CN105019931B - 一种矿井用风门控制系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿井用风门控制系统及其使用方法，包括风门，风门的一侧铰接于风门门框上，风门上开设通风孔，风门上沿竖向滑动设置有能够封闭和打开通风孔的门窗，风门的顶风侧通过吊绳吊挂有开门配重块，开门配重块5所受重力小于通风孔封闭时风门所受风的推力，大于通风孔开通时风门所受风的推力，吊绳的另一端绕过第一滑轮并固定于风门上，风门的顶风侧还设置有门窗驱动机构。以解决现有风门一旦气缸或动力管路出现问题，会给风门开启造成极大困难，在发生矿难或需要人员迅速撤离时，有可能导致灾难性的后果，存在极大安全隐患的问题。本发明属于矿井通风技术领域。

Description

一种矿井用风门控制系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种矿井风门控制系统及控制方法，属于风门设计领域。

背景技术

煤矿井下巷道中的风门主要作用是阻隔风流，保证通风系统正常运行。这使得风门两侧产生很大的风压差，导致风门很难开启；当人员经过风门时，需要以90Kg以上的力才可以开启风门，操作极其不便。这也给安全带来了隐患，不仅从风门关闭时给人90Kg以上的撞击力，还是从井下发生灾难时人员能否快速安全的撤离，都要求对风门重新进行合理设计。

目前，已经有一些技术人员通过用气缸和连杆机构来开启风门，实现了风门轻松便捷的开启。然而，这种方式一旦气缸或动力管路出现问题，就会给风门开启造成困难；此时，在发生矿难或需要人员迅速撤离时，有可能导致灾难性的后果。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种矿井用风门控制系统及其使用方法，以解决现有风门一旦气缸或动力管路出现问题，会给风门开启造成极大困难，在发生矿难或需要人员迅速撤离时，有可能导致灾难性的后果，存在极大安全隐患的问题。

本发明的方案：一种矿井用风门控制系统，包括风门，风门的一侧铰接于风门门框上，风门上开设通风孔，风门上沿竖向滑动设置有能够封闭和打开通风孔的门窗，风门的顶风侧通过吊绳吊挂有开门配重块，开门配重块所受重力小于通风孔封闭时风门所受风的推力，大于通风孔开通时风门所受风的推力，吊绳的另一端绕过第一滑轮并固定于风门上，风门的顶风侧还设置有门窗驱动机构；

门窗驱动机构包括复位式踏板、杠杆机构、至少一个第二滑轮和拉绳，复位式踏板与杠杆机构中杠杆的一端直接相连或通过连接杆固定相连（该连接杆的一端固定于复位式踏板上，另一端与杠杆机构中杠杆的一端相铰接），所述拉绳的一端固定于杠杆机构中杠杆的另一端上，所述杠杆机构的支点偏向连接杆所在一端设置，拉绳的另一端绕过所述至少一个第二滑轮并固定于门窗的下端。

优选结构为，复位式踏板包括踏板和设置于踏板下端的复位弹簧，踏板的下端与连接杆的一端固定连接，连接杆的另一端铰接于杠杆机构中杠杆的一端；

优选地，所述吊绳的另一端固定在与风门铰接侧相对的另一侧的风门上；

为保证人在风门的背风侧也能顺利开启风门，还设置有第二复位式踏板和第二杠杆机构，第二复位式踏板设置于风门的背风侧，第二复位式踏板与第二杠杆机构中杠杆的一端通过另一根连接杆固定相连（该连接杆的一端固定于第二复位式踏板上，另一端与第二杠杆机构中杠杆的一端相铰接），所述拉绳的一端也固定于第二杠杆机构中杠杆的另一端上，且杠杆机构和第二杠杆机构中杠杆均固定于拉绳的同一端上；

为使风门的结构更加合理，风门内设置有夹层，所述门窗滑动设置于夹层内；

为保证门窗能够得以顺利开启，风门的夹层内还设置有第三滑轮、配重块和配重绳，配重绳的一端固定于配重块上，配重绳的另一端绕过至少一个设置于门窗上方的第三滑轮并固定于门窗的上端，配重块的总重量大于门窗的重量，此处未考虑摩擦力。

