CN104675432A - 立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，主要由导向架(3)、导向框（4）、缓冲伞（5）、柔性导向绳（6）及配重机构（7）组成，导向架的立柱顶端和底端分别设置有外导向器（9），导向框的圆环连接在门体（2）边沿，导向框圆环上设置有内导向器（8），柔性导向绳的两端固定于导向架立柱的外导向器上，缓冲伞固定于由导向架横梁的下方，配重机构分别设置在导向架的每根立柱上。本发明由于采用刚柔混合导向，能够适应爆炸冲击驱动下防爆门的运行特点，加之导向长度同门体尺寸相当，从而使装置具有可靠的导向功能。本发明的工程实施可利用现行防爆门门体，安装和施工对矿井正常通风影响极小，有利于生产矿井实施风井防爆门升级改造。

Description

立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置

技术领域

本发明涉及一种煤矿立风井防爆门受爆炸冲击作用沿柔性导轨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。防爆门的作用是快速泄放爆炸冲击波，保护主通风机免受毁伤。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升起一定高度，爆炸波泄放后，门体在重力和配重牵引作用下落复位，重新盖严井口。

实践证明，这种防爆门的安全防护功能存在以下两方面严重缺陷：①防爆门没有可靠的导向装置，受爆炸冲击后，运行轨迹和状态难以有效控制，门体下落后可能无法正常复位，导致大量漏风，甚至造成风流短路；②防爆门无缓冲保护装置和有效的限位装置，防爆门冲起高度一旦超过滑轮架高度后，即进入近乎失控状态，下落后难以完全复位。当井下爆炸威力强大时，门体可扯断牵引钢丝绳，被冲飞而远离井口，自身也可能在冲击和摔落过程中变形破坏，可导致防爆门长时间无法复位，致使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死亡，造成事故扩大化。

发明内容

针对上述的问题，本发明目的在于针对现有防爆门缺少可靠有效导向、缓冲、限位装置的技术缺陷，在现有技术的基础上，提出一种立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，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：

一种立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，所述防爆装置主要由导向架、导向框、缓冲伞、柔性导向绳及配重机构组成，

所述导向架由立柱和横梁连接而成，导向架立柱均匀地固定于井口基础周围的基座上，每根导向架横梁位于同一水平面上，连接在立柱之间形成棚架结构，导向架立柱顶端和底端分别设置有外导向器， 

所述导向框 由是圆环、立柱、横梁连接而成，立柱、横梁之间通过导向框套联接，导向框圆环连接在门体边沿，导向框圆环上设置有内导向器，内导向器和导向框套上分别设有孔套，

所述柔性导向绳穿套在孔套内，柔性导向绳的两端通过阻尼弹簧固定于导向架立柱的外导向器上， 

所述缓冲伞主要由伞骨、伞座和缓冲体组成，缓冲伞固定于由导向架横梁形成的棚架结构的下方， 

所述配重机构分别设置在导向架的每根立柱上。

进一步，所述导向框顶部横梁设置在缓冲伞之上，并在导向架的棚架结构之内，导向框立柱与圆环之间采用焊接或其它固定连接方式连接。

进一步，所述缓冲体由聚氨酯或其它材料浇注制成，缓冲体整体或分块以粘接、缝接或其他方式固定于伞座上，所述伞骨通过螺栓连接安装在伞座上，缓冲伞整体通过螺栓连接固定于导向架横梁上。

