CN103541763A - 立风井导向缓冲防爆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立风井导向缓冲防爆装置，主要由外框架、内框架、缓冲伞、中央导向柱及配重机构组成，外框架的两根立柱（201）分别固定在井口基座（1）上，所述外框架的两根横梁（202）之间设置导向筒（5），所述内框架的立柱（301）可上下滑动地安装在外框架的立柱内侧，内框架的立柱的底端与门体（12）相固定，缓冲伞的伞骨（601）固定安装在外框架横梁的下方，基板（602）及缓冲块（603）固定安装在伞骨的下方，所述中央导向柱穿过导向筒及缓冲伞与门体固定连接。本发明加装刚性导向约束和缓冲吸能装置，提高了防爆门的可靠性和抗爆能力，对矿井正常通风影响极小，利于生产矿井实施风井防爆门改造。

Description

立风井导向缓冲防爆装置

技术领域

本发明涉及一种煤矿立风井防爆门受爆炸冲击波作用下安全开启和复位的防护装置，属于矿井通风安全技术领域。

背景技术

按照我国安全生产法规要求，在煤矿通风系统中，风井口应安装防爆门。防爆门的作用是，当井下发生瓦斯煤尘爆炸时，爆炸冲击波冲开防爆门卸压，从而保证矿井主通风机免遭损坏。目前我国煤矿立风井多采用一种伞盖式防爆门，它由门体、密封油槽、滑轮架、配重等组成，其防爆卸压机理是：当爆炸冲击波到达井口时，门体在冲击波和配重共同作用下快速开启，冲击波过后，门体在重力作用和配重牵引辅助作用下复位关闭。

抢险救灾实践证明，这种防爆门的安全防护功能存在以下严重缺陷：①冲击波冲开防爆门后，难以准确下落复位。由于配重组间牵引力的差异性和冲击波作用力的不均匀性，造成门体在上升和下落过程中受力不均衡，发生偏移、偏转，从而导致防爆门难以复位关闭，导致大量漏风，甚至风流短路；②防爆门无缓冲和限位装置，爆炸威力强大时，防爆门被冲飞而远离井口。井下爆炸威力强大时，冲击波可将滑轮、配重等装置破坏，将门体冲飞，致使防爆门长时间无法复位，导致风流短路或反风措施难以实现，大量井下遇险人员因不能及时获得新鲜风供给而窒息而亡，造成事故扩大化。

发明内容

本发明目的在于针对现有防爆门抗爆能力低、复位困难等缺陷，在现有防爆门的基础上，提出一种导向缓冲防爆装置，以提高现有防爆门的抗爆能力和复位可靠度。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：

一种立风井导向缓冲防爆装置，所述装置主要由外框架、内框架、缓冲伞、中央导向柱及配重机构组成，其中：

所述外框架由两根立柱及两根横梁组成，外框架的两根立柱分别固定在井口基座上，所述外框架的两根横梁之间设置导向筒，

所述内框架由两根立柱及一根横梁组成，内框架的立柱可上下滑动地安装在外框架的立柱内侧，内框架的立柱的底端与门体通过联接件相固定，所述缓冲伞由伞骨、基板及缓冲块组成，缓冲伞的伞骨固定安装在外框架横梁的下方，基板及缓冲块固定安装在伞骨的下方，

所述中央导向柱穿过导向筒及缓冲伞与门体固定连接。

进一步，外框架的立柱内侧设置U型导向槽，导向槽内设置减摩板，内框架的立柱全部或部分地内嵌于立柱的导向槽内。

进一步，所述外框架的两根立柱及两根横梁通过螺栓连接和焊缝连接连成一体，所述内框架的两根立柱及一根横梁通过螺栓连接和焊缝连接连成一体。

进一步，所述外框架立柱的高度大于门体直径的2/3。

进一步，所述内框架立柱的上下滑动位移量大于门体直径的1/2。

进一步，所述内框架的中央导向柱为一圆柱形轻质高强塑料棒，中央导向柱的下端通过底座焊接在门体中心位置。

进一步，所述缓冲块为高分子材料浇注成型，缓冲块上表面粘接在基板上，伞骨通过螺栓安装在基板上，所述缓冲块的内凹面的形状、尺寸与门体的外表面相匹配。

进一步，所述配重机构由两组滑轮架、四组配重和四根钢丝绳组成，滑轮架固定安装在外框架立柱外侧，每根钢丝绳的一端固定在门体上，另一端通过滑轮架吊挂配重。

进一步，所述中央导向柱的材质为玻璃钢、尼龙、赛钢棒材。

再进一步，所述外框架整体和内框架整体都为钢结构体。

本发明的有益效果如下：本发明充分利用现行防爆门设施，加装刚性导向约束和缓冲吸能装置，以提高防爆门的可靠性和抗爆能力。本发明内、外框架及缓冲伞、配重的安装和施工，对矿井正常通风影响极小，利于生产矿井实施风井防爆门改造。

