前後啟閉的對開式可自控動力風門的製作方法

2023-05-25 09:36:11 3

專利名稱：前後啟閉的對開式可自控動力風門的製作方法
前後啟閉的對開式可自控動力風門技術領域 本發明涉及一種用於礦井或隧道的通風或風流分配的風門及自動啟閉風 門的裝置。
背景技術：
傳統技術的對開式風門，由於其風門的開啟方向只向逆風流的方向開啟， 所以在風門關閉或者剛剛開啟時，其風流對它形成的作用力是較大的，尤其是在關閉風門 時如果不採用相應的緩衝措施還伴隨著很大的衝擊力。因此，在現有技術中對於較大的風 門都製成推拉式結構，以解決風流的作用力對其傳動機構產生的不良作用，採用動力拖動 的動力風門或自動控制的動力風門更很少採用對開式結構。另外在現有技術中採用氣動或 者液壓傳動的風門都採用限壓閥作為風門及其傳動機構的過載保護，而對於採用電動機傳 動的動力風門又都採用過電流^護的方式對其進行過載保護，由於這些保護都是間接作用 的保護方式，其保護過程反映遲鈍，而且由於其保護裝置自身的故障率較高，所以保護的 可靠性較差，特別是對於電動機的過載保護，由於目前煤礦井下使用的隔爆型磁力啟動器 (即隔爆開關)的控制容量都比較大，而風門上採用的電動機的功率又非常小， 一般都在 2KW到7.5KW之間，所以這些大容量的開關根本無法對這些小功率的電機進行有效保護，所 以經常出現燒壞電機的故障，而如果把電動機的功率選大，這就意味著電動機拖動能力的 加大，即便是電動機對風門和傳動機構實施了破壞，電動機也不會過載，所以也同樣不能 對系統進行有效保護。而採用氣缸或者液壓缸傳動的推拉式風門由於其活塞杆的行程比較 長，其活塞杆非常容易彎曲失效，也容易出現洩漏故障。並且由於上述原因，目前煤礦井 下風門的自動化程度不高，即便是應用了自動化，由於其故障多的原因，其正常運行率也 比較低，並且維修量較大。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種前後啟閉的對開式可自控動力 風門。這種風門的特徵是第一，是在風門結構中採用了曲臂連杆聯動機構，既將邊框(4)與橫梁(5)連接構 成風門的門框鑲嵌在巷道上，左右風門(1) (2)通過鉸鏈(3)與邊框(4)鉸接，左右門 曲臂(6) (7)分別與左右兩風門(1) (2)的上端固定，其鉸接端又通過銷軸與連杆(8) 鉸接，並在右風門或者左風門曲臂(6) (7)的鉸接端與風門動力裝置連接。當動力裝置拖 動其中一個曲臂及風門轉動時，連杆(8)也同時帶動另一曲臂和風門做相同的轉動，使其 兩扇風門分別向前後兩個方向開啟或關閉。這樣一來，不論兩扇風門處於何種位置，其風 流對兩扇風門的作用面積都相等，但風流對風門傳動所形成的作用力卻正好相反，正好將 風流對風門傳動系統所形成的作用力相互抵消，所以對於風門的開啟或者關閉所構成的阻 力而言就只剩下了風門自重所形成的慣性力和風門傳動的摩擦阻力，這就大大減小了拖動 風門所需的動力，並且避開了風力對風門的衝擊，使風門的運轉過程變得非常平穩。第二，是對風門的動力裝置和過載保護裝置實施了全新的配套設計。本發明為其設計 了兩種動力裝置， 一種是由絞盤驅動機驅動的動力裝置，另一種是由直線驅動機驅動的動. 力裝置；所謂絞盤驅動機，就是以絞盤纏繞鋼絲繩為拖動方式的驅動機械，這種機械既可 以由電動機和減速機構成，也可以是液壓馬達或氣馬達；所謂直線驅動機，就是通過杆類 傳動件的直線運動為拖動方式的驅動機械，這種機械既可以是氣缸、液壓缸、電液推桿， 也可以是由螺旋絲槓機構或者齒條機構構成的動力機械。以絞盤驅動機驅動的動力裝置和過載保護裝置的特徵是，其啟閉風門的動力裝置是由 設在風門左側的重錘儲能裝置和設在風門右側的絞盤驅動裝置共同構成；其風門的關閉動 作由設在風門左側的重錘儲能裝置完成，其開門動作由設在風門右側的絞盤驅動裝置完成， 並且將機架設計成擺動式，以設在機架左下方的重塊或者下壓彈簧(20)作為開門的調載 裝置，與開門過載限位開關(21)共同作用構成開門過載保護，其關門的過載保護則由微 動限位開關(19)和松繩限位擺杆(15)完成。