CN104251141B - 井下风门开门装置及其气动化控制互锁系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下风门开门装置及其气动化控制互锁系统，属于井下风门控制技术领域。本发明井下风门开门装置，它包括风门，在风门上开有小门，小门门框上固定有限位架，小门上有钢丝绳通过限位架、井壁和气缸的滑轮系统连接至气缸上，气动化控制互锁系统它包括a气路和b气路，a气路和b气路结构相同，a气路和b气路均分别由气缸、二位五通双气控制换向阀、梭阀、二位三通单气控制阀和气动按钮组成。本发明实现了井下风门过车、过人开关自动化，可有效避免撞击式风门的“风门撞人”现象，杜绝了此方面的安全隐患。

Description

井下风门开门装置及其气动化控制互锁系统

技术领域

本发明涉及一种井下风门启闭的气动控制装置，属于井下风门控制技术领域。

背景技术

目前，煤矿井下过车风门多采用撞杆式或撞击式风门。此种风门的缺点表现为：电机车通过风门时造成的机械性磨损较大，风门的损坏率高，若机车行驶过快，可撞坏风门，撞坏的风门不及时修复，不但影响通风达标，还可能造成通风系统风流短路引发事故。当行人通过风门时，由于负压大需要费很大的气力方可开启风门。而当行人与车辆在同一时间对向通过风门时，还极易造成伤人事故，此存有诸多隐患弊端的风门已不能达到煤矿安全质量标准化提出的相关安全要求。为此，井下过车风门自动开关非常必要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种井下风门开门装置及其气动化控制互锁系统，实现了井下风门过车、过人开关自动化，可有效避免撞击式风门的“风门撞人”现象，杜绝了此方面的安全隐患。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种井下风门开门装置，它包括风门，风门的一侧铰接在巷道侧壁上，在所述的风门上开有小门，小门的一侧铰接在小门门框上，小门的铰接轴与风门的铰接轴同侧，闭合时小门与小门门框密封贴合，小门门框密封固定在风门上，所述的小门门框上固定有限位架，限位架内侧留有供小门打开且防止其打开角度大于90度的空间，限位架上安装有滑轮Ⅰ；与所述的风门的铰接轴同侧的巷道侧壁上固定有滑轮支座和气缸，滑轮支座上装有滑轮Ⅱ，滑轮Ⅱ与滑轮Ⅰ的高度相适应，所述的气缸水平安装在滑轮Ⅱ的前方，气缸的活塞杆朝向滑轮Ⅱ的方向伸出，活塞杆的前端装有滑轮Ⅲ，气缸的上部装有滑轮Ⅳ，滑轮Ⅳ与滑轮Ⅱ的高度相适应，与滑轮Ⅳ位置相对的气缸的下部固定有钢丝绳固定件，滑轮Ⅲ与滑轮Ⅳ是立式滑轮，在所述的小门的外侧固定有钢丝绳连接头，在钢丝绳固定件上固定钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端依次从所述的滑轮Ⅲ、滑轮Ⅳ、滑轮Ⅱ和滑轮Ⅰ上绕过并固定在所述的钢丝绳连接头上。

所述的滑轮Ⅱ和滑轮Ⅰ是卧式滑轮。

所述的限位架包括两个“U”形支架，每个“U”形支架的开口朝内形成小门的活动空间，每个“U”形支架的上下连接部固定在所述的小门门框上，两个“U”形支架的前部之间固定有两个上下设置的横梁，所述的定滑轮Ⅱ安装在两个横梁之间。

