礦用氣動(dòng)風(fēng)門控制裝置的工作原理基于氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)與邏輯控制邏輯,以壓縮空氣為動(dòng)力源,通過傳感器檢測(cè)信號(hào)、控制閥組調(diào)節(jié)氣流方向,驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(氣缸)實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的自動(dòng)開啟、關(guān)閉及互鎖功能,同時(shí)適應(yīng)井下惡劣環(huán)境并保障運(yùn)行安全。以下從核心構(gòu)成、工作流程及關(guān)鍵機(jī)制三方面詳細(xì)說明:
礦用氣動(dòng)風(fēng)門控制裝置的工作依賴四大核心組件的協(xié)同作用,各部分功能明確且相互關(guān)聯(lián):
礦用氣動(dòng)風(fēng)門控制裝置的典型工作流程可分為信號(hào)觸發(fā)→氣流調(diào)節(jié)→執(zhí)行動(dòng)作→復(fù)位關(guān)閉四個(gè)階段,以人員 / 車輛通過風(fēng)門為例:
信號(hào)檢測(cè):感知通行需求
當(dāng)人員、礦車或設(shè)備接近風(fēng)門時(shí),觸發(fā)檢測(cè)單元的傳感器(如紅外傳感器檢測(cè)到遮擋、拉線開關(guān)被拉動(dòng))。傳感器將物理信號(hào)(遮擋、機(jī)械觸發(fā))轉(zhuǎn)化為氣動(dòng)信號(hào)(如推動(dòng)微型閥切換)或電信號(hào)(防爆電磁閥觸發(fā)信號(hào)),傳遞至控制單元,告知 “需要開啟風(fēng)門”。
注:井下多采用本質(zhì)安全型傳感器,避免電火花風(fēng)險(xiǎn)。
控制單元:氣流方向的 “指揮官”
控制單元(核心為閥組)接收傳感器信號(hào)后,通過電磁閥或機(jī)械控制閥切換氣流路徑:



當(dāng)需要開啟風(fēng)門時(shí),控制閥組打開向氣缸 “無桿腔” 供氣的通道,同時(shí)關(guān)閉排氣通道,壓縮空氣進(jìn)入氣缸推動(dòng)活塞桿伸出(或縮回,取決于安裝方式),驅(qū)動(dòng)風(fēng)門向外推開。
當(dāng)需要關(guān)閉風(fēng)門時(shí)(如傳感器檢測(cè)到通行結(jié)束,或延時(shí)時(shí)間到達(dá)),控制閥組切換氣流方向,向氣缸 “有桿腔” 供氣,推動(dòng)活塞桿復(fù)位,風(fēng)門在氣缸拉力或重力輔助下關(guān)閉。
關(guān)鍵細(xì)節(jié):節(jié)流閥可調(diào)節(jié)氣流速度,控制風(fēng)門開啟 / 關(guān)閉的快慢,避免沖擊過大。
執(zhí)行機(jī)構(gòu):風(fēng)門動(dòng)作的 “動(dòng)力臂”
執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常為雙作用氣缸(可雙向驅(qū)動(dòng)),其活塞桿通過連桿與風(fēng)門機(jī)械連接。當(dāng)氣缸腔室通入壓縮空氣時(shí),活塞在氣壓差作用下產(chǎn)生推力 / 拉力,通過連桿將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為風(fēng)門的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn) “開啟” 或 “關(guān)閉” 動(dòng)作。
設(shè)計(jì)特點(diǎn):氣缸行程與風(fēng)門尺寸匹配,確保風(fēng)門 開啟(通常開啟角度≥90°),關(guān)閉時(shí)通過密封圈或緩沖裝置保證密封性。
復(fù)位與穩(wěn)定:保障風(fēng)門可靠關(guān)閉
通行結(jié)束后(傳感器信號(hào)消失),控制單元觸發(fā) “關(guān)閉指令”,氣缸反向供氣使風(fēng)門復(fù)位。部分裝置設(shè)計(jì)有延時(shí)關(guān)閉功能(通過氣容或延時(shí)閥實(shí)現(xiàn)),確保人員 / 車輛 通過后再關(guān)閉;關(guān)閉末期通過節(jié)流閥減速,避免風(fēng)門與門框碰撞產(chǎn)生異響或損壞。
除基礎(chǔ)開關(guān)功能外,氣動(dòng)風(fēng)門控制裝置的核心邏輯還包含兩大關(guān)鍵機(jī)制,以適應(yīng)礦山特殊需求:
在多組風(fēng)門(如巷道兩側(cè)的 “風(fēng)門組”)場(chǎng)景中,控制裝置通過氣動(dòng)邏輯閥或電控互鎖電路實(shí)現(xiàn)互鎖:
當(dāng)一組風(fēng)門的傳感器被觸發(fā)并開啟時(shí),控制單元向另一組風(fēng)門的控制閥組發(fā)送 “鎖閉信號(hào)”,切斷其開啟所需的氣流通道,強(qiáng)制保持關(guān)閉狀態(tài);
只有當(dāng)開啟的風(fēng)門 關(guān)閉后,鎖閉信號(hào)解除,另一組風(fēng)門才能被觸發(fā)開啟。
原理本質(zhì):通過氣流或電信號(hào)的 “禁止邏輯”,確保兩組風(fēng)門不同時(shí)開啟,避免進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷直接連通導(dǎo)致風(fēng)流短路。
防爆設(shè)計(jì):動(dòng)力源為壓縮空氣(無電火花風(fēng)險(xiǎn)),傳感器和電磁閥采用隔爆或本質(zhì)安全型設(shè)計(jì),避免與井下瓦斯、粉塵接觸引發(fā)爆炸。
環(huán)境適應(yīng):壓縮空氣經(jīng)過濾器去除水分和油污,防止氣缸內(nèi)部銹蝕;氣缸、閥門采用耐磨鑄鐵或不銹鋼材質(zhì),抵抗粉塵磨損;裝置外殼密封,防止水汽、粉塵侵入內(nèi)部元件。
故障保護(hù):若氣源中斷或傳感器故障,風(fēng)門可通過彈簧復(fù)位或重力作用自動(dòng)關(guān)閉,避免長期開啟導(dǎo)致風(fēng)流紊亂。