立風井導向緩衝防爆裝置製造方法

2023-05-24 10:46:31

立風井導向緩衝防爆裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種立風井導向緩衝防爆裝置，主要由外框架、內框架、緩衝傘、中央導向柱及配重機構組成，外框架的兩根立柱（201）分別固定在井口基座（1）上，所述外框架的兩根橫梁（202）之間設置導向筒（5），所述內框架的立柱（301）可上下滑動地安裝在外框架的立柱內側，內框架的立柱的底端與門體（12）相固定，緩衝傘的傘骨（601）固定安裝在外框架橫梁的下方，基板（602）及緩衝塊（603）固定安裝在傘骨的下方，所述中央導向柱穿過導向筒及緩衝傘與門體固定連接。本發明加裝剛性導向約束和緩衝吸能裝置，提高了防爆門的可靠性和抗爆能力，對礦井正常通風影響極小，利於生產礦井實施風井防爆門改造。
【專利說明】立風井導向緩衝防爆裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤礦立風井防爆門受爆炸衝擊波作用下安全開啟和復位的防護裝置，屬於礦井通風安全【技術領域】。
【背景技術】
[0002]按照我國安全生產法規要求，在煤礦通風系統中，風井口應安裝防爆門。防爆門的作用是，當井下發生瓦斯煤塵爆炸時，爆炸衝擊波衝開防爆門卸壓，從而保證礦井主通風機免遭損壞。目前我國煤礦立風井多採用一種傘蓋式防爆門，它由門體、密封油槽、滑輪架、配重等組成，其防爆卸壓機理是:當爆炸衝擊波到達井口時，門體在衝擊波和配重共同作用下快速開啟，衝擊波過後，門體在重力作用和配重牽引輔助作用下復位關閉。
[0003]搶險救災實踐證明，這種防爆門的安全防護功能存在以下嚴重缺陷:①衝擊波衝開防爆門後，難以準確下落復位。由於配重組間牽引力的差異性和衝擊波作用力的不均勻性，造成門體在上升和下落過程中受力不均衡，發生偏移、偏轉，從而導致防爆門難以復位關閉，導致大量漏風，甚至風流短路；②防爆門無緩衝和限位裝置，爆炸威力強大時，防爆門被衝飛而遠離井口。井下爆炸威力強大時，衝擊波可將滑輪、配重等裝置破壞，將門體衝飛，致使防爆門長時間無法復位，導致風流短路或反風措施難以實現，大量井下遇險人員因不能及時獲得新鮮風供給而窒息而亡，造成事故擴大化。

【發明內容】

[0004]本發明目的在於針對現有防爆門抗爆能力低、復位困難等缺陷，在現有防爆門的基礎上，提出一種導向緩衝防爆裝置，以提高現有防爆門的抗爆能力和復位可靠度。
[0005]本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案如下所描述:
一種立風井導向緩衝防爆裝置，所述裝置主要由外框架、內框架、緩衝傘、中央導向柱及配重機構組成，其中:
所述外框架由兩根立柱及兩根橫梁組成，外框架的兩根立柱分別固定在井口基座上，所述外框架的兩根橫梁之間設置導向筒，
所述內框架由兩根立柱及一根橫梁組成，內框架的立柱可上下滑動地安裝在外框架的立柱內側，內框架的立柱的底端與門體通過聯接件相固定，所述緩衝傘由傘骨、基板及緩衝塊組成，緩衝傘的傘骨固定安裝在外框架橫梁的下方，基板及緩衝塊固定安裝在傘骨的下方，
所述中央導向柱穿過導向筒及緩衝傘與門體固定連接。
[0006]進一步，外框架的立柱內側設置U型導向槽，導向槽內設置減摩板，內框架的立柱全部或部分地內嵌於立柱的導向槽內。
[0007]進一步，所述外框架的兩根立柱及兩根橫梁通過螺栓連接和焊縫連接連成一體，所述內框架的兩根立柱及一根橫梁通過螺栓連接和焊縫連接連成一體。
[0008]進一步，所述外框架立柱的高度大於門體直徑的2/3。[0009]進一步，所述內框架立柱的上下滑動位移量大於門體直徑的1/2。
[0010]進一步，所述內框架的中央導向柱為一圓柱形輕質高強塑料棒，中央導向柱的下端通過底座焊接在門體中心位置。
