专利名称：快速复位的立风井防爆门的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿通风安全设施立风井防爆门，特别是一种能快速复位及锁扣的快 速复位的立风井防爆门。立风井防爆门又称立风井防爆盖。
背景技术：
立风井防爆门是煤矿通风安全的重要设施。其作用是①当井下一旦发生瓦斯或 煤尘爆炸，受高压气浪的冲击作用自动打开，以保护主通风机免受毁坏。②在正常情况下， 防爆门盖在立风井井口是气密的，防止风流短路。③当发生主通风机停机故障时，增加重锤 组重量，拉起防爆门，达到1. 5m设计高度，敞开风井井口，实现自然通风。④当反风时如井 下发生火灾需要反风，反风锁紧装置应处于锁紧位置，将门体压住并锁紧，自身不可转动。现有技术的立风井防爆门主要由防爆门门体2、重锤组件4'、反风锁扣装置1' 和注油小井四部分组成，如图1、2所示。隔爆水槽3与注油小井经管道连通，起水封作用。 现有立风井防爆门使用存在的问题如下1.防爆门无法复位或者复位困难这种通过拆卸和安装重锤数量、调整重锤组和 防爆门门体重量关系的操作方法，从理论上可以讲得通。但是，在现场实际操作中却存在着 以下诸多无法逾越的障碍。①当防爆门升起到1.5m高度，风井上井口敞开，矿井利用自然风压进行通风，人 员在风井口上方或附近的高处作业，易产生恐惧，存在安全隐患。②重锤组距地面高度一般在2. Om以上，人员在高处作业，存在隐患。③每块重锤块重量一般约50Kg，而且必须对称地从两组或四组重锤组件中同时取 下，否则必将造成防爆门门体倾斜，存在操作困难和用人多的问题。2.锁扣防爆门耗时多、占用人员多原防爆门反风锁扣装置1'如图3所示；由位于防爆门外边缘的八个压块2'和预 埋螺栓3'组成。当风机正常运转时，反风锁扣装置的八个压块2'应处于不扣压门体的位 置且固紧不自由转动。仅在反风时，才扣压门体并锁紧。在矿井反风时，需靠人工将八个压块 ‘提起旋转90度，一端压在门体2上，另一 端压在预埋在井壁的厚板上，再将预埋螺栓3'拧紧。在人员准备不足或天气恶劣等情况 下，锁扣防爆门操作耗时多。据测算在没有有效人员准备情况下，锁扣操作达3分钟以上， 因此延误反风时间，有时在10分钟内不能完成反风操作。3.防爆门不能平稳、同步升降在实际运行中，由于受外界风力、钢丝绳摩擦力、 防爆门加工质量等因素影响，防爆门升起和降落不能保证平稳和同步，容易发生卡阻和歪 斜。
发明内容
为了克服现有立风井防爆门复位操作困难、耗时多、用人多、速度慢的不足之处， 本发明提供一种快速复位的立风井防爆门，可实现防爆门复位的机械操作和远程控制，速度快、省时省工、操作安全、减轻体力劳动。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是快速复位的立风井防爆门，由门体、重锤部分、反风锁扣装置和注油小井等组成。 重锤部分由数组重锤组件组成，每组重锤组件分别通过钢丝绳绕过滑轮组与门体连接。其 重锤组件采用变质量罐重锤组件或变质量罐。变质量罐重锤组件是变质量罐与配重块的组 合件。变质量罐、或称储液罐，通过进出水管与为其加水和放水的供水装置连接。变质量罐 加满水后，重锤组件的总重量> 门体重量，变质量罐放完水后，重锤组件的总重量< 门体重 量。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案还可以是快速复位的立风井防爆门的反风锁扣装置，由电动推杆或液压推杆、压杆、导辊等 构成。电动或液压推杆伸出时，与推杆铰接的压杆，在上下导辊的水平导向下，与门体上的 楔形块咬合。电动或液压推杆缩回时，压杆与楔形块脱离。压杆前端可安装压辊与楔形块 配合。快速复位的立风井防爆门设平稳同步升降机构；该机构分由数组升降机构、每组 由升降钢丝绳、升降滑轮组、同步串联液压缸或电动推杆构成。