CN2161731Y - 矿山井口遥控全自动磁动力安全门 - Google Patents

Abstract

一种利用红外线传感技术，无线电遥控技术，平 面型短初级复合次级直线电机技术制成的遥控、全自 动磁动力安全门系统。主要由平面型短初级长次级 直线电机、下置导轨，悬臂支承式钢结构门，弹性制动 闸，红外探头，摄像头，监视器，电机主电路，无线电遥 控送电、停电电路，红外控制电路，开门控制电路，关 门控制电路组成。具有遥控、自动、电动、无电时可手 动和延时关门及关门过程中遇人可返回之功能。这 种自动门适用于机关、厂矿、学校、别墅、密室、仓库、 监狱等重要门户，具有十分显著的社会和经济效益。

Description

本实用新型是用于采矿业及类似作业的井口遥控全自动安全门系统，是一种集复合次级直线电机红外探测，无线电遥控，图象监视技术为一体的机电一体化高技术产品。

根据煤矿安全规程的要求，井口需设置有防止矿车、人员等冲出井下的安全门，目前国内井口安全门依靠人工推拉或靠电动。人工推拉门劳动强度很大，电动井口安全门现采用上置导轨悬吊式门，手动按钮可控制门的开、闭和停止。

本实用新型的目的是为了解决井口安全门的全自动化，使安全门具有遥控、自动的功能，使操车人员能够通过监视系统对井口情况一目了然。

本实用新型主要由罐笼到位开关：（1）下置导轨（2）弹性制动闸（3），悬臂支承式钢门（4），下支承轮（5），电磁锁（6），监视器（7），红外探头（8），摄象头（9），开门限位开关（10），无线电遥控开关（11），全封闭直线电机初级（12），控制箱（13），上方压轮（14），并门限位开关（15）等组成，其电路和电元件设置在控制箱（13）内，线路由电机主电路（a）无线电遥控送电停电电路（b）红外控制电路（c）开门控制电路（d）关门控制电路（e）组成。悬臂支承式钢门（4）为长方形钢结构，上带有防冲机弹簧，是悬臂支承安装在下置导轨（2）上，门上横梁作为复合次级直线电级长次级，和位于门横梁之上的直线电级初级（12）相配合，控制悬臂支承式钢门（4）左右滑动。

本实用新型电机主电路和各控制电路，如图2所示。其工作原理是：按无线电遥控开关遥控器的按钮，控制系统的电源就会接通，在一次按下按钮，控制系统的电源就会被切断；在控制系统的电源接通情况下，红外探头（8）接收到移动红外辐射体（如人体）发射的红外信号后，其输出端有信号输出，并送到中间断电器线圈，使中间继电器常开触点KA_1－1闭合，开门控制电路接通，门自动打开，经一定时间（可调10秒至18分）后，红外探头停止工作，中间继电器线圈失电，原闭合的常开触点KA_1－1断开，原断开的常闭触点KA_1－2闭合，关门控制电路接通，门自动关合，门的停止位置由开门限位开关、关门限位开关决定。

一、电机主电路：

电机主电路（a）有直线电器M、保险丝、热断电RT组成，三相交电380V、50HZ电源通过馈电开关的三对常开触点KM_3－1、KM_3－2、KM_3－3，保险丝分别接在开门接触器、关门接触器的常开触点，KM_1－1、KM_1－2、KM_1－3、KM_2－1、KM_2－2、KM_2－3，然后通过热断电器RJ同直线电器M连接，电机主电路的电源的接通或断开受无线电遥控送电、停电电路中接触器KM₃的控制，电机的正转（开门）、反转（关门）受接触器KM₁、KM₂的控制。

二、无线电遥控送电、停电电路

无线电遥控送电、停电电路（b）由手动开关S₁，无线电遥控开关S₂、接触器KM₃组成，交流220V，50HZ电源分别通过S₁、S₂接到接触器线圈KM₃的接线端子上，通过手动开关S₁或遥控开关S₂使KM₃得电或失电，控制KM_3－1、KM_3－2、KM_3－3的闭合或断开，实现对电机主线路以及各控制电路送电或停电。

三、红外控制电路

红外控制电路（c），由红外探头BS、中间断电器KA₁，开门、关门控制手动开关S₄组成。红外探头的电源接在漏电保护器S₃的输出端，红外探头BS的输出端火线通过罐笼到位开关XK₃的一对常开触点接在中间继电器KA₁线圈的一接线端子上，与手动开关、S₄并接，分别可通过BS的动作或S₄的闭合，使KA₁得电，控制开门电路和关门控制电路的工作。罐笼到位后，将罐笼到位开关压合，红外探头BS电源按通，当有人进入红外探头监视范围时，BS输出端有220V交流信号输出，中间断电器KA₁线圈得电动作，其常开触点，KA_1－1闭合，开门控制回路接通，KA_1－2断开，关门控制回路切断。

