矿用无压风门

矿用无压风门






 

目前,矿用全自动无压风门是煤矿井下使用较广的一种风门,主要用于矿山井下进回风巷与主要进回风巷之间的联络巷中。它打破了长期以来老式传统风门的结构型式,巧妙地将作用在风门上的风压通过平衡结构转化为一种内力。全自动风门具有自动启闭、电控闭锁、到位检测、声光报警、防夹人、防夹车功能。该风门具有结构独特、使用简单、安全可靠、开启力小等优点,是传统风门的替代品。
组成结构
矿用全自动无压风门主要是由门体和控制系统构成。
全自动风门机部分为全金属分体结构,在井下组合安装使用,其由门扇、门框、横梁、地梁、合页、平衡机构、驱动机构等组成。门框采用钢制型材焊接而成;门扇采用钢制型材焊接骨架,双面覆钢板;连杆驱动臂保证风门开启自如,做到两扇门的异向同步性一致;液压缸安装在门梁上,与门梁由高强度螺栓连接,形成整体结构,油缸直接作用于连杆,保证门扇的开启与关闭的平稳。如图1,图2所示。
电控系统主要由电控箱、防爆按钮、红外对射传感器、风门状态传感器、动力源、驱动装置、LED语音报警箱、防夹人按钮组成。动力源可以是液压泵站、压缩空气或电机驱动装置。
液压泵站系统是由油箱、防爆电磁阀、防爆电机、液压泵、高压油管、液压缸以及其它附属件组成。根据通风大巷风压的大小、开启与关闭的频率以及门体的大小尺寸,来选择整套液压站的配置参数。
压缩空气驱动系统由气源箱、控制箱、防爆电磁阀、油水分离器、应急阀、快速插头、气路管道及其附属原件组成。
电动装置由防爆电机、减速机、联轴器、曲柄连杆及其附属设备组成。

                   