[0011]進一步，所述緩衝塊為高分子材料澆注成型，緩衝塊上表面粘接在基板上，傘骨通過螺栓安裝在基板上，所述緩衝塊的內凹面的形狀、尺寸與門體的外表面相匹配。
[0012]進一步，所述配重機構由兩組滑輪架、四組配重和四根鋼絲繩組成，滑輪架固定安裝在外框架立柱外側，每根鋼絲繩的一端固定在門體上，另一端通過滑輪架吊掛配重。
[0013]進一步，所述中央導向柱的材質為玻璃鋼、尼龍、賽鋼棒材。
[0014]再進一步，所述外框架整體和內框架整體都為鋼結構體。
[0015]本發明的有益效果如下:本發明充分利用現行防爆門設施，加裝剛性導向約束和緩衝吸能裝置，以提高防爆門的可靠性和抗爆能力。本發明內、外框架及緩衝傘、配重的安裝和施工，對礦井正常通風影響極小，利於生產礦井實施風井防爆門改造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明立風井導向緩衝防爆裝置的結構示意圖主視圖，即A-A剖視圖；
圖2是本發明立風井導向緩衝防爆裝置的結構示意圖俯視圖；
圖3是本發明立風井導向緩衝防爆裝置的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]本發明目的在於針對現有防爆門抗爆能力低、復位困難等缺陷，在現有防爆門的基礎上，提出一種導向緩衝防爆裝置，以提高現有防爆門的抗爆能力和復位可靠度。
[0018]下面結合附圖對本發明立風井導向緩衝防爆裝置作進一步說明。
[0019]一種導向緩衝防爆裝置，如圖1所示，主要由外框架、內框架、緩衝傘、中央導向柱4等組成。外框架是由兩根立柱201和兩根橫梁202組成的鋼結構體，立柱201下端固定在井口基座I上，上端與橫梁202通過螺栓和焊縫連接，外框架立柱201的高度不低於門體12直徑的2/3。內框架為導向框架，由兩根立柱301和一根橫梁302通過螺栓連接和焊縫連接連成一體，兩個立柱302下端通過聯接件10焊接在門體12上。外框架立柱201內側加工有豎嚮導向凹槽，內框架立柱302可全部或部分地嵌入該導向凹槽。內框架可在導凹槽中上下滑移，為減少摩擦，在內、外框架的接觸面上鋪設減摩板。
[0020]如圖1、3所示，中央導向柱4為一圓形輕質高強塑料棒，下端通過底座11焊接在門體12中心位置，上端穿過置於外框架橫梁202間的導向筒5。
[0021]如圖1、2、3所示，緩衝傘由傘骨601、基板602、緩衝塊603組成，緩衝傘為本發明的緩衝吸能機構。緩衝傘通過鋼質傘骨601固定於外框架橫梁202上。在外框架立柱201外側安裝兩組滑輪架7和四組配重9。
[0022]當井下發生爆炸時，爆炸衝擊波將門體12衝起，門體12在內、外導向框架和中央導向柱4的(剛性)約束以及配重牽引輔助作用下，豎直向上運行，並與緩衝傘發生碰撞。衝擊波過後，門體12在自重和配重牽引力的共同作用下，下落復位。正常通風、反風等情形，本發明與現行防爆門工作原理相同。
[0023]本發明的工作原理為:本發明立風井導向緩衝防爆裝置，在煤礦井下發生爆炸時，受爆炸衝擊波作用及配重牽引輔助作用，門體12在內、外框架2、3和中央導向柱4的導向約束下，沿豎直方向向上運行，與緩衝傘發生碰撞。碰撞過程中，門體12的動能大部分被緩衝傘6吸收，轉化為熱能，剩餘能量轉移至外框架2，並最終被基座I吸收。衝擊波過後，門體12在自重和配重機構牽引力作用下，受導向約束下落，並準確復位。正常通風、反風等情形，本發明與現行防爆門工作原理相同。
[0024]具體地，本發明的立風井導向緩衝防爆裝置，如圖1所示，所述裝置主要由外框架、內框架、緩衝傘及配重機構組成，其中:
所述外框架由兩根立柱201及兩根橫梁202組成，外框架的兩根立柱201及兩根橫梁202通過螺栓連接和焊縫連接連成一體，外框架的兩根立柱201分別固定在井口基座I上，所述外框架的兩根橫梁202之間設置導向筒5，所述外框架立柱201的高度大於門體12直徑的2/3。