由于矿井内风压变化不定，当风压过小时，为防止风门自动打开，还设置有闭锁装置，闭锁装置包括固定锁和锁销，锁销滑动设置于门窗的上端，固定锁固定于与锁销相对应的门框上，固定锁上设置有用于限位锁销的锁销定位槽，锁销定位槽的槽口处设置有两根同轴设置的滑动销，锁销与滑动销相垂直，两根滑动销相向的两端通过弹簧顶紧，且两根滑动销沿横向封闭锁销定位槽的槽口，两根滑动销相向的两端背向锁销定位槽的一侧上开设有锁销推动凹槽。弹簧共两个，两个弹簧均与两根滑动销同轴，两个弹簧分别压缩设置于两根滑动销相背的两端处，锁销定位槽槽口处相对的两侧分别对应设置有一个滑槽，两根滑动销相背的两端分别滑动设置于两个滑槽内，所述两个弹簧分别压缩设置于两个滑槽端部与两滑动销之间，在风门关闭时，锁销的一端伸出并通过两个滑动销锁在锁销定位槽内。

上述闭锁装置的工作原理为：当滑动门窗以打开通风孔时，锁销随门窗滑动并脱离锁销定位槽，闭锁装置自动解锁，风门正常开启，当关闭风门时，门窗复位以挡住通风孔，锁销随门窗在回到在风门上的原位置处，风门关门的过程中，锁销推动两个滑动销上的锁销推动凹槽处，使两个滑动销向两侧滑动，打开锁销定位槽，锁销顺势进入锁销定位槽内，两个滑动销通过弹簧的作用复位，从而使得锁销重新被锁在锁销定位槽内，以实现风门关闭后的自动闭锁。

上述矿井用风门控制系统的使用方法如下，踩踏复位式踏板，从而通过门窗驱动机构带动门窗滑动，开启通风孔，通风孔开启后，风门两侧的压力差降低，风门受到的风压减小，且风门受力面积也减少，直至小于开门配重块的重力，开门配重块带动打开风门，通过风门后，复位式踏板复位，门窗滑动复位并挡住通风孔，且风门受力面积增大，向关门方向拉动风门，风门受风力影响自动关紧。

本发明与现有技术相比，主要优点如下：

1、解决了高负差压地点，风门开启困难的问题；

2、解决了某些现有技术存在的一些缺陷，如气缸驱动开启速度慢以及故障率较高及可能产生安全隐患等问题；

3、解决了在设计或调整通风系统时，不必太刻意考虑风门开启困难的问题，甚至可以有意地去增加某些地点的风压以便该风门的使用；这为设计和调整通风系统降低了难度。

4、变害为利，将有害的风压差变为有利的开启关闭风门的动力；

5、方便实用，使风门实现了自动化而无需为其提供动力源。

采用该风门控制系统，只需人力踩踏复位式踏板即可实现风门的自动开启，使用十分方便，且系统整体结构简单，制造方便，成本低廉，即便系统中部分环节出现问题，也可手动打开通风孔，开启风门也非常方便，相比现有风门控制系统，消除了设备故障后存在的安全隐患，对保障矿井下人员的人身安全具有十分重要的意义。

附图说明

图1是未踩踏复位式踏板时，风门控制系统（未包括吊绳、开门配重块和第一滑轮）的主视结构示意图；

图2是踩踏复位式踏板，且风门未打开时，风门控制系统（未包括吊绳、开门配重块和第一滑轮）的主视结构示意图；

图3是本发明的侧视图；

图4是本发明的结构示意图；

图5是闭锁装置的主视结构示意图；

图6是图5中，该闭锁装置的俯视结构示意图；

图7是图5中该闭锁装置的俯视结构示意图（风门关闭的过程中，锁销尚未进入锁销定位槽内）；

其中，附图标记18表示门框，31表示门窗上滑动设置锁销的滑槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照附图对本发明作进一步地详细描述，

