風控風動自動閉鎖風門的研制與應(yīng)用

在初使狀態(tài)下，各種閥在如圖1所示的狀態(tài)下，由于無人操作，手、風控先導(dǎo)閥2和3；4和5的閥芯均處于上位。這時，風控兩位三通閥執(zhí)行閥8和9的控制風源被關(guān)閉，風控兩位三通閥執(zhí)行閥8和9在復(fù)位彈簧力的作用下，將其閥芯推向上，此時風源的壓力風將風閥8和9的下位通道經(jīng)單向阻尼閥進入風缸的前腔，使其風門處于關(guān)閉狀態(tài)。此時交叉閉鎖6、7均處于通路。

假定當有人經(jīng)過，從左開風門時，按下先導(dǎo)風閥2手柄，先導(dǎo)閥2的閥芯由上位改為下位，風路將由風源經(jīng)閥7、閥2上通口、閥3下通口，將輸出的壓力風送入交叉閉鎖閥6的控制端口，使閥6閥芯向上移動，斷開了閥4和閥5的風源，使另一側(cè)風門操作無效，從而實現(xiàn)了對另一側(cè)風門閉鎖。在此同時，將另一路壓力風送入終端閥8的控制腔，使閥芯向下移動，此時閥8將其風缸12的前后腔進出風口換向，使后腔接入壓力風，前腔經(jīng)過阻尼閥排空，完成了風門開啟過程。

當人走過這道風門后，按下風閥3手柄，由于閥2以經(jīng)在下位，閥3在人的操作下，也處于下位，從而斷開了終端執(zhí)行閥8的控制風源，終端執(zhí)行閥8和交叉閉鎖閥6在彈簧力的作用下復(fù)位，風閥8將風路換向，風缸12的前腔進入壓力風，后腔口開放，風缸12回縮，風門關(guān)閉，完成了風門關(guān)閉過程，同時交叉閉鎖閥6解鎖，允許另一側(cè)風門操作。另一側(cè)風門風路與其完全幾何對稱，原理同上。

該風路的兩組開關(guān)風閥（閥2和3、閥4和5）采用的控制為乒乓式開關(guān)原理，即（乒乒為關(guān)，乓乓為關(guān)，乒乓為開的原理）。無論另一側(cè)開關(guān)在何種狀態(tài)，只要動作當前開關(guān)，就能將其翻轉(zhuǎn)一種狀態(tài)。與數(shù)字電路的“異或門”電路原理相同。

式中 Z——輸出
A——輸入
B——輸入

即：當A=1、B=1時Z=0，當A=0、B=0時Z=0，當A=0、B=1或A=1、B=0時Z=1

風閥1的作用為：

在非常情況下，也就是當人過完第一道風門后將其關(guān)閉（他必須將風第一道門關(guān)閉，若不關(guān)閉第一道風門，第二道風門他自然打不開），當他將第二道風門打開后，由于某種原因可能通過后沒有關(guān)風門（特例），這時從關(guān)閉的一側(cè)風門來人時就不允許而且也打不開閉鎖關(guān)閉的風門，這時后來者有權(quán)關(guān)閉遠隔離側(cè)打開著的風門，使其開著的風門關(guān)閉，完成遠方風門復(fù)位操作。其工作原理是：兩組遠方風門復(fù)位關(guān)閉閥安裝在兩道風門的外側(cè)，是由風源直接供風，該閥為手控風閥，在松手后能夠自復(fù)位，當人操作開門先導(dǎo)閥無效時，說明另一側(cè)風門在開啟狀態(tài)，此時本側(cè)風門被閉鎖，這時可操作復(fù)位閥1，該閥動作后，將壓力風直接送入另一側(cè)風門的2個先導(dǎo)控制閥的控制腔，使2個先導(dǎo)控制閥閥芯同時處于上位，從而斷開了另一側(cè)風門終端執(zhí)行閥的控制風，風門關(guān)閉，在此同時，為本側(cè)控制回路解鎖，這時就可以自由的操作本側(cè)風門的開關(guān)了。

2 技術(shù)指標

（1）風動組件工作壓力：在0.2～0.8 MPa內(nèi)，均能正常工作。
（2）風缸活塞直徑：Φ=100mm，活塞桿直徑Φ=25mm，行程S=1 000mm；
（3）風門推力（開門）：當系統(tǒng)風壓力為0.4MPa時，F(xiàn)=3.08kN；
（4）風門拉力（關(guān)門）：當系統(tǒng)風壓力為0.4MPa時，F(xiàn)=2.93kN；
（5）防擠人風門開距：0.3～0.5m；
（6）開風門定時限：t=6 s；關(guān)閉風門定時限：t=7s；
（7）風門開角α=96°。

3 應(yīng)用效果

該裝置通過在鐵法煤業(yè)集團公司小青礦井下W1E701#刨煤機工作面的應(yīng)用，效果十分理想，操作者只需1.96N的力就可以操作。由于采用了風量阻尼式控制，風門的開啟十分平穩(wěn)，兩道風門閉鎖及遠方復(fù)位靈敏可靠。

2003年8月18日鐵煤集團公司技術(shù)中心組織專家對小青礦“風控風動自動閉鎖風門系統(tǒng)”進行了鑒定，專家到現(xiàn)場對小青礦所研制的該系統(tǒng)裝置所提供的鑒定材料進行了分析、研究論證后一致認為：該系列設(shè)備設(shè)計合理、功能齊全、結(jié)構(gòu)緊湊、性能良好，有獨創(chuàng)性，該系統(tǒng)設(shè)備投入使用后，可取代舊式“鋼絲繩門插式”閉鎖裝置，解決了舊式閉鎖一旦鋼絲繩松動或一側(cè)風門關(guān)閉不嚴時，另一側(cè)風門被完全鎖死的致命敝端，實現(xiàn)了通行人員的體能零消耗。目前在鐵法煤業(yè)集團公司各礦井得到廣泛的推廣與應(yīng)用，此系統(tǒng)在提高礦井安全技術(shù)裝備和標準化上具有廣泛推廣意義。