所述的滑轮Ⅳ和钢丝绳固定件沿所述的气缸的轴线对称设置。

所述的小门与限位架之间装有复位弹簧。

一种控制所述的井下风门开门装置动作的气动化控制互锁系统，它包括a气路和b气路，a气路和b气路结构相同，a气路和b气路均分别由气缸、二位五通双气控制换向阀、梭阀、二位三通单气控制阀和气动按钮组成； a气路气缸的两个端口通过气管分别连接在二位五通双气控制换向阀a2的A、B端口上，二位五通双气控制换向阀a2的两个气控端分别连接梭阀a1和梭阀a3，每个梭阀分别连接两个开关气动按钮，这两组四个开关气动按钮进气端P用气管并联到二位三通单气控制阀a8的端口A上，二位三通单气控制阀a8的气控端用气管通过K3接口连接到b气路的二位五通双气控制换向阀b2的端口A上；同理，b气路气缸的两个端口通过气管分别连接在二位五通双气控制换向阀b2的A、B端口上，二位五通双气控制换向阀b2的两个气控端分别连接梭阀b1和梭阀b3，每个梭阀分别连接两个开关气动按钮，这两组四个开关气动按钮进气端P用气管并联到二位三通单气控制阀b8的端口A上，二位三通控制阀b8的气控端用气管通过K1接口连接到a气路的二位五通双气控制换向阀a2的端口A上；所述的二位五通双气控制换向阀a2、二位三通单气控制阀a8、二位五通双气控制换向阀b2、二位三通单气控制阀b8的进气端P用气管并联连接到气源c上。

进一步改进，所述的a气路和b气路之间装有梭阀b0，梭阀b0的P2端口连接至二位三通控制阀b8与K1接口之间的控制气路的K2接口上，梭阀b0的P1端口连接至b气路的一个气动按钮的端口A上，梭阀b0的端口A与所述的梭阀b1的P1端口相连。

本发明的有益效果是：

1、本发明实现了井下风门过车、过人开关自动化，小门起到泄压的作用，随着小门的打开，风门受压迅速减小，气缸在较小的阻力下继续把风门拉开。可有效避免撞击式风门的“风门撞人”现象，杜绝了此方面的安全隐患。

2、本发明性能稳定，安全可靠。

3、本发明大大降低了井下过车风门的损坏率，节省了人力、物力、财力。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明巷道风门布置结构示意图；

图2是本发明井下风门开门装置结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的F向视图；

图5是小门结构局部放大图；

图6是图4的俯视图；

图7是本发明气动化控制互锁系统气动原理图。

图中，1、风门，2、小门门框，3、小门，3-1、钢丝绳连接头，4、滑轮支座，5、滑轮Ⅱ，6、滑轮Ⅳ，7、气缸，8、钢丝绳固定件，9、限位架，9-1、“U”形支架，9-2、横梁，10、滑轮Ⅰ，11、滑轮Ⅲ，12、复位弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

如图2至图6所示的一种井下风门开门装置，它包括风门1，风门1的一侧铰接在巷道侧壁上，在所述的风门1上开有小门3，小门3的一侧铰接在小门门框2上，小门3的铰接轴与风门1的铰接轴同侧，闭合时小门3与小门门框2密封贴合，小门门框2密封固定在风门1上，所述的小门门框2上固定有限位架9，限位架9内侧留有供小门3打开且防止其打开角度大于90度的空间，使得小门打开到一定程度会被限位架9挡住，从而带动整个风门打开。限位架9上安装有滑轮Ⅰ10；与所述的风门1的铰接轴同侧的巷道侧壁上固定有滑轮支座4和气缸7，滑轮支座4上装有滑轮Ⅱ5，滑轮Ⅱ5与滑轮Ⅰ10的高度相适应，最好是同高。所述的气缸7水平安装在滑轮Ⅱ5的前方，气缸7的活塞杆朝向滑轮Ⅱ5的方向伸出，活塞杆的前端装有滑轮Ⅲ11，气缸7的上部装有滑轮Ⅳ6，滑轮Ⅳ6与滑轮Ⅱ5的高度相适应，最好是同高。与滑轮Ⅳ6位置相对的气缸7的下部固定有钢丝绳固定件8，滑轮Ⅲ11与滑轮Ⅳ6是立式滑轮，在所述的小门3的外侧固定有钢丝绳连接头3-1，在钢丝绳固定件8上固定钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端依次从所述的滑轮Ⅲ11、滑轮Ⅳ6、滑轮Ⅱ5和滑轮Ⅰ10上绕过并固定在所述的钢丝绳连接头3-1上。

所述的滑轮Ⅱ5和滑轮Ⅰ10是卧式滑轮。

所述的限位架9包括两个“U”形支架9-1，每个“U”形支架9-1的开口朝内形成小门3的活动空间，每个“U”形支架9-1的上下连接部固定在所述的小门门框2上，两个“U”形支架9-1的前部之间固定有两个上下设置的横梁9-2，所述的定滑轮Ⅱ10安装在两个横梁9-2之间。