实施例：

参照图1至图7，本实施例提供一种矿井用风门控制系统，包括风门1，风门1的一侧铰接于风门门框上，风门1上开设通风孔2，风门1上沿竖向滑动设置有能够封闭和打开通风孔2的门窗3，风门1的顶风侧通过吊绳4吊挂有开门配重块5，开门配重块5所受重力小于通风孔2封闭时风门1所受风的推力，大于通风孔2开通时风门1所受风的推力，吊绳4的另一端绕过第一滑轮6并固定于风门1上，且吊绳4的另一端固定在与风门1铰接侧相对的另一侧的风门1上，风门1的顶风侧还设置有门窗驱动机构，风门1内设置有夹层，所述门窗3滑动设置于风门1的夹层内，风门1的夹层内还设置有第三滑轮14、配重块15和配重绳16，配重绳16的一端固定于配重块15上，配重绳16的另一端绕过至少一个设置于门窗3上方的第三滑轮14并固定于门窗3的上端，配重块15的总重量略大于门窗3的重量，此处未考虑摩擦力。

门窗驱动机构包括复位式踏板7、杠杆机构8、至少一个第二滑轮9和拉绳10，复位式踏板7与杠杆机构8中杠杆的一端通过连接杆11固定相连（该连接杆11的一端固定于复位式踏板7上，另一端与杠杆机构8中杠杆的一端相铰接），所述拉绳10的一端固定于杠杆机构8中杠杆的另一端上，所述杠杆机构8的支点偏向连接杆11所在一端设置，拉绳10的另一端绕过所述至少一个第二滑轮9并固定于门窗3的下端。

复位式踏板7包括踏板71和设置于踏板71下端的复位弹簧72，踏板71的下端与连接杆11的一端固定连接，连接杆11的另一端铰接于杠杆机构8中杠杆的一端；

还包括有第二复位式踏板12、第二杠杆机构13和闭锁装置17，第二复位式踏板12设置于风门1的背风侧，第二复位式踏板12与第二杠杆机构13中杠杆的一端通过另一根连接杆11固定相连（该连接杆11的一端固定于第二复位式踏板12上，另一端与第二杠杆机构13中杠杆的一端相铰接），所述拉绳10的一端也固定于第二杠杆机构13中杠杆的另一端上，且杠杆机构8和第二杠杆机构13中杠杆均固定于拉绳10 的同一端上；

闭锁装置17包括固定锁和锁销171，锁销171滑动设置于门窗3的上端，固定锁固定于与锁销171相对应的门框上，固定锁上设置有用于限位锁销171的锁销定位槽172，锁销定位槽172的槽口处设置有两根同轴设置的滑动销173，锁销171与滑动销173相垂直，两根滑动销173相向的两端通过弹簧174顶紧，且两根滑动销173沿横向封闭锁销定位槽172的槽口，两根滑动销173相向的两端背向锁销定位槽172的一侧上开设有锁销推动凹槽175。弹簧174共两个，两个弹簧174均与两根滑动销173同轴，两个弹簧174分别压缩设置于两根滑动销173相背的两端处，锁销定位槽172槽口处相对的两侧分别对应设置有一个滑槽176，两根滑动销173相背的两端分别滑动设置于两个滑槽176内，所述两个弹簧174分别压缩设置于两个滑槽176端部与两滑动销173之间。

上述矿井用风门控制系统的使用方法如下，需在顶风侧开启风门1时，踩踏复位式踏板7，从而通过门窗驱动机构带动门窗3滑动，开启通风孔2，通风孔2开启后，风门1两侧的压力差降低，风门1受到的风压减小，且风门1受力面积也减少，直至小于开门配重块5的重力，开门配重块5带动打开风门1，通过风门1后，复位式踏板7复位，门窗3滑动复位并挡住通风孔2，且风门1受力面积增大，向关门方向拉动风门1，风门1受风力影响自动关紧；而当需要在背风侧开启风门1时，只需踩踏第二复位式踏板12，同上述方法，实现风门1的自动开启及关闭。

Claims (9)

1.一种矿井用风门控制系统，包括风门（1），风门（1）的一侧铰接于风门门框上，风门（1）上开设通风孔（2），风门（1）上沿竖向滑动设置有能够封闭和打开通风孔（2）的门窗（3），风门（1）的顶风侧通过吊绳（4）吊挂有开门配重块（5），开门配重块（5）所受重力小于通风孔（2）封闭时风门（1）所受风的推力，大于通风孔（2）开通时风门（1）所受风的推力，吊绳（4）的另一端绕过第一滑轮（6）并固定于风门（1）上，风门（1）的顶风侧还设置有门窗驱动机构；

