专利名称：前后启闭的对开式可自控动力风门的制作方法
前后启闭的对开式可自控动力风门技术领域 本发明涉及一种用于矿井或隧道的通风或风流分配的风门及自动启闭风 门的装置。
背景技术：
传统技术的对开式风门，由于其风门的开启方向只向逆风流的方向开启， 所以在风门关闭或者刚刚开启时，其风流对它形成的作用力是较大的，尤其是在关闭风门 时如果不采用相应的缓冲措施还伴随着很大的冲击力。因此，在现有技术中对于较大的风 门都制成推拉式结构，以解决风流的作用力对其传动机构产生的不良作用，采用动力拖动 的动力风门或自动控制的动力风门更很少采用对开式结构。另外在现有技术中采用气动或 者液压传动的风门都采用限压阀作为风门及其传动机构的过载保护，而对于采用电动机传 动的动力风门又都采用过电流^护的方式对其进行过载保护，由于这些保护都是间接作用 的保护方式，其保护过程反映迟钝，而且由于其保护装置自身的故障率较高，所以保护的 可靠性较差，特别是对于电动机的过载保护，由于目前煤矿井下使用的隔爆型磁力启动器 (即隔爆开关)的控制容量都比较大，而风门上采用的电动机的功率又非常小， 一般都在 2KW到7.5KW之间，所以这些大容量的开关根本无法对这些小功率的电机进行有效保护，所 以经常出现烧坏电机的故障，而如果把电动机的功率选大，这就意味着电动机拖动能力的 加大，即便是电动机对风门和传动机构实施了破坏，电动机也不会过载，所以也同样不能 对系统进行有效保护。而采用气缸或者液压缸传动的推拉式风门由于其活塞杆的行程比较 长，其活塞杆非常容易弯曲失效，也容易出现泄漏故障。并且由于上述原因，目前煤矿井 下风门的自动化程度不高，即便是应用了自动化，由于其故障多的原因，其正常运行率也 比较低，并且维修量较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种前后启闭的对开式可自控动力 风门。这种风门的特征是第一，是在风门结构中采用了曲臂连杆联动机构，既将边框(4)与横梁(5)连接构 成风门的门框镶嵌在巷道上，左右风门(1) (2)通过铰链(3)与边框(4)铰接，左右门 曲臂(6) (7)分别与左右两风门(1) (2)的上端固定，其铰接端又通过销轴与连杆(8) 铰接，并在右风门或者左风门曲臂(6) (7)的铰接端与风门动力装置连接。当动力装置拖 动其中一个曲臂及风门转动时，连杆(8)也同时带动另一曲臂和风门做相同的转动，使其 两扇风门分别向前后两个方向开启或关闭。这样一来，不论两扇风门处于何种位置，其风 流对两扇风门的作用面积都相等，但风流对风门传动所形成的作用力却正好相反，正好将 风流对风门传动系统所形成的作用力相互抵消，所以对于风门的开启或者关闭所构成的阻 力而言就只剩下了风门自重所形成的惯性力和风门传动的摩擦阻力，这就大大减小了拖动 风门所需的动力，并且避开了风力对风门的冲击，使风门的运转过程变得非常平稳。第二，是对风门的动力装置和过载保护装置实施了全新的配套设计。本发明为其设计 了两种动力装置， 一种是由绞盘驱动机驱动的动力装置，另一种是由直线驱动机驱动的动. 力装置；所谓绞盘驱动机，就是以绞盘缠绕钢丝绳为拖动方式的驱动机械，这种机械既可 以由电动机和减速机构成，也可以是液压马达或气马达；所谓直线驱动机，就是通过杆类 传动件的直线运动为拖动方式的驱动机械，这种机械既可以是气缸、液压缸、电液推杆， 也可以是由螺旋丝杠机构或者齿条机构构成的动力机械。以绞盘驱动机驱动的动力装置和过载保护装置的特征是，其启闭风门的动力装置是由 设在风门左侧的重锤储能装置和设在风门右侧的绞盘驱动装置共同构成；其风门的关闭动 作由设在风门左側的重锤储能装置完成，其开门动作由设在风门右侧的绞盘驱动装置完成， 并且将机架设计成摆动式，以设在机架左下方的重块或者下压弹簧(20)作为开门的调载 装置，与开门过载限位开关(21)共同作用构成开门过载保护，其关门的过载保护则由微 动限位开关(19)和松绳限位摆杆(15)完成。