红外线气动无压风门的工作原理如下:
传感器检测
通常会在风门两侧合适的位置安装传感器,常见的有红外线传感器、雷达传感器等。以红外线传感器为例,其由红外发射器和红外接收器组成,红外发射器持续向外发射红外线,在没有人员、车辆等物体靠近时,红外线能顺利被接收器接收,此时整个检测系统处于一种稳定状态。
当人员或车辆接近风门,进入到传感器的感应区域(一般红外线传感器感应区域范围根据实际安装调整,距离风门 1 - 3 米左右,高度在 1.5 - 2.5 米左右,雷达传感器则依据其探测范围和精度确定有效感应区域)时,物体会对红外线进行遮挡,导致红外接收器接收到的红外线信号发生变化,这种变化随即被转化为电信号;雷达传感器则是利用电磁波反射原理,当有物体靠近时,反射波的变化被转化为电信号。这些电信号就作为触发信号,传递给后续的气动控制系统。
信号接收与处理
气动控制系统中的控制箱(通常内置可编程逻辑控制器,即 PLC 等控制元件)接收到来自传感器的触发信号后,会按照预先设定好的控制程序进行逻辑判断,确认是需要开启风门的有效信号后,便开始控制相应的电磁阀动作。
气路控制与执行机构驱动
电磁阀是控制压缩空气流向的关键部件,在接收到控制信号后,电磁阀打开,使来自气源(一般是井下的压缩空气站提供的经过处理的压缩空气,气源压力需满足风门气动执行机构的工作要求,通常在 0.4 - 0.8MPa 左右)的压缩空气通过气管进入到气动执行机构 —— 气缸中。



气缸由缸筒、活塞、活塞杆等部件组成,当压缩空气进入气缸的一侧腔室时,会推动活塞带着活塞杆做直线运动(比如,若压缩空气进入无杆腔,活塞就会向有杆腔方向移动),而活塞杆通过连杆、销轴等连接部件与风门的门扇相连,于是活塞的直线运动就转化为门扇的旋转运动,带动风门开启,为人员或车辆让出通行空间。
互锁逻辑判断
在一道风门开启的同时,气动控制系统会依据预先设定的闭锁逻辑启动闭锁功能。对于相邻的两道风门(比如在通风巷道中防止风流短路常设置的正反向风门),当其中一道风门接收到开启信号并开始动作时,控制系统会通过气路控制或机械联锁等方式,阻止另一道风门同时开启。
例如,通过控制气路中的闭锁阀,切断另一道风门对应的气缸的进气或排气通道,使该气缸无法正常驱动门扇运动;或者采用机械联锁装置,直接限制另一道风门的开启动作,确保两道风门不会同时处于打开状态,从而有效防止风流短路,维持通风系统正常的风流方向和风量分配。
信号反馈与判断
当人员或车辆通过风门后,逐渐离开传感器的感应区域,传感器接收到的信号再次发生变化(红外线恢复正常接收、雷达反射波恢复初始状态等),并将此变化信号传递回气动控制系统。控制系统根据新的信号进行判断,确认此时需要关闭风门。
风门关闭动作
控制系统控制电磁阀改变状态,使气缸内的压缩空气排出(原本进气的腔室变为排气,通过排气管道将空气排到大气中或者回到气源的回气管道等),活塞在另一侧腔室(如弹簧复位力、配重或剩余气压等作用下的反向腔室)的作用力下反向运动,带动活塞杆回缩,进而使风门门扇绕门轴反向旋转,实现风门的关闭。同时,在风门关闭过程中,闭锁装置解除对其他风门(如果之前限制了的话)的闭锁限制,使整个通风系统恢复到正常的待机状态,等待下一次的触发信号。
整个过程通过不断循环的感应、控制、闭锁以及复位动作,实现了全自动气动闭锁无压风门依据人员和车辆通行需求自动开闭,并有效保障通风系统稳定,防止风流短路的功能。