所述门窗驱动机构包括复位式踏板（7）、杠杆机构（8）、至少一个第二滑轮（9）和拉绳（10），复位式踏板（7）与杠杆机构（8）中杠杆的一端直接相连或通过连接杆（11）固定相连，所述拉绳（10）的一端固定于杠杆机构（8）中杠杆的另一端上，拉绳（10）的另一端绕过所述至少一个第二滑轮（9）并固定于门窗（3）的下端。

2.根据权利要求1所述一种矿井用风门控制系统，其特征在于：所述复位式踏板（7）包括踏板（71）和设置于踏板（71）下端的复位弹簧（72），踏板（71）的下端与连接杆（11）的一端固定连接，连接杆（11）的另一端铰接于杠杆机构（8）中杠杆的一端。

3.根据权利要求1所述一种矿井用风门控制系统，其特征在于：所述吊绳（4）的另一端固定在与风门（1）铰接侧相对的另一侧的风门（1）上。

4.根据权利要求1所述一种矿井用风门控制系统，其特征在于：还包括有第二复位式踏板（12）和第二杠杆机构（13），第二复位式踏板（12）设置于风门（1）的背风侧，第二复位式踏板（12）与第二杠杆机构（13）中杠杆的一端通过另一根连接杆（11）固定相连，所述拉绳（10）的一端也固定于第二杠杆机构（13）中杠杆的另一端上，且杠杆机构（8）和第二杠杆机构（13）中杠杆均固定于拉绳（10）的同一端上。

5.根据权利要求1所述一种矿井用风门控制系统，其特征在于：所述风门（1）内设置有夹层，所述门窗（3）滑动设置于风门（1）的夹层内。

6.根据权利要求5所述一种矿井用风门控制系统，其特征在于：所述风门（1）的夹层内还设置有第三滑轮（14）、配重块（15）和配重绳（16），配重绳（16）的一端固定于配重块（15）上，配重绳（16）的另一端绕过至少一个设置于门窗（3）上方的第三滑轮（14）并固定于门窗（3）的上端，配重块（15）的总重量大于门窗（3）的重量。

7.根据权利要求1所述一种矿井用风门控制系统，其特征在于：还包括有闭锁装置（17），闭锁装置（17）包括固定锁和锁销（171），锁销（171）滑动设置于门窗（3）的上端，固定锁固定于与锁销（171）相对应的门框上，固定锁上设置有用于限位锁销（171）的锁销定位槽（172），锁销定位槽（172）的槽口处设置有两根同轴设置的滑动销（173），锁销（171）与滑动销（173）相垂直，两根滑动销（173）相向的两端通过弹簧（174）顶紧，且两根滑动销（173）沿横向封闭锁销定位槽（172）的槽口，两根滑动销（173）相向的两端背向锁销定位槽（172）的一侧上开设有锁销推动凹槽（175）。

8.根据权利要求7所述一种矿井用风门控制系统，其特征在于：所述弹簧（174）共两个，两个弹簧（174）均与两根滑动销（173）同轴，两个弹簧（174）分别压缩设置于两根滑动销（173）相背的两端处，锁销定位槽（172）槽口处相对的两侧分别对应设置有一个滑槽（176），两根滑动销（173）相背的两端分别滑动设置于两个滑槽（176）内，所述两个弹簧（174）分别压缩设置于两个滑槽（176）端部与两滑动销（173）之间。

9.权利要求1-8中任一权利要求所述控制系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：踩踏复位式踏板（7），从而通过门窗驱动机构带动门窗（3）滑动，开启通风孔（2），通风孔（2）开启后，风门（1）两侧的压力差降低，风门（1）受到的风压减小，且风门（1）受力面积也减少，直至小于开门配重块（5）的重力，开门配重块（5）带动打开风门（1），通过风门（1）后，复位式踏板（7）复位，门窗（3）滑动复位并挡住通风孔（2），且风门（1）受力面积增大，风门（1）受风力影响自动关闭或人为关闭风门（1）。