之间填充有隔热棉，所述平板门扇包括平面盖板，所述平面盖板通过焊接在所述固定板上的连接座安装在固定板上，且所述固定板与所述盖板之间填充有隔热棉。

进一步，所述门扇上设有观察窗，所述观察窗包括固定焊接在门扇上的观察窗座、安装在所述观察窗座内的两层钢化玻璃、位于两钢化玻璃之间并与观察窗座的内壁相匹配的定位套筒和固定安装在观察窗座上并压紧固定钢化玻璃的压板，所述观察窗座沿其轴线方向的截面呈“∏”字形且在观察窗座的底面上开设有观察孔，所述钢化玻璃分别与所述观察窗座、定位套筒和压板之间设有密封圈密封；

进一步，所述固定板背面的四周边缘均设有矩管，所述平板门扇的四周边缘设有与所述矩管相匹配的隔板，所述矩管与所述隔板之间设有密封条，且与所述密封条对应的门框上设有金属压条；

进一步，所述闭锁装置包括安装在门扇上的手轮转轴机构、与所述手轮转轴机构相匹配的齿轮传动机构、与所述齿轮传动机构联动的多连杆机构以及与多连杆机构相匹配的楔形块机构；

进一步，所述手轮转轴机构包括固定焊接在门扇上的转轴座、旋转安装在转轴座内的转轴、套装在转轴两端并与转轴同步转动的手轮，所述转轴座的一端设有套装在转轴上并与设置在所述转轴上的轴环相匹配的压盖，所述压盖安装在所述转轴座上，所述转轴与转轴座之间设有密封圈密封。

进一步，所述齿轮传动机构包括套装在所述转轴上并与所述转轴同步转动的小齿轮和与所述小齿轮啮合的大齿轮；

进一步，所述多连杆机构包括铰接在所述大齿轮上的两短杆、分别与两短杆铰接的左连杆和右连杆、分别铰接在左连杆和右连杆上的多个转动块，所述转动块呈角度大于90°的折弯，且转动块的中部通过螺柱铰接在所述门扇上作为旋转支点；

进一步，所述楔形块机构包括固定安装在门框上并与所述转动块一一对应设置的楔形块，所述转动块的自由端到旋转支点的距离大于所述楔形块内边缘到所述旋转支点的距离且小于等于所述楔形块外边缘到所述旋转支点的距离；

进一步，所述转动块的自由端上套装有自润滑轴承；

进一步，所述闭锁装置还包括限位机构，所述限位机构包括固定设置在所述门扇上的限位销和设置在所述大齿轮上并与所述限位销相匹配的限位槽。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明井下避难硐室用防护密闭门通过将门扇设置为位于外侧的弧形门扇和位于内侧的平板门扇，弧形门扇的弧形壳板和固定板均采用低合金高强度的16Mn钢，其受力性能得到加强，力学原理为：假设任意方向作用在弧形壳板上的爆炸冲击力可以分解为两个分力，一个是垂直于弧形壳板的分力，另一个是平行于弧形壳板切线的分力，平行于弧形切线的分力由于对称，互相抵消，垂直作用于门体的力小于原来的作用力，消弱了爆炸冲击力，从而使门扇承受爆炸冲击波的性能得到大大加强。因此，防护密闭门能够承受不低于1.0MPa的冲击压力，使得避难硐室内部更加安全；弧形门扇的弧形壳板和固定板之间填充有隔热棉，平板门扇的平面盖板与固定板之间也填充有隔热棉，能够有效隔绝外界高温，保证避难硐室内的温度适合人员生存；

2、通过在门扇上设置观察窗，避难人员能够通过观察窗掌握外部环境状况，便于避难人员采取合理的自救措施；

3、本发明的井下避难硐室用防护密闭门通过设置闭锁装置不仅能够从避难硐室的外部和内部打开，而且操作快捷方便，通过设置限位机构能够防止闭锁装置运行到连杆机构的死点位置。

