CN109356637B - 一种井下风门闭锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种井下风门闭锁装置。包括前后两道风门，所述两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构，根据风门开启方向的不同，所述曲柄滑块四连杆机构上还安装一组齿条反向机构，两组曲柄滑块四连杆机构之间设置限位块，通过开启其中一道风门的动作驱动第一曲柄滑块四连杆机构定向运动将限位滑块推到固定位置，通过闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

Description

一种井下风门闭锁装置

技术领域

本发明属于煤矿通风领域，具体涉及一种井下风门闭锁装置。

背景技术

煤矿安全生产过程中通风系统的稳定性至关重要，一旦两道风门同时打开会改变风流方向造成风流短路从而造成重大瓦斯事故，所以煤矿安全规程规定为了防止人员和车辆通过时风门开启造成风流短路，至少设置两道风门能保证巷道中总有一道风门（至少有一道风门）处于关闭状态。

目前，为解决两道风门同时打开的问题，各家煤炭行业开发了各类风门闭锁装置，该装置虽种类繁多，但还有一定程度的缺点和不足之处。专利申请号为CN201520158409.6公开了一种风门闭锁装置，运用了滑轮组和钢丝绳结构，虽然结构简单，但钢丝绳和滑轮结构的稳定性不高，易损坏；专利申请号为CN201210486708.3公开了风门闭锁装置及风门闭锁系统，用气源作为动力源，大量使用了控制阀及气缸，对风门开启控制精确，但若在煤矿大量使用，成本太高。这些闭锁装置都较为复杂，且或多或少地对闭锁装置稳定性有一定程度依赖性，需要借助于复杂构件来完成所需功能，在很大程度上加大了设备的成本。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种井下风门闭锁装置。包括前后两道风门，所述两道风门之间设置四连杆机构，用于控制一道风门开启后另一道风门处于关闭状态。基于曲柄滑块四连杆机构原理的井下风门闭锁装置，其结构简单可靠，操作灵活，且不需大型的动力源及电控装置，效果十分突出。

本实用为解决技术问题提供的技术方案：

一种井下风门闭锁装置，包括前后两道风门，所述两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构，根据风门开启方向的不同，所述曲柄滑块四连杆机构上还安装一组齿条反向机构，两组曲柄滑块四连杆机构之间设置限位块，通过开启其中一道风门的动作驱动第一曲柄滑块四连杆机构定向运动将限位滑块推到固定位置，通过闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

进一步地，所述风门向外开启，则与之连接的曲柄滑块四连杆机构上还安装一组齿条反向机构；所述风门向内开启，则与之连接的曲柄滑块四连杆机构上不安装齿条反向机构。

进一步地，所述四连杆机构还包括固定杆，固定杆两端分别固定在两道风门靠近合页一侧的门框上。

更进一步地，所述两组曲柄滑块四连杆机构分别包括连杆、滑杆固定装置、滑杆、门也可抽象认为是一个连杆，其中，连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆铰接，滑杆通过滑杆固定装置滑动固定在固定杆上，滑动固定方式保证第一滑杆前后方向水平移动，其他方向不可移动即可。

更进一步地，所述风门向外开启，则与之连接的曲柄滑块四连杆机构上还安装一组齿条反向机构，包括滑杆齿条、反向齿条、齿轮及齿轮固定销、齿条反向机构固定盒，其中齿条反向机构固定盒一侧滑动固定在固定杆上，另一侧内部设置一个对开口的凹槽，所述滑杆齿条、反向齿条平行设置在凹槽内，滑杆齿条、之间设置齿轮，齿轮通过齿轮固定销固定在固定盒上，保证滑杆齿条与反向齿条只能前后方向水平移动。

具体可分为以下三种开启方式：

第一种：所述前后两道风门为前后两道对向开启的风门，所述两组曲柄滑块四连杆机构中滑杆位置在同一直线上，限位滑块设置在第一滑杆和第二滑杆之间，且两滑杆与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开时对应滑杆移动距离，以保证开启其中一道风门后，第一滑杆向前滑动触碰限位滑块向前移动进而触碰到第二滑杆，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

第二种：所述前后两道风门为前后两道同向开启的风门，所述第一曲柄滑块四连杆机构中的第一滑杆与第二曲柄滑块四连杆机构中的反向齿条位置在同一直线上，滑杆齿条与反向齿条相互平行；限位滑块设置在第一滑杆和反向齿条之间，且滑杆与限位滑块、反向齿条与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开后滑杆或反向齿条移动距离，以保证开启其中一道风门后，第一滑杆向前移动触碰限位滑块向前移动进而触碰到反向齿条，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

