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风控风动自动闭锁风门的研制与应用 |
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newmaker |
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1 工作原理
在初使状态下，各种阀在如图1所示的状态下，由于无人操作，手、风控先导阀2和3；4和5的阀芯均处于上位。这时，风控两位三通阀执行阀8和9的控制风源被关闭，风控两位三通阀执行阀8和9在复位弹簧力的作用下，将其阀芯推向上，此时风源的压力风将风阀8和9的下位通道经单向阻尼阀进入风缸的前腔，使其风门处于关闭状态。此时交叉闭锁6、7均处于通路。
1—远方风门复位阀；2—后风门外开关先导阀；3—后风门内开关先导阀；4—前风门内开关先导阀；5—前风门外开关先导阀；6、7—交叉闭锁阀：8、9—终端执行风阀；10—截流阀；11—单向阻尼阀；12、13—风缸；14—联杆；15—风门
图1 风控风门原理图
假定当有人经过，从左开风门时，按下先导风阀2手柄，先导阀2的阀芯由上位改为下位，风路将由风源经阀7、阀2上通口、阀3下通口，将输出的压力风送入交叉闭锁阀6的控制端口，使阀6阀芯向上移动，断开了阀4和阀5的风源，使另一侧风门操作无效，从而实现了对另一侧风门闭锁。在此同时，将另一路压力风送入终端阀8的控制腔，使阀芯向下移动，此时阀8将其风缸12的前后腔进出风口换向，使后腔接入压力风，前腔经过阻尼阀排空，完成了风门开启过程。
当人走过这道风门后，按下风阀3手柄，由于阀2以经在下位，阀3在人的操作下，也处于下位，从而断开了终端执行阀8的控制风源，终端执行阀8和交叉闭锁阀6在弹簧力的作用下复位，风阀8将风路换向，风缸12的前腔进入压力风，后腔口开放，风缸12回缩，风门关闭，完成了风门关闭过程，同时交叉闭锁阀6解锁，允许另一侧风门操作。另一侧风门风路与其完全几何对称，原理同上。
该风路的两组开关风阀(阀2和3、阀4和5)采用的控制为乒乓式开关原理，即(乒乒为关，乓乓为关，乒乓为开的原理)。无论另一侧开关在何种状态，只要动作当前开关，就能将其翻转一种状态。与数字电路的“异或门”电路原理相同。
式中 Z——输出
A——输入
B——输入
即：当A=1、B=1时Z=0，当A=0、B=0时Z=0，当A=0、B=1或A=1、B=0时Z=1
风阀1的作用为：
在非常情况下，也就是当人过完第一道风门后将其关闭(他必须将风第一道门关闭，若不关闭第一道风门，第二道风门他自然打不开)，当他将第二道风门打开后，由于某种原因可能通过后没有关风门(特例)，这时从关闭的一侧风门来人时就不允许而且也打不开闭锁关闭的风门，这时后来者有权关闭远隔离侧打开着的风门，使其开着的风门关闭，完成远方风门复位操作。其工作原理是：两组远方风门复位关闭阀安装在两道风门的外侧，是由风源直接供风，该阀为手控风阀，在松手后能够自复位，当人操作开门先导阀无效时，说明另一侧风门在开启状态，此时本侧风门被闭锁，这时可操作复位阀1，该阀动作后，将压力风直接送入另一侧风门的2个先导控制阀的控制腔，使2个先导控制阀阀芯同时处于上位，从而断开了另一侧风门终端执行阀的控制风，风门关闭，在此同时，为本侧控制回路解锁，这时就可以自由的操作本侧风门的开关了。
2 技术指标
(1)风动组件工作压力：在0.2～0.8 MPa内，均能正常工作。
(2)风缸活塞直径：Φ=100mm，活塞杆直径Φ=25mm，行程S=1 000mm；
(3)风门推力(开门)：当系统风压力为0.4MPa时，F=3.08kN；
(4)风门拉力(关门)：当系统风压力为0.4MPa时，F=2.93kN；
(5)防挤人风门开距：0.3～0.5m；
(6)开风门定时限：t=6 s；关闭风门定时限：t=7s；
(7)风门开角α=96°。
3 应用效果
该装置通过在铁法煤业集团公司小青矿井下W1E701#刨煤机工作面的应用，效果十分理想，操作者只需1.96N的力就可以操作。由于采用了风量阻尼式控制，风门的开启十分平稳，两道风门闭锁及远方复位灵敏可靠。
2003年8月18日铁煤集团公司技术中心组织专家对小青矿“风控风动自动闭锁风门系统”进行了鉴定，专家到现场对小青矿所研制的该系统装置所提供的鉴定材料进行了分析、研究论证后一致认为：该系列设备设计合理、功能齐全、结构紧凑、性能良好，有独创性，该系统设备投入使用后，可取代旧式“钢丝绳门插式”闭锁装置，解决了旧式闭锁一旦钢丝绳松动或一侧风门关闭不严时，另一侧风门被完全锁死的致命敝端，实现了通行人员的体能零消耗。目前在铁法煤业集团公司各矿井得到广泛的推广与应用，此系统在提高矿井安全技术装备和标准化上具有广泛推广意义。(end)
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(4/29/2005) |
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