礦用風門緩沖裝置的應用
作者： 礦用風門來源： 互聯網
礦井通風是一個系統工程，常用的通風設施及通風建筑物有：礦井主抽風機、局部通風機、風門、風筒、風墻等，所有這些的目的是保證風流按設計的路線通過所有必到的工作面。 通風系統就像一個電路系統，風速和風量都經過科學的設計，風門用于阻斷風流和通過車輛和行人，是通風系統的重要組成部分，一組（至少兩道）風門同時打開或者風門漏風嚴重就會造成風流短路，使采區等工作面有效風量大幅度減小，有害氣體積聚，影響礦工身體健康，嚴重時會造成人員窒息或瓦斯爆炸等礦難的發生。 因此，礦井一刻也不能停風，由于礦井深度大、范圍廣，因此壓風要有一定的風速、風壓，尤其在主巷道中風速很快， 造成巷道風門關門時撞擊嚴重，風門損壞很快，嚴重威脅通風系統的穩定，通風部門投入很多人力物力進行風門維護，而且由于關門速度快經常有風門傷人事故發生， 為降低生產成本，減少安全事故，有必要設計一套風門緩沖裝置適當延長關門時間，減少甚至杜絕關門撞擊。
礦用風門緩沖裝置設計思路
打氣筒就是一種很好的緩沖裝置原型。 提起氣筒桿（活塞）時很輕快，幾乎沒有阻力，因為打氣筒活塞就像一個單向閥， 向上提起時上下腔氣體相通，氣體由上腔進入下腔，上腔空氣通過打氣筒桿與打氣筒上蓋之間的空隙進入， 活塞毛頭呈碗狀，向上運動時直徑縮小， 其與桶壁的摩擦力很小，提起打氣筒幾乎僅需要克服打氣筒桿（活塞）的重量，因其很小幾乎可以忽略故感覺很輕快。 壓下氣筒桿（活塞）時阻力大，因為活塞向下運動時，毛頭直徑加大活塞與桶壁密封良好，活塞單向閥關閉，下腔氣體不能涌入上腔，只能被壓進車胎，因此感覺有阻力，且下壓速度越快阻力越大，壓縮氣體排盡氣筒桿（活塞）下壓到位。 這就起到了緩沖的作用。
將打氣筒加以改造，然后安裝在風門模型上試用，有效果但不理想。究其原因：①因為毛頭需潤滑油浸潤才能保持與桶壁的良好密封，而作為緩沖裝置是水平安裝的，毛頭上部的潤滑油在重力作用下經過一段時間就會落到下面， 導致毛頭與桶壁不能良好密封，關門時前后兩腔竄氣，緩沖效果不佳；②打氣筒的活塞僅僅靠一個軸用擋圈固定，受力大時有可能使活塞脫落；③打氣筒桿直徑小剛性略顯不足。
賓館和機關等有些單位的一些門上也裝有一種緩沖裝置，經分析該機構太小不適于礦井風壓大風速高的環境使用。
因此依據打氣筒的工作原理， 改進其不足之處，著手設計風門緩沖裝置。
礦用風門緩沖裝置安裝方便原則
風門種類很多， 從材質上分有由型鋼作框架由薄鋼板作面板的鋼門和用方木作框架、鋪設木板的木門；從使用時間上分有原有舊門和新安裝的新門。 緩沖裝置既要能在新制作的風門上安裝，又方便在原有的風門上加裝；既要能在鋼門上安裝又要能在木門上安裝，這樣才能最大限度地推廣這一技術，發揮最大的社會效益，而且也能實現緩沖裝置的批量生產，降低生產成本提高經濟效益。 因此設計時固定座設計成整體制作、分體安裝，整體制造可以降低制造難度、提高工件質量，分體安裝可以降低安裝難度、降低安裝成本。 采用螺栓固定，只要在門框和門扇上共計鉆 10 個 10 mm 的孔既可安裝。
（2）密封原則
風門是重要的通風設施， 有嚴格的密封要求，不能因為安裝了風門緩沖裝置，實現了緩沖而加大了泄風量。 隨著風門開和關，緩沖裝置的活塞桿在做伸縮運動的同時還會有一定幅度的擺動，因此要在風門橫梁上開一個長孔。 為保證密封性在活塞桿擺動長孔上加裝了密封膠皮，關門后膠皮會在壓風的作用下緊緊貼在門框上阻止泄風，其他安裝孔用螺栓、平彈墊及螺母固定不會造成泄風。
（3）“以人為本”的原則
風門要過人，而且由于風壓大，行人門一般比較小，風門開啟力
F=pA
式中 p———巷道靜風壓；
A———風門面積。
緩沖裝置不能影響行人。 因此設計將緩沖裝置安裝在風門橫梁上，緩沖裝置水平安裝，緩沖裝置不低于橫梁下端面，故不占用行人空間。
（4）維護方便原則
只有便于維護，才能延長設施的使用壽命。 該裝置運動方式簡單，速度低，因此磨損慢，采用 O 形橡膠密封圈和 Y 形橡膠密封圈布置在活塞上，既經濟又耐磨，只要定期（一周一次）往活塞缸筒和連桿銷孔上涂點機油即可。
礦用風門緩沖裝置工作過程
氣缸固定在風門門框上， 活塞桿與連桿連接，連桿根據門扇厚度不同可定制，連桿與安裝在門扇上的固定座用聯接銷聯接在一起，門扇開啟時門扇固定座帶動氣缸活塞桿作伸出運動，缸筒后部的空氣由調速節流閥進入（調速節流閥進出氣是通過不同氣孔的，進氣時沒有阻力，出氣時可通過調節排氣孔大小從而調節排氣速度）， 缸筒前部的空氣從氣缸前端蓋的孔中排出，僅僅有活塞和缸筒的摩擦力，活塞采用 1 個 Y 形橡膠密封圈和 1 個 O 形橡膠密封圈組合密封，缸桿伸出運動時阻力很小幾乎可以忽略不計； 風門關閉時氣缸前部空氣順暢地進入，氣缸后部的空氣排出時受到來自調速節流閥的阻力，起到關門緩沖作用，短時間內氣缸后部空氣排空，風門良好閉合。