以直線驅動機驅動的動力裝置，其特徵是在直線驅動機(26)的固定端增設了本發明 所發明的彈簧限載保護裝置(28)。第三，是為巧門設計了可靠的自控裝置，其特徵是，在右風門上設有高位光敏傳感器 (22)和低位光敏傳感器(23)，並在巷壁的一側設有開門限位開關(24)，在橫梁(5)上 設有閉門限位開關(25)。其自動控制是通過光敏傳感器(22) (23)、開門限位開關(24)、 閉門限位開關(25)、風門動力裝置及相應的限載保護裝置與微機程序相互配合完成的。當 然，風門自控的傳感方式還有紅外線、超聲波、雷達等，但相比之下對於井下風門這種應 用環境還是以光敏控制最為可靠方便，成為本發明的最佳實施方案。本發明的有益效果是-1、 風流對風門傳動的作用力相互抵消，大大減小了拖動風門的動力。2、 消除了風流對風門關閉形成的衝擊力，使風門運動的過程平穩。3、 由於風流對風門傳動的作用力相互抵消，所以風門的安裝方向也不受風流方向影 響，當風流變換方向時，也無需改變風門的任何結構。4、 採用重力或者彈簧與限位開關相互配合構成的過載保護，結構簡單、動作靈敏、 保護可靠。5、 相比推拉風門大大縮短了缸體和活塞杆的長度。6、 總體結構簡單可靠，易於配合微機程序實現自動控制。7、 在絞盤驅動機驅動的動力裝置中，去掉風門右側的絞盤驅動裝置即可變為手動開 門，重錘自動關門的無動力半自動風門，其風門結構可根據用戶需求或繁或簡的組合應用。


附圖l:是以絞盤驅動機為動力裝置的動力風門的結構圖。附圖2:是以直線驅動機為動力裝置的動力風門的傳動機構的局部圖和彈 簧限載保護裝置的放大圖。
具體實施方式
本發明的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，該風門由左風門(1)、右風門(2)、鉸鏈(3)、邊框(4)、橫梁(5)、左門曲臂(6)、右門曲臂(7) 和風門動力裝置構成；邊框(4)與橫梁(5)連接構成風門的門框鑲嵌在巷道上，左右風 門(1) (2)通過鉸鏈(3)與邊框(4)鉸接，左右門曲臂(6) (7)分別與左右兩風門(1) (2)的上端固定，其鉸接端又通過銷軸與連杆(8)鉸接，並在右風門或者左風門曲臂(6) (7)的鉸接端與風門動力裝置連接。當動力裝置拖動其中一個曲臂及風門轉動時，連杆(8) 也同時帶動另一曲臂和風門做相同的轉動，使其兩扇風門分別向前後兩個方向開啟或關閉。本發明為該風門設計了兩種動力裝置， 一種是由絞盤驅動機驅動的動力裝置，另一種 是由直線驅動機驅動的動力裝置；所謂絞盤驅動機，就是以絞盤纏繞鋼絲繩為拖動方式的 驅動機械，這種機械既可以由電動機和減速機構成，也可以是液壓馬達或氣馬達;所謂直 線驅動機，就是通過杆類傳動件的直線運動為拖動方式的驅動機械，這種直線驅動機既可 以是氣缸、液壓缸、電液推桿，也可以是由螺旋絲槓機構或者齒條機構構成的動力機械。以絞盤驅動機驅動的動力裝置和過載保護裝置的特徵是，其啟閉風門的動力裝置是由 設在風門左側的重錘儲能裝置和設在風門右側的絞盤驅動裝置共同構成；其重錘儲能裝置 由重錘串(11)、左定滑輪(9)和重錘鋼絲繩(12)構成，其鋼絲繩的一端與重錘串連接， 另一端穿過左定滑輪(9)與左門曲臂(6)的鉸接端連接；右側的絞盤驅動裝置由右定滑 輪(10)、牽引鋼絲繩(16)、絞盤(14)、絞盤驅動機(13)、擺動機架(18)、機架支座(17)、 配重塊或下壓彈簧(20)、開門過載限位開關(21)、微動限位開關(19)、松繩限位擺杆(15) 構成；機架支座(17)與巷道固定，擺動機架(18)的右端與機架支座(17)鉸接，擺動 機架的左端支撐在巷道底板上，在擺動機架左端的下部設有配重塊或下壓彈簧(20)，絞盤 驅動機(13)固定在擺動機架(18)上，在絞盤驅動機的輸出軸上安裝有絞盤(14)，鋼絲 繩(16)的下端纏繞在絞盤(14)上，上端穿過右定滑輪(10)與右門曲臂(7)的鉸接端 連接，開門過載限位開關(21)安裝在擺動機座的上方，松繩限位擺杆(15)的上端套在 牽引鋼絲繩(12)上，下端與微動限位開關(19)形成聯動。