礦用風(fēng)門氣動(dòng)閉鎖裝置是基于壓縮空氣動(dòng)力實(shí)現(xiàn)風(fēng)門互鎖的安全設(shè)備,,相比機(jī)械閉鎖更具自動(dòng)化特性,,尤其適用于需頻繁開啟或遠(yuǎn)距離控制的巷道場(chǎng)景,。以下從技術(shù)特征,、工作原理及安裝規(guī)范三方面展開說(shuō)明:
氣壓動(dòng)力傳動(dòng)特性
采用氣缸 - 電磁閥 - 氣管閉環(huán)系統(tǒng),,工作氣壓范圍 0.4-0.8MPa,單氣缸推力可達(dá) 1500-2500N(根據(jù)風(fēng)門重量選型,,標(biāo)準(zhǔn)氣缸缸徑 φ63-φ100mm),。
互鎖邏輯:當(dāng) A 風(fēng)門開啟時(shí),安裝在門框的行程開關(guān)觸發(fā)電磁閥動(dòng)作,,壓縮空氣推動(dòng) B 風(fēng)門氣缸鎖桿伸出,,插入鎖孔實(shí)現(xiàn)鎖定,,響應(yīng)時(shí)間≤0.5 秒。
雙風(fēng)門互鎖冗余機(jī)制
標(biāo)配 “開一閉一” 互鎖模式:兩道風(fēng)門氣缸通過(guò)氣管串聯(lián),,A 門開啟時(shí) B 門氣缸充氣鎖定,,防止風(fēng)流短路(符合《煤礦通風(fēng)安全規(guī)程》第 160 條風(fēng)流控制要求)。
備用氣罐設(shè)計(jì):配置 0.1m3 不銹鋼儲(chǔ)氣罐,,斷氣時(shí)仍可維持 3-5 次解鎖操作,,滿足緊急撤離需求(儲(chǔ)氣罐壓力≥0.4MPa 時(shí)方可正常工作)。
防爆與防護(hù)設(shè)計(jì)
電磁閥采用Ex d I Mb 隔爆型(符合 GB3836.1-2010 標(biāo)準(zhǔn)),,外殼耐壓≥1.5MPa,,適用于瓦斯?jié)舛取?% 的區(qū)域;氣管選用煤礦專用阻燃抗靜電膠管(表面電阻≤1×10?Ω),。
氣缸缸體采用鍍鉻防銹處理(鍍層厚度≥20μm),,在濕度 95%、含 SO?的井下環(huán)境中耐腐蝕年限≥3 年,。
抗干擾與緩沖設(shè)計(jì)
氣管接頭設(shè)置防塵濾氣器(過(guò)濾精度≤50μm),,防止煤塵堵塞氣路;氣缸活塞桿端加裝聚氨酯緩沖墊,,減小鎖止時(shí)的沖擊噪音(噪音值≤85dB),。
壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣壓,當(dāng)氣壓低于 0.3MPa 時(shí),,聲光報(bào)警器(聲強(qiáng)≥80dB,,光強(qiáng)≥100cd)自動(dòng)啟動(dòng),提醒檢修,。
遠(yuǎn)程控制與狀態(tài)監(jiān)測(cè)
可選配 PLC 控制系統(tǒng),,通過(guò)井下環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控室遠(yuǎn)程解鎖(響應(yīng)延遲≤2 秒),,并實(shí)時(shí)上傳風(fēng)門開閉狀態(tài),、氣壓值等數(shù)據(jù)至監(jiān)控系統(tǒng)。
安裝位置磁感應(yīng)開關(guān),,風(fēng)門開啟角度≥5° 時(shí)即觸發(fā)信號(hào)傳輸,,精度達(dá) ±1°,避免 “假關(guān)閉” 隱患,。
手動(dòng)應(yīng)急與人機(jī)工程
配備手動(dòng)補(bǔ)氣閥(操作力≤80N),,斷氣時(shí)可通過(guò)手壓泵向氣缸供氣解鎖;應(yīng)急手柄表面刻防滑紋,,設(shè)置紅色警示標(biāo)識(shí)(字體高度≥50mm),。
電磁閥組集成于防護(hù)箱內(nèi)(防護(hù)等級(jí) IP55),箱門開啟角度≥120°,,內(nèi)部線路標(biāo)注色標(biāo)(紅色為電源線,,藍(lán)色為信號(hào)線),,便于維護(hù)。
設(shè)備選型與巷道勘測(cè)
根據(jù)風(fēng)門尺寸(標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)門寬 1.2-1.8m,,高 2.0-2.4m)選擇氣缸行程:風(fēng)門開啟角度 80° 時(shí),氣缸行程 = 風(fēng)門寬度 ×sin80°,,通常為 1.1-1.7m,。
巷道頂?shù)装迤秸日`差≤50mm,確保氣缸安裝支架垂直偏差≤1°(用水平儀測(cè)量),,避免連桿受力變形,。
氣源與管路規(guī)劃
