CN114263489A - 一种煤矿小型自动风门、控制方法及风门系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种煤矿小型自动风门、控制方法及风门系统，属于煤矿通风设备领域。其技术方案为，一种煤矿小型自动风门，包括门框和安装在门框中的门板，门板向迎风的一侧单向开启，还包括主气缸，主气缸与门板之间设有牵引缆；门板上设有泄压窗口，泄压窗口的一侧设有驱动其开启的泄压气缸，主气缸与泄压气缸均与气控箱气路连接。风门为单向单开门结构，自身体积小，通过气缸动力，柔性缆绳牵拉实现开门，气缸与门板门框可设置在不同位置，实现自动开门的同时占用空间小；可在开门前开启泄压，降低开门所需的牵引力，本风门结构可在现有人力风门的基础上加装改装，使用成本低，适用于狭窄且风压大的煤矿巷道。

Description

一种煤矿小型自动风门、控制方法及风门系统

技术领域

本发明涉及煤矿通风设备领域，特别是涉及一种煤矿小型自动风门，风门的控制方法，以及一种风门系统。

背景技术

风门是矿井通风系统中的重要构筑物，它隔断风流，为矿井风流按需分配创造条件，同时又为行人和运输提供方便，风门必须满足的最基本要求是:开启省力、方便和安全；能自动关闭；各处密封严密。

煤矿中的巷道较为狭窄，风压较高，但是目前的助力风门多为对开式风门或平移推拉式风门，自身体积很大，并不适用于狭窄的煤矿巷道，目前煤矿大部分巷道使用的是人工推启式风门，由于风压较高，每次开启都需要两人配合操作：一人开启风门上的减压窗降低风压，另一人用力推开风门，人工启闭风门劳动强度大，而且风门关闭速度过快，与门框之间的撞击力度很大，人员通过不及时很有可能被风门碰伤或夹伤，而且风门自身容易碰撞损坏，维护难度大，容易发生安全事故。

发明内容

针对现在煤矿巷道中采用人工推启式风门操作繁琐且存在安全隐患的问题，本发明提供一种体积更小，便于煤矿巷道使用且操作安全可靠的煤矿小型自动风门。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为，一种煤矿小型自动风门，包括门框和安装在门框中的门板，门板的一条边铰接于门框上，还包括主气缸，主气缸与门板之间设有牵引缆，牵引缆的一端与主气缸的气缸杆连接，另一端与门板连接，牵引缆与门板的连接点与门板的铰接边之间间隔一定距离，门板能够向迎风方向单向开启，主气缸设置于门板迎风的一侧且与门板保持一定距离，当主气缸的气缸杆回缩时，门板开启；门板上设有泄压窗口，泄压窗口的一侧设有泄压气缸，泄压气缸能够驱动泄压窗口开启，主气缸与泄压气缸均与气控箱气路连接。风门为单向单开门结构，自身体积小，通过气缸动力，柔性缆绳牵拉实现开门，气缸与门板门框可设置在不同位置，实现自动开门的同时占用空间小，可灵活布置；设置泄压窗口，可在开门前开启泄压，降低开门所需的牵引力，适用于狭窄且风压大的煤矿巷道；同时，本风门结构可在现有人工开闭风门的基础上改装，使用成本低。

优选的，门框上还设有闭锁气缸，闭锁气缸的气缸杆伸长时凸出于门框的内轮廓并与门板的迎风面相接触，闭锁气缸与气控箱气路连接。实现风门闭合后机械锁定，防止误开启。

优选的，泄压窗口为百叶窗，包括一定数量的叶片与联动框，叶片的一条长边与门板铰接，叶片两侧短边的中部分别设有推杆，推杆的一端与叶片铰接，推杆的另一端与联动框铰接，各推杆相互平行，联动框与泄压气缸的气缸杆固定连接，当泄压气缸的气缸杆回缩时，百叶窗开启，百叶窗的开启方向为迎风方向。开关便利，同时叶片重叠后通过风压自然压紧，防止漏风。