在正常情況下，擺動機架(18) 在配重塊或下壓彈簧(20)的作用下是不會擺動的，只有在開門時風門運動受阻，使得開 門的牽引力超過了配重塊或下壓彈簧(20)的調定力之後，擺動機架(18)才會向上擺動 觸發開門過載限位開關(21)動作，停止絞盤驅動機(13)轉動，實現開門過載保護；如 果風門在關閉運動中受阻，絞盤(14)繼續反轉，牽引鋼絲繩(16)鬆弛下垂，其重力會 下壓松繩限位擺杆(15)使微動限位開關(19)動作，停止絞盤驅動機(13)轉動，實現 關門過載保護。上述動力裝置也可以根據用戶需要簡化其結構，例如，去掉風門右側的絞盤驅動裝置，就構成了手動開門，重錘自動關門的半自動風門；也可以將擺動機架(18)、機架支座U7)、配重塊或下壓彈簧(20)、開門過載限位幵關(21)、微動限位開關(19)、松繩限位擺杆(15) 去掉，而將絞盤驅動機(13)直接固定在巷道上，再增設相應的控制按鈕，就可以構成手 動控制絞盤驅動機驅動的動力風門。以直線驅動機驅動的動力裝置，其直線驅動機(26)的伸縮端與曲臂(7)的絞接端絞 接，其固定端可以直接與支座(27)鉸接，構成手動控制直線驅動機驅動的動力風門；也 可以通過連接盤(29)與彈簧限載保護裝置(28)連接，再將彈簧限載保護裝置(28)上 的十字軸與支座(27)鉸接，構成自動控制並且實現自動過載保護的直線驅動機驅動的動 力風門。本發明的彈簧直線驅動機(28)是專為直線驅動機設計的限載保護裝置，該裝置由彈 簧筒(30)、伸縮杆(31)、限拉彈簧(34)、限推彈簧(35)、前後法蘭盤(33) (32)、觸 板(37)、拉伸限位開關(36)、頂推限位開關(38)構成；伸縮杆(31)安裝在彈簧簡(30) 內，伸縮杆的中部加工有軸肩，在軸肩的兩側分別裝入限拉彈簧(34)和限推彈簧(35)， 前後法蘭盤(33) (32)分別與彈簧筒(30)前後兩端的法蘭固定，觸板(37)採用蠊栓固 定在伸縮杆的後端，限位開關(36)、 (38)通過支架分別固定在觸板(37)的前後兩側， 並將其支架固定在彈簧筒的後端。在正常載荷下伸縮杆(31)在其彈簧(34)和(35)的 限制下只可能是不動或者微動，只有在直線驅動機的推力或拉力超過了彈簧的調定力時， 其限位開關才會被觸動而停止活塞杆的運動，從而實現過載保護。本發明還為風門設計了簡單而可靠的自控裝置，其特徵是，在右風門上設有高位光敏 傳感器(22)和低位光敏傳感器(23)，並在巷壁的一側設有開門限位開關(24)，在橫梁 (5)上設有閉門限位擋鐵和閉門限位開關(25)。其自動控制是通過光敏傳感器(22) (23)、 開門限位開關(24)、閉門限位開關(25)、風門動力裝置及相應的限載保護裝置與微機程 序相互配合完成的。其自動控制過程是當車輛或行人向光敏傳感裝置發出照射信號時， 光敏傳感器(22) (23)就會將其信號傳入微機控制系統，並同時通過信號燈(該信號燈就 裝在光敏傳感器內)告知傳輸成功，微機控制系統會自動根據設定的程序和風門系統傳入 的信息，(如燈光、各種限位開關的動作信號)實現自動控制。