附图说明

图1是本发明立风井导向缓冲防爆装置的结构示意图主视图，即A-A 剖视图；

图2是本发明立风井导向缓冲防爆装置的结构示意图俯视图；

图3是本发明立风井导向缓冲防爆装置的立体结构示意图。

具体实施方式

本发明目的在于针对现有防爆门抗爆能力低、复位困难等缺陷，在现有防爆门的基础上，提出一种导向缓冲防爆装置，以提高现有防爆门的抗爆能力和复位可靠度。

下面结合附图对本发明立风井导向缓冲防爆装置作进一步说明。

一种导向缓冲防爆装置，如图1所示，主要由外框架、内框架、缓冲伞、中央导向柱4等组成。外框架是由两根立柱201和两根横梁202组成的钢结构体，立柱201下端固定在井口基座1上，上端与横梁202通过螺栓和焊缝连接，外框架立柱201的高度不低于门体12直径的2/3。内框架为导向框架，由两根立柱301和一根横梁302通过螺栓连接和焊缝连接连成一体，两个立柱302下端通过联接件10焊接在门体12上。外框架立柱201内侧加工有竖向导向凹槽，内框架立柱302可全部或部分地嵌入该导向凹槽。内框架可在导凹槽中上下滑移，为减少摩擦，在内、外框架的接触面上铺设减摩板。

如图1、3所示，中央导向柱4为一圆形轻质高强塑料棒，下端通过底座11焊接在门体12中心位置，上端穿过置于外框架横梁202间的导向筒5。

如图1、2、3所示，缓冲伞由伞骨601、基板602、缓冲块603组成，缓冲伞为本发明的缓冲吸能机构。缓冲伞通过钢质伞骨601固定于外框架横梁202上。在外框架立柱201外侧安装两组滑轮架7和四组配重9。

当井下发生爆炸时，爆炸冲击波将门体12冲起，门体12在内、外导向框架和中央导向柱4的（刚性）约束以及配重牵引辅助作用下，竖直向上运行，并与缓冲伞发生碰撞。冲击波过后，门体12在自重和配重牵引力的共同作用下，下落复位。正常通风、反风等情形，本发明与现行防爆门工作原理相同。

本发明的工作原理为：本发明立风井导向缓冲防爆装置，在煤矿井下发生爆炸时，受爆炸冲击波作用及配重牵引辅助作用，门体12在内、外框架2、3和中央导向柱4的导向约束下，沿竖直方向向上运行，与缓冲伞发生碰撞。碰撞过程中，门体12的动能大部分被缓冲伞6吸收，转化为热能，剩余能量转移至外框架2，并最终被基座1吸收。冲击波过后，门体12在自重和配重机构牵引力作用下，受导向约束下落，并准确复位。正常通风、反风等情形，本发明与现行防爆门工作原理相同。

具体地，本发明的立风井导向缓冲防爆装置，如图1所示，所述装置主要由外框架、内框架、缓冲伞及配重机构组成，其中：

所述外框架由两根立柱201及两根横梁202组成，外框架的两根立柱201及两根横梁202通过螺栓连接和焊缝连接连成一体，外框架的两根立柱201分别固定在井口基座1上，所述外框架的两根横梁202之间设置导向筒5，所述外框架立柱201的高度大于门体12直径的2/3。

所述内框架由两根立柱301及一根横梁302组成，内框架的立柱301可上下滑动地安装在外框架的立柱201内侧，所述内框架的两根立柱301及一根横梁302通过螺栓连接和焊缝连接连成一体，内框架横梁和中央导向柱可以连接，也可不相接。所述内框架立柱301的上下滑动位移量大于门体12直径的1/2，内框架的立柱301的底端与门体12通过联接件10相固定，所述外框架整体和内框架整体都为钢结构体。

如图2所示，所述缓冲伞由伞骨601、基板602及缓冲块603组成，缓冲伞的伞骨601固定安装在外框架横梁202的下方，基板602及缓冲块603固定安装在伞骨601的下方，所述缓冲块603为高分子材料浇注成型，缓冲块603上表面粘接在基板602上，伞骨601通过螺栓安装在基板上，所述缓冲块603的内凹面的形状、尺寸与门体12的外表面相匹配。

如图3所示，所述内框架的中央导向柱4为一圆柱形轻质高强塑料棒，中央导向柱4的下端穿过导向筒5及缓冲伞通过钢筒底座11焊接在门体12中心位置，中央导向柱4的材质为玻璃钢、尼龙、赛钢棒材。

外框架的立柱201内侧设置U型导向槽，导向槽内设置减摩板，内框架的立柱301全部或部分地内嵌于立柱201的导向槽内。外框架与内框架的配合机构也可为现有技术中常用的其他导向滑轨机构。