本发明的有益效果是①利用增减变质量罐内贮水量取代增减配重块数量的方法，使原本很难完成的人 工操作，变成可以轻松完成的机械操作；降低了操作员工的劳动强度，减少了因人工操作增 加的无谓停风时间，消除了由于主通风机停运时间过长而造成的安全隐患，极大地提高矿 井通风安全性。不仅能使防爆门快速复位，而且可实现在主通风机房内的远程监控，用室内 操作取代室外操作，避免恶劣天气、夜晚照明、距离远等因素对防爆门复位和锁扣操作的影 响。②用机械反风锁扣装置代替人工锁扣，减少操作时间和人员，为及时反风赢得时 间。锁扣装置的压辊和楔块体积小、重量轻、咬合紧密锁扣效果好。③平稳同步升降装置能保证防爆门平稳升降，防止发生卡阻和歪斜。
图1是现有立风井防爆门的结构示意图主视图、即A' -A'剖视图。图2是现有立风井防爆门的结构示意图俯视图。图3是现有立风井防爆门反风锁扣装置的结构示意图、S卩Γ放大视图。图4是本发明立风井防爆门的结构示意图主视图、即A-A剖视图。图5是本发明立风井防爆门的结构示意图俯视图。图6是变质量罐重锤组件的结构示意图主剖视图、即I放大视图。图7是立风井防爆门的泵站的构成示意图。图8是变质量罐的水循环系统图。图9是双活塞杆油缸的液压系统图。图10是钢丝绳卡套的结构示意图、即II放大视图。图11、12分别是反风锁扣装置处于复位状态、锁扣状态的示意图。图中1-反风锁扣装置、2-防爆门门体、3-隔爆水槽、4-变质量罐重锤组件、5-双活塞杆油缸、6-泵站、7-钢丝绳、8-滑轮组、9-升降钢丝绳、10-升降滑轮组、11-滑轮支架、 12-进出油管、13-进出水管、14-联接头、15-拉杆、16-配重块或重锤块、17-连接杆、18-放 气口、19-变质量罐或储液罐、20-进出水口、21-单向阀、22-抽水泵、23-电动蝶阀、24-液 压泵、25-水箱、26-补水泵、27-电动蝶阀、28-油箱、29-马达、30-钢丝绳夹、31-索具套环、 32-电动推杆、33-压杆、34-导辊、35-压辊、36-楔形块、37-底座及支架；1'-原反风锁扣 装置、2'-压块、3'-预埋螺栓、4'-原重锤组件。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。在图4、5中示出本发明快速复位的立风井防爆门的结构。它主要由防爆门门体2、 重锤部分、反风锁扣装置1和注油小井四部分组成；是在现有立风井防爆门基础上改进的 防爆门。防爆门门体2和注油小井与原有的相同；门体2通过钢丝绳7，绕过滑轮组8与重 锤组件连接；滑轮组8安装在滑轮支架11上。重锤部分的重锤组件及其钢丝绳7、滑轮组 8，共有四组，对称均布在风井井口周边。注油小井通过L形管道与隔爆水槽3连通，由注油 小井补充水或油，起水封作用。为了实现防爆门快速复位与锁扣、以及平稳同步升降的要求，对防爆门重锤部分、 反风锁扣装置进行了改进，并增加了防爆门平稳同步升降机构。— .防爆门的快速复位装置和平稳同步升降机构1.防爆门的快速复位装置原理是把原重锤组件的配重块换成变质量罐、即储液 罐，将加减配重块数量转换为改变储液罐内液体质量的方式，从而实现了重锤组件重量的 远距离操控。在图6中示出变质量罐重锤组件4的结构。它由配重块16和变质量罐19两部分 组成。配重块16在上，变质量罐19在下。变质量罐19通过顶部的连接杆17连接在配重 块16的底面。配重块16由其中心孔内的拉杆15串联。拉杆15上端有联接头14，通过联接头 14、钢丝绳卡套，与钢丝绳7连接。拉杆15下端有螺母固定。变质量罐19，是上部侧面有放气口 18，底部有进出水口 20的罐状储液容器；或称 储液罐19。进出水口 20与柔性的进出水管13连接。用变质量罐重锤组件4替代原重锤组件4'，其质量分为两部分1.