煤矿立风井防爆门自动辅助升降及快速锁紧装置的制作方法

本实用新型涉及煤矿通风安全防护技术领域，具体地说是一种煤矿立风井防爆门自动辅助升降及快速锁紧装置。

背景技术：

立风井防爆门是煤矿通风安全的重要设施。防爆门又称为防爆盖，安装布置在出风井同一轴线上的井口平台面上。防爆门的作用主要体现在以下几个方面：（1）、矿井正常通风时，保持气密性，用来隔离井下气流与地面大气，防止风流短路，保证通风系统正常；（2）、当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸时，防爆门（盖）被爆炸的气流冲击波打开，造成风流短路，爆炸气流直接排放到地面大气，降低矿井中气流的压力，起到卸压作用，防止主要通风机因爆炸气流冲击而造成损坏；（3）、当井下进风巷道发生火灾或存在有毒气体时，为了防止火焰及有毒气体进入采区危害矿工生命，必须及时进行反风灭火，这就需要及时将防爆门（盖）压紧，采用正压方式对井下强制实施反风；（4）、在主要通风机意外停电或出现机械故障等原因停止运转时，防爆门可以自动打开，利用自然风压保持矿井一定的通风量。根据煤矿安全规程第一百五十八条规定：防爆门6个月检修一次。煤矿安全规程第一百六十一条规定：主要通风机停止运转时，必须打开井口防爆门，利用自然通风。

防爆门在矿井正常通风期间是以负压运行状态，即常闭状态。其中，重锤的重量一般略大于门体的重量，当矿井停风时，门体能自动打开。但实际情况缺无法实现。目前常用的矿井防爆门存在以下问题：（1）、矿井防爆门不能正常开启，致使矿井主要通风机在停运和倒机期间无法利用矿井自然风压进行通风和正常检修；（2）、矿井防爆门可以自动开启，但是在开启过程中存在门体偏斜、卡塞、过速断绳等情况，而达不到设计开启高度，可能造成防爆门损伤，同时防爆门复位时，需人工搬掉重锤块，由于铸铁块重量大又没有可以入手之处，造成门体复位困难,复位时间长，严重影响自然通风效果,延缓开机时间。因此，某些煤矿直接以减少重锤的配重或用锁紧压块全部压紧，存在较大安全隐患问题。同时也违反了煤矿安全规程第一百五十八条规定：防爆门6个月检修一次。煤矿安全规程第一百六十一条规定：主要通风机停止运转时，必须打开井口防爆门，利用自然通风。

关于防爆门自动升降的方法有人提出以变质量的手段确保均匀升降问题，尽管能解决上述问题，经使用证明，该系统装置需要增加的附属设施较多，如变量罐、分配水箱、变量水箱、水泵、管路，阀门等，不仅操作繁琐，流量不均衡分配，操作时间长、现场凌乱，且采取设备保温措施，成本高，推广难度大。

防爆门还存在锁紧问题，在矿井反风前，需人工旋转防爆门外圆周上8个锁紧压块，在人员准备不足、天气影响等情况下，锁扣门体操作耗时较多。据测算：在人员充分、操作熟练的情况下，防爆门锁扣操作时间达3分钟左右，占用了矿井反风时间，以致有时在10分钟内不能完成反风操作。防爆门开启和锁紧耗费时间较多，可能给矿井下带来意想不到的灾难。

针对防爆门8个压块锁紧费工费时，延长矿井反风操作时间，自动化水平低等问题，进行了改进，即利用电动推杆或用液压推杆进行锁紧，达到自动锁紧的目的，但是该装置制作及安装复杂，外形尺寸大，不美观。