图1 全自动无压风门外观

图2 全自动无压风门示意图
工作原理
风门自动控制系统由红外对射开关控制,红外对射传感器相向安装在两侧墙面上。当有人员或车辆通过时触发开门信号,系统首先判断对面风门状态,如果处于关闭到位(反之,没有反应),则开启风门,语音箱提示警示语并随着红灯闪烁,另一道风门时提示“前方风门打开,请注意安全”,且闭锁该门,防止两道风门同时打开。风门开启后,通过风门状态传感器判断门开到位,然后延时关门或通过按钮关门。当关门过程中再次检测到开门信号、防夹车传感器信号、防夹人传感器信号等信号则立即启动开门程序,重新记时延时关门,能避免人、车辆在经过风门过程中发生事故。
每道风门两侧都安装有手动开关门按钮,行人从巷道任意一方进入时,按动按钮开门,通过后,按另一侧按钮关门。如果红外对射开关出现故障,可通过手动按钮实现开关门。同时,手动按钮具有迅速实现开关门的功能,尤其适合行人通过频繁的风门。
风门自动系统具有多重保护机制,有比较高的安全、稳定性。首先,具有防夹人、防夹车功能。防夹按钮安装在门扇上,若关门过程中有行人通过则触碰防夹人按钮,风门可迅速打开,避免发生挤压。防夹车功能是将红外传感器安装在每道门的两侧,如关门时有车辆通过可立即开门,避免车辆碰撞门扇,出现事故。其次,风门的开关是通过液压推杆(或者气缸推杆)来实现,具有闭锁功能。一道门开启时,另一道门闭锁,防止两道风门同时打开,造成风流短路。当风门处于关闭到位的时候,液压阀(气阀)具有保压功能,防止直接推开风门。发生停电等事故时,打开泄压阀,可直接推开风门。
主要特点
与传统风门相比,在产品安全性、稳定性、可靠性、功能多样性、操作方便性等方面,实现了较大的提高,主要特点如下:
1)风门的开关是通过驱动装置(如液压缸、减速机、气缸等)实现的。不需要另加其它设施,驱动装置安装在门体上,不占用巷道的使用空间,安装简单,启闭平稳,真正达到了集安全性、方便性及自动性于一身的功能。尤其是采用液压传动的风门,推力较大,能满足大尺寸重型风门控制需要。
2)全自动控制状态下,风门自动运行,无需人力开启,方便实用。
3)采用PLC控制,实现风门的整体自动控制,有效地减轻劳动强度,增强安全机能,提高工作效率。
4)两道风门互相闭锁,同一时间内只能开启一道,并且关门优先,避免通风系统短路运行。
5)停电时可实现风门的人工开关,电力恢复后装置自动复位(若此时风门处于开启状态,系统将自动关闭风门)。
6)具有LED显示报警和语音报警两种报警方式,可发出多种语音提示信号,故障状态下可发出声光报警信号。有防夹人、防夹车装置,提高了系统运行的安全性。
7)系统控制与数据通讯:主控系统采用可编程控制器(PLC),设有通讯接口RS485。
8)电控系统具有过流、过载、过压、三相不平衡、漏电等保护。
技术参数
1)风门开启形式:异向同步开闭。
2)门扇开启角度:≥90度。
3)密封方式:门扇与门扇之间加装T型结构原生阻燃硅胶密封垫,双向密封,密封性能良好;门扇与门框之间加装原生阻燃硅胶密封板,保证风门开关灵活的前提下,密封可靠。
4)防腐及表面处理:门框、门扇采用全钢结构,焊接完成后表面经喷砂处理,喷涂国内知名品牌油漆,具有超强的防腐、防潮、阻燃能力。
5)驱动方式为液压油缸(气缸、电动装置)直接驱动。防爆电机、油管、油缸、防爆电磁阀及气缸等选用国内行业知名企业产品,确保动力系统工作的可靠性、稳定性。
6)承受压力:整套自动风门全钢结构,焊接设备先进、工艺优良,确保风门在主巷道高风压的工况条件下不变形,开关灵活可靠,密封性能良好。
7)根据现场风压大小方便调整系统压力,控制油缸(气缸)推动力,确保风门开启关闭速度适中。
8)闭锁方式:电气闭锁,防爆液压(气压)阀保压。控制主机PLC中含有闭锁程序的同时管路装有可控调压锁,保证系统运行过程中,两道风门不能同时打开。
9)隔爆电机额定电压:AC380/660/1140V,功率2.2-7.5KW。
10)电压波动范围:标称值的75%~110%。
11)语音提示输出:声响度≥85 dB。
12)信号灯灯光强度:50m处可见。
13)红外线检测距离:≥6米。
14)风门状态传感器检测距离:0-5cm。
15)控制箱防爆类型:矿用隔爆兼本质安全型。
16)控制箱防爆标志:Exd[ib]Ⅰ。
17)防爆电磁阀:电压DC24V,功率35W。
18)声光报警器、防爆控制箱输入电压AC127V。
工作环境
1)大气压力:0 ~ 3000Pa
2)环境温度:-30℃ ~ +50℃
3)储存温度:-40℃ ~ +60℃
4)平均湿度:<= 95%
5)风  速 :0 ~ 8m/s
6)无腐蚀性气体
警告:若在不适宜的环境中使用本产品,可能造成部分功能失效,引起安全隐患.
安装方法及注意事项
1.安装前准备
1)施工前应仔细熟悉施工图纸,依据施工技术交底和安全交底和现场情况做好各方面的准备,把握安装要点。
2)准备材料,水泥、砂、砖。
3)如采用液压控制装置,需配备46号液压油100公斤。
4)采用气动控制的要备有0-1Mpa气源。
5)准备安装工具。
2.安装工艺
1)划线定位->风门就位->风门门框固定->门扇安装->连杆机构安装->驱动装置安装->语音箱安装。
2)电控箱安装->液压站安装(或气源箱、电动装置)->液压油管布置(或气管)->按钮安装->红外线传感器的安装(或光照开关)->风门状态传感器的安装->防夹人按钮安装->布线。
3.门体安装过程
1)划线定位:按照图纸和实际巷道拱基线、中线画出风门的安装位置、水平安装线和标高。
2)风门就位:按图纸中要求的型号、规格及开启方向等,将所需要的风门搬运到安装地点,并垫靠稳当。
3)组装门框:各部件用螺丝连接,保证门框在同一平面内为矩形。立起门框,详细检测,保证门框垂直于巷道,保证其矩形结构。
4)固定门框:校正其水平和正、侧面垂直;然后将门框铁脚和横粱两端固定在墙体两侧铁脚插入预留孔内,用水把预留孔内湿润,用水泥砂浆或细石混凝土将其填实后抹平。终凝前不得碰动框扇。
5)砌筑墙体:砌体厚度不小于800mm。在砌墙过程中,一定要随时检查门框的矩形结构。在砌墙过程中,要不断对门框进行测试,若变形,则进行砌体修正。在风门上坎架设2根矿用工字钢,保证上门梁不受力,不发生弯曲变形。
6)安装门扇:保证运转开关灵活。
7)安装驱动装置与连杆机构:将连杆结构按图纸要求,按照两扇门的开启角度和关闭状态,调节连杆的调节正反丝螺母,使风门两扇门板的开启角度方向相反、大小相等、灵活自如;然后锁紧背紧螺母。
8)安装语音报警箱。