[0025]所述內框架由兩根立柱301及一根橫梁302組成，內框架的立柱301可上下滑動地安裝在外框架的立柱201內側，所述內框架的兩根立柱301及一根橫梁302通過螺栓連接和焊縫連接連成一體，內框架橫梁和中央導向柱可以連接，也可不相接。所述內框架立柱301的上下滑動位移量大於門體12直徑的1/2，內框架的立柱301的底端與門體12通過聯接件10相固定，所述外框架整體和內框架整體都為鋼結構體。
[0026]如圖2所示，所述緩衝傘由傘骨601、基板602及緩衝塊603組成，緩衝傘的傘骨601固定安裝在外框架橫梁202的下方，基板602及緩衝塊603固定安裝在傘骨601的下方，所述緩衝塊603為高分子材料澆注成型，緩衝塊603上表面粘接在基板602上，傘骨601通過螺栓安裝在基板上，所述緩衝塊603的內凹面的形狀、尺寸與門體12的外表面相匹配。
[0027]如圖3所示，所述內框架的中央導向柱4為一圓柱形輕質高強塑料棒，中央導向柱4的下端穿過導向筒5及緩衝傘通過鋼筒底座11焊接在門體12中心位置，中央導向柱4的材質為玻璃鋼、尼龍、賽鋼棒材。
[0028]外框架的立柱201內側設置U型導向槽，導向槽內設置減摩板，內框架的立柱301全部或部分地內嵌於立柱201的導向槽內。外框架與內框架的配合機構也可為現有技術中常用的其他導向滑軌機構。
[0029]所述配重機構由兩組滑輪架7、四組配重9和四根鋼絲繩8組成，滑輪架7固定安裝在外框架立柱201外側，每根鋼絲繩8的一端固定在門體12上，另一端通過滑輪架7吊掛配重9。
[0030]在一個實施例中，如圖1、圖2、圖3所示，立風井導向緩衝防爆裝置包括:外框架、內框架、中央導向柱4、導向筒5、緩衝傘、滑輪架7、配重9、門體12等。
[0031]如圖1所示，外框架2是由兩根立柱201和兩根橫梁202組成重型鋼結構體。外框架立柱201下端錨定在井口基座I上，上端以螺栓連接和焊接方式與橫梁202固定連接，立柱201內側為U型導向槽，槽內增設減摩板。
[0032]所述內框架是由兩根立柱301和一根橫梁302組成的鋼結構體。內框架立柱嵌於外框架的導向槽內，同外框架組成一導向滑軌機構。內框架的滑移行程為本發明立風井導向緩衝防爆裝置的卸壓釋爆高度，大小應大於門體12直徑的1/2。內框架和門體12通過聯接件10連接為一體。
[0033]所述中央導向柱4和導向筒5組成一輔助導向機構。中央導向柱4為強度、剛度較高的非金屬圓柱，材質可選玻璃鋼、尼龍、賽鋼棒材等。導向筒以螺栓連接或焊接方式固定於外框架橫梁202之間。中央導向柱4穿在導向筒5中，下端以螺栓方式同焊接在門體12上的鋼筒底座11相聯接。
[0034]如圖2所示，所述緩衝傘由傘骨601、基板602、緩衝塊603組成。緩衝塊603是由高分子材料澆注成型的緩衝塊。緩衝塊603上表面粘接在鋼質基板602上。傘骨601通過螺栓連接安裝在基板上。緩衝傘整體安裝固定在外框架橫梁202上。緩衝傘下表面為凹面，形狀尺寸與門體12的形狀、尺寸相匹配。
[0035]所述滑輪架7、鋼絲繩8和配重9組成配重機構。配重機構有兩種實施方式。實施方式一:滑輪架固定於外框架立柱202上；實施方式二:沿用現行防爆門配重設置方法，設置3-4組獨立的配重機構。
[0036]本發明充分利用現行防爆門設施，加裝剛性導向約束和緩衝吸能裝置，以提高防爆門的可靠性和抗爆能力。本發明內、外框架及緩衝傘、配重的安裝和施工，對礦井正常通風影響極小，利於生產礦井實施風井防爆門改造。