四、开门控制电路

开门控制电路（d）由开门限位开关，XK₁开门接触器KM₁组成。开门接触器线圈（KM₁）通过热继电器常闭接点RJ，关门接触器KM₂的常闭接点，KM_2－1开关限位开关XK₁的一对常闭接点和中间继电器的常开触点KA_1－1连接在漏电保护器的输出端接线端子上。开门接触器KM₁得电，其常开触点闭合，电机主电路接通，门打开。

五、关门控制电路（e）

关门控制电路（e）由关门限位开关XK₂、关门接触器KM₂组成，关门接触器（KM₂）线圈通过开门接触器的一对常闭触点KM_1－1，关门限位开关的常闭接点以及中间继电器（KM₁）的一对常闭触点KA_1－1，连接于漏电保护器的输出端接线端子上。通过KM_1－1触点实现同开门控制电路互锁。罐笼到位10秒至18分钟后，红外探头BS停止工作，中间继电器KA₁的常闭触点闭合，电流通过XK₂、KM_1－1流过关门接触器KM₂，使KM₂的常开接点闭合，直线电机主电路接通，电机运行，使门关合。

井口自动安全门系统的工作程序是：矿井提升罐笼升至井口位置时，使罐笼到位，开关（1）压合，为井口安全门的开门做好准备。要打开罐笼门，扒钩工必需穿过井口安全门，才能进入工作区，当走进红外探头（8）的监控范围时，红外传感器动作，驱动开门控制电路动作，门迅速打开，到开门极限时，开门限位开关（10）被压合，其常开触点断开，开门控制电路被切断，门在弹性制动闸的作用下，停止下来，扒钩工进入到工作区打开罐笼门，开始上下人员或进出矿车，这些工作完毕后，扒钩工穿过井口安全门离开工作区，稍延时后（时间可调），红外探头关断，同时启动关门控制电路工作，门自动关闭，运动到关门极限位置时，使关门限位开关（15）压合，关门控制电路被切断，门停止在关合状态，此时绞车控制电路才获得可工作的先决条件，绞车工才能开动绞车，将罐笼下降，原被压合的罐笼到位开关（1）的常开触点断开，一个工作循环结束。

本实用新型的优点是，采用平面型短初级长次级直线电机，下置导轨，悬臂支承，平移式钢结构门，弹性制动闸，无线电遥控，红外探测控制，可遥控、自动、电动和无电时可动手，操作方便，结构简单坚固，节能，机电为一体。能防止人员、矿车冲入井下，具有防冲击、防提升绞车误动车，信号工误发操车指令和关门过程中遇人可回避的多种安全防范功能，辅以工业监视系统，使操车人员对井口情况一目了然，这种自动门只需改变结构尺寸，便可适用于机关、厂矿、学校、仓库、别墅、密室等重要门户，具有显著的社会和经济效益。

实施例：

图1为井口全自动安全门结构简图。

下置导轨（2）为混凝土地基内预埋入的10号工字钢；弹性制动闸（3）为直径100mm，壁厚10mm的橡胶环；当门运动到开门或关门极限位置时，压缩该环，产生缓冲和摩擦制动阻力，从而使门停止运动；悬臂支承式全钢结构门（4）长2400mm，高1600mm，四周横梁由8号角钢焊接而成，横截面为中空矩形，门竖栏为直径25mm钢管，在门的下部设有防止矿车撞击的弹簧，其外径50mm，钢丝直径6mm，长290mm，门的上梁作为直线电机的常次机；复合次机直线电机的初级（12）为全式密封式，环氧树脂固体外壳；直线电机空气气隙在2～6mm之间，相电流3～8A，推力10～20Kg，悬浮力100～200Kg，控制箱（13）由中间继电器，接触器，漏电及过负载保护元件构成，可控制门的开启和关闭；无线电遥控开关（11），选用由发射和接收两部分组成的WYK－3型无线电遥控开关；摄像头（9）为TS－12M型黑白CCD摄像头，12寸黑白监视器；红外探头（18）选用MBD100B型红外探测器；罐笼到位开关（1），关门限位开关（15），开门限位开关（10）均选用小型行程开关，但均应用橡胶垫、密封胶作防潮，防水处理；电磁锁（6）为电磁铁加插销构成。