故如何能够实现防爆门的自动升降和快速锁紧是目前现有技术中存在的技术问题。

专利号为CN204386654U的专利文献公开了一种煤矿立风井防爆门升降支架，包括支架本体、升降钢丝绳、设置有滑轮的滑轮组支架；滑轮组支架的左右侧分别安装有一个左滑轮和一个右滑轮，在支架本体与滑轮组支架的结合部安装有一个中滑轮；升降钢丝绳包括相互独立的第一升降钢丝绳和第二升降钢丝绳，第一升降钢丝绳的一端与防爆门门体相连接，第一升降钢丝绳的另一端一次绕过左滑轮、右滑轮与重锤部分相连接；支架本体的俄内部安装有液压缸，液压缸的液压杆的上端与第二升降钢丝绳的一端相连接，第二升降钢丝绳的另一端一次绕过中滑轮、左滑轮与防爆门门体相连接。但是该技术方案不能实现自然平衡以及重锤分离，安全系数相对较差。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是提供一种煤矿立风井防爆门自动辅助升降及快速锁紧装置，来解决如何能够实现防爆门的自动升降和快速锁紧的问题。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，煤矿立风井防爆门自动辅助升降及快速锁紧装置，包括架体、自动升降装置和快速锁紧装置，架体包括立柱，立柱上端设置有滑轮横担，立柱下端设置有底座，底座通过地脚螺栓与井壁相连接；

自动升降装置包括平衡装置、牵引升降装置和牵引分离装置，平衡装置包括平衡钢丝绳、导向滑轮一、导向滑轮二、导向滑轮八和重锤二；平衡钢丝绳一端与防爆门门体相连接，平衡钢丝绳另一端绕过导向滑轮一、导向滑轮二和导向滑轮八与重锤二相连接，该装置用于实现保持自然平衡，重锤二按每块50Kg配置，数量按门体重量确定，由平衡钢丝绳吊挂；

牵引升降装置包括牵引钢丝绳、导向滑轮三、导向滑轮四、动滑轮、导向滑轮五、油缸和捕捉器，捕捉器设置在底座上，油缸设置在立柱内，动滑轮设置在油缸的活塞杆上；牵引钢丝绳一端与防爆门门体相连接，牵引钢丝绳另一端依次绕过导向滑轮三、导向滑轮四、动滑轮和导向滑轮五并穿过捕捉器与捕捉器固定连接，该装置用于实现升降传动作用；

牵引分离装置包括分离钢丝绳、重锤一、牵引分离结构和导向滑轮七，重锤一穿过平衡钢丝绳自由落在重锤二上，分离钢丝绳一端固定在牵引分离结构上，分离钢丝绳另一端绕过导向滑轮七和导向滑轮八与重锤一相连接，重锤一重量在100Kg以内；正常状态，重锤一落在重锤二上，随其移动，要求起升时，重锤一在牵引分离结构作用下将上升一段位移，实现重锤一与重锤二分离。

作为优选，还包括液压站和控制柜，液压站上设置有液压站护罩，液压站护罩用于防雨、防沙；油缸通过液压管路连通液压站，控制柜电连接液压站。

作为优选，所述捕捉器包括固定支座、活动支座、导向滑轮六、压块和捕捉钩，固定支座固定设置在底座上，导向滑轮六设置在固定支座的下方，活动支座设置在固定支座的上方且活动支座与固定支座之间设置有弹簧二，压块设置在活动支座上方且活动支座与压块之间设置有弹簧一，弹簧一上端设置有钢丝绳楔块，钢丝绳楔块设置在压块上；牵引钢丝绳绕过导向滑轮六并穿过捕捉器固定在压块的钢丝绳楔块上；捕捉钩倾斜设置在活动支座和压块之间且捕捉钩连接牵引分离结构，捕捉器和牵引分离结构外侧设置有分离器罩，分离器罩用于防雨和防沙。

更优地，所述牵引分离结构包括牵引块和滑道，滑道设置在底座上，牵引块设置在滑道上且与捕捉钩连接，牵引块的上端设置有吊环螺钉，分离钢丝绳一端固定在吊环螺钉上。

更优地，所述导向滑轮一、导向滑轮二、导向滑轮三、导向滑轮四、导向滑轮五、导向滑轮七和导向滑轮八采用聚氨酯轮，主要起平衡钢丝绳、牵引钢丝绳、分离钢丝绳的承载和传递作用；滑轮横担上方设置有滑轮护罩，滑轮护罩用于防雨。