第三种：所述前后两道风门为前后两道反向开启的风门，所述两组曲柄滑块四连杆机构中滑杆齿条位置在同一直线上，反向齿条位置也在同一直线上，且相互平行；限位滑块设置在第一反向齿条和第二反向齿条之间，且两反向齿条与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开时反向齿条移动距离，以保证开启其中一道风门后，第一反向齿条向前滑动触碰限位滑块向前移动进而触碰到第二反向齿条，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

更进一步地，为了保证滑杆在移动过程中位置不偏移，所述固定装置优选至少为两个。一个也可以，接触面积够大也可以保证滑杆在移动过程中位置不偏移。为了保证滑杆齿条在移动过程中位置不偏移，所述齿轮至少为两个。

进一步地，所述两组曲柄滑块四连杆机构中滑杆位置在同一直线上，限位滑块设置在第一滑杆和第二滑杆之间，且两滑杆与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开时对应滑杆移动距离，以保证开启其中一道风门后，第一滑杆向前滑动触碰限位滑块向前移动进而触碰到第二滑杆，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

进一步地，所述限位滑块可以固定在固定杆上自由滑动。固定方式可参照现有技术，本发明具体选用以下方式：所述限位滑块与固定杆连接的一端为环状结构，环套在固定杆上，所述限位滑块可以固定在固定杆上自由滑动。

进一步地，整体四连杆机构优选设置在风门上方不影响人员通行。

进一步地，所述两道风门把手方向一致。以便于人为使用习惯，和距离考虑。

本发明与现有技术相比具有以下实质性特点：

1）能够平稳的运行，避免两道风门同时打开；

2）利用了曲柄滑块四连杆机构原理能精确的实现风门闭锁；

3）不需要外部动力源只需要人员进出风门过程中便可带动连杆机构的转动便能实现风门闭锁的功能，省去了动力装置；

5）结构简单，安装方便；

6）有效地降低安装及后期维护成本。

附图说明

图1两道对向开启的风门同时关闭时状态。

图2前风门1向内开启，后风门13闭锁时状态。

图3前风门1闭锁，后风门13向内开启时状态。

图4两道同向开启的风门同时关闭时状态。

图5前风门1向内开启，后风门13闭锁时状态。

图6为齿条反向机构俯视图。

图7为齿条反向机构内部嵌套剖面图。

图8两道反向开启的风门同时关闭时状态。

图9前风门1向外开启，后风门13闭锁时状态。

图10固定杆5与限位滑块6嵌套剖面图。

图中：前风门1，第一连杆2，滑杆固定装置3，第一滑杆4，固定杆5，限位滑块6，后风门13，反向机构固定盒7，齿轮固定销8，齿轮9，滑杆齿条10，第一反向齿条11，第二连杆12，第二滑杆14，第二反向齿条15。

具体实施方式

下面结合附图并以具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

一种井下风门闭锁装置，包括前后两道对向开启的风门，前风门1和后风门13，所述两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构和固定杆5，固定杆两端分别固定在两道风门靠近合页一侧的门框上。所述两组曲柄滑块四连杆机构分别包括连杆、滑杆固定装置、滑杆，其中，连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆铰接，滑杆通过滑杆固定装置3滑动固定在固定杆5上，滑动固定方式保证第一滑杆前后方向水平移动，其他方向不可移动即可。为了保证滑杆在移动过程中位置不偏移，所述固定装置至少为两个。所述两组曲柄滑块四连杆机构中滑杆位置在同一直线上，限位滑块6设置在第一滑杆4和第二滑杆14之间，且两滑杆与限位滑块6之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开时对应滑杆移动距离，以保证开启前风门1后，第一滑杆4向前滑动触碰限位滑块6向前移动进而触碰到第二滑杆14，闭锁后风门的第二驱动曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

所述限位滑块6可以固定在固定杆5上自由滑动。固定方式可参照现有技术，本发明具体选用以下方式：所述限位滑块与固定杆连接的一端为环状结构，环套在固定杆上，所述限位滑块可以固定在固定杆上自由滑动。

