礦用氣動風(fēng)門控制裝置的工作原理基于氣動傳動技術(shù)與邏輯控制邏輯,以壓縮空氣為動力源,通過傳感器檢測信號、控制閥組調(diào)節(jié)氣流方向,驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)(氣缸)實現(xiàn)風(fēng)門的自動開啟、關(guān)閉及互鎖功能,同時適應(yīng)井下惡劣環(huán)境并保障運行安全。以下從核心構(gòu)成、工作流程及關(guān)鍵機制三方面詳細說明:
礦用氣動風(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):
礦用氣動風(fēng)門控制裝置的典型工作流程可分為信號觸發(fā)→氣流調(diào)節(jié)→執(zhí)行動作→復(fù)位關(guān)閉四個階段,以人員 / 車輛通過風(fēng)門為例:
信號檢測:感知通行需求
當(dāng)人員、礦車或設(shè)備接近風(fēng)門時,觸發(fā)檢測單元的傳感器(如紅外傳感器檢測到遮擋、拉線開關(guān)被拉動)。傳感器將物理信號(遮擋、機械觸發(fā))轉(zhuǎn)化為氣動信號(如推動微型閥切換)或電信號(防爆電磁閥觸發(fā)信號),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。
控制單元:氣流方向的 “指揮官"
控制單元(核心為閥組)接收傳感器信號后,通過電磁閥或機械控制閥切換氣流路徑:



當(dāng)需要開啟風(fēng)門時,控制閥組打開向氣缸 “無桿腔" 供氣的通道,同時關(guān)閉排氣通道,壓縮空氣進入氣缸推動活塞桿伸出(或縮回,取決于安裝方式),驅(qū)動風(fēng)門向外推開。
當(dāng)需要關(guān)閉風(fēng)門時(如傳感器檢測到通行結(jié)束,或延時時間到達),控制閥組切換氣流方向,向氣缸 “有桿腔" 供氣,推動活塞桿復(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)行機構(gòu):風(fēng)門動作的 “動力臂"
執(zhí)行機構(gòu)通常為雙作用氣缸(可雙向驅(qū)動),其活塞桿通過連桿與風(fēng)門機械連接。當(dāng)氣缸腔室通入壓縮空氣時,活塞在氣壓差作用下產(chǎn)生推力 / 拉力,通過連桿將直線運動轉(zhuǎn)化為風(fēng)門的旋轉(zhuǎn)或平移運動,實現(xiàn) “開啟" 或 “關(guān)閉" 動作。
設(shè)計特點: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)計有延時關(guān)閉功能(通過氣容或延時閥實現(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,氣動風(fēng)門控制裝置的核心邏輯還包含兩大關(guān)鍵機制,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")場景中,控制裝置通過氣動邏輯閥或電控互鎖電路實現(xiàn)互鎖:
當(dāng)一組風(fēng)門的傳感器被觸發(fā)并開啟時,控制單元向另一組風(fēng)門的控制閥組發(fā)送 “鎖閉信號",切斷其開啟所需的氣流通道,強制保持關(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):通過氣流或電信號的 “禁止邏輯",確保兩組風(fēng)門不同時開啟,避免進風(fēng)巷與回風(fēng)巷直接連通導(dǎo)致風(fēng)流短路。
防爆設(shè)計:動力源為壓縮空氣(無電火花風(fēng)險),傳感器和電磁閥采用隔爆或本質(zhì)安全型設(shè)計,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:若氣源中斷或傳感器故障,風(fēng)門可通過彈簧復(fù)位或重力作用自動關(guān)閉,避免長期開啟導(dǎo)致風(fēng)流紊亂。