更优地，所述动滑轮采用聚氨酯轮，用于完成牵引钢丝绳平衡及位移。

更优地，所述油缸采用双伸缩活塞杆的油缸，油缸用于带动动滑轮上下移动，其行程由防爆门自然通风距离确定，其牵引力由门体重量定。

更优地，所述底座采用底钢板与槽钢焊接的底座，底座用于承载全部荷载；立柱采用槽钢和加强板焊接的立柱，立柱用于承载门体与重锤的重量；滑轮横担采用不等边角钢组装的横担，滑轮横担用于固定滑轮和承载；立柱上端与滑轮横担相连接，立柱下端与底座焊接成一体。

作为优选，所述快速锁紧装置包括电子锁、吸复块和电源，吸复块设置在防爆门门体上，吸复块下方设置有电子锁，电子锁电连接电源，电源采用24V直流电源。

更优地，所述电子锁包括吸盘底座和电磁铁吸盘组，电磁铁吸盘组包括至少两个电磁铁吸盘，吸盘底座通过膨胀螺栓安装在防爆门门体上，电磁铁吸盘安装在吸盘底座上，电磁铁吸盘内部设置有电磁铁线圈体且电磁铁吸盘的一侧设置有线圈电源引线，电子锁通过线圈电源引线连接电源，其中，电磁铁线圈体100%纯铜线圈，配置高温铁氟龙电源线，电磁铁吸盘贴合表面平整密闭，有防水功能；电磁铁吸盘的工作状态的监测由线圈电路中串联电流表实现；电磁铁吸盘整体吸力大于作用在防爆帽上的向外压力的2倍，能满足反风要求。

本实用新型的煤矿立风井防爆门自动辅助升降及快速锁紧装置与现有技术相比具有以下优点：

（一）、本实用新型主要解决了常规防爆门起升困难，降落不到位的问题，通过滑轮组实现了防爆门自动辅助升降，同时通过平衡装置实现了自然平衡，提高了安全性；

（二）、本实用新型通过电子锁不仅缩短了立井防爆门门体升降及锁扣时间，而且确保了结构简单，外形美观；

（三）、本实用新型实现了无源升降，液压站采用大容量蓄能器，能满足在全矿井停电情况下，确保防爆门门体升起；

（四）、本实用新型通过控制柜控制液压站的工作状态，自动化程度高，为通风机无人值守提供条件。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为自动升降装置的结构示意图；

附图2为附图1中捕捉器的结构示意图；

附图3为附图1中牵引分离结构的结构示意图；

附图4为附图1中A-A向的剖视图；

附图5为快速锁紧装置的结构示意图；

附图6为附图4中电子锁的结构示意图。

图中：1、立柱，2、滑轮横担，3、底座，4、地脚螺栓，5、井壁，6、防爆门门体，7、平衡钢丝绳，8、导向滑轮一，9、导向滑轮二，10、导向滑轮八，11、重锤二，12、牵引钢丝绳，13、导向滑轮三，14、导向滑轮四，15、动滑轮，16、导向滑轮五，17、油缸，18、捕捉器，18-1、固定支座，18-2、活动支座,18-3、导向滑轮六，18-4、压块,18-5、捕捉钩，18-6、弹簧二，18-7、弹簧一，18-8、钢丝绳楔块，19、分离钢丝绳，20、重锤一，21、牵引分离结构，21-1、牵引块，21-2、滑道，21-3、吊环螺钉，22、导向滑轮七，23、液压站，24、控制柜，25、液压站护罩，26、电子锁，26-1、吸盘底座，26-2、电磁铁吸盘、26-3、线圈电源引线，26-4、电磁铁线圈体，26-5、膨胀螺栓，27、吸复块，28、电源，29、滑轮护罩，30、分离器罩。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的煤矿立风井防爆门自动辅助升降及快速锁紧装置作以下详细地说明。