4、通过在门扇的四周边缘设置密封条、且与所述密封条对应的门框上设置金属压条及多点锁紧机构来确保防护密闭门的气密性，可有效阻隔外界有毒有害气体的侵入，保证避难硐室内的遇险人员的生存环境。

附图说明

图1为本发明井下避难硐室用防护密闭门实施例的结构示意图，具体为井下避难硐室用防护密闭门实施例的弧形门扇正视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的后视图。

附图标记说明：

1-弧形壳板；2-固定板；3-加强板；4-隔热棉；5-平面盖板；6-连接座；7-螺钉；8-观察窗；9-观察窗座；10-钢化玻璃；11-定位套筒；12-压板；13-观察孔；14-密封圈；15-螺钉；16-矩管；17-隔板；18-密封条；19-金属压条；20-转轴座；21-转轴；22-压盖；23-密封圈；24-手轮；25-小齿轮；26-大齿轮；27-短杆；28-左连杆；29-右连杆；30-转动块；31-旋转支点；32-楔形块；33-自润滑轴承；34-限位销；35-限位槽；36-齿轮座；37-门框；38-铰链。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，为本发明井下避难硐室用防护密闭门实施例的结构示意图，具体为井下避难硐室用防护密闭门实施例的弧形门扇正视图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的B-B剖视图；图4为图1的后视图。

本实施例的井下避难硐室用防护密闭门包括门扇、门框37、密封结构和闭锁装置，门扇通过铰链38铰接在门框37上，本实施例的门框37采用不等边角钢焊接而成。门扇包括位于内侧的平板门扇和位于外侧的弧形门扇，弧形门扇包括弧形壳板1和焊接在弧形壳板1上的固定板2，弧形壳板1与固定板2之间设有加强板3，加强板3纵横向地布置在弧形壳板1与固定板2之间，且弧形壳板1与固定板2之间填充有隔热棉4，隔热棉4均匀填充在纵横向加强板4形成的格子中，平板门扇包括平面盖板5和与所述平面盖板相匹配的连接座6，平面盖板5通过连接座6和螺钉7安装在固定板2上，且平面盖板5与所述固定板2之间填充有隔热棉4。

本实施例的井下避难硐室用防护密闭门通过将门扇设置为位于外侧的弧形门扇和位于内侧的平板门扇，弧形门扇的弧形壳板1和固定板2均采用低合金高强度的16Mn钢，其受力性能得到加强，力学原理为：假设任意方向作用在弧形壳板1上的爆炸冲击力可以分解为两个分力，一个是垂直于弧形壳板1的分力，另一个是平行于弧形壳板1切线的分力，平行于弧形切线的分力由于对称，互相抵消，垂直作用于门体的力小于原来的作用力，消弱了爆炸冲击力，从而使门扇承受爆炸冲击波的性能得到大大加强。因此，防护密闭门能够承受不低于1.0MPa的冲击压力，使得避难硐室内部更加安全；弧形门扇的弧形壳板1和固定板2之间填充有隔热棉，平板门扇的平面盖板5与固定板2之间也填充有隔热棉4，能够有效隔绝外界高温，保证避难硐室内的温度适合人员生存。

进一步，门扇上设有观察窗8，观察窗8包括固定焊接在门扇上的观察窗座9、安装在所述观察窗座9内的两层钢化玻璃10、位于两钢化玻璃10之间并与观察窗座9的内壁相匹配的定位套筒11和固定安装在观察窗座9上并压紧固定钢化玻璃10的压板12，观察窗座9沿其轴线方向的截面呈“∏”字形且在观察窗座9的底面上开设有观察孔13，钢化玻璃10分别与所述观察窗座9、定位套筒11和压板12之间设有密封圈14。由于观察窗座9沿其轴线方向的截面积呈“∏”字形且底部开设有观察孔13，观察窗座9套装在设置在门扇上的观察窗安装孔后，其底部抵靠在门扇上，两钢化玻璃10被定位套筒11分别定位在观察窗座9的前后两侧，观察窗座9是焊接在门扇上的，压板12通过螺钉15和观察窗座9之间的螺纹紧固结构压紧了两块钢化玻璃，限定了其在观察窗座内的位置。本实施例的观察窗8既能承受较大的爆炸冲击波，还能有效的防止有毒气体从观察窗处进入避难硐室内。通过在门扇上设置观察窗，避难人员能够通过观察窗掌握外部环境状况，便于避难人员采取合理的自救措施。