[0037]需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形均落在本發明的保護範圍內。本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發明的目的，並非用於限制本發明。本發明的保護範圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述裝置主要由外框架、內框架、緩衝傘、中央導向柱及配重機構組成，其中: 所述外框架由兩根立柱(201)及兩根橫梁(202)組成，外框架的兩根立柱(201)分別固定在井口基座(I)上，所述外框架的兩根橫梁(202)之間設置導向筒(5)， 所述內框架由兩根立柱(301)及一根橫梁(302)組成，內框架的立柱(301)可上下滑動地安裝在外框架的立柱(201)內側，內框架的立柱(301)的底端與門體(12)通過聯接件(10)相固定， 所述緩衝傘由傘骨(601)、基板(602)及緩衝塊(603)組成，緩衝傘的傘骨(601)固定安裝在外框架橫梁(202)的下方，基板(602)及緩衝塊(603)固定安裝在傘骨(601)的下方， 所述中央導向柱(4)穿過導向筒(5)及緩衝傘與門體(12)固定連接。
2.根據權利要求1所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，外框架的立柱(201)內側設置U型導向槽，導向槽內設置減摩板，內框架的立柱(301)全部或部分地內嵌於立柱(201)的導向槽內。
3.根據權利要求2所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述外框架的兩根立柱(201)及兩根橫梁(202)通過螺栓連接和焊縫連接連成一體，所述內框架的兩根立柱(301)及一根橫梁(302)通過螺栓連接和焊縫連接連成一體。
4.根據權利要求3所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述外框架立柱(201)的高度大於門體(12)直徑的2/3。
5.根據權利要求4所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述內框架立柱(301)的上下滑動位移量大於門體(12)直徑的1/2。
6.根據權利要求5述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述內框架的中央導向柱(4)為一圓柱形輕質高強塑料棒，中央導向柱(4)的下端通過底座(11)焊接在門體(12)中心位置。
7.根據權利要求6所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述緩衝塊(603)為高分子材料澆注成型，緩衝塊(603)上表面粘接在基板(602)上，傘骨(601)通過螺栓安裝在基板上，所述緩衝塊(603)的內凹面的形狀、尺寸與門體(12)的外表面相匹配。
8.根據權利要求7所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述配重機構由兩組滑輪架(7)、四組配重(9)和四根鋼絲繩(8)組成，滑輪架(7)固定安裝在外框架立柱(201)外側，每根鋼絲繩(8)的一端固定在門體(12)上，另一端通過滑輪架(7)吊掛配重(9)。
9.根據權利要求8所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述中央導向柱(4)的材質為玻璃鋼、尼龍、賽鋼棒材。
10.根據權利要求1-9之一所述的立風井導向緩衝防爆裝置，其特徵在於，所述外框架整體和內框架整體都為鋼結構體。
【文檔編號】E21F1/16GK103541763SQ201310549863
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】孫玉寧, 宋維賓, 王永龍, 王振鋒 申請人:河南理工大學