整体四连杆机构优选设置在风门上方不影响人员通行。所述两道风门把手方向一致。以便于人为使用习惯，和距离考虑。

如图1所示：在非工作状态时，两组曲柄滑块四连杆机构均不运动，限位滑块6可以沿着固定杆方向前后移动。如图2所示：当有人员或车辆需要通过风门时，推动其中一道风门（前风门1）全部打开，由于第一连杆2转动推动第一滑杆4沿着固定杆5向前移动，推动限位滑块6（前进），直到前风门停止运动限位滑块6也运动到与第二滑杆14接触位置，此时若想开启另一道风门（后风门13），也会拉动第二连杆从而推动第二滑杆14向前移动，此时由于限位滑块6的作用使得后风门13无法打开。如图3所示：只有前风门1处于关闭状态，后风门13才可以开启。反之亦然。

实施例2

一种井下同向开风门闭锁装置，包括前后两道同向开启的风门，前风门1（向内推开）和后风门13（向外推开），所述两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构，其中一组曲柄滑块四连杆机构上安装一组齿条反向机构，两组曲柄滑块四连杆机构之间设置限位块6，通过向内开启其中一道风门的动作驱动第一曲柄滑块四连杆机构定向运动将限位滑块推到固定位置，通过齿条反向机构闭锁另一扇风门的第二曲柄滑块机构，从而达到另一扇风门闭锁的功能。

所述四连杆机构还包括固定杆5，固定杆两端分别固定在两道风门靠近合页一侧的门框上。所述两组曲柄滑块四连杆机构由第一曲柄滑块四连杆机构和第二曲柄滑块四连杆机构组成；其中，第一曲柄滑块四连杆机构包括第一连杆2、滑杆固定装置3、滑杆4、门也可抽象认为是一个连杆，其中，第一连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆铰接，滑杆通过滑杆固定装置滑动固定在固定杆上，滑动固定方式保证第一滑杆前后方向水平移动，其他方向不可移动即可；第二曲柄滑块四连杆机构上安装一组齿条反向机构，包括第二连杆12、滑杆齿条10、门也可抽象认为是一个连杆，其中，第二连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆齿条铰接。

1用新型更进一步地，所述第二曲柄滑块四连杆机构上安装一组齿条反向机构，包括滑杆齿条10、反向齿条11、齿轮9及齿轮固定销8、齿条反向机构固定盒7，其中齿条反向机构固定盒一侧滑动固定在固定杆上，另一侧内部设置一个对开口的凹槽，所述滑杆齿条、反向齿条平行设置在凹槽内，滑杆齿条、之间设置齿轮，齿轮通过齿轮固定销固定在固定盒上，保证滑杆齿条与反向齿条只能前后方向水平移动。为了保证滑杆在移动过程中位置不偏移，所述固定装置3至少为两个；为了保证滑杆齿条在移动过程中位置不偏移，所述齿轮9至少为两个。

所述第一曲柄滑块四连杆机构中的滑杆4与第二曲柄滑块四连杆机构中的反向齿条11位置在同一直线上，滑杆齿条10与反向齿条11相互平行；限位滑块6设置在滑杆4和反向齿条11之间，且滑杆与限位滑块、反向齿条与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开后滑杆或反向齿条移动距离，以保证开启其中一道风门后，滑杆向前移动触碰限位滑块向前移动进而触碰到反向齿条，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。反向齿条与滑杆齿条均为单面有齿，且齿的长度一致，两齿条均与齿轮相啮合。

所述限位滑块6可以固定在固定杆5上自由滑动。固定方式可参照现有技术，本发明具体选用以下方式：所述限位滑块与固定杆连接的一端为环状结构，环套在固定杆上，所述限位滑块可以固定在固定杆上自由滑动。

整体四连杆机构优选设置在风门上方不影响人员通行。所述两道风门把手方向一致。以便于人为使用习惯，和距离考虑。

如图4所示：在非工作状态时，两组曲柄滑块四连杆机构均不运动，限位滑块6可以沿着固定杆方向前后移动。如图5所示：当有人员或车辆需要通过风门时，推动其中一道风门（前风门1）全部打开，由于第一连杆2转动推动滑杆4沿着固定杆5向前移动，推动限位滑块6（前进）直到前风门1停止运动限位滑块6也运动到与反向齿条11接触位置，此时若想开启另一道风门（后风门13），也会拉动第二连杆12从而推动反向齿条11向前移动，此时由于限位滑块6的阻挡作用使得后风门13无法向外打开。只有前风门1处于关闭状态，后风门13才可以开启。反之亦然。