进一步，固定板2背面的四周边缘均设有矩管16，平板门扇的四周边缘设有与矩管16相匹配的隔板17，隔板17与矩管16一一对应设置并靠近平板门扇边缘，矩管16与隔板17之间设有密封条18，且与密封条18对应的门框上设有金属压条19。通过在门扇固定板2背面一周边缘上设置密封条18，在门扇通过闭锁装置关闭时，通过闭锁装置的预紧力，位于门框上的金属压条19压在密封条18上进行密封，相较于传统的门扇和门框之间的密封结构，其密封性能更好，能够有效防止有毒气体渗入避难硐室内部。

进一步，闭锁装置包括安装在门扇上的手轮转轴机构、与所述手轮转轴机构相匹配的齿轮传动机构、与所述齿轮传动机构联动的多连杆机构以及与多连杆机构相匹配的楔形块机构。

手轮转轴机构包括固定焊接在门扇上的转轴座20、旋转安装在转轴座20内的转轴21、套装在转轴21两端并与转轴21同步转动的两个手轮24，转轴座20的一端设有套装在转轴21上并与设置在转轴21上的轴环相匹配的压盖22，压盖22通过螺钉15安装在转轴座20上，通过设置压盖22用于转轴21的轴向定位，防止转轴沿着轴向方向移动，转轴21与转轴座20之间设有密封圈23，本实施例的转轴21与转轴座20之间设有两道密封圈密封，能够有效地防止外部的有害气体通过转轴处进入避难硐室。

齿轮传动机构包括套装在转轴21上并与转轴21同步转动的小齿轮25和与小齿轮25啮合并通过齿轮座36安装在门扇上的大齿轮26，本实施例的传动机构采用齿轮传动结构，传动平稳可靠，不易损坏。

多连杆机构包括铰接在大齿轮26上的两短杆27、分别与两短杆27铰接的左连杆28和右连杆29、分别铰接在左连杆28和右连杆29上的至少三个转动块30，转动块30呈角度大于90°的折弯形，且转动块30的中部通过螺柱铰接在门扇上作为旋转支点31，本实施例的旋转支点31位于转动块30的折弯处。本实施例的连杆机构在左连杆28和右连杆29上分别铰接有三个转动块30，三个转动块30分别位于门扇的上部、中部和下部，使得闭锁时的闭锁力分布更加均匀。

楔形块机构包括固定安装在门框上并与转动块30一一对应设置的楔形块32，转动块30的自由端到旋转支点31的距离大于楔形块32内边缘到旋转支点31的距离，且转动块30的自由端到旋转支点31的距离小于等于楔形块32外边缘到旋转支点的距离，楔形块32在门扇闭锁的时转动块30的旋转方向上设有挡块33，用于转动块30限位。优选的，转动块30的自由端还套装有自润滑轴承33，通过设置自润滑轴承33 可减小转动块30在楔形块32表面上滑动时的摩擦阻力，使得闭锁装置操作起来更加灵活省力。

优选的，在闭锁装置的传动机构上还包括限位机构，限位机构包括固定设置在门扇上的限位销34和设置在大齿轮26上并与所述限位销相匹配的限位槽35，通过设置限位结构，能够防止闭锁装置运行到连杆机构的死点位置卡死。

在避难硐室外，本实施例的井下避难硐室用防护密闭门的闭锁过程如下：给手轮转轴机构施加顺时针方向外力矩，带动小齿轮25转动，小齿轮25带动齿轮座36上的大齿轮26转动，大齿轮26再带动与其铰接的2个短杆27平面运动，2个短杆27各自驱动从动的左连杆28和右连杆29运动，左连杆28和右连杆29牵引与其铰接的左、右各3个转动块30围绕旋转支点31转动，就形成了一个多连杆的六点联动锁紧机构，设置6个转动块31的自由端的自润滑轴承23同时沿着与转动块30一一对应设置的6个锲型垫块32的斜面滚动，直至被锲型块32设置在位于门扇闭锁时转动块30的旋转方向上的挡块33挡住，且此时限位销34位于限位槽35的闭锁端，就实现了整个闭锁的过程。