优选的，牵引缆的中部设有定滑轮，定滑轮安装在风门所在的巷道墙壁上，牵引缆绕过定滑轮，主气缸设置在靠近巷道墙壁的位置。减少牵引缆占用的空间，方便巷道内的空间布置。

优选的，门板的两面均安装有开关按钮和红外传感器，开关按钮和红外传感器均与气控箱电连接，开关按钮用于控制主气缸和泄压气缸回缩，红外传感器用于控制主气缸和泄压气缸伸长。设置红外传感器，保证门板附近一定范围内没有工作人员时风门关闭，防止碰伤或夹伤工作人员。

优选的，牵引缆与门板的连接点位于门板的中心点。减少牵引缆的占用空间，同时保证牵拉效果。

另一方面，本发明还提供一种上述的煤矿小型自动风门的控制方法，包括以下步骤：

按下门板一面的开关按钮；

气控箱控制闭锁气缸回缩，解除门板的机械锁定；

气控箱控制泄压气缸和主气缸回缩，通过牵引缆将门板拉开，风门开启；

人员通过风门，并进入设置在门板另一面的红外传感器的检测区域；

当红外传感器检测到人员离开设定区域时，气控箱控制泄压气缸和主气缸伸长，在风压作用下，门板闭合，风门关闭；

气控箱控制闭锁气缸伸长，将门板锁定。

优选的，当风门开启时，泄压气缸先于主气缸回缩；当风门闭合时，泄压气缸后于主气缸伸长。

本方法实现了风门的自动开闭，具有检测功能，确保门板附近无人后门板再关闭，保证了人员安全，同时开门前进行泄压，关门后泄压窗口关闭，降低开关门所需的牵引力，提高风门的耐用性。

第三方面，本发明还提供一种风门系统，包括第一风门和第二风门，第一风门和第二风门为上述的煤矿小型自动风门，第一风门包括第一气控箱，第二风门包括第二气控箱，第一气控箱与第二气控箱电连接，当第一气控箱或第二气控箱控制对应风门开启时，另一风门为闭合状态且对应气控箱电气锁定。

优选的，设第一风门的闭锁气缸为第一闭锁气缸，第二风门的闭锁气缸为第二闭锁气缸，第一气控箱与第二闭锁气缸之间设有第一闭锁气路，当第一气控箱控制第一风门开启时，第一气控箱通过第一闭锁气路使第二闭锁气缸保持伸长状态；第二气控箱与第一闭锁气缸之间设有第二闭锁气路，第二气控箱控制第二风门开启时，第二气控箱通过第二闭锁气路使第一闭锁气缸保持伸长状态。

风门系统能够自动的开关门，简化工作人员的操作，且便于安装使用；同时具有电气互锁和机械互锁两种互锁形式，确保两个风门不同时开启，大大提高了安全性与可靠性。

通过以上技术方案可以看出，本发明的优点在于：风门为单向单开门结构，自身体积小，通过气缸动力，柔性缆绳牵拉实现开门，气缸与门板门框可设置在不同位置，占用空间小，可灵活布置；设置泄压窗口，可在开门前开启泄压，降低开门所需的牵引力，适用于狭窄且风压大的煤矿巷道，本风门结构可在现有人力风门的基础上改装，使用成本低，使煤矿巷道的风门实现自动化开闭，简化工作人员操作，风门和泄压窗口均可通过风压实现自动复位且复位后密不透风，并通过机械锁定使风门不会误开启，设有红外传感器，保证工作人员不会被门板碰伤或夹伤，提高安全性；同时，本发明提供的风门控制方法实现了风门的自动开闭，具有检测功能，确保门板附近无人后门板再关闭，保证了人员安全，同时开门前进行泄压，降低开门所需牵引力，提高风门的耐用性；本发明提供的风门系统便于安装使用，具有电气互锁和机械互锁两种互锁形式，确保两个风门不同时开启，大大提高了安全性与可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中煤矿小型自动风门的结构示意图。

