CN111520009B - 一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置，包括壳体、梳绳孔、短轴卷筒、钢丝绳、滑动锁块、闭锁钢珠、滑槽、双作用气缸和状态传感器；正常工作时，双作用气缸活塞杆处于伸长状态，解除闭锁状态时，双作用气缸活塞杆处于收缩状态；所述短轴卷筒上设有一个凹槽，所述双作用气缸的活塞杆与闭锁钢珠和凹槽作用实现风门闭锁功能的开闭，所述双作用气缸上安装电磁阀，所述电磁阀接入远程控制环网，地面上位机软件远程控制电磁阀，调整双作用气缸活塞杆的伸长与收缩。本发明能够远程实现风门闭锁的解除，在井下发生火灾、瓦斯等事故时，能够紧急打开两道风门，调节井下风流，有效控制井下瓦斯、火灾事故的影响范围，降低矿井人员伤亡和财产损失。

Description

一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置

技术领域

本发明涉及煤矿井下通风系统及矿井救灾领域，具体是一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置。

背景技术

煤矿井下通风系统是矿井安全生产的基础，风门是通风系统的主要构成之一，风门是布置在进回风巷之间，隔断风流的通风设施。煤矿井下两道风门之间会设置闭锁装置，一道风门打开后，另外一道风门无法打开，以防止两道风门同时打开发生风流短路。但是在煤矿发生火灾、瓦斯突出等一些事故的时候，灾变通风系统需要进行调整，需要井下人员进入灾变区域解除风门闭锁，同时打开两道风门及时疏导烟流和有毒有害气体进入回风巷，减小事故影响区域，降低矿井经济损失和人员伤亡，井下人员进入灾变区域增加了人员伤亡风险。基于此，本发明提供一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置，井下发生火灾事故时，通过地面上控制解除井下风门闭锁，远程打开两道风门，及时疏导烟流，防止灾变区域扩大，并且能够避免井下人员进入灾变区域解除风门闭锁，有效避免了人员的涉险作业。

发明内容

为了解决当煤矿井下发生灾变时无法实现远程解除风门闭锁装置的技术问题，本发明提供一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置。

一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置，所述闭锁装置包括壳体、梳线孔、短轴卷筒、钢丝绳、滑动锁块、闭锁钢珠、双作用气缸、滑槽和状态传感器，所述壳体固定在巷道两帮，两个所述梳绳孔对称固定于所述壳体两端，所述滑槽通过螺栓固定在壳体上，两个所述短轴卷筒的中心转轴相对滑槽对称固定于所述壳体上，所述钢丝绳一端固定在所述短轴卷筒上，另一端绕所述短轴卷筒数圈后穿过所述梳绳孔与对应风门连接，所述闭锁钢珠内嵌于所述滑动锁块中，所述滑动锁块中部开有一通孔，所述双作用气缸前部穿过所述滑动锁块的通孔且通过螺栓与滑动锁块固定连接，所述滑动锁块设置在所述滑槽中，且能沿滑槽左右滑动，所述短轴卷筒上设有一个凹槽，所述双作用气缸的活塞杆只有伸长和收缩两个状态，远程控制所述双作用气缸活塞杆的伸长与收缩来实现闭锁功能的开闭切换，一侧风门开启，对应的短轴卷筒转动，滑动锁块带动闭锁钢珠和双作用气缸在滑槽中向另一侧风门对应的短轴卷筒方向滑动，所述闭锁钢珠于所述滑动锁块的突出部分嵌入另一侧风门对应的所述短轴卷筒的凹槽内，将另一侧风门闭锁，所述状态传感器设置在双作用气缸下方，监测所述双作用气缸的工作状态并与地面上位机软件实时通讯，所述双作用气缸上安装电磁阀，所述电磁阀接入远程控制环网，地面上位机软件远程控制电磁阀，调整双作用气缸活塞杆的伸长与收缩。

进一步地，所述双作用气缸的活塞杆由前段和后段两部分组成，前段为直径较小的细端，后段为直径较大的粗端，闭锁钢珠所在的水平腔室与双作用气缸活塞杆的两部分配合实现风门闭锁功能的开闭。