在避难硐室外开启门的过程，就是给手轮22施加逆时针方向的力矩，最终带动转动块30绕着旋转支点31旋转，转动块30的自由端完全脱离楔形块32后，变实现了门扇的开启，此时限位销34位于限位槽35的开启端。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种井下避难硐室用防护密闭门，包括门扇、门框、密封结构和闭锁装置，其特征在于：所述门扇包括位于外侧的弧形门扇和位于内侧的平板门扇，所述弧形门扇包括弧形壳板和焊接在弧形壳板上的固定板，所述弧形壳板与固定板之间设有加强板，且弧形壳板与固定板之间填充有隔热棉，所述平板门扇包括平面盖板，所述平面盖板通过焊接在所述固定板上的连接座与安装在固定板上，且所述固定板与所述盖板之间填充有隔热棉；

所述固定板背面的四周边缘均设有矩管，所述门扇的四周边缘设有与所述矩管相匹配的隔板，所述矩管与所述隔板之间设有密封条，且与所述密封条对应的门框上设有金属压条；

所述闭锁装置包括安装在门扇上的手轮转轴机构、与所述手轮转轴机构相匹配的齿轮传动机构、与所述齿轮传动机构联动的多连杆机构以及与多连杆机构相匹配的楔形块机构。

2.根据权利要求1所述的井下避难硐室用防护密闭门，其特征在于：所述门扇上设有观察窗，所述观察窗包括焊接在门扇上的观察窗座、安装在所述观察窗座内的两层钢化玻璃、位于两钢化玻璃之间并与观察窗座的内壁限位的定位套筒和固定安装在观察窗座上并压紧固定钢化玻璃的压板，所述观察窗座沿其轴线方向的截面呈“∏”字形且在观察窗座的底面上开设有观察孔，所述钢化玻璃分别与所述观察窗座、定位套筒和压板之间设有密封圈。

3.根据权利要求1所述的井下避难硐室用防护密闭门，其特征在于：所述手轮转轴机构包括固定焊接在门扇上的转轴座、旋转安装在转轴座内的转轴、套装在转轴两端并与转轴同步转动的手轮，所述转轴座的一端设有套装在转轴上并与设置在所述转轴上的短轴环相匹配的压盖，所述压盖安装在所述转轴座上，所述转轴与转轴座之间设有密封圈密封。

4.根据权利要求3所述的井下避难硐室用防护密闭门，其特征在于：所述齿轮传动机构包括套装在所述转轴上并与所述转轴同步转动的小齿轮和与所述小齿轮啮合的大齿轮。

5.根据权利要求4所述的井下避难硐室用防护密闭门，其特征在于：所述多连杆机构包括铰接在所述大齿轮上的两短杆、分别与两短杆铰接的左连杆和右连杆、分别铰接在左连杆和右连杆上的三个转动块，所述转动块呈角度大于90°的折弯，且转动块的中部通过螺柱铰接在所述门扇上作为旋转支点。

6.根据权利要求5所述的井下避难硐室用防护密闭门，其特征在于：所述楔形块机构包括固定安装在门框上并与所述转动块一一对应设置的楔形块，所述转动块的自由端到旋转支点的距离大于所述楔形块内边缘到所述旋转支点的距离且小于等于所述楔形块外边缘到所述旋转支点的距离。

7.根据权利要求6所述的井下避难硐室用防护密闭门，其特征在于：所述转动块的自由端上套装有自润滑轴承。

8.根据权利要求4-7任一项所述的井下避难硐室用防护密闭门，其特征在于：所述闭锁装置还包括限位机构，所述限位机构包括固定设置在所述门扇上的限位销和设置在所述大齿轮上并与所述限位销相匹配的限位槽。