图2为本发明具体实施方式中泄压窗口的结构示意图。

图3为图2中A处的放大图。

图4为本发明具体实施方式中风门系统的结构示意图。

图中：1.门板，2.门框，3.主气缸，4.牵引缆，5.泄压窗口，5-1.叶片，5-2.联动框，6.泄压气缸，7.闭锁气缸，7-1.第一闭锁气缸，7-2.第二闭锁气缸，8.气控箱，8-1.第一气控箱，8-2.第二气控箱，9.推杆，10.定滑轮，11.开关按钮，12.红外传感器，13-1.第一闭锁气路，13-2.第二闭锁气路，1-1.第一风门，1-2.第二风门，14.主气缸气路，15.泄压气缸气路，16.闭锁气缸气路，17.巷道。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图1-3所示，一种煤矿小型自动风门，包括门框2和安装在门框2中的门板1，门板1的一条边线铰接于门框2上，门板1能够向迎风方向单向开启，在门板1的开启方向(即迎风方向)上设置有主气缸3，主气缸3与门板1之间设有牵引缆4，牵引缆4的一端与主气缸3的气缸杆连接，另一端与门板1迎风面的中心点连接，牵引缆4的中部设有定滑轮10，定滑轮10安装在风门所在的巷道17的墙壁上，牵引缆4绕过定滑轮10，主气缸3可设置在靠近巷道17墙壁的位置，且与门板1保持一定距离，当主气缸3的气缸杆回缩时，通过牵引缆4拉动门板1使其开启，当主气缸3伸长时，风压推动门板1使其自动关闭；门板1上设有泄压窗口5，泄压窗口5的一侧设有泄压气缸6，泄压气缸6能够驱动泄压窗口5开启，如图2、图3所示，泄压窗口5为百叶窗，包括一定数量的叶片5-1与联动框5-2，叶片5-1的一条长边与门板1铰接，叶片两侧短边的中部分别设有推杆9，推杆9的一端与叶片5-1铰接，推杆9的另一端与联动框5-2铰接，各推杆9相互平行，联动框5-2与泄压气缸6的气缸杆固定连接，当泄压气缸6的气缸杆回缩时，带动联动框5-2上移，推杆9推动叶片抬起，百叶窗开启，百叶窗的开启方向为门板1的迎风方向，当泄压气缸6伸长时，百叶窗关闭，门框2上还设有闭锁气缸7，闭锁气缸7的伸缩杆在竖直面内指向门框2的内部，门板1闭合时，闭锁气缸7的气缸杆伸长与门板1的迎风面接触；还包括气控箱8，气控箱8可镶嵌设置在巷道17的墙壁上，气控箱8通过主气缸气路14与主气缸3连接、通过泄压气缸气路15与泄压气缸6连接，通过闭锁气缸气路16与闭锁气缸7连接，气控箱8控制三个气缸伸长或回缩；

门板1的两面均安装有开关按钮11和红外传感器12，开关按钮11和红外传感器12均与气控箱8电连接，开关按钮11用于控制主气缸3和泄压气缸6回缩，红外传感器12用于控制主气缸3和泄压气缸6伸长。