进一步地，两侧风门处于闭锁状态时，所述双作用气缸的活塞杆处于伸长状态，所述闭锁钢珠所在水平腔室内对应所述双作用气缸活塞杆的粗端，活塞杆两侧最外侧的闭锁钢珠落入凹槽，且短轴卷筒与闭锁钢珠之间存在间隙，一侧短轴卷筒旋转，另一侧闭锁钢珠卡紧对应的短轴卷筒的凹槽。

进一步地，风门解除闭锁状态时，所述双作用气缸的活塞杆处于收缩状态，所述闭锁钢珠所在的水平腔室对应所述双作用气缸活塞杆的细端，最外侧两个所述闭锁钢珠远离所述短轴卷筒的凹槽。

进一步地，所述梳绳孔为中带圆孔的螺钉和螺母组合而成。

有益效果：

①本发明的风门闭锁装置，通过短轴卷筒、滑动锁块和闭锁钢珠设计，正常工作状态时，实现了其中一道风门打开时，无论开启角度多少，另外一道风门均无法开启；且两道风门同时开启时，与两道风门相关联的两个短轴卷筒均向中间滑动锁块施加推力，滑动锁块同时卡住两侧的短轴卷筒，两道风门均无法开启，符合井下风门管理要求，有效防止风流短路。

②井下发生火灾事故时，通过地面上位机软件控制双作用气缸活塞杆收缩解除井下风门闭锁，远程打开两道风门，及时疏导烟流，防止灾变区域扩大，并且能够避免井下人员进入灾变区域解除风门闭锁，有效避免了人员的涉险作业。

③通过状态传感器与地面上位机软件实时通讯，能够实时监测井下风门的闭锁状态，便于技术人员的管理。

④当火灾、瓦斯突出等事故处理完成后，可远程复位井下风门闭锁，使矿井通风系统得到及时快速恢复。

本发明具有闭锁可靠、地面远程解除闭锁、远程监测闭锁状态、远程闭锁复位的优点。

附图说明

图1是本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置闭锁状态示意图；

图2是本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置的双作用气缸、滑动锁块、闭锁钢珠及滑槽的结构左视图；

图3是本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置闭锁状态双侧风门均未开启时滑动锁块局部示意图；

图4是本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置闭锁状态右侧风门开启且左侧风门闭锁的局部示意图；

图5是本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置解除闭锁状态滑动锁块局部示意图；

图6是本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置解除闭锁状态下两道风门同时开启的局部示意图。

图中，1、壳体，2、梳绳孔，3、短轴卷筒，4、钢丝绳，5、滑动锁块，6、闭锁钢珠，7、双作用气缸，8、滑槽，9、状态传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-6所示，一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置，其特征在于：包括壳体1、梳绳孔2、短轴卷筒3、钢丝绳4、滑动锁块5、闭锁钢珠6、双作用气缸7、滑槽8和状态传感器9；所述梳绳孔2固定于所述壳体1上，所述短轴卷筒3的中心转轴固定于所述壳体1上，所述短轴卷筒3能够旋转，所述钢丝绳4一端固定在所述短轴卷筒3上，所述钢丝绳4缠绕所述短轴卷筒3数圈后穿过所述梳绳孔2与对应风门连接；所述滑动锁块5内嵌有所述闭锁钢珠6，所述滑动锁块5中部开有一孔，所述双作用气缸7前部可穿过所述滑动锁块5的中孔，所述滑动锁块5与所述双作用气缸7通过螺栓固定在一起，所述滑动锁块5位于所述滑槽8之上，所述滑槽8通过螺栓固定在所述壳体1上。所述短轴卷筒3上留设有一个凹槽，所述闭锁钢珠6于所述滑动锁块5的突出部分能嵌入所述短轴卷筒3的凹槽内，将其闭锁。所述闭锁钢珠6内嵌于所述滑动锁块5中，所述滑动锁块5与所述双作用气缸7通过螺栓固定在一起。可通过远程控制所述双作用气缸7活塞杆的伸长与收缩来实现闭锁功能的开闭切换。所述双作用气缸7具有伸长和收缩两个工作状态，所述双作用气缸7下方的状态传感器9能够监测到所述双作用气缸7的工作状态反馈到远程控制系统。所述双作用气缸7的活塞杆前段直径较细，所述双作用气缸7的活塞杆处于伸长状态时，所述闭锁钢珠6所在水平腔室内对应所述双作用气缸7活塞杆较粗部分，最外侧两颗所述闭锁钢球6与所述短轴卷筒3距离较近，当其中一侧所述短轴卷筒3旋转会使所述闭锁钢珠6、所述滑动锁块5和所述双作用气缸7沿着所述滑槽8向另外一侧滑动，将另外一侧的所述短轴卷筒3锁住。所述双作用气缸7的活塞杆处于收缩状态时，所述闭锁钢珠6所在的水平腔室对应所述双作用气缸7活塞杆较细部分，所述其中一侧短轴卷筒3旋转时，会将其一侧的闭锁钢珠6完全推入滑动锁块5的水平腔室中，且不会引起所述滑动锁块5水平运动，另外一侧的所述短轴卷筒3仍可进行旋转，即为解除闭锁状态。所述状态传感器9能够监测到所述双作用气缸7的活塞杆的伸长与收缩两个状态，将信号反馈到上位机控制软件，监测闭锁功能的开闭。