固定质量部 分配重块16和储液罐19自身重量；2.变质量部分储液罐19内可变的加水量。通过改 变储液罐19内加入的水量，即可改变变质量罐重锤组件4的重量。这样，将加减重锤块的数 量，转换为改变储液罐内液体重量的方式，即用机械手段实现对重锤组件重量的调整控制。 在正常情况下，各储液罐19储满水，变质量罐重锤组件4的总重量大于防爆门门体2的重 量。各储液罐19放完水，变质量罐重锤组件4的总重量小于门体2的重量。重锤组件只用变质量罐19而不用配重块16，也可以实现上述目的，但需要将变质 量罐19与门体2的重量搭配合适。在图7、8中示出泵站6内的储液罐19的供水装置、或称水循环系统。储液罐19 的加、放水设备主要有补水泵26、抽水泵22、电动蝶阀23和27、水箱25等，它们通过管路连 接构成储液罐的供水装置。与储液罐进出水口 20连接的进出水管13分为两路一路经抽
5水泵22、电动蝶阀23，接水箱25，为储液罐19加水；另一路经电动蝶阀27、补水泵26，接水 箱25，为储液罐19放水。水箱25经截止阀接水源。储液罐19通过供水装置的加水和放水
改变重量，从而实现变质量罐重锤组件4重量的调整。2.防爆门的平稳同步升降机构为了保证防爆门能平稳同步升降的要求，防止发 生卡阻和歪斜。在防爆门周边增设了防爆门平稳同步升降机构。在图4中示出防爆门平稳同步升降机构的组成。它由四组升降机构组成，每组由 升降钢丝绳9、升降滑轮组10、双活塞杆油缸5等构成。升降钢丝绳9 一端连接在防爆门门 体2上，另一端绕过升降滑轮组10，与双活塞杆油缸5的活塞杆连接。双活塞杆油缸5通过 进出油管12与泵站6连接。升降滑轮组10与滑轮组8装在同一滑轮支架11上，并位于滑 轮组8的下方。在图7中示出泵站6内防爆门平稳同步升降机构的液压泵站的构成。它由液压泵 24、单向阀21、进出油管12等构成。该液压泵站与储液罐的水循环系统一起组合成泵站6。在图9中示出防爆门平稳同步升降机构双活塞杆油缸的液压系统。四件双活塞杆 油缸5的进、出液口，依次顺序串联，串联回路的总进液管、总出液管路与液压泵24、四件单 向阀21连接。液压泵24由电机29驱动。四件单向阀21—端接进出液管，另一端接油箱 28。通过控制电机29正反转，改变液压泵24的供液口，控制四件双活塞杆油缸5的活塞杆 同步伸缩，进而控制四根升降钢丝绳9同步提拉门体2升降。采用双活塞杆油缸可提高活 塞杆的伸缩精度，保证防爆门升起和降落的同步性和稳定性。双活塞杆油缸5也可以采用 同步串联的单活塞杆油缸，或电动推杆替代。在图10中示出钢丝绳卡套的结构。它由钢丝绳夹30、索具套环31构成；通过销 轴与联接耳连接。钢丝绳7与门体2、拉杆15的联接头14的连接，升降钢丝绳9与门体2、 双活塞杆油缸活塞杆的连接，都采用该钢丝绳卡套。二 .防爆门快速反风锁扣装置为了解决防爆门人工锁扣和解锁扣耗时多、速度 慢、占用人员多的问题，将原反风锁扣装置改为电动的或液压的。在图11、12中示出快速反风锁扣装置的结构及其锁扣、复位两种状态。图示的防 爆门反风锁扣装置1，由电动推杆32、压杆33、导辊34、压辊35、楔形块36、底座及支架37 等组成。电动推杆32的推杆与压杆33铰接，压杆33上、下方有导辊34水平导向。压杆33 前端有压辊35，楔形块36焊接在门体2上。底座及支架37为电动推杆32、导辊34等提供 固定支承。当矿井需要反风、要求防爆门处于锁扣状态时，启动电动推杆32伸出，推动压杆 33，压杆33前端的压辊35与对应的楔形块36咬合，使防爆门处于锁扣状态。当需要解除 锁扣状态时，启动电动推杆32收缩，拉动压杆33，压辊35与门体上的楔形块36脱离，使防 爆门处于复位状态后自动停止。图中的电动推杆32也可以采用液压推杆替代，构成液压式的反风锁扣装置。不 过，采用电动推杆驱动，不用液压源，结构更简单，使用更方便。将原反风锁扣装置的旋转扳动方式改为简洁的直线运动锁扣方式，便于使防爆门 的锁扣操作实现机械操作，还可以增加远程监控的功能，用室内操作取代室外操作，避免恶 劣天气、夜晚照明、距离远等因素对防爆门复位和锁扣操作的影响。通过试验，5s内就能完 成防爆门的锁扣和解锁操作。