所述的滑轮Ⅳ6和钢丝绳固定件8沿所述的气缸7的轴线对称设置。气缸活塞杆向前推出时，上下钢丝绳受力均匀。

所述的小门3与限位架9之间装有复位弹簧12，气缸复位时，小门可自动合上，并保持密封性。

工作时，气缸活塞杆向前推出，带动钢丝绳运动，钢丝绳先拉开小门，小门起到泄压的作用，随着小门的打开，风门受压迅速减小，气缸在较小的阻力下继续把风门拉开。

如图1、图7所示，一种控制所述的井下风门开门装置动作的气动化控制互锁系统，它包括a气路和b气路，a气路和b气路结构相同，a气路和b气路均分别由气缸、二位五通双气控制换向阀、梭阀、二位三通单气控制阀和气动按钮组成； a气路气缸的两个端口通过气管分别连接在二位五通双气控制换向阀a2的A、B端口上，二位五通双气控制换向阀a2的两个气控端分别连接梭阀a1和梭阀a3，每个梭阀分别连接两个开关气动按钮，梭阀a1连接气动按钮a4（控制开）、a6（控制关），梭阀a3连接气动按钮a5（控制开）、a7（控制关），这两组四个开关气动按钮进气端P用气管并联到二位三通单气控制阀a8的端口A上，二位三通单气控制阀a8的气控端用气管通过K3接口连接到b气路的二位五通双气控制换向阀b2的端口A上；同理，b气路气缸的两个端口通过气管分别连接在二位五通双气控制换向阀b2的A、B端口上，二位五通双气控制换向阀b2的两个气控端分别连接梭阀b1和梭阀b3，每个梭阀分别连接两个开关气动按钮，梭阀b1连接气动按钮b4（控制开）、b6（控制关），梭阀b3连接气动按钮b5（控制开）、b7（控制关），这两组四个开关气动按钮进气端P用气管并联到二位三通单气控制阀b8的端口A上，二位三通控制阀b8的气控端用气管通过K1接口连接到a气路的二位五通双气控制换向阀a2的端口A上；所述的二位五通双气控制换向阀a2、二位三通单气控制阀a8、二位五通双气控制换向阀b2、二位三通单气控制阀b8的进气端P用气管并联连接到气源c上，图7中气源的供气气路上有Z1、Z2、Z3三个连接点。

进一步改进，所述的a气路和b气路之间装有梭阀b0，梭阀b0的P2端口连接至二位三通控制阀b8与K1接口之间的控制气路的K2接口上，梭阀b0的P1端口连接至b气路的气动按钮b4的端口A上，梭阀b0的端口A与所述的梭阀b1的P1端口相连。当a风门开门按钮和b风门按钮同时发出开门气压信号时，由于梭阀b0的作用A门优先打开。

本发明工作原理是：以图1、图7为例，当有人或车辆需要通过风门时，按下气动按钮a5气压通过气管、至a3梭阀的p端至梭阀A端输出，推动a2二位五通双气控制换向阀阀芯移动，A风门的气缸活塞杆伸出通过钢丝绳和小门等机构使A风门打开，同时a2另一路气压通过气管推动b8二位三通单气控制常开阀阀芯移动，切断b气路中的所有气动按钮（b4，b5，b6，b7）的气源。B风门无法开启，待A风门关闭后，B风门气路复位，B风门方可打开，实现了A风门与B风门的两地控制双向互锁，符合《煤矿安全规程》规定的井下巷道内两道风门不能同时打开的相关要求。

本发明的功能，可参考图1：

1、当行人或车量通过风门时，可按动气动控制箱上的换向阀按钮打开或关闭风门。

2、风门与风门之间实行气动闭锁（当A风门先打开时，B风门打不开，只有当A风门关闭后，B风门方可打开）。

3、可设有应急开门按钮（当行人忘记关闭A门时，由于闭锁作用，B门外侧的人无法开门通过，此时按动应急按钮即可关闭A门，随之B门就能打开）。

Claims (6)