上述煤矿小型自动风门的控制方法为：

人员需要通过风门时，按下门板1一面的开关按钮11；

气控箱8控制闭锁气缸7回缩，解除门板1的机械锁定；

气控箱8控制泄压气缸6回缩，泄压窗口5开启进行泄压，降低风门开启所需压力；

然后主气缸3回缩，通过牵引缆4将门板1拉开，风门开启；

人员通过风门，并进入设置在门板1另一面的红外传感器12的检测区域；

当红外传感器12检测到人员离开设定区域时，气控箱8控制主气缸伸长，在风压的推动作用下门板1闭合，风门关闭；

然后泄压气缸6伸长，泄压窗口关闭；

气控箱8控制闭锁气缸7伸长，将门板1锁定。

另一方面，本发明还提供一种风门系统，如图4所示，包括第一风门1-1和第二风门1-2，第一风门1-1和第二风门1-2采用上述的煤矿小型自动风门，第一风门包括第一气控箱8-1，第二风门包括第二气控箱8-2，并设第一风门1-1的闭锁气缸为第一闭锁气缸7-1，第二风门1-2的闭锁气缸为第二闭锁气缸7-2，第一气控箱8-1与第二气控箱8-2电连接，当第一气控箱8-1控制第一风门1-1开启时，第二风门1-2为关闭状态，且第二气控箱8-2电气锁定，即无法控制其对应的气缸进行动作；第二气控箱8-2控制第二风门1-2开启时，第一风门1-1为闭合状态，且第一气控箱电气锁定，实现两个风门之间的电气互锁；第一气控箱8-1与第二闭锁气缸7-2之间设有第一闭锁气路13-1，当第一气控箱8-1控制第一风门开启时，第一气控箱通过第一闭锁气路13-1使第二闭锁气缸7-2保持伸长状态；第二气控箱8-2与第一闭锁气缸7-1之间设有第二闭锁气路13-2，第二气控箱8-2控制第二风门开启时，第二气控箱通过第二闭锁气路13-2使第一闭锁气缸7-1保持伸长状态，通过第一闭锁气路13-1和第二闭锁气路13-2实现两个风门之间的机械互锁。

通过以上实施方式可以看出，本发明的有益效果在于：风门为单向单开门结构，自身体积小，通过气缸动力，柔性缆绳牵拉实现开门，气缸与门板门框可设置在不同位置，占用空间小，可灵活布置；设置泄压窗口，可在开门前开启泄压，降低开门所需的牵引力，适用于狭窄且风压大的煤矿巷道，本风门结构可在现有人力风门的基础上改装，使用成本低，使煤矿巷道的风门实现自动化开闭，简化工作人员操作，风门和泄压窗口均可通过风压实现自动复位且复位后密不透风，并通过机械锁定使风门不会误开启，设有红外传感器，保证工作人员不会被门板碰伤或夹伤，提高安全性；同时，本发明提供的风门控制方法实现了风门的自动开闭，具有检测功能，确保门板附近无人后门板再关闭，保证了人员安全，同时开门前进行泄压，降低开门所需牵引力，提高风门的耐用性；本发明提供的风门系统便于安装使用，具有电气互锁和机械互锁两种互锁形式，确保两个风门不同时开启，大大提高了安全性与可靠性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种煤矿小型自动风门，包括门框(2)和安装在门框(2)中的门板(1)，门板(1)的一侧边铰接于门框(2)上，其特征在于，还包括主气缸(3)，主气缸(3)与门板(1)之间设有牵引缆(4)，牵引缆(4)的一端与主气缸(3)的气缸杆连接，另一端与门板(1)连接，牵引缆(4)与门板(1)之间的连接点和门板(1)的铰接边之间间隔一定距离，门板(1)能够向迎风方向单向开启，主气缸(3)设置于门板(1)迎风的一侧且与门板(1)保持一定距离，当主气缸(3)的气缸杆回缩时，门板(1)开启；门板(1)上设有泄压窗口(5)，泄压窗口(5)的一侧设有泄压气缸(6)，泄压气缸(6)能够驱动泄压窗口(5)开启，主气缸(3)与泄压气缸(6)均与气控箱(8)气路连接。

2.根据权利要求1所述的煤矿小型自动风门，其特征在于，门框(2)上还设有闭锁气缸(7)，闭锁气缸(7)的气缸杆伸长时凸出于门框(2)的内轮廓且与门板(1)的迎风面接触，闭锁气缸(7)与气控箱(8)气路连接。