立风井防爆门控制方法①当发生瓦斯煤尘爆炸时，防爆门受巨大冲击力能自由升起。②当主通风机停机，控制装置接收停机信号，释放储液罐部分水减轻重锤组重量， 然后启动同步串联液压缸拉起防爆门至1. 5m高度，实现自然通风。③当主通风机具备开机条件，控制装置控制放掉储液罐内存水，使变量罐重锤组 重量小于防爆门重量，然后启动同步串联液压缸下放防爆门到位。④当主通风机运行正常后，向储液罐内加水，恢复备用状态。⑤当需要反风时，启动电动推杆伸出，使压辊与楔形块咬合、防爆门处于锁扣状 态。当反风结束，启动电动推杆退回，防爆门解除锁扣状态。
权利要求
一种快速复位的立风井防爆门，包括门体(2)、重锤部分、反风锁扣装置和注油小井；重锤部分由数组重锤组件组成，每组重锤组件分别通过钢丝绳(7)，绕过滑轮组(8)，与门体(2)连接；其特征在于所说的重锤组件是变质量罐重锤组件(4)、或者是变质量罐(19)；变质量罐重锤组件(4)是变质量罐(19)与配重块(16)的组合件；变质量罐(19)、或称储液罐，通过进出水管(13)与为其加水和放水的供水装置连接；变质量罐(19)加满水后，重锤组件的总重量＞门体(2)的重量，变质量罐(19)放完水后，重锤组件的总重量＜门体(2)的重量。
2.根据权利要求1所述的快速复位的立风井防爆门，其特征在于所说的防爆门的反 风锁扣装置(1)，包括电动推杆(32)或液压推杆、压杆(33)、导辊(34)；电动推杆(32)或 液压推杆的推杆与压杆(33)铰接，压杆(33)的上、下方有为其水平导向的导辊(34)；当推 杆伸出时，压杆(33)与门体(2)上对应的楔形块(36)处于咬合状态；当推杆缩回时，压杆 (33)与楔形块(36)处于脱离状态。
3.根据权利要求2所述的快速复位的立风井防爆门，其特征在于所说的压杆(33)的 前端、即与楔形块(36)咬合的一端，有压辊(35)。
4.根据权利要求1所述的快速复位的立风井防爆门，其特征在于所说的门体⑵有 平稳同步升降机构；该机构由数组升降机构组成，每组升降机构包括升降钢丝绳(9)、升降 滑轮组(10)以及同步串联液压缸或电动推杆；升降钢丝绳(9) 一端与门体(2)连接，另一 端绕过升降滑轮组(10)，与同步串联液压缸的活塞杆或电动推杆的推杆连接；各同步串联 液压缸的进、出液口，通过管路依次顺序串联。
5.根据权利要求4所述的快速复位的立风井防爆门，其特征在于所说的同步串联液 压缸，为同步串联的双活塞杆油缸(5)。
全文摘要
一种快速复位的立风井防爆门，或称立风井防爆盖，属于煤矿通风安全设施；主要由门体2、重锤部分、反风锁扣装置和注油小井组成。重锤部分的数组重锤组件是变质量罐重锤组件4或变质量罐19，它们通过钢丝绳7、滑轮组8与防爆门门体2连接。变质量罐19即蓄液罐，通过进出水管13与供水装置连接，利用增减变质量罐内的贮水量取代增减配重块的数量，控制重锤组件的重量。本防爆门还设有快速反风锁扣装置1和平稳同步升降机构。该防爆门用机械操作实现防爆门复位及锁扣的远程监控，变室外操作为室内操作；防爆门复位、锁扣速度快，省时省工，操作安全，减轻体力劳动，提高矿井通风安全性。
文档编号E21F17/12GK101943025SQ200910016098
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者温建东, 王实生, 范明训, 赵德方 申请人:兖州煤业股份有限公司