 

图3 无压风门安装示意图
4.电控系统安装
根据用户要求,选配风门自动控制装置,该装置参照公司提供的矿用自动控制装置说明书中的要求和步骤进行安装,并注意以下要点:
1)主机应放在两风门中间位置,分别向两方接线;控制器的内外壳必须接地。
2)若是气动、液压驱动,配有手动换向阀,当停电时可以手动控制油缸、气缸动作,无电无风时也可人工推开关闭风门,从而保证正常使用。
3)风门状态传感器中磁控开关安装在门梁上,磁铁安装在门上。在关门状态下,使磁控开关上的黑点与磁铁对正,且相距不超过20mm。
4)红外线传感器安装在两风门的内外两侧,高度不超过1.2m,距离风门3米左右为最佳距离,若巷道情况特殊,可根据实际情况确定安装位置。通常有指示灯的是接收端,无指示灯的是发射端,在安装时发射和接收两传感器一定要对准,在通电状态下,传感器未对准时红指示灯亮,对准时指示灯不亮。
5)当采用液压驱动的时候,液压站的安装及使用,按所配液压站的使用说明书中要求进行。
保养、维护
1)使用风门时,清理门扇运转范围内的石子等杂物,保证开关自如不受阻碍。
2)定期对门轴、销轴等转动部位加润滑油,减少摩擦力。
3)定期更换门扇密封橡胶条,减少漏风。
4)定期调节平衡机构及驱动装置,保证风门关闭可靠,提高门扇密封性。
5)定期擦拭红外传感器的表面尘灰,避免传感器误操作。
常见故障分析
序号 故障现象 故障原因 解决方法
1 门无法关闭 红外对射传感器没有对准,  对准红外对射传感器发射端和接收端
  红外传感器透视窗有灰尘 擦拭红外对射透视窗
  红外传感器坏 更换红外传感器
2 A门关闭,B门不开 A门磁控开关与磁铁距离超过20mm 调节磁控开关与磁铁距离,使之小于20mm
3 驱动装置不工作 驱动装置坏或动力不足 检修驱动装置调整系统压力
4 电机转动,液压或气源无压力 电磁阀出现故障 更换电磁阀
5 开关门速度过快 驱动装置动力系统速度快 调整减速机转速、油液流速
6 驱动油缸管路漏油 液压系统密封件老化磨损 更换液压密封件

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