以直线驱动机驱动的动力装置，其特征是在直线驱动机(26)的固定端增设了本发明 所发明的弹簧限载保护装置(28)。第三，是为巧门设计了可靠的自控装置，其特征是，在右风门上设有高位光敏传感器 (22)和低位光敏传感器(23)，并在巷壁的一侧设有开门限位开关(24)，在横梁(5)上 设有闭门限位开关(25)。其自动控制是通过光敏传感器(22) (23)、开门限位开关(24)、 闭门限位开关(25)、风门动力装置及相应的限载保护装置与微机程序相互配合完成的。当 然，风门自控的传感方式还有红外线、超声波、雷达等，但相比之下对于井下风门这种应 用环境还是以光敏控制最为可靠方便，成为本发明的最佳实施方案。本发明的有益效果是-1、 风流对风门传动的作用力相互抵消，大大减小了拖动风门的动力。2、 消除了风流对风门关闭形成的冲击力，使风门运动的过程平稳。3、 由于风流对风门传动的作用力相互抵消，所以风门的安装方向也不受风流方向影 响，当风流变换方向时，也无需改变风门的任何结构。4、 采用重力或者弹簧与限位开关相互配合构成的过载保护，结构简单、动作灵敏、 保护可靠。5、 相比推拉风门大大縮短了缸体和活塞杆的长度。6、 总体结构简单可靠，易于配合微机程序实现自动控制。7、 在绞盘驱动机驱动的动力装置中，去掉风门右侧的绞盘驱动装置即可变为手动开 门，重锤自动关门的无动力半自动风门，其风门结构可根据用户需求或繁或简的组合应用。
附图l:是以绞盘驱动机为动力装置的动力风门的结构图。附图2:是以直线驱动机为动力装置的动力风门的传动机构的局部图和弹 簧限载保护装置的放大图。
具体实施方式
本发明的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，该风门由左风门(1)、右风门(2)、铰链(3)、边框(4)、横梁(5)、左门曲臂(6)、右门曲臂(7) 和风门动力装置构成；边框(4)与横梁(5)连接构成风门的门框镶嵌在巷道上，左右风 门(1) (2)通过铰链(3)与边框(4)铰接，左右门曲臂(6) (7)分别与左右两风门(1) (2)的上端固定，其铰接端又通过销轴与连杆(8)铰接，并在右风门或者左风门曲臂(6) (7)的铰接端与风门动力装置连接。当动力装置拖动其中一个曲臂及风门转动时，连杆(8) 也同时带动另一曲臂和风门做相同的转动，使其两扇风门分别向前后两个方向开启或关闭。本发明为该风门设计了两种动力装置， 一种是由绞盘驱动机驱动的动力装置，另一种 是由直线驱动机驱动的动力装置；所谓绞盘驱动机，就是以绞盘缠绕钢丝绳为拖动方式的 驱动机械，这种机械既可以由电动机和减速机构成，也可以是液压马达或气马达;所谓直 线驱动机，就是通过杆类传动件的直线运动为拖动方式的驱动机械，这种直线驱动机既可 以是气缸、液压缸、电液推杆，也可以是由螺旋丝杠机构或者齿条机构构成的动力机械。以绞盘驱动机驱动的动力装置和过载保护装置的特征是，其启闭风门的动力装置是由 设在风门左侧的重锤储能装置和设在风门右侧的绞盘驱动装置共同构成；其重锤储能装置 由重锤串(11)、左定滑轮(9)和重锤钢丝绳(12)构成，其钢丝绳的一端与重锤串连接， 另一端穿过左定滑轮(9)与左门曲臂(6)的铰接端连接；右侧的绞盘驱动装置由右定滑 轮(10)、牵引钢丝绳(16)、绞盘(14)、绞盘驱动机(13)、摆动机架(18)、机架支座(17)、 配重块或下压弹簧(20)、开门过载限位开关(21)、微动限位开关(19)、松绳限位摆杆(15) 构成；机架支座(17)与巷道固定，摆动机架(18)的右端与机架支座(17)铰接，摆动 机架的左端支撑在巷道底板上，在摆动机架左端的下部设有配重块或下压弹簧(20)，绞盘 驱动机(13)固定在摆动机架(18)上，在绞盘驱动机的输出轴上安装有绞盘(14)，钢丝 绳(16)的下端缠绕在绞盘(14)上，上端穿过右定滑轮(10)与右门曲臂(7)的铰接端 连接，开门过载限位开关(21)安装在摆动机座的上方，松绳限位摆杆(15)的上端套在 牵引钢丝绳(12)上，下端与微动限位开关(19)形成联动。