本实用新型控制电路所用元件型号为：

中间继电器：交流220V、50HZ、5A中间继电器

接触器：交流220V线圈、50HZ、10A接触器

漏电保护器：10A家用漏电保护器

本实用新型主要技术指标：

工作电源：交流、三相、380V、50HZ

门运动速度：0.3～0.8m／s

延时关门时间：10秒～18分可调

无线电遥控距离：不大于20米

功耗：0.1KW.h

附图说明：

图1：本实用新型，结构示意图

罐笼到位开关（1）、下置导轨（2）、弹性制动闸（3）、悬臂支承式门（4）、电磁锁（6）、监视器（7）、红外探头（8）、摄像头（9）、开门限位开关（10）、无线电遥控开关（11）、全封闭直线电机初级（12）、控制箱（13）、上方压轮（14）、关门限位开关（15）。

图2：电路原理图

a、电机主电路 S₁－－送、停电手动开关 KM₂－关门接触器线圈

b、无线电遥控送电、 S₂－－无线电遥控开关 KM₃－－馈电开关用接触

停电电路 S₃－－漏电保护器 器线圈

c、红外控制电路 S₄－－开门、关门控制手 XK₁－－开门限位开关

d、开门控制电路 动开关 XK₂－－关门限位开关

e、关门控制电路 BS－－红外探头 XK₃－－罐笼到位开关

KA₁－－中间继电器线圈

KM₁－－开门接触器线圈

图3：电路功能方框图

Claims (7)

1、矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于主要有下置导轨(2)、弹性制动闸(3)、悬臂支承式钢门(4)、监视器(7)、红外探头(8)、摄像头(9)、直线电机初级(12)、控制箱(13)组成；其电路和电元件设置在控制箱(13)内，线路由电机主电路(a)、无线电遥控送电停电路(b)、红外控制电路(c)、开门控制电路(d)、关门控制电路(e)组成。

2、根据权利要求1所述的矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于：电机主电路（a）由直线电机M、保险丝、热继电器RJ组成，三相交流380V、50HZ电源，通过馈电开关的三对常开触点KM_3－1、KM_3－2、KM_3－3，保险丝分别接在开门接触器、关门接触器的常开触点，KM_1－1、KM_1－2、KM_1－3、KM_2－1、KM_2－2、KM_2－3上，然后通过热继电器RJ同直线电机M连接，电机主电路的电源的接通或断开受无线电遥控送电、停电电路中接触器KM₃的控制、电机的正转（开门）、反转（关门）受接触器KM₁、KM₂的控制。

3、根据权力要求书1所述的矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于无线电遥控送电、停电电路（b），由手动开关S₁，无线电遥控开关S₂，接触器KM₃组成，交流220V、50HZ电源分别通过S₁、S₂接到接触线圈KM₃的接线端子上，通过手动开关S₁或遥控开关S₂使KM₃得电或失电，控制KM_3－1、KM_3－2、KM_3－3的闭合或断开，实现对电机主电路以及各控制电路送电或停电。

4、根据权力要求1所述的矿山井口摇控全自动磁动力安全门，其特征在于红外控制电路（c），由红外探头BS，中间继电器KA₁，开门、关门控制手动开关S₄组成，红外探头的电源接在漏电保护器S₃的输出端，红外探头BS的输出端火线通过罐笼到位开关XK₃的一对常开触点接在中间断电器KA₁线圈的一接线端子上，与手动开关S₄并接，分别可通过BS的动作或S₄的闭合，使KA₁得电，控制开门电路和关门控制电路的工作。

5、根据权力要求1所述的矿山井口摇控全自动磁动力安全门，其特征在于开门控制电路（d）由开门限位开关XK₁，开门接触器KM₁组成，开门接触器线圈（KM₁）通过热继电器常闭接点RJ，并门接触器KM₂的常闭接点KM_2－1开门限位开关XK₁的一对常闭接点和中间继电器的常开触点KA_1－1连接漏电保护器的输出端接线端子上。

6、根据权力要求1所述的矿山井口摇控全自动磁动力安全门，其特征在于关门控制电路（e）由关门限位开关XK₂，关门接触器KM₂组成，关门接触器（KM₂）线圈通过开门接触器的一对常闭触点KM_1－1，关门限位开关的常闭接点以及中间继电器（KA₁）的只对常闭触点KA_1－1，连接于漏电保护器的输出端接线端子上，通过KM_1－1触点实现同开门控制电路互锁。

7、根据权力要求1所述的矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于：悬臂支承式钢门（4）为长方型钢材构，上带有防冲击弹簧，是悬臂支承安装在下置导轨（2）上，门上横梁作为复合次级直线电极长次级，和位于门横梁上的直线电极初级（12）相配合，控制悬臂支承式钢门（4）左右滑动。

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