实施例：

如附图1和4所示，本实用新型的煤矿立风井防爆门自动辅助升降及快速锁紧装置, 其结构包括架体、自动升降装置、快速锁紧装置、液压站23和控制柜24，架体包括立柱1，立柱1上端与滑轮横,2相连接，立柱1下端与底座3焊接成一体，底座3通过地脚螺栓4与井壁5相连接；底座3采用底钢板与槽钢焊接的底座，底座3用于承载全部荷载；立柱1采用槽钢和加强板焊接的立柱，立柱1用于承载门体与重锤的重量；滑轮横担2采用不等边角钢组装的横担，滑轮横担2用于固定滑轮和承载。液压站23上安装液压站护罩25，液压站护罩25用于防雨、防沙；油缸17通过液压管路连通液压站23，控制柜24电连接液压站23。

自动升降装置包括平衡装置、牵引升降装置和牵引分离装置，平衡装置包括平衡钢丝绳7、导向滑轮一8、导向滑轮二9、导向滑轮八10和重锤二11；平衡钢丝绳7一端与防爆门门体6相连接，平衡钢丝绳7另一端绕过导向滑轮一8、导向滑轮二9和导向滑轮八10与重锤二11相连接，该装置用于实现保持自然平衡，重锤二11按每块50Kg配置，数量按门体重量确定，由平衡钢丝绳7吊挂。

牵引升降装置包括牵引钢丝绳12、导向滑轮三13、导向滑轮四14、动滑轮15、导向滑轮五16、油缸17和捕捉器18，捕捉器18安装在底座3上，油缸17安装在立柱1内，油缸17采用双伸缩活塞杆的油缸，油缸17用于带动动滑轮上下移动，其行程由防爆门自然通风距离确定，其牵引力由门体重量定。动滑轮15安装在油缸17的活塞杆上；动滑轮15采用聚氨酯轮，用于完成牵引钢丝绳12平衡及位移。牵引钢丝绳12一端与防爆门门体6相连接，牵引钢丝绳12另一端依次绕过导向滑轮三13、导向滑轮四14、动滑轮15和导向滑轮五16并穿过捕捉器18与捕捉器18固定连接，该装置用于实现升降传动作用。

牵引分离装置包括分离钢丝绳19、重锤一20、牵引分离结构21和导向滑轮七22，重锤一20穿过平衡钢丝绳7自由落在重锤二11上，分离钢丝绳19一端固定在牵引分离结构21上，分离钢丝绳19另一端绕过导向滑轮七22和导向滑轮八10与重锤一20相连接，重锤一20重量在100Kg以内；正常状态，重锤一20落在重锤二11上，随其移动，要求起升时，重锤一20在牵引分离结构21作用下将上升一段位移，实现重锤一20与重锤二11分离。

如附图2所示，捕捉器18包括固定支座18-1、活动支座18-2、导向滑轮六18-3、压块18-4和捕捉钩18-5，固定支座18-1固定安装在底座3上，导向滑轮六18-3安装在固定支座18-1的下方，活动支座18-2安装在固定支座18-1的上方且活动支座18-2与固定支座18-1之间安装弹簧二18-6，压块18-4安装在活动支座18-2上方且活动支座18-2与压块18-4之间安装弹簧一18-7，弹簧一18-7上端安装钢丝绳楔块18-8，钢丝绳楔块18-8安装在压块18-4上；牵引钢丝绳12绕过导向滑轮六18-3并穿过捕捉器18固定在压块18-4的钢丝绳楔块18-8上；捕捉钩18-5倾斜安装在活动支座18-2和压块18-4之间且捕捉钩18-5连接牵引分离结构21，捕捉器18和牵引分离结构21外侧安装分离器罩30，分离器罩30用于防雨和防沙。导向滑轮一8、导向滑轮二9、导向滑轮三13、导向滑轮四14、导向滑轮五16、导向滑轮七22和导向滑轮八10采用聚氨酯轮，主要起平衡钢丝绳7、牵引钢丝绳12、分离钢丝绳19的承载和传递作用；滑轮横担2上方安装滑轮护罩29，滑轮护罩29用于防雨。

