矿用风门自动闭锁装置电控气动型

二、工作原理

1. 检测与信号传输

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• 装置配备多种传感器。红外线传感器安装在风门附近的巷道壁上，其感应范围能够覆盖人员或车辆的通行区域。当有物体进入感应范围时，红外线传感器会产生电信号。例如，其感应距离可在 5 - 15 米之间，一旦检测到矿工或矿车靠近，便迅速将信号传输给电控单元。

• 同时，还设有位置传感器安装在风门的门轴或门框处，用于监测风门的开闭状态和角度。位置传感器可以是霍尔传感器或限位开关等，能够精确地将风门的位置信息转化为电信号反馈给电控单元。

5. 电控单元处理

• 电控单元（通常采用 PLC 控制器）接收到传感器传来的信号后，按照预设的程序进行逻辑判断。如果红外线传感器检测到通行需求且对应的风门未处于闭锁状态，电控单元会发出指令控制气动系统动作。例如，当一侧风门需要开启时，电控单元先检查另一道风门是否关闭，若关闭则启动开启程序。

• 若检测到异常情况，如两道风门同时有开启信号或系统故障，电控单元会触发报警装置并采取相应的闭锁措施，防止风流短路等危险情况发生。

6. 气动驱动与闭锁实现

• 气动系统由空气压缩机、储气罐、电磁阀、气缸等部件组成。当电控单元发出开启风门的指令后，电磁阀打开，储气罐中的压缩空气进入气缸。气缸的活塞在气压作用下推动连杆机构，从而使风门开启。例如，对于较大的风门，可能采用直径 100 - 200 毫米的气缸，以提供足够的推力。

• 在闭锁方面，当一道风门开启时，电控单元通过控制电磁阀切换气路，使另一道风门的气缸处于锁定状态，无法进气或排气，从而实现两道风门的闭锁。即使在压缩空气供应中断等故障情况下，机械闭锁机构也能确保风门不会同时打开，保障通风安全。

三、矿用风门自动闭锁装置电控气动型主要组成部分

1. 传感器系统

• 红外线传感器：采用高灵敏度的红外线发射与接收元件，具有防尘、防水、防爆等特性，能够适应煤矿井下恶劣的环境条件。其外壳坚固，可有效防止碰撞和煤尘、水雾的侵入。

• 位置传感器：如霍尔传感器，利用磁场变化检测风门位置，精度较高，可提供连续的位置信号；限位开关则在风门到达特定位置时触发，提供开关量信号，两者相互配合，准确反馈风门状态。

2. 电控单元

• PLC 控制器：具备强大的逻辑运算能力和丰富的输入输出接口。可存储多套控制程序，以适应不同的风门控制需求和矿井通风布局。例如，可根据不同的巷道通风要求，设置风门的开启顺序、延迟时间等参数。

• 人机交互界面：包括显示屏和操作按钮。显示屏可显示风门状态、传感器数据、故障信息等，方便矿工实时了解装置运行情况。操作按钮可用于手动控制风门开启和关闭，以及进行参数设置等操作，在紧急情况或调试时发挥作用。

3. 气动系统

• 空气压缩机：为整个气动系统提供压缩空气源。一般选用适合煤矿井下使用的防爆型空气压缩机，其排气量和压力可根据矿井规模和气动设备数量进行选择。例如，对于中小型矿井，排气量在 1 - 3 立方米 / 分钟、压力在 0.7 - 1.0 兆帕的空气压缩机即可满足需求。

• 储气罐：用于储存压缩空气，起到稳压和缓冲的作用。储气罐的容积根据气动系统的用气量和压力波动要求确定，通常在 0.5 - 2 立方米之间。其罐体采用高强度钢材制作，并经过严格的防爆和耐压测试。

• 电磁阀：是控制压缩空气流向的关键元件。通过电控单元的信号控制电磁阀的开闭，实现对气缸进气和排气的精确控制。电磁阀具有快速响应、密封性好等特点，且符合煤矿防爆要求。

• 气缸：作为气动执行元件，将压缩空气的能量转化为机械运动。气缸的缸体采用优质钢材，活塞和密封件采用耐磨、耐高压材料，以保证其在长期频繁工作下的可靠性。其行程和推力根据风门的尺寸和重量设计，可选择单作用或双作用气缸。

四、优势与应用效果

1. 自动化程度高

• 能够自动感知人员或车辆的通行需求，无需人工干预即可实现风门的开启和关闭，大大提高了矿井运输和人员通行的效率。例如，在矿车频繁运输的巷道，风门可自动快速开启和关闭，减少了运输时间和人力成本。

2. 安全可靠

• 电控气动的闭锁机制有效防止了两道风门同时打开导致的风流短路现象，保障了矿井通风系统的稳定和井下空气质量。同时，在故障情况下的机械闭锁和报警功能，进一步提高了装置的安全性，降低了安全事故的风险。

3. 适应性强

• 可适用于不同类型和尺寸的风门，无论是木质风门、铁质风门还是复合材料风门，都能通过调整气缸推力和传动机构进行有效控制。并且能在煤矿井下复杂的环境条件下稳定运行，如高湿度、高粉尘、瓦斯等环境。