氣源接口需靠近壓風(fēng)管道(管徑≥φ25mm),主氣管采用鍍鋅鋼管(壁厚≥3mm),,分支管使用 φ12mm 阻燃膠管,,管路坡度≥3‰, 點(diǎn)設(shè)置排水器,。
電磁閥電源需接至井下防爆開關(guān)(電壓等級(jí) 127V/36V),,線纜穿鍍鋅鋼管(內(nèi)徑≥20mm),接地電阻≤4Ω,。
步驟 | 操作要點(diǎn) | 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) |
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1. 支架固定 | 用 M16 膨脹螺栓將氣缸支架固定于風(fēng)門側(cè)幫(螺栓埋深≥150mm),,支架與巷道巖壁間隙≤2mm,用鐵片墊平后焊接加固,。 | 支架垂直度偏差≤0.5°,,承重測(cè)試≥5000N。 |
2. 氣缸安裝 | 氣缸活塞桿與風(fēng)門連桿中心線同軸度誤差≤1mm,,通過(guò)關(guān)節(jié)軸承連接,,確保往復(fù)運(yùn)動(dòng)無(wú)卡阻(手動(dòng)推拉氣缸時(shí)阻力≤30N)。 | 氣缸軸線與風(fēng)門開啟方向夾角≤2°,。 |
3. 電磁閥組安裝 | 電磁閥箱固定于距地面 1.2-1.5m 處,,箱門朝向人行道,與氣缸距離≤5m,,氣管接頭用 U 型卡箍固定(擰緊力矩 15-20N?m),。 | 氣管彎曲半徑≥10 倍管徑,避免死折,。 |
4. 傳感器調(diào)試 | 行程開關(guān)安裝在風(fēng)門門框內(nèi)側(cè),,距門軸 0.8m 處,風(fēng)門關(guān)閉時(shí)觸點(diǎn)觸發(fā)間隙為 2-3mm,,用萬(wàn)用表測(cè)試信號(hào)通斷,。 | 信號(hào)傳輸延遲≤0.3 秒,誤動(dòng)作率≤0.1%,。 |
5. 氣密性測(cè)試 | 系統(tǒng)充入 0.8MPa 氣壓,,保壓 30 分鐘,,壓力下降≤0.05MPa,用肥皂水涂抹接口檢測(cè)漏氣(氣泡直徑>1mm 為不合格),。 | 漏氣點(diǎn)需重新緊固或更換密封件,。 |
功能測(cè)試
連續(xù)啟閉風(fēng)門 20 次,互鎖響應(yīng)時(shí)間≤0.8 秒,,氣缸動(dòng)作同步性誤差≤ 2 秒,,鎖桿插入深度≥30mm(標(biāo)準(zhǔn)要求≥25mm)。
模擬斷氣場(chǎng)景,,使用備用氣罐解鎖 3 次,,檢查儲(chǔ)氣罐壓力下降值(每次下降≤0.1MPa 為合格)。
安全驗(yàn)收
防爆面間隙≤0.5mm,,防銹油涂抹均勻,;聲光報(bào)警裝置在 20m 距離可見可聞;系統(tǒng)接地電阻≤4Ω(用接地?fù)u表測(cè)量),。
提交安裝記錄(包含巷道參數(shù),、設(shè)備型號(hào)、測(cè)試數(shù)據(jù)),,經(jīng)礦機(jī)電科驗(yàn)收合格后方可投入使用,。
對(duì)比維度 | 氣動(dòng)閉鎖裝置 | 機(jī)械閉鎖裝置 |
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動(dòng)力方式 | 氣壓驅(qū)動(dòng),,自動(dòng)化程度高,,可遠(yuǎn)程控制。 | 純機(jī)械傳動(dòng),,需手動(dòng)操作,,無(wú)遠(yuǎn)程功能。 |
閉鎖力穩(wěn)定性 | 氣壓恒定,,鎖止力波動(dòng)≤5%(受氣源影響),。 | 機(jī)械磨損會(huì)導(dǎo)致鎖止力衰減(使用 1 年后可能下降 15%)。 |
適用場(chǎng)景 | 大尺寸風(fēng)門,、高頻次開啟巷道,、需集中監(jiān)控區(qū)域,。 | 小尺寸風(fēng)門,、低頻次開啟巷道、無(wú)電源區(qū)域,。 |
維護(hù)復(fù)雜度 | 需定期檢查氣壓,、電磁閥靈敏度,維護(hù)成本中等,。 | 需潤(rùn)滑機(jī)械部件,,抗粉塵要求高,,維護(hù)成本較低。 |
氣動(dòng)閉鎖裝置通過(guò)氣壓動(dòng)力與電控系統(tǒng)的結(jié)合,,在提升風(fēng)門控制自動(dòng)化的同時(shí),,需嚴(yán)格遵循安裝規(guī)范以確保井下通風(fēng)安全,尤其適用于現(xiàn)代化礦井的智能化通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè),。