一种矿用井下风门闭锁装置的制作方法

本发明涉及矿用通风设备，特别是涉及一种矿用井下风门闭锁装置。

背景技术：

矿井下的风门主要用于隔断风流，一般要求风门至少有两道，使用时，择一开启，另一道闭合。目前大多采用液压联锁机构实现两道门的择一开启，但是液压联锁机构需要液压泵、液压管道等，而液压管道属于易损件，需要定期检修更换，会对后期的维护造成高昂的成本。另外液压联锁机构一般安装在风门背后，由于矿井或风道本就不宽，这种方式有可能导致风门占用过宽的矿井空间。而且井下粉尘比较大，采用液压方式需要在防尘上增加大量辅助结构，从而无形中增加了整个设备的复杂程度。而且液压驱动的方式需要液压缸、油箱、阀门的辅助设备，占地空间也比较大，目前是直接放置在巷道或风道中，从而影响巷道或风道的实际使用宽度。

在公开号为：cn107989644a、名为：一种煤矿井下风门闭锁装置的中国发明专利中公开了一种可以降低占用巷道空间的风门闭锁装置，其主要是将风门通过杠杆方式进行联锁切换，而且将风门直接下拉至地下，从而尽可能降低对巷道空间的占用。但是这种方式，首先在动力驱动上，其使用丝杠、丝母，在恶劣的井下环境中，会造成丝杠、丝母的快速磨损，从而寿命不高。而且要将一般高达一米以上的风门拉入地下，其丝杆长度较大，制造难度非常大，也就是实际制造成本极高，而且常规工艺根本无法达到相应的精度。另外采用第二导杆联动的方式会使得第二导杆很长，这显然对第二导杆的刚度、强度、韧性等要求也较高，因此，上述设计并不实用。其虽然解决了巷道空间占用的问题，但是在目前工艺环境下，带来了高昂的成本。

对此，申请人提出一种矿用井下风门闭锁装置，其采用链条联动，利用链条皮实、对恶劣环境不敏感等特点，再结合上述专利中将风门收入地下的设计，即可将风门占用较大巷道空间、成本较高的问题进行解决。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用井下风门闭锁装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种矿用井下风门闭锁装置，包括防水箱、顶箱、底板、至少两个门框，所述防水箱顶部开口且开口端通过底板密封，底板与巷道地面平齐，所述门框安装在巷道侧壁上，且两个门框顶部通过顶板连接固定，顶箱固定在顶板上；

所述门框底部固定在接水罩的接水内罩内，且门框上分别设置有门通槽、门滑槽、导向孔，所述导向孔将顶箱内部与防水箱内部连通；

门滑槽内部可滑动地安装有门板，门板外壁与门滑槽内壁之间密封、可滑动装配；所述门板顶部与链条块装配固定，链条块与第一链条一端装配固定，第一链条分别绕过两个第一链轮后与另一门板通过另一链条块装配固定；

所述门板底部设置有连接环，连接环与第二链条一端连接固定，所述第二链条另一端穿出连接套后再分别绕过两个第六链轮后再穿过另一连接套、伸缩套后与另一门板的连接环装配固定。

优选地，所述第一链轮用于使第一链条与门板连接的部分平；每个第一链轮分别安装在不同的第一轴体上，第一轴体安装在立板上，立板固定在顶板上。

优选地，连接环与伸缩套一端套装固定，伸缩套另一端与连接套套装固定，连接套固定在接水内罩底部，所述连接套与接水内罩底部密封装配，所述伸缩套具有弹性。

优选地，两个第六链轮分别安装在另外两根第一轴体上，两根第一轴体与另一立板装配，此立板固定在水箱上；水箱两侧固定有过滤箱，过滤箱与水箱连通且过滤箱内填充有过滤网，过滤网用于过滤大颗粒杂质；所述过滤箱顶部还与接水内罩连通。

优选地，所述第一链条、第二链条上还分别安装有张紧机构，所述张紧机构用于对第一链条、第二链条进行张紧；

所述张紧机构包括张力块，所述张力块与至少四根螺杆通过螺纹旋合装配，所述螺杆一端与螺杆套可圆周转动装配，螺杆套固定在顶板上；螺杆另一端穿过张力块、支撑板后分别与齿轮装配固定，两个相邻齿轮之间相互啮合传动，其中三根螺杆上还分别固定有第二带轮，其中两个不相邻的第二带轮之间通过第二皮带连接并形成带传动机构、最后一个第二带轮通过第一皮带与第一带轮连接并形成带传动机构；所述第一带轮固定在张紧输出轴上，张紧输出轴安装在张紧电机内；所述张力块还与第三轴体可圆周转动装配，第三轴体上安装有第三链轮，第三链轮与第一链条或第二链条啮合装配。

优选地，所述第三链轮两侧分别安装有第二链轮，第二链轮分别安装在不同的第二轴体上，第二轴体安装在立板上，且第二链轮与第一链条或第二链条啮合装配；两个第二链轮、两个第一链轮将第一链条拉直成水平状态；两个第二链轮、两个第六链轮将第二链条拉直成水平状态。