在正常情况下，摆动机架(18) 在配重块或下压弹簧(20)的作用下是不会摆动的，只有在开门时风门运动受阻，使得开 门的牵引力超过了配重块或下压弹簧(20)的调定力之后，摆动机架(18)才会向上摆动 触发开门过载限位开关(21)动作，停止绞盘驱动机(13)转动，实现开门过载保护；如 果风门在关闭运动中受阻，绞盘(14)继续反转，牵引钢丝绳(16)松弛下垂，其重力会 下压松绳限位摆杆(15)使微动限位开关(19)动作，停止绞盘驱动机(13)转动，实现 关门过载保护。上述动力装置也可以根据用户需要简化其结构，例如，去掉风门右侧的绞盘驱动装置，就构成了手动开门，重锤自动关门的半自动风门；也可以将摆动机架(18)、机架支座U7)、配重块或下压弹簧(20)、开门过载限位幵关(21)、微动限位开关(19)、松绳限位摆杆(15) 去掉，而将绞盘驱动机(13)直接固定在巷道上，再增设相应的控制按钮，就可以构成手 动控制绞盘驱动机驱动的动力风门。以直线驱动机驱动的动力装置，其直线驱动机(26)的伸縮端与曲臂(7)的绞接端绞 接，其固定端可以直接与支座(27)铰接，构成手动控制直线驱动机驱动的动力风门；也 可以通过连接盘(29)与弹簧限载保护装置(28)连接，再将弹簧限载保护装置(28)上 的十字轴与支座(27)铰接，构成自动控制并且实现自动过载保护的直线驱动机驱动的动 力风门。本发明的弹簧直线驱动机(28)是专为直线驱动机设计的限载保护装置，该装置由弹 簧筒(30)、伸縮杆(31)、限拉弹簧(34)、限推弹簧(35)、前后法兰盘(33) (32)、触 板(37)、拉伸限位开关(36)、顶推限位开关(38)构成；伸縮杆(31)安装在弹簧简(30) 内，伸縮杆的中部加工有轴肩，在轴肩的两側分别装入限拉弹簧(34)和限推弹簧(35)， 前后法兰盘(33) (32)分别与弹簧筒(30)前后两端的法兰固定，触板(37)采用蠊栓固 定在伸縮杆的后端，限位开关(36)、 (38)通过支架分别固定在触板(37)的前后两侧， 并将其支架固定在弹簧筒的后端。在正常载荷下伸縮杆(31)在其弹簧(34)和(35)的 限制下只可能是不动或者微动，只有在直线驱动机的推力或拉力超过了弹簧的调定力时， 其限位开关才会被触动而停止活塞杆的运动，从而实现过载保护。本发明还为风门设计了简单而可靠的自控装置，其特征是，在右风门上设有高位光敏 传感器(22)和低位光敏传感器(23)，并在巷壁的一側设有开门限位开关(24)，在横梁 (5)上设有闭门限位挡铁和闭门限位开关(25)。其自动控制是通过光敏传感器(22) (23)、 开门限位开关(24)、闭门限位开关(25)、风门动力装置及相应的限载保护装置与微机程 序相互配合完成的。其自动控制过程是当车辆或行人向光敏传感装置发出照射信号时， 光敏传感器(22) (23)就会将其信号传入微机控制系统，并同时通过信号灯(该信号灯就 装在光敏传感器内)告知传输成功，微机控制系统会自动根据设定的程序和风门系统传入 的信息，(如灯光、各种限位开关的动作信号)实现自动控制。