其自動控制過程是車輛或 行人向光敏傳感器(22) (23)發出燈光信號，微機接受信號並同時通過信號燈告知傳輸成 功，微機向動力機構發出開門指令，第一道風門打開並通過開門限位開關(24)向微機反 饋開門信號，車輛或行人進入第一道風門與第二道風門之間的巷道，經延時後微機向第一 道風門發出關閉指令，第一道風門關閉並通過關門限位開關(25)向微機反饋關閉信號， 微機向第二道風門發出開啟指令，第二道風門開啟並延時，車輛或行人通過第二道風門， 延時結束第二道風門關閉，完成自動控制過程。如果車輛或行人反向通過，其程序和過程 完全相同，只是方向相反。其自動控制程序和執行機構簡單而可靠。當然，風門自控的傳感方式還有紅外線、超聲波、雷達等，但相比之下對於井下風門 這種應用環境還是以光敏控制最為可靠方便，成為本發明的最佳實施方案。
權利要求
1. 一種前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，該風門由左風門(1)、右風門(2)、鉸鏈(3)、邊框(4)、橫梁(5)、左門曲臂(6)、右門曲臂(7)、連杆(8)和風門動力裝置構成；邊框(4)與橫梁(5)連接構成風門的門框鑲嵌在巷道上，左右風門(1)(2)通過鉸鏈(3)與邊框(4)鉸接，左右門曲臂(6)(7)分別與左右兩風門(1)(2)的上端固定，其鉸接端又通過銷軸與連杆(8)鉸接，並在右風門或者左風門曲臂(6)(7)的鉸接端與風門動力裝置連接。
2、 根據權利要求l所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，在右風門上 設有高位光敏傳感器(22)和低位光敏傳感器(23)，並在巷壁的一側設有開門限位開關(24)， 在橫梁(5)上設有閉門限位擋鐵和閉門限位開關(25)。
3、 根據權利要求2所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，其自動控制 的方法是通過光敏傳感器(22) (23)、開門限位開關(24)、閉門限位開關(25)、風門動 力裝置及相應的限載保護裝置與微機程序相互配合完成的，其自動控制過程是當車輛或 行人向光敏傳感裝置發出照射信號時，光敏傳感器(22) (23)就會將其信號傳入微機控制 系統，並同時通過信號燈(該信號燈就裝在光敏傳感器內)告知傳輸成功，微機控制系統 會自動根據設定的程序和風門系統傳入的信息，(如燈光、各種限位開關的動作信號)實現 自動控制。其自動控制過程是車輛或行人向光敏傳感器(22) (23)發出燈光信號，微機 接受信號並同時通過信號燈告知傳輸成功，微機向動力機構發出開門指令，第一道風門打 開並通過開門限位開關(24)向微機反饋開門信號，車輛或行人進入第一道風門與第二道 風門之間的巷道，經延時後微機向第一道風門發出關閉指令，第一道風門關閉並通過關門 限位開關(25)向微機反饋關閉信號，微機向第二道風門發出開啟指令，第二道風門開啟 並延時，車輛或行人通過第二道風門，延時結束第二道風門關閉，完成自動控制過程；如 果車輛或行人反向通過，其程序和過程完全相同，只是方向相反。
4、 根據權利要求l所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，它的風門動 力裝置可以是一組由絞盤驅動機驅動的動力裝置，該動力裝置由裝在風門左側的重錘儲能 裝置與裝在風門右側的絞盤驅動裝置共同構成；重錘儲能裝置由重錘串(11)、左定滑輪(9) 和重錘鋼絲繩(12)構成，其鋼絲繩的一端與重錘串連接，另一端穿過左定滑輪(9)與左 門曲臂(6)的鉸接端連接；右側的絞盤驅動裝置由右定滑輪(10)、牽引鋼絲繩(16)、絞 盤(14)、絞盤驅動機(13)、擺動機架(18)、機架支座(17)、配重塊或下壓彈簧(20)、 開門過載限位開關(21)、微動限位開關(19)、松繩限位擺杆(15)構成；機架支座(17) 與巷道固定，擺動機架(18)的右端與機架支座(17)鉸接，擺動機架的左端支撐在巷道 底板上，在擺動機架左端的下部設有配重塊或下壓彈簧(20)，絞盤驅動機(13)固定在擺 動機架(18)上，在絞盤驅動機的輸出軸上安裝有絞盤(14)，鋼絲繩(16)的下端纏繞在 絞盤(14)上，上端穿過右定滑輪(10)與右門曲臂(7)的鉸接端連接，開門過載根位開 關(21)安裝在擺動機座的上方，松繩限位擺杆(15)的上端套在牽引鋼絲繩(12)上，下端與微動限位開關(19)形成聯動；絞盤驅動機(13)可以是由電動機與減速機構成的 動力機械，也可以是液壓馬達或風馬達。