所述配重机构由两组滑轮架7、四组配重9和四根钢丝绳8组成，滑轮架7固定安装在外框架立柱201外侧，每根钢丝绳8的一端固定在门体12上，另一端通过滑轮架7吊挂配重9。

在一个实施例中，如图1、图2、图3所示，立风井导向缓冲防爆装置包括：外框架、内框架、中央导向柱4、导向筒5、缓冲伞、滑轮架7、配重9、门体12等。

如图1所示，外框架2是由两根立柱201和两根横梁202组成重型钢结构体。外框架立柱201下端锚定在井口基座1上，上端以螺栓连接和焊接方式与横梁202固定连接，立柱201内侧为U型导向槽，槽内增设减摩板。

所述内框架是由两根立柱301和一根横梁302组成的钢结构体。内框架立柱嵌于外框架的导向槽内，同外框架组成一导向滑轨机构。内框架的滑移行程为本发明立风井导向缓冲防爆装置的卸压释爆高度，大小应大于门体12直径的1/2。内框架和门体12通过联接件10连接为一体。

所述中央导向柱4和导向筒5组成一辅助导向机构。中央导向柱4为强度、刚度较高的非金属圆柱，材质可选玻璃钢、尼龙、赛钢棒材等。导向筒以螺栓连接或焊接方式固定于外框架横梁202之间。中央导向柱4穿在导向筒5中，下端以螺栓方式同焊接在门体12上的钢筒底座11相联接。

如图2所示，所述缓冲伞由伞骨601、基板602、缓冲块603组成。缓冲块603是由高分子材料浇注成型的缓冲块。缓冲块603上表面粘接在钢质基板602上。伞骨601通过螺栓连接安装在基板上。缓冲伞整体安装固定在外框架横梁202上。缓冲伞下表面为凹面，形状尺寸与门体12的形状、尺寸相匹配。

所述滑轮架7、钢丝绳8和配重9组成配重机构。配重机构有两种实施方式。实施方式一：滑轮架固定于外框架立柱202上；实施方式二：沿用现行防爆门配重设置方法，设置3-4组独立的配重机构。

本发明充分利用现行防爆门设施，加装刚性导向约束和缓冲吸能装置，以提高防爆门的可靠性和抗爆能力。本发明内、外框架及缓冲伞、配重的安装和施工，对矿井正常通风影响极小，利于生产矿井实施风井防爆门改造。

需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述装置主要由外框架、内框架、缓冲伞、中央导向柱及配重机构组成，其中：

所述外框架由两根立柱（201）及两根横梁（202）组成，外框架的两根立柱（201）分别固定在井口基座（1）上，所述外框架的两根横梁（202）之间设置导向筒（5），

所述内框架由两根立柱（301）及一根横梁（302）组成，内框架的立柱（301）可上下滑动地安装在外框架的立柱（201）内侧，内框架的立柱（301）的底端与门体（12）通过联接件（10）相固定，

所述缓冲伞由伞骨（601）、基板（602）及缓冲块（603）组成，缓冲伞的伞骨（601）固定安装在外框架横梁（202）的下方，基板（602）及缓冲块（603）固定安装在伞骨（601）的下方，

所述中央导向柱（4）穿过导向筒（5）及缓冲伞与门体（12）固定连接。

2.根据权利要求1所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，外框架的立柱（201）内侧设置U型导向槽，导向槽内设置减摩板，内框架的立柱（301）全部或部分地内嵌于立柱（201）的导向槽内。

3.根据权利要求2所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述外框架的两根立柱（201）及两根横梁（202）通过螺栓连接和焊缝连接连成一体，所述内框架的两根立柱（301）及一根横梁（302）通过螺栓连接和焊缝连接连成一体。

4.根据权利要求3所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述外框架立柱（201）的高度大于门体（12）直径的2/3。

5.根据权利要求4所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述内框架立柱（301）的上下滑动位移量大于门体（12）直径的1/2。

6.根据权利要求5述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述内框架的中央导向柱（4）为一圆柱形轻质高强塑料棒，中央导向柱（4）的下端通过底座（11）焊接在门体（12）中心位置。

7.根据权利要求6所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述缓冲块（603）为高分子材料浇注成型，缓冲块（603）上表面粘接在基板（602）上，伞骨（601）通过螺栓安装在基板上，所述缓冲块（603）的内凹面的形状、尺寸与门体（12）的外表面相匹配。

8.根据权利要求7所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述配重机构由两组滑轮架（7）、四组配重（9）和四根钢丝绳（8）组成，滑轮架（7）固定安装在外框架立柱（201）外侧，每根钢丝绳（8）的一端固定在门体（12）上，另一端通过滑轮架（7）吊挂配重（9）。

9.根据权利要求8所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述中央导向柱（4）的材质为玻璃钢、尼龙、赛钢棒材。

10.根据权利要求1-9之一所述的立风井导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述外框架整体和内框架整体都为钢结构体。

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