如附图3所示，牵引分离结构21包括牵引块21-1和滑道21-2，滑道21-2安装在底座3上，牵引块21-1安装在滑道21-2上且与捕捉钩18-5连接，牵引块21-1的上端安装吊环螺钉21-3，分离钢丝绳19一端固定在吊环螺钉21-3上。

如附图5所示，快速锁紧装置包括电子锁26、吸复块27和电源28，吸复块27安装在防爆门门体6上，吸复块27下方安装电子锁26，电子锁26电连接电源28，电源28采用24V直流电源。

如附图6所示，电子锁26包括吸盘底座26-1和电磁铁吸盘组，电磁铁吸盘组包括多个电磁铁吸盘26-2，吸盘底座26-1通过膨胀螺栓26-5安装在防爆门门体6上，电磁铁吸盘26-2安装在吸盘底座26-1上，电磁铁吸盘26-2内部安装电磁铁线圈体26-4且电磁铁吸盘26-2的一侧安装线圈电源引线26-3，电子锁26通过线圈电源引线26-3连接电源28，其中，电磁铁线圈体26-4采用100%纯铜线圈，配置高温铁氟龙电源线，电磁铁吸盘贴合表面平整密闭，有防水功能；电磁铁吸盘26-2的工作状态的监测由线圈电路中串联电流表实现；电磁铁吸盘26-2整体吸力大于作用在防爆帽上的向外压力的2倍，能满足反风要求。

具体工作过程：当通风机停止运转后，首先启动液压站23，再启动油缸17起升按钮，油缸17带动动滑轮15往下运动，致使牵引钢丝绳12往下位移，由于牵引钢丝绳12一端固定防爆门门体6的重量远远另一端固定捕捉器18（活动支座18-2）的重量，出现受力及不平衡，需要重新找平衡，促使固定在捕捉器18一端的牵引钢丝绳12蠕动。牵引钢丝绳12牵引捕捉器18的压块18-4往下移动，进一步带动捕捉钩18-5往下移动，直到捕捉钩18-5通过活动支座18-2转到到水平位置，蠕动位移为LS1，动滑轮15位移LX1，LS1=2LX1，同时捕捉钩18-5已插如牵引分离结构21的牵引块21-1空槽内。压块18-4、捕捉钩18-5、弹簧一18-7、活动支座18-2等整体已成刚体。当油缸17带动动滑轮15继续往下运动，根据力的平衡原理，两端牵引钢丝绳12继续找平衡，固定在捕捉器18一端的牵引钢丝绳12蠕动以活动支座18-2等刚体继续压缩弹簧二18-6往下蠕动到位移为LS2，捕捉钩18-5与牵引块21-1挂住，LS2=2LX2。当油缸17带动动滑轮15继续往下运动，安装在活动支座18-2的捕捉钩18-5带动牵引块21-1继续压缩弹簧二18-6一起往下移动，这时牵引块21-1带动分离钢丝绳19通过导向滑轮七22和导向滑轮八10将重锤一20提升至LS3，LS3=2LX3实现重锤分离目的。活动支座18-2位移LS2+LS3后，弹簧二18-6不再压缩变形，由此活动支座18-2与固定支座18-1及基础形成新的刚体，此端为不在发生位移的固定端，该刚体质量已远远大于防爆门门体6质量，当油缸17带动动滑轮15继续往下运动时，因一端为固定点，牵引钢丝绳12通过导向滑轮三13将防爆门门体6提升，提升至满足通风距离LX4后，油缸17活塞停止移动，活塞运行距离为LS4=1/2LX4，完成提升工作。降落与上述过程相反。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本实用新型。但是应当理解，本实用新型并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。