5、 根據權利要求4所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，可以將風門 右側的絞盤驅動裝置去掉，構成手動開門，重錘自動關門的半自動風門。
6、 根據權利要求4所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，也可以將擺 動機架(18)、機架支座(17)、配重塊或下壓彈簧(20)、開門過載限位開關(21)、微動 限位開關(19)、松繩限位擺杆(15)去掉，將絞盤驅動機(13)直接固定在巷道上，再增 設相應的控制按鈕，構成手動控制絞盤驅動機驅動的動力風門。
7、 根據權利要求l所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，它的風門動 力裝置可以是由直線驅動機(26)驅動的動力機構，這種直線驅動機(26)可以是氣缸、 液壓缸、電液推桿、或者是由螺旋絲槓傳動機構或齒條傳動機構構成的直線驅動機械。
8、 根據權利要求7所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，可以將直線 驅動機(26)與支座(27)鉸接，構成手動控制直線驅動機驅動的動力風門；也可以在直 線驅動機(26)的固定端通過連接盤(29)與彈簧限載保護裝置(28)連接，再將彈簧限 載保護裝置(28)上的十字軸與支座(27)鉸接，構成自動控制並且實現自動過載保護的 直線驅動機驅動的動力風門。
9、 根據權利要求7所述的前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，彈簧限載保 護裝置(28)由彈簧筒(30)、伸縮杆(31)、限拉彈簧(34)、限推彈簧(35)、前後法蘭 盤(33) (32)、觸板(37)、拉伸限位開關(36)、頂推限位開關(38)構成；伸縮杆(31) 安裝在彈簧筒(30)內，伸縮杆的中部加工有軸肩，在軸肩的兩側分別裝入彈簧(34) (35)， 前後法蘭盤(33) (32)分別與彈簧筒(30)前後兩端的法蘭固定，觸板(37)採用螺栓固 定在伸縮杆的後端，限位開關(36) (38)通過支架分別固定在觸板(37)的前後兩側，並 將其支架固定在彈簧筒的後端。
全文摘要
一種前後啟閉的對開式可自控動力風門，其特徵是，兩扇風門通過曲臂和連杆互相聯動，並分別向前後兩個方向開啟或關閉，使風流對兩扇風門產生的作用力相互抵消，從而降低了開閉風門所需的動力，並且避免了在風門關閉時風流對風門產生的衝擊，使風門的運轉平穩，同時風門的安裝方向也不受風流方向的限制，當風流換向時，不需改變風門的任何結構。本發明為風門驅動設計了兩種動力，一種是採用絞盤驅動的動力，另一種是採用液壓缸類直線運動機械驅動的動力，在絞盤驅動的動力裝置中採用了擺動式機架和重力調定式過載保護結構，在直線驅動機驅動的動力裝置中採用了彈簧限載保護裝置。總體結構簡單、保護靈敏、運行可靠，非常利於採用自動化控制。
文檔編號E21F1/00GK101270670SQ20061007965
公開日2008年9月24日 申請日期2006年5月5日 優先權日2006年5月5日
發明者陳樹林 申請人:陳樹林