目前，在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中，巷道大多采用人工手動式啟閉普通風門，風門多采用單門扇結(jié)構(gòu)，在斷面較大的行車巷道中也有少量的雙扇門結(jié)構(gòu)。風門的門扇采用迎風流方向開啟的形式，這是我國礦井多年來所用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點。由于大巷多處在高風壓區(qū)，有些大巷需要礦車通行，風門面積大，開啟或關(guān)閉受風壓影響大，甚至單人通過時力量太小無法打開或關(guān)閉風門。另外，對于井下生產(chǎn)運輸系統(tǒng)，人工啟閉風門費時費力，耽誤時間，影響運輸效率。隨著煤礦生產(chǎn)自動化程度的提高，井下信息系統(tǒng)的完善，特別是計算機在生產(chǎn)中的應用和普及，煤礦井下風門自動化顯得更為重要。因此，研究設計了以電液推桿為驅(qū)動，通過齒輪（可多級）、齒條傳動開啟和關(guān)閉風門的自動風門系統(tǒng)裝置。具有結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、操作方便、開關(guān)靈活等特點。

自動風門的組成結(jié)構(gòu)及動作原理

圖 1 為風門在巷道內(nèi)布置的俯視圖, 該風門系統(tǒng)包括門體、門扇、門軸、齒輪、齒條、電液推桿、滑槽、紅外檢測開關(guān)、行程開關(guān)等部件，門體固定在巷道兩旁的砌墻上，門體的上部裝有雙向伸縮油缸和齒條、齒輪。風門采用折疊打開的形式。圖 1 顯示了風門在關(guān)閉、開啟和 45°角時的三個位置（風門兩側(cè)對稱）。正常情況下，無車輛或行人通過時，紅外檢測開關(guān) SQ1、SQ3 發(fā)射裝置發(fā)出的紅外信號直接照射在紅外接收裝置上，風門處于關(guān)閉狀態(tài)，各部分不動作。當車輛或行人接近風門時，紅外檢測開關(guān)發(fā)射裝置發(fā)出的紅外信號被阻擋、紅外接收裝置發(fā)出開門信號，即 SQ1 或 SQ3 動作，控制電液推桿伸縮，左右主動門分別帶動從動門沿滑槽向前后兩個方向同時折疊打開。

為了保證安全，在車輛或行人通過時，風門不能關(guān)閉，靠 SQ1、SQ2、SQ3 三組紅外檢測裝置實現(xiàn)，只要有任何一組發(fā)出信

號，都控制電液推桿動作，并且，當車輛和行人通過后，SQ1、SQ2、Q3 三組紅外檢測裝置都無信號發(fā)出的情況下，延時一定時間后方可關(guān)門，延時時間的長短可根據(jù)需要設定。扇風門折疊打開，減小了風門開啟后的面積，兩（大）扇風門由一般的同向打開改變?yōu)槟嫦虼蜷_，風壓對兩（大）扇風門相反的作用力由液壓缸的連動相互抵消，整個風門受力平衡。對于尺寸較大的風門，可以考慮安裝兩級或三級齒輪機構(gòu)，以降低電液推桿所需動力

自動風門的液壓系統(tǒng)

自動風門液壓系統(tǒng)如圖 3 所示。SQ1、SQ2、SQ3 只要有任何一組發(fā)出信號，泵站啟動，電磁鐵 YA2 通電，電磁閥左位接通，油路經(jīng)電磁閥進入缸體右腔，推動活塞向左移動，左腔回液，風門開啟，當風門完全打開時壓下行程開關(guān) SQ4，電磁鐵 YA2 斷電，電磁閥恢復中位，風門保持在打開位置。直到三組紅外檢測裝置 SQ1、SQ2、SQ3 都無信號發(fā)出的情況下，并延時設定時間李 軍：煤礦巷道風門的自動化控制

后，電磁鐵 YA1 通電，電磁閥右位接通，油路經(jīng)電磁閥進入缸體左腔，推動活塞向右移動，右腔回液，風門關(guān)閉，當風門關(guān)閉到位壓下限位開關(guān) SQ5 時，泵站停止，電磁鐵 YA1 斷電，電磁閥恢復中位，風門保持在關(guān)閉位置。

 

自動風門PLC 控制系統(tǒng)的設計

根據(jù)風門動作順序要求，并保證車輛或行人通過時風門暢通，而且巷道前后兩道風門系統(tǒng)應可靠互鎖，不能同時打開，以避免風流短路。因此，要求用一臺 PLC 控制兩道風門的自動開閉，每道風門處安裝紅綠指示燈二盞，分別表示禁止通行、可以通行。根據(jù)系統(tǒng)運行要求控制器輸入信號 10 點，輸出信號 10 點，PLC 選用日本三菱公司的 F1-30MR。

 

自動控制風門具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運行平穩(wěn)可靠，操作方便，開關(guān)靈活等特點，容易實現(xiàn)反向開啟，使兩扇門承受的風壓作用相平衡。但由于齒輪徑向尺寸的限制，要求電液推桿有較大的推力。對于尺寸較大的風門，可以考慮安裝兩級或三級齒輪機構(gòu)，以降低所需動力。兩道風門用同一臺可編程控制器控制，互鎖可靠，不會造成風流短路。采用可編程序控制器，編程簡單，使用靈活、通用性強，而且可編程序控制器面向工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，在產(chǎn)品設計時就采用了屏蔽、隔離、濾波、聯(lián)鎖等安全防護措施，有效地抑制了外部干擾，防止誤動作，可靠性高、環(huán)境適應性強。