矿用风门缓冲装置的应用
作者： 矿用风门来源： 互联网
矿井通风是一个系统工程，常用的通风设施及通风建筑物有：矿井主抽风机、局部通风机、风门、风筒、风墙等，所有这些的目的是保证风流按设计的路线通过所有必到的工作面。 通风系统就像一个电路系统，风速和风量都经过科学的设计，风门用于阻断风流和通过车辆和行人，是通风系统的重要组成部分，一组（至少两道）风门同时打开或者风门漏风严重就会造成风流短路，使采区等工作面有效风量大幅度减小，有害气体积聚，影响矿工身体健康，严重时会造成人员窒息或瓦斯爆炸等矿难的发生。 因此，矿井一刻也不能停风，由于矿井深度大、范围广，因此压风要有一定的风速、风压，尤其在主巷道中风速很快， 造成巷道风门关门时撞击严重，风门损坏很快，严重威胁通风系统的稳定，通风部门投入很多人力物力进行风门维护，而且由于关门速度快经常有风门伤人事故发生， 为降低生产成本，减少安全事故，有必要设计一套风门缓冲装置适当延长关门时间，减少甚至杜绝关门撞击。
矿用风门缓冲装置设计思路
打气筒就是一种很好的缓冲装置原型。 提起气筒杆（活塞）时很轻快，几乎没有阻力，因为打气筒活塞就像一个单向阀， 向上提起时上下腔气体相通，气体由上腔进入下腔，上腔空气通过打气筒杆与打气筒上盖之间的空隙进入， 活塞毛头呈碗状，向上运动时直径缩小， 其与桶壁的摩擦力很小，提起打气筒几乎仅需要克服打气筒杆（活塞）的重量，因其很小几乎可以忽略故感觉很轻快。 压下气筒杆（活塞）时阻力大，因为活塞向下运动时，毛头直径加大活塞与桶壁密封良好，活塞单向阀关闭，下腔气体不能涌入上腔，只能被压进车胎，因此感觉有阻力，且下压速度越快阻力越大，压缩气体排尽气筒杆（活塞）下压到位。 这就起到了缓冲的作用。
将打气筒加以改造，然后安装在风门模型上试用，有效果但不理想。究其原因：①因为毛头需润滑油浸润才能保持与桶壁的良好密封，而作为缓冲装置是水平安装的，毛头上部的润滑油在重力作用下经过一段时间就会落到下面， 导致毛头与桶壁不能良好密封，关门时前后两腔窜气，缓冲效果不佳；②打气筒的活塞仅仅靠一个轴用挡圈固定，受力大时有可能使活塞脱落；③打气筒杆直径小刚性略显不足。
宾馆和机关等有些单位的一些门上也装有一种缓冲装置，经分析该机构太小不适于矿井风压大风速高的环境使用。
因此依据打气筒的工作原理， 改进其不足之处，着手设计风门缓冲装置。
矿用风门缓冲装置安装方便原则
风门种类很多， 从材质上分有由型钢作框架由薄钢板作面板的钢门和用方木作框架、铺设木板的木门；从使用时间上分有原有旧门和新安装的新门。 缓冲装置既要能在新制作的风门上安装，又方便在原有的风门上加装；既要能在钢门上安装又要能在木门上安装，这样才能最大限度地推广这一技术，发挥最大的社会效益，而且也能实现缓冲装置的批量生产，降低生产成本提高经济效益。 因此设计时固定座设计成整体制作、分体安装，整体制造可以降低制造难度、提高工件质量，分体安装可以降低安装难度、降低安装成本。 采用螺栓固定，只要在门框和门扇上共计钻 10 个 10 mm 的孔既可安装。
（2）密封原则
风门是重要的通风设施， 有严格的密封要求，不能因为安装了风门缓冲装置，实现了缓冲而加大了泄风量。 随着风门开和关，缓冲装置的活塞杆在做伸缩运动的同时还会有一定幅度的摆动，因此要在风门横梁上开一个长孔。 为保证密封性在活塞杆摆动长孔上加装了密封胶皮，关门后胶皮会在压风的作用下紧紧贴在门框上阻止泄风，其他安装孔用螺栓、平弹垫及螺母固定不会造成泄风。
（3）“以人为本”的原则
风门要过人，而且由于风压大，行人门一般比较小，风门开启力
F=pA
式中 p———巷道静风压；
A———风门面积。
缓冲装置不能影响行人。 因此设计将缓冲装置安装在风门横梁上，缓冲装置水平安装，缓冲装置不低于横梁下端面，故不占用行人空间。
（4）维护方便原则
只有便于维护，才能延长设施的使用寿命。 该装置运动方式简单，速度低，因此磨损慢，采用 O 形橡胶密封圈和 Y 形橡胶密封圈布置在活塞上，既经济又耐磨，只要定期（一周一次）往活塞缸筒和连杆销孔上涂点机油即可。
矿用风门缓冲装置工作过程
气缸固定在风门门框上， 活塞杆与连杆连接，连杆根据门扇厚度不同可定制，连杆与安装在门扇上的固定座用联接销联接在一起，门扇开启时门扇固定座带动气缸活塞杆作伸出运动，缸筒后部的空气由调速节流阀进入（调速节流阀进出气是通过不同气孔的，进气时没有阻力，出气时可通过调节排气孔大小从而调节排气速度）， 缸筒前部的空气从气缸前端盖的孔中排出，仅仅有活塞和缸筒的摩擦力，活塞采用 1 个 Y 形橡胶密封圈和 1 个 O 形橡胶密封圈组合密封，缸杆伸出运动时阻力很小几乎可以忽略不计； 风门关闭时气缸前部空气顺畅地进入，气缸后部的空气排出时受到来自调速节流阀的阻力，起到关门缓冲作用，短时间内气缸后部空气排空，风门良好闭合。