两个短轴卷筒通过中心转轴固定在壳体上，然后将滑槽固定在壳体上，将滑动锁块中首先装入闭锁钢珠，然后将双作用气缸的活塞杆端向下装入滑动锁块中，通过螺栓将双作用气缸固定在滑动锁块上，然后将滑动锁块整体安放在滑槽上；然后安装控制双作用气缸工作的电磁阀，并将电磁阀控制信号线路接入远程控制环网，以便地面上位机软件远程控制电磁阀，对双作用气缸供气调整其工作状态；将滑动锁块推至右侧，调整右侧短轴卷筒使滑动锁块的闭锁钢珠刚好能卡住左侧短轴卷筒的凹槽，然后将与风门连接的钢丝绳穿过梳绳孔，调整钢丝绳使其另一端刚好拉紧风门然后将钢丝绳固定在右侧短轴卷筒上，此时完成闭锁系统右侧的短轴卷筒及钢丝绳调整工作；然后滑动锁块推至左侧，调整左侧短轴卷筒使滑动锁块的闭锁钢珠刚好能卡住左侧短轴卷筒的凹槽，然后将与风门连接的钢丝绳穿过梳绳孔，调整钢丝绳使其另一端刚好拉紧风门然后将钢丝绳固定在左侧短轴卷筒上，完成闭锁系统左侧的短轴卷筒及钢丝绳调整工作。

正常工作状态时，双作用气缸处于伸长状态，井下风门闭锁装置为闭锁开启状态。

此时滑动锁块内部闭锁钢珠在双作用气缸活塞杆的挤压下处于最外侧，当右侧风门打开时，与风门连接的钢丝绳带动右侧短轴卷筒转动，右侧短轴卷筒开始转动时会将闭锁钢珠及滑动锁块整体沿着滑槽推向左侧的短轴卷筒，滑动锁块的闭锁钢珠突出部分嵌入左侧短轴卷筒的凹槽，使左侧的短轴卷筒无法转动，左侧短轴卷筒对应风门处于被锁死状态。

状态传感器能够检测到双作用气缸活塞杆的端头，且状态传感器与地面上位机软件通讯，地面监控系统可显示风门闭锁装置处于闭锁状态。

在井下发生火灾需要同时打开两道风门紧急调控风流时，地面上位机软件发出信号控制电磁阀对双作用气缸的供气使双作用气缸活塞杆收回，此时双作用气缸活塞杆前端较细的部分处于闭锁钢珠所在腔室内，闭锁钢珠在滑动锁块腔室内有了一定的运动空间；当右侧风门打开时，右侧风门带动右侧短轴卷筒开始转动的瞬间会将右侧闭锁钢珠推进滑动锁块内，而滑动锁块及上部双作用气缸整体保持不动，左侧风门将要打开时，同样左侧的短轴卷筒将左侧的闭锁钢珠推进滑动锁块内，左侧短轴卷筒继续旋转至左侧风门打开。