3.根据权利要求2所述的煤矿小型自动风门，其特征在于，泄压窗口(5)为百叶窗，包括一定数量的叶片(5-1)与联动框(5-2)，叶片(5-1)的一条长边与门板(1)铰接，叶片两侧短边的中部分别设有推杆(9)，推杆(9)的一端与叶片(5-1)铰接，推杆(9)的另一端与联动框(5-2)铰接，各推杆(9)相互平行，联动框(5-2)与泄压气缸(6)的气缸杆固定连接，当泄压气缸(6)的气缸杆回缩时，百叶窗开启，百叶窗的开启方向为门板(1)的迎风方向。

4.根据权利要求2所述的煤矿小型自动风门，其特征在于，牵引缆(4)的中部设有定滑轮(10)，定滑轮(10)安装在风门所在的巷道墙壁上，牵引缆(4)绕过定滑轮(10)，主气缸(3)设置在靠近风门所在的巷道墙壁的位置。

5.根据权利要求3所述的煤矿小型自动风门，其特征在于，门板(1)的两面均安装有开关按钮(11)和红外传感器(12)，开关按钮(11)和红外传感器(12)均与气控箱(8)电连接，开关按钮(11)用于控制主气缸(3)和泄压气缸(6)回缩，红外传感器(12)用于控制主气缸(3)和泄压气缸(6)伸长。

6.根据权利要求2所述的煤矿小型自动风门，其特征在于，牵引缆(4)与门板(1)的连接点位于门板(1)的中心点。

7.一种权利要求2-6任一权利要求所述的煤矿小型自动风门的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

按下设置在门板(1)一面的开关按钮(11)；

气控箱(8)控制闭锁气缸(7)回缩，解除门板(1)的机械锁定；

气控箱(8)控制泄压气缸(6)和主气缸(3)回缩，通过牵引缆(4)将门板(1)拉开，风门开启；

人员通过风门，并进入设置在门板(1)另一面的红外传感器(12)的检测区域；

当红外传感器(12)检测到人员离开设定区域时，气控箱(8)控制泄压气缸(6)和主气缸(3)伸长，在风压作用下，门板(1)闭合，风门关闭；

气控箱(8)控制闭锁气缸(7)伸长，将门板(1)锁定。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当风门开启时，泄压气缸(6)先于主气缸(3)回缩；当风门闭合时，泄压气缸(6)后于主气缸(3)伸长。

9.一种风门系统，包括第一风门(1-1)和第二风门(1-2)，其特征在于，第一风门(1-1)和第二风门(1-2)为权利要求2-6任一权利要求所述的煤矿小型自动风门，第一风门包括第一气控箱(8-1)，第二风门包括第二气控箱(8-2)，第一气控箱(8-1)与第二气控箱(8-2)电连接，当第一气控箱(8-1)控制第一风门(1-1)开启时，第二风门(1-2)为闭合状态且第二气控箱(8-2)电气锁定；当第二气控箱(8-2)控制第二风门(1-2)开启时，第一风门(1-1)为闭合状态且第一气控箱(8-1)电气锁定。

10.根据权利要求9所述的风门系统，其特征在于，设第一风门(1-1)的闭锁气缸为第一闭锁气缸(7-1)，第二风门(1-2)的闭锁气缸为第二闭锁气缸(7-2)，第一气控箱(8-1)与第二闭锁气缸(7-2)之间设有第一闭锁气路(13-1)，当第一气控箱(8-1)控制第一风门开启时，第一气控箱控制第二闭锁气缸(7-2)保持伸长状态；第二气控箱(8-2)与第一闭锁气缸(7-1)之间设有第二闭锁气路(13-2)，第二气控箱(8-2)控制第二风门开启时，第二气控箱控制第一闭锁气缸(7-1)保持伸长状态。

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