进一步，所述门体为一伞盖状壳体，由钢板焊接而成，门体内部有钢结构骨架支撑，门体下部为圆筒形立壁，门体边沿设置用于焊接导向框圆环的外密封圈。

再进一步，所述配重机构包括牵引配重锤、钢丝绳和滑轮架，牵引配重锤的钢丝绳一端固定于内导向器上，另一端绕过滑轮架后挂接配重锤。

本发明的有益效果如下：

（1）采用刚柔混合导向，能够适应爆炸冲击驱动下防爆门的运行特点，加之导向长度同门体尺寸相当，从而使装置具有可靠的导向功能。

（2）工程实施可利用现行防爆门门体，安装和施工对矿井正常通风影响极小，有利于生产矿井实施风井防爆门升级改造。

附图说明

图1是本发明闭合状态时的立体结构示意图；

图2是本发明完全开启状态时的立体结构示意图；

图3是本发明的导向架的立体结构示意图；

图4是本发明的门体、导向框组合体的立体结构示意图；

图5是本发明的缓冲伞的立体结构示意图。

图中，1为井口基础，2为门体，3为导向架，3-1为导向架立柱，3-2为导向架横梁，3-3为导向架套，4为导向框，4-1为导向框圆环，4-2为导向框立柱，4-3为导向框横梁，4-4为导向框套，5为缓冲伞，5-1为伞骨，5-2为伞座，5-3为缓冲体，6为柔性导向绳，7为配重机构，8为内导向器，9为外导向器，10为阻尼弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行描述。

一种立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，如图1所示，所述防爆装置主要由导向架3、导向框4、缓冲伞5、柔性导向绳6及配重机构7组成，

如图3所示，所述导向架3由立柱3-1和横梁3-2连接而成，导向架立柱3-1均匀地固定于井口基础1周围的基座上，每根导向架横梁位于同一水平面上，连接在立柱之间形成棚架结构，导向架立柱顶端和底端分别设置有外导向器9， 

如图4所示，所述导向框4 由是圆环4-1、立柱4-2、横梁4-3连接而成，立柱、横梁之间通过导向框套4-4联接，导向框圆环连接在门体2边沿，导向框圆环上设置有内导向器8，内导向器和导向框套上分别设有孔套，

所述柔性导向绳6穿套在孔套内，柔性导向绳的两端通过阻尼弹簧10固定于导向架立柱的外导向器上， 

如图5所示，所述缓冲伞5主要由伞骨5-1、伞座5-2和缓冲体5-3组成，缓冲伞固定于由导向架横梁3-2形成的棚架结构的下方，所述缓冲体由聚氨酯或其它材料浇注制成，缓冲体整体或分块以粘接、缝接或其他方式固定于伞座5-2上，所述伞骨5-1通过螺栓连接安装在伞座上，缓冲伞整体通过螺栓连接固定于导向架横梁上。

所述配重机构7分别设置在导向架的每根立柱上，所述配重机构7包括牵引配重锤、钢丝绳和滑轮架，牵引配重锤的钢丝绳一端固定于内导向器8上，另一端绕过滑轮架后挂接配重锤。

所述导向框顶部横梁4-3设置在缓冲伞之上，并在导向架的棚架结构之内，导向框立柱4-2与圆环4-1之间采用焊接或其它固定连接方式连接。

如图4所示，所述门体2为一伞盖状壳体，由钢板焊接而成，门体内部有钢结构骨架支撑，门体下部为圆筒形立壁，门体边沿设置用于焊接导向框圆环的外密封圈。

在一个实施例中，如图1、图2所示，立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，包括：门体2，导向架3，导向框4，缓冲伞5，柔性导向绳6，配重机构7，内导向器8，外导向器9，10.阻尼弹簧。

如图4所示，所述门体2沿用现有广泛应用的伞盖式门体。门体由钢板焊接而成，内部有钢结构骨架支撑。门体下部为圆筒形立壁，安装时，浸入密封油槽。门体边沿为外密封圈。在本发明中，门体外沿密封圈同时用于焊接导向框4。

如图3所示，所述导向架主要由立柱和横梁组成。立柱均匀布置井口周围，通过螺栓联接固定于井口钢混基础中的基座上。导向架立柱、横梁通过导向架套联接，构成稳定结构。导向架立柱顶底两端装有外导向器，用于固定柔性导向绳。导向架横梁形成的棚架结构同时用于安装缓冲伞。导向架立柱可为三根或更多。立柱数目不同，导向架外形和结构发生较大变化，装置的其它部件要与之相适应。