实施例3

一种井下反向开风门闭锁装置，包括前后两道反向开启的风门，前风门1和后风门13，所述两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构，两组曲柄滑块四连杆机构上各安装一组齿条反向机构和固定杆5，固定杆两端分别固定在两道风门靠近合页一侧的门框上。所述两组曲柄滑块四连杆机构分别包括连杆、滑杆齿条，其中，连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆齿条铰接。所述两组曲柄滑块四连杆机构上各安装一组齿条反向机构，分别包括滑杆齿条10、反向齿条11、齿轮9及齿轮固定销8、齿条反向机构固定盒7，其中齿条反向机构固定盒7一侧滑动固定在固定杆5上，另一侧内部设置一个对开口的凹槽，所述滑杆齿条10、反向齿条11平行设置在凹槽内，滑杆齿条、反向齿条之间设置齿轮9，齿轮通过齿轮固定销固定在固定盒7上，保证滑杆齿条与反向齿条只能前后方向水平移动。所述两组曲柄滑块四连杆机构、齿条反向机构均对称连接，用以保证第一反向齿条11和第二反向齿条15在同一直线上，且相互平行。限位滑块6设置在第一反向齿条11和第二反向齿条15之间，且两反向与限位滑块6之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开时反向齿条移动距离，以保证开启前风门1后，第一反向齿条11向前滑动触碰限位滑块6向前移动进而触碰到第二反向齿条15，闭锁后风门的第二驱动曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

所述限位滑块6可以固定在固定杆5上自由滑动。固定方式可参照现有技术，本发明具体选用以下方式：所述限位滑块与固定杆连接的一端为环状结构，环套在固定杆上，所述限位滑块可以固定在固定杆上自由滑动。

整体四连杆机构优选设置在风门上方不影响人员通行。所述两道风门把手方向一致。以便于人为使用习惯，和距离考虑。

如图8所示：在非工作状态时，两组曲柄滑块四连杆机构均不运动，限位滑块6可以沿着固定杆方向前后移动。如图9所示：当有人员或车辆需要通过风门时，向外拉动其中一道风门（前风门1）全部打开，由于第一连杆2转动拉动第一滑杆齿条10向后移动，由于反向齿条机构作用进而推动第一反向齿条11前进，从而推动限位滑块6（前进），直到前风门停止运动限位滑块6也运动到与第二反向齿条15接触位置，此时若想开启另一道风门（后风门13），也会拉动第二连杆从而推动第二反向齿条15向前移动，此时由于限位滑块6的阻挡作用使得后风门13无法打开。只有前风门1处于关闭状态，后风门13才可以开启。反之亦然。

Claims (3)

1.一种井下风门闭锁装置，其特征在于：所述风门闭锁装置包括前后两道对向开启的风门，两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构，两组曲柄滑块四连杆机构之间设置限位滑块，通过向内开启其中一道风门的动作驱动第一曲柄滑块四连杆机构定向运动将限位滑块推到固定位置，通过闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能；所述曲柄滑块四连杆机构还包括固定杆，固定杆两端分别固定在两道风门靠近合页一侧的门框上；所述两组曲柄滑块四连杆机构分别包括连杆、滑杆固定装置、滑杆、风门，其中，连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆铰接，滑杆通过滑杆固定装置滑动固定在固定杆上，滑动固定方式保证第一滑杆前后方向水平移动，其他方向不可移动即可；为了保证滑杆在移动过程中位置不偏移，所述滑杆固定装置至少为两个；所述两组曲柄滑块四连杆机构中滑杆位置在同一直线上，限位滑块设置在第一滑杆和第二滑杆之间，且两滑杆与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开时对应滑杆移动距离，以保证开启其中一道风门后，第一滑杆向前滑动触碰限位滑块向前移动进而触碰到第二滑杆，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能；所述限位滑块与固定端连接的一端为环状结构，环套在固定端上；