双作用气缸活塞杆收回后，状态传感器检测不到双作用气缸活塞杆，状态传感器与地面上位机软件通讯，地面监控系统显示风门闭锁装置为解除闭锁状态。

本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置正常工作状态为闭锁状态，当两侧风门同时开启时，两侧风门相连的所述钢丝绳同时带动两个所述短轴卷筒转动，两所述短轴卷筒均向中间所述滑动锁块施加推力，两侧风门均无法开启。

本发明一种可远程解除闭锁的风门闭锁装置解除闭锁状态，如附图4和附图5所示。所述双作用气缸处于收缩状态，所述双作用气缸下方的所述状态传感器无法监测到所述双作用气缸的伸长工作状态，将信号反馈至地面上位机软件，地面上位机软件显示风门为闭锁解除状态。因所述双作用气缸处于收缩状态，所述滑动锁块内部腔室对应较细的所述双作用气缸的活塞杆，两侧风门开启带动所述短轴卷筒转动，所述短轴卷筒只会将所述闭锁钢珠推进所述滑动锁块的腔室内，不会造成滑动锁块整体水平移动而将另外一侧短轴卷筒卡住。两短轴卷筒不论是同时转动还是先后转动，其中一侧的短轴卷筒对另外一侧短轴卷筒的运行均不会产生影响，两侧风门均可开启。

地面控制系统可控制井下电磁阀，调整双作用气缸的工作状态，实现风门闭锁功能的开闭。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置，其特征在于：所述闭锁装置包括壳体、梳线孔、短轴卷筒、钢丝绳、滑动锁块、闭锁钢珠、双作用气缸、滑槽和状态传感器，所述壳体固定在巷道两帮，两个所述梳绳孔对称固定于所述壳体两端，所述滑槽通过螺栓固定在壳体上，两个所述短轴卷筒的中心转轴相对滑槽对称固定于所述壳体上，所述钢丝绳一端固定在所述短轴卷筒上，另一端绕所述短轴卷筒数圈后穿过所述梳绳孔与对应风门连接，所述闭锁钢珠内嵌于所述滑动锁块中，所述滑动锁块中部开有一通孔，所述双作用气缸前部穿过所述滑动锁块的通孔且通过螺栓与滑动锁块固定连接，所述滑动锁块设置在所述滑槽中，且能沿滑槽左右滑动，所述短轴卷筒上设有一个凹槽，所述双作用气缸的活塞杆只有伸长和收缩两个状态，远程控制所述双作用气缸活塞杆的伸长与收缩来实现闭锁功能的开闭切换，一侧风门开启，对应的短轴卷筒转动，滑动锁块带动闭锁钢珠和双作用气缸在滑槽中向另一侧风门对应的短轴卷筒方向滑动，所述闭锁钢珠于所述滑动锁块的突出部分嵌入另一侧风门对应的所述短轴卷筒的凹槽内，将另一侧风门闭锁，所述状态传感器设置在双作用气缸下方，监测所述双作用气缸的工作状态并与地面上位机软件实时通讯，所述双作用气缸上安装电磁阀，所述电磁阀接入远程控制环网，地面上位机软件远程控制电磁阀，调整双作用气缸活塞杆的伸长与收缩；所述双作用气缸的活塞杆由前段和后段两部分组成，前段为直径较小的细端，后段为直径较大的粗端，闭锁钢珠所在的水平腔室与双作用气缸活塞杆的两部分配合实现风门闭锁功能的开闭；两侧风门处于闭锁状态时，所述双作用气缸的活塞杆处于伸长状态，所述闭锁钢珠所在水平腔室内对应所述双作用气缸活塞杆的粗端，活塞杆两侧最外侧的闭锁钢珠落入凹槽，且短轴卷筒与闭锁钢珠之间存在间隙，一侧短轴卷筒旋转，另一侧闭锁钢珠卡紧对应的短轴卷筒的凹槽；风门解除闭锁状态时，所述双作用气缸的活塞杆处于收缩状态，所述闭锁钢珠所在的水平腔室对应所述双作用气缸活塞杆的细端，最外侧两个所述闭锁钢珠远离所述短轴卷筒的凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下可远程解除闭锁的风门闭锁装置，其特征在于，所述梳绳孔为中带圆孔的螺钉和螺母组合而成。

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