1.一种井下风门开门装置，它包括风门（1），风门（1）的一侧铰接在巷道侧壁上，其特征在于：在所述的风门（1）上开有小门（3），小门（3）的一侧铰接在小门门框（2）上，小门（3）的铰接轴与风门（1）的铰接轴同侧，闭合时小门（3）与小门门框（2）密封贴合，小门门框（2）密封固定在风门（1）上，所述的小门门框（2）上固定有限位架（9），限位架（9）内侧留有供小门（3）打开且防止其打开角度大于90度的空间，限位架（9）上安装有滑轮Ⅰ（10）；与所述的风门（1）的铰接轴同侧的巷道侧壁上固定有滑轮支座（4）和气缸（7），滑轮支座（4）上装有滑轮Ⅱ（5），滑轮Ⅱ（5）与滑轮Ⅰ（10）的高度相适应，所述的气缸（7）水平安装在滑轮Ⅱ（5）的前方，气缸（7）的活塞杆朝向滑轮Ⅱ（5）的方向伸出，活塞杆的前端装有滑轮Ⅲ（11），气缸（7）的上部装有滑轮Ⅳ（6），滑轮Ⅳ（6）与滑轮Ⅱ（5）的高度相适应，与滑轮Ⅳ（6）位置相对的气缸（7）的下部固定有钢丝绳固定件（8），滑轮Ⅲ（11）与滑轮Ⅳ（6）是立式滑轮，在所述的小门（3）的外侧固定有钢丝绳连接头（3-1），在钢丝绳固定件（8）上固定钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端依次从所述的滑轮Ⅲ（11）、滑轮Ⅳ（6）、滑轮Ⅱ（5）和滑轮Ⅰ（10）上绕过并固定在所述的钢丝绳连接头（3-1）上；

所述的限位架（9）包括两个“U”形支架（9-1），每个“U”形支架（9-1）的开口朝内形成小门（3）的活动空间，每个“U”形支架（9-1）的上下连接部固定在所述的小门门框（2）上，两个“U”形支架（9-1）的前部之间固定有两个上下设置的横梁（9-2），所述的滑轮Ⅰ（10）安装在两个横梁（9-2）之间。

2.根据权利要求1所述的井下风门开门装置，其特征在于：所述的滑轮Ⅱ（5）和滑轮Ⅰ（10）是卧式滑轮。

3.根据权利要求1所述的井下风门开门装置，其特征在于：所述的滑轮Ⅳ（6）和钢丝绳固定件（8）沿所述的气缸（7）的轴线对称设置。

4.根据权利要求1所述的井下风门开门装置，其特征在于：所述的小门（3）与限位架（9）之间装有复位弹簧（12）。

5.一种控制权利要求1所述的井下风门开门装置动作的气动化控制互锁系统，其特征在于：它包括a气路和b气路，a气路和b气路结构相同，a气路和b气路均分别由气缸、二位五通双气控制换向阀、梭阀、二位三通单气控制阀和气动按钮组成； a气路气缸的两个端口通过气管分别连接在二位五通双气控制换向阀a2的A、B端口上，二位五通双气控制换向阀a2的两个气控端分别连接梭阀a1和梭阀a3，每个梭阀分别连接两个开关气动按钮，这两组四个开关气动按钮进气端P用气管并联到二位三通单气控制阀a8的端口A上，二位三通单气控制阀a8的气控端用气管通过K3接口连接到b气路的二位五通双气控制换向阀b2的端口A上；同理，b气路气缸的两个端口通过气管分别连接在二位五通双气控制换向阀b2的A、B端口上，二位五通双气控制换向阀b2的两个气控端分别连接梭阀b1和梭阀b3，每个梭阀分别连接两个开关气动按钮，这两组四个开关气动按钮进气端P用气管并联到二位三通单气控制阀b8的端口A上，二位三通单气控制阀b8的气控端用气管通过K1接口连接到a气路的二位五通双气控制换向阀a2的端口A上；所述的二位五通双气控制换向阀a2、二位三通单气控制阀a8、二位五通双气控制换向阀b2、二位三通单气控制阀b8的进气端P用气管并联连接到气源c上。

6.根据权利要求5所述的气动化控制互锁系统，其特征在于：所述的a气路和b气路之间装有梭阀b0，梭阀b0的P2端口连接至二位三通单气控制阀b8与K1接口之间的控制气路的K2接口上，梭阀b0的P1端口连接至b气路的一个气动按钮的端口A上，梭阀b0的端口A与所述的梭阀b1的P1端口相连。