其自动控制过程是车辆或 行人向光敏传感器(22) (23)发出灯光信号，微机接受信号并同时通过信号灯告知传输成 功，微机向动力机构发出开门指令，第一道风门打开并通过开门限位开关(24)向微机反 馈开门信号，车辆或行人进入第一道风门与第二道风门之间的巷道，经延时后微机向第一 道风门发出关闭指令，第一道风门关闭并通过关门限位开关(25)向微机反馈关闭信号， 微机向第二道风门发出开启指令，第二道风门开启并延时，车辆或行人通过第二道风门， 延时结束第二道风门关闭，完成自动控制过程。如果车辆或行人反向通过，其程序和过程 完全相同，只是方向相反。其自动控制程序和执行机构简单而可靠。当然，风门自控的传感方式还有红外线、超声波、雷达等，但相比之下对于井下风门 这种应用环境还是以光敏控制最为可靠方便，成为本发明的最佳实施方案。
权利要求
1. 一种前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，该风门由左风门(1)、右风门(2)、铰链(3)、边框(4)、横梁(5)、左门曲臂(6)、右门曲臂(7)、连杆(8)和风门动力装置构成；边框(4)与横梁(5)连接构成风门的门框镶嵌在巷道上，左右风门(1)(2)通过铰链(3)与边框(4)铰接，左右门曲臂(6)(7)分别与左右两风门(1)(2)的上端固定，其铰接端又通过销轴与连杆(8)铰接，并在右风门或者左风门曲臂(6)(7)的铰接端与风门动力装置连接。
2、 根据权利要求l所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，在右风门上 设有高位光敏传感器(22)和低位光敏传感器(23)，并在巷壁的一側设有开门限位开关(24)， 在横梁(5)上设有闭门限位挡铁和闭门限位开关(25)。
3、 根据权利要求2所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，其自动控制 的方法是通过光敏传感器(22) (23)、开门限位开关(24)、闭门限位开关(25)、风门动 力装置及相应的限载保护装置与微机程序相互配合完成的，其自动控制过程是当车辆或 行人向光敏传感装置发出照射信号时，光敏传感器(22) (23)就会将其信号传入微机控制 系统，并同时通过信号灯(该信号灯就装在光敏传感器内)告知传输成功，微机控制系统 会自动根据设定的程序和风门系统传入的信息，(如灯光、各种限位开关的动作信号)实现 自动控制。其自动控制过程是车辆或行人向光敏传感器(22) (23)发出灯光信号，微机 接受信号并同时通过信号灯告知传输成功，微机向动力机构发出开门指令，第一道风门打 开并通过开门限位开关(24)向微机反馈开门信号，车辆或行人进入第一道风门与第二道 风门之间的巷道，经延时后微机向第一道风门发出关闭指令，第一道风门关闭并通过关门 限位开关(25)向微机反馈关闭信号，微机向第二道风门发出开启指令，第二道风门开启 并延时，车辆或行人通过第二道风门，延时结束第二道风门关闭，完成自动控制过程；如 果车辆或行人反向通过，其程序和过程完全相同，只是方向相反。
4、 根据权利要求l所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，它的风门动 力装置可以是一组由绞盘驱动机驱动的动力装置，该动力装置由装在风门左侧的重锤储能 装置与装在风门右侧的绞盘驱动装置共同构成；重锤储能装置由重锤串(11)、左定滑轮(9) 和重锤钢丝绳(12)构成，其钢丝绳的一端与重锤串连接，另一端穿过左定滑轮(9)与左 门曲臂(6)的铰接端连接；右侧的绞盘驱动装置由右定滑轮(10)、牵引钢丝绳(16)、绞 盘(14)、绞盘驱动机(13)、摆动机架(18)、机架支座(17)、配重块或下压弹簧(20)、 开门过载限位开关(21)、微动限位开关(19)、松绳限位摆杆(15)构成；机架支座(17) 与巷道固定，摆动机架(18)的右端与机架支座(17)铰接，摆动机架的左端支撑在巷道 底板上，在摆动机架左端的下部设有配重块或下压弹簧(20)，绞盘驱动机(13)固定在摆 动机架(18)上，在绞盘驱动机的输出轴上安装有绞盘(14)，钢丝绳(16)的下端缠绕在 绞盘(14)上，上端穿过右定滑轮(10)与右门曲臂(7)的铰接端连接，开门过载根位开 关(21)安装在摆动机座的上方，松绳限位摆杆(15)的上端套在牵引钢丝绳(12)上，下端与微动限位开关(19)形成联动；绞盘驱动机(13)可以是由电动机与减速机构成的 动力机械，也可以是液压马达或风马达。