或，

所述风门闭锁装置包括前后两道反向开启的风门，两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构，两组曲柄滑块四连杆机构上各安装一组齿条反向机构，两组齿条反向机构之间设置限位滑块，通过向外开启其中一道风门的动作驱动第一曲柄滑块四连杆机构定向运动并通过齿条反向机构反向运动推动限位滑块到固定位置，通过闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能；所述曲柄滑块四连杆机构还包括固定杆，固定杆两端分别固定在两道风门靠近合页一侧的门框上；所述两组曲柄滑块四连杆机构分别包括连杆、滑杆齿条、风门，其中，连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆齿条铰接；所述两组曲柄滑块四连杆机构上各安装一组齿条反向机构，分别包括滑杆齿条、反向齿条、齿轮及齿轮固定销、齿条反向机构固定盒，其中齿条反向机构固定盒一侧滑动固定在固定杆上，另一侧内部设置一个对开口的凹槽，所述滑杆齿条、反向齿条平行设置在凹槽内，滑杆齿条、反向齿条之间设置齿轮，齿轮通过齿轮固定销固定在齿条反向机构固定盒上，保证滑杆齿条与反向齿条只能前后方向水平移动；为了保证滑杆齿条在移动过程中位置不偏移，所述齿轮至少为两个；所述两组曲柄滑块四连杆机构中滑杆齿条位置在同一直线上，反向齿条位置也在同一直线上，且相互平行；限位滑块设置在第一反向齿条和第二反向齿条之间，且两反向齿条与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开时反向齿条移动距离，以保证开启其中一道风门后，第一反向齿条向前滑动触碰限位滑块向前移动进而触碰到第二反向齿条，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能；反向齿条与滑杆齿条均为单面有齿，且齿长度一致；反向齿条与滑杆齿条均与齿轮相啮合；

或，

所述风门闭锁装置包括前后两道同向开启的风门，两道风门之间设置两组曲柄滑块四连杆机构，其中一组曲柄滑块四连杆机构上安装一组齿条反向机构，两组曲柄滑块四连杆机构之间设置限位块，通过向内开启其中一道风门的动作驱动第一曲柄滑块四连杆机构定向运动将限位滑块推到固定位置，通过齿条反向机构闭锁另一扇风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一扇风门闭锁的功能；所述曲柄滑块四连杆机构还包括固定杆，固定杆两端分别固定在两道风门靠近合页一侧的门框上；所述两组曲柄滑块四连杆机构由第一曲柄滑块四连杆机构和第二曲柄滑块四连杆机构组成；其中，第一曲柄滑块四连杆机构包括第一连杆、滑杆固定装置、滑杆、风门，其中，第一连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆铰接，滑杆通过滑杆固定装置滑动固定在固定杆上，滑动固定方式保证第一滑杆前后方向水平移动，其他方向不可移动即可；第二曲柄滑块四连杆机构包括第二连杆、滑杆齿条、风门，其中，第二连杆一端铰接在一道风门上，另一端与滑杆齿条铰接；所述第二曲柄滑块四连杆机构上安装一组齿条反向机构，包括滑杆齿条、反向齿条、齿轮及齿轮固定销、齿条反向机构固定盒，其中齿条反向机构固定盒一侧滑动固定在固定杆上，另一侧内部设置一个对开口的凹槽，所述滑杆齿条、反向齿条平行设置在凹槽内，滑杆齿条与反向齿条之间设置齿轮，齿轮通过齿轮固定销固定在齿条反向机构固定盒上，保证滑杆齿条与反向齿条只能前后方向水平移动；为了保证滑杆在移动过程中位置不偏移，所述滑杆固定装置至少为两个；为了保证滑杆齿条在移动过程中位置不偏移，所述齿轮至少为两个；反向齿条与滑杆齿条均为单面有齿，且齿长度一致；反向齿条与滑杆齿条均与齿轮相啮合；

所述第一曲柄滑块四连杆机构中的滑杆与第二曲柄滑块四连杆机构中的反向齿条位置在同一直线上，滑杆齿条与反向齿条相互平行；限位滑块设置在滑杆和反向齿条之间，且滑杆与限位滑块、反向齿条与限位滑块之间空余一定距离，空余总距离分别等于每个风门全部打开后滑杆或反向齿条移动距离，以保证开启其中一道风门后，滑杆向前移动触碰限位滑块向前移动进而触碰到反向齿条，闭锁另一道风门的第二曲柄滑块四连杆机构，从而达到另一道风门闭锁的功能。

2.根据权利要求1所述的井下风门闭锁装置，其特征在于：所述限位滑块可以固定在固定杆上自由滑动。

3.根据权利要求1所述的井下风门闭锁装置，其特征在于：整体四连杆机构设置在风门上方不影响人员通行；所述两道风门把手方向一致。

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