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為使風門系統(tǒng)開閉方便、動作靈活、減小破損、延長使用壽命，設計了平行四連桿機構、左右門扇同步異向開閉的無壓平衡風門，分析了自動氣動風門系統(tǒng)裝置組成、工作原理、設備布置和動作過程。風門系統(tǒng)工作可靠能滿足礦井通風系統(tǒng)和安全生產(chǎn)要求。

全自動平衡無壓風門系統(tǒng)中設有2道單式的風門結構主體，每道單式風門主體又由一套門框、左右兩門扇、平衡機構、滑輪、鋼絲繩、重錘配重裝置及擋板等組成。其中平衡機構包括左右門軸、支撐直臂、支撐彎臂和連桿機構·，對開結構的左右兩扇門通過支撐直臂、支撐彎臂和連桿實現(xiàn)聯(lián)動，分別向2個相反方向同步開啟和閉合。為防止風流反向時吹開風門，有擋板焊接在風門開啟方向的異側。風門門框及門扇用鋼板焊接結構，外部表面做噴塑處理，可以防止井下腐蝕。無壓平衡風門結構如圖1所示。
（2）無壓風門平衡機構的設計
無壓平衡風門的左右2扇門通過支撐直臂、支撐彎臂及連桿組成一個連桿機構，在風門左右2扇門打開關閉過程中整個機構處于平衡狀態(tài)，即總力矩為0。如能夠使左右門扇打開閉合時的速度和角度始終保持一致，在平衡機構作用下，左右門扇的風門所受風壓作用力為0。其中風門軸對門扇的支撐力不能轉(zhuǎn)動門扇，風壓對風門的推力可以轉(zhuǎn)動門扇，風門所受作用力只有開啟風門的氣動力和配重裝置重錘的重力
圖2是無壓平衡風門在初始狀態(tài)閉合位置和末狀態(tài)打開位置的機構俯視圖，設直臂才刀距左門扇軸心距離仂：，彎臂BEC距右門扇軸心距離B02：  ，彎臂BEC的BC連線與右門扇之間夾角為先若要保證風門在初始閉合位置狀態(tài)時，連桿c與左右門扇平行，即刀C/／仂仂，必須滿足乃：BE或刀： BCsin 90在風門*打開的過程中，風門門軸位置始終不變，左右門扇逐步被打開，直至左右門扇垂直于連桿，即月點轉(zhuǎn)移至A'占B點轉(zhuǎn)移至點c點轉(zhuǎn)移至c'點，D點轉(zhuǎn)移至刀 '點后；若要使連桿仍然平行于左右門扇風門，即c' //仂02，必須滿足 B'c'cos A'仂+B' 02：·+佝整體結構是一平行四連桿機構，即利用平行四邊原理，當其中一扇門被拉開或推開時，則另一扇門同步朝相反的方向開啟，風門左右門扇有固定的打開方向。

（3）全自動平衡無壓風門的工作原理無壓平衡風門系統(tǒng)每道單式風門主體均采用連桿平衡機構，左右門扇同步異向打開和關閉，不論風流朝向如何，風流的推力和壓力均同時作用在兩扇門上，并且大小相等，左右門扇風門所受的作用力就轉(zhuǎn)化為內(nèi)力并一直平衡。氣缸為風門連桿運動的執(zhí)行機構，其動力源是井下壓風系統(tǒng)，當有信號發(fā)送給控制主機，控制主機發(fā)出驅(qū)動信號，使電磁閥換向，氣缸伸出，推動連桿機構，實現(xiàn)風門的開啟。重錘配重裝置與風門連桿相連，產(chǎn)生的牽引力減輕風門閉合時的阻力，起到復原平衡作用，實現(xiàn)風門的自動關閉。
全自動平衡無壓風門系統(tǒng)的電氣控制
（1）風門控制系統(tǒng)組成
自動氣動風門控制系統(tǒng)主要由礦用隔爆兼本質(zhì)安全型風門控制裝置、礦用防爆控制按鈕、礦用本質(zhì)安全型光電式接近傳感器、礦用本質(zhì)安全型電感式傳感器、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型語音聲光報警器和礦用隔爆型氣動電磁閥等組成。
圖3是風門控制系統(tǒng)中各主要裝置設備之間的關系圖。礦用隔爆兼本安型風門控制器接收處理礦用本安型光電式接近傳感器及礦用本安型電感式傳感器的開關信號后，輸出指令信號控制氣動電磁閥動作，同時向礦用本質(zhì)安全型語音聲光報警器發(fā)出語音信號和顯示信號。礦用本安型光電式傳感器監(jiān)視有無行人或車輛通過風門，礦用本安型電感式傳感器確定左右門扇風門的開閉狀態(tài)。礦用隔爆型氣動電磁閥接收控制主機信號，從而改變壓風氣流方向使氣缸動作，實現(xiàn)風門的開啟或關閉。
（2）風門控制系統(tǒng)工作原理 O風門氣動工作原理
風門氣動動力來源于井下管網(wǎng)壓風系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)過空氣濾清器和油霧器后，通過二位五通電磁閥和單向節(jié)流閥進人氣缸。通過電控二位五通閥可以改變其閥芯位置，進氣方向的改變可使執(zhí)行氣缸活塞桿伸出或縮回，氣缸上的節(jié)流閥通過控制氣體流量控制風門的開閉速度。
2風門動作過程
風門系統(tǒng)安裝在需要風量控制的巷道中，設有2道風門A和B ,每道風門兩側的巷道壁上都安裝有隔爆按鈕和光電式接近傳感器，同時每道風門也安裝有檢測風門開閉狀態(tài)的電感式接近傳感器。初始時2道風門均處于關閉狀態(tài)，當巷道中人員或礦車需要通過風門A 時，風門A外側光電式接近傳感器SCI檢測到有人員或礦車信號后，風門控制器接收到該信號驅(qū)動電磁閥，推動執(zhí)行機構氣缸A開啟風門，電感式接近傳感器SD2檢測到風門的開啟。此時，語音聲光報警裝置A發(fā)出警示語“請注意安全，風門已開啟"且綠色指示燈亮，另一道風門B的閉鎖電磁閥啟動，語音聲光報警裝置B有提示語“請您稍候，前方風門已打開"且紅色指示燈亮。經(jīng)過適當延時，風門A 內(nèi)側光電式傳感器SC2檢測到行人或礦車通過后，風門控制器釋放電磁閥，風門A關閉，待電感式接近傳感器SDI檢測到風門A*關閉后，語音聲光報警器停止報警提示，進人待機狀態(tài)。同理，行人或車輛通過另一道風門B時動作過程相同。反向通過兩道風門時控制過程一樣，只要確保同一時間內(nèi)至少有一道風門處于關閉狀態(tài)。 
手動操作狀態(tài)下，按下風門一側的隔爆按鈕，風門*打開到位后，松開隔爆按鈕，待行人或礦車通過，操作風門另一側隔爆按鈕關閉風門，關閉到位后松開隔爆按鈕，通過另一道風門時的操作同理。