5、 根据权利要求4所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，可以将风门 右侧的绞盘驱动装置去掉，构成手动开门，重锤自动关门的半自动风门。
6、 根据权利要求4所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，也可以将摆 动机架(18)、机架支座(17)、配重块或下压弹簧(20)、开门过载限位开关(21)、微动 限位开关(19)、松绳限位摆杆(15)去掉，将绞盘驱动机(13)直接固定在巷道上，再增 设相应的控制按钮，构成手动控制绞盘驱动机驱动的动力风门。
7、 根据权利要求l所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，它的风门动 力装置可以是由直线驱动机(26)驱动的动力机构，这种直线驱动机(26)可以是气缸、 液压缸、电液推杆、或者是由螺旋丝杠传动机构或齿条传动机构构成的直线驱动机械。
8、 根据权利要求7所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，可以将直线 驱动机(26)与支座(27)铰接，构成手动控制直线驱动机驱动的动力风门；也可以在直 线驱动机(26)的固定端通过连接盘(29)与弹簧限载保护装置(28)连接，再将弹簧限 载保护装置(28)上的十字轴与支座(27)铰接，构成自动控制并且实现自动过载保护的 直线驱动机驱动的动力风门。
9、 根据权利要求7所述的前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，弹簧限载保 护装置(28)由弹簧筒(30)、伸縮杆(31)、限拉弹簧(34)、限推弹簧(35)、前后法兰 盘(33) (32)、触板(37)、拉伸限位开关(36)、顶推限位开关(38)构成；伸縮杆(31) 安装在弹簧筒(30)内，伸縮杆的中部加工有轴肩，在轴肩的两侧分别装入弹簧(34) (35)， 前后法兰盘(33) (32)分别与弹簧筒(30)前后两端的法兰固定，触板(37)采用螺栓固 定在伸縮杆的后端，限位开关(36) (38)通过支架分别固定在触板(37)的前后两侧，并 将其支架固定在弹簧筒的后端。
全文摘要
一种前后启闭的对开式可自控动力风门，其特征是，两扇风门通过曲臂和连杆互相联动，并分别向前后两个方向开启或关闭，使风流对两扇风门产生的作用力相互抵消，从而降低了开闭风门所需的动力，并且避免了在风门关闭时风流对风门产生的冲击，使风门的运转平稳，同时风门的安装方向也不受风流方向的限制，当风流换向时，不需改变风门的任何结构。本发明为风门驱动设计了两种动力，一种是采用绞盘驱动的动力，另一种是采用液压缸类直线运动机械驱动的动力，在绞盘驱动的动力装置中采用了摆动式机架和重力调定式过载保护结构，在直线驱动机驱动的动力装置中采用了弹簧限载保护装置。总体结构简单、保护灵敏、运行可靠，非常利于采用自动化控制。
文档编号E21F1/00GK101270670SQ20061007965
公开日2008年9月24日 申请日期2006年5月5日 优先权日2006年5月5日
发明者陈树林 申请人:陈树林