所述柔性导向绳选用钢丝绳，两端通过阻尼弹簧固定于外导向器上。阻尼弹簧的作用有两点：一是张紧柔性导向绳，而对导向框起到限位作用。

如图4所示，所述导向框是由圆环、立柱、横梁等组成结构件，材质为钢结构型材，宜选用轻质高强型材。导向框立柱、圆环之间采用焊接方式联接，立柱、横梁之间通过导向框套联接。导向框圆环件焊接（或其他合适方式）在门体边沿，同门体构成一体。导向框圆环上设有内导向器。内导向器、导向框套上设有孔，用于穿套柔性导向绳。导向框可沿柔性导向绳滑行移动。导向框顶部横梁在缓冲伞之上，并在导向架之内。在门体接触缓冲伞之前，缓冲伞不影响导向框滑移。导向架对导向框的运动起一定的刚性约束作用。

如图5所示，所述缓冲伞由伞骨、伞座、缓冲体组成。缓冲体由聚氨酯或类似材料浇注而成，整体或分块以粘接、缝接等方式固定于钢质伞座上。采用螺栓连接，再将伞骨横梁安装伞座上，组成缓冲伞。伞座、伞骨、导向架横梁之间依次通过螺栓连接，将缓冲伞固定于导向架横梁上。

所述导向架每根立柱设置一组配重机构。牵引配重锤的钢丝绳一端固定于内导向器上，另一端绕过滑轮架后挂接配重锤。

当井下发生爆炸时，爆炸冲击波将门体及导向框冲起，二者在导向架、柔性导向绳的共同约束下，以及配重牵引辅助作用，竖直向上运行，撞向缓冲伞，井口完全敞开，爆炸能量得以泄放。冲击波过后，门体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。

本发明立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置的安装施工过程为：用于老风井改造时，首先拆除原防爆门滑轮架、配重等附属设施，施工钢混基础。然后安装导向架。接着将预先组合的导向框吊放于原有门体上，并将二者焊接为一体。之后将事先装配的缓冲伞吊装于导向架上。最后安装柔性导向绳、配重及其他附属部件。用于新建立风井时，除不考虑拆除原有防爆门和临时停风问题外，施工过程基本相同。

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 (5)

1.一种立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，其特征在于, 所述防爆装置主要由导向架(3)、导向框（4）、缓冲伞（5）、柔性导向绳（6）及配重机构（7）组成，

所述导向架（3）由立柱（3-1）和横梁（3-2）连接而成，导向架立柱（3-1）均匀地固定于井口基础（1）周围的基座上，每根导向架横梁位于同一水平面上，连接在立柱之间形成棚架结构，导向架立柱顶端和底端分别设置有外导向器（9）， 

所述导向框(4) 由是圆环（4-1）、立柱（4-2）、横梁（4-3）连接而成，立柱、横梁之间通过导向框套（4-4）联接，导向框圆环连接在门体（2）边沿，导向框圆环上设置有内导向器（8），内导向器和导向框套上分别设有孔套，

所述柔性导向绳（6）穿套在孔套内，柔性导向绳的两端通过阻尼弹簧（10）固定于导向架立柱的外导向器上， 

所述缓冲伞（5）主要由伞骨（5-1）、伞座（5-2）和缓冲体（5-3）组成，缓冲伞固定于由导向架横梁（3-2）形成的棚架结构的下方， 

所述配重机构（7）分别设置在导向架的每根立柱上。

2.如权利要求1所述的立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，其特征在于,所述导向框顶部横梁（4-3）设置在缓冲伞之上，并在导向架的棚架结构之内，导向框立柱（4-2）与圆环（4-1）之间采用焊接或其它固定连接方式连接。

3.如权利要求2所述的立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，其特征在于,所述缓冲体由聚氨酯或其它材料浇注制成，缓冲体整体或分块以粘接、缝接或其他方式固定于伞座（5-2）上，所述伞骨（5-1）通过螺栓连接安装在伞座上，缓冲伞整体通过螺栓连接固定于导向架横梁上。

4.如权利要求3所述的立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，其特征在于,所述门体（2）为一伞盖状壳体，由钢板焊接而成，门体内部有钢结构骨架支撑，门体下部为圆筒形立壁，门体边沿设置用于焊接导向框圆环的外密封圈。

5.如权利要求4所述的立风井刚柔混合导向缓冲防爆装置，其特征在于，所述配重机构（7）包括牵引配重锤、钢丝绳和滑轮架，牵引配重锤的钢丝绳一端固定于内导向器（8）上，另一端绕过滑轮架后挂接配重锤。