优选地，还包括感应组件，感应组件包括凸轮、第一固定板，凸轮上设置有长轴端，且凸轮固定在第二轴体端部，所述立板上还固定有第二固定板，所述第一固定板上固定有凸板，所述凸板与感应轴装配，感应轴外部套装有感应筒，感应筒可相对于感应轴圆周转动；

所述第一固定板分别与感应导向杆、感应触发杆一端装配固定，所述感应导向杆另一端穿过第二固定板且与之可滑动装配，所述感应导向杆位于第一固定板、第二固定板之间的部分上套装有弹簧，弹簧用于对第一固定板产生上推的弹力，所述第二固定板上固定有微动开关，微动开关的触发端与感应触发杆正对，在长轴端与感应筒接触且长轴端位于最底部时，感应触发杆触发微动开关，微动开关的信号端与plc的信号端通讯连接。

优选地，所述张紧机构还包括张力组件，所述张力组件包括张力固定板，张力固定板固定在立板上，张力固定板还与张力驱动杆、张力导向杆可轴向滑动装配，所述张力驱动杆一端穿出张力固定板后与张力触发板装配固定，张力触发板与第三行程开关的触发端正对，第三行程开关固定在张力固定板上，所述张力驱动杆另一端与张力连接板装配固定，张力固定板上固定有张力铰接板，张力铰接轴穿过张力铰接板、张力链轮；所述张力固定板还与张力导向杆一端装配固定，张力导向杆另一端穿出张力固定板后与张力限位板装配固定；

所述张力驱动杆位于张力固定板与张力连接板之间的部分上套装有压簧，张力压簧用于对张力连接板产生向张力链轮推动的弹力；所述张力链轮与第一链条或第二链条啮合传动。

优选地，所述支撑板上安装有第二行程开关，第二行程开关的触发端正对张力块，支撑板固定在立板上；所述顶板上还安装有数控箱、两个第一行程开关，两个第一行程开关的触发端分别进入门两个滑槽顶部，在门板上移至最大位置时会触发第一行程开关；

所述数控箱内安装有plc，plc的信号端分别与第一行程开关、第二行程开关、第三行程开关的信号端通讯连接，plc的信号端还与张紧电机的控制端通讯连接，张紧电机自带电机驱动器，其控制端为电机驱动器的控制端，电机驱动器用于驱动张紧电机运行。

优选地，安装在防水箱内的张紧机构的其中一根第二轴体上安装有第一伞齿轮，所述第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合传动，第二伞齿轮安装在驱动轴上，驱动轴安装在驱动电机上，驱动电机通电后驱使驱动轴正反转；驱动电机通过另一电机驱动器驱动，此电机驱动器的控制端与plc的信号端通讯连接。

优选地，所述水箱还与进水管一端连通，进水管另一端与水泵的进口连通，水泵的出口与排水管一端连通，排水管另一端穿出底板后与外部排水管连通；水泵安装在支板上，支板固定在过滤箱上；

所述水泵的启动通过水位检测组件控制，水位检测组件包括管套，管套安装在水箱上且其内部为内管套，内管套与水箱内部连通，所述进水管安装在内管套内部，且内管套内还安装有浮子；管套顶面安装有第四行程开关，第四行程开关的触发端正对浮子，且第四行程开关的信号端与plc的信号端通讯连接；

水泵的进电端与接触器的动触点导电连接，接触器的静触点与外部电源导电连接，且接触器的控制端与plc的信号端通讯连接。

本发明的有益效果是：

本发明采用链条联锁，而链条比较皮实，而且十分适用于恶劣环境，从而可以增加使用寿命，而且链条制造成本低，维护要求不高。可以降低整个装置的制造成本已经后期维护成本。

本发明对链条设计了自动的张紧机构，通过张力组件检测链条的张力，然后通过自动张紧机构对链条进行自动张紧，整个过程不需要精密传感器，而且能够满足实际的需要，从而降低制造、维护成本，且使用起来更加方便。

本发明设计了检测组件，通过检测组件及时判断风门是否存在卡死现象，从而及时提醒管理人员进行检修。

本发明的顶箱虽然会占用20-30cm的竖直空间，但是由于巷道或风道普遍较高，其影响并不大。另外本发明将风门直接拉入地下，从而大大降低了对巷道空间的占用。从整体上来说，既具有在公开号为：cn107989644a的中国专利技术达到的效果，其成本又远低于该技术，而且本发明采用模块化设计，后期维护十分方便，无形中也降低了维护成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的结构示意图。

图4是本发明的结构示意图。

图5是本发明的结构示意图。

图6是本发明的结构示意图。

图7是图6中f1处放大图。

图8是本发明的伸缩套处结构示意图。

图9是本发明的顶箱内部结构示意图。

图10是本发明的结构示意图。

图11是本发明的张力组件结构示意图。

图12是本发明的张力组件结构示意图。

图13是本发明的结构示意图。

图14是本发明的感应组件结构示意图。

图15是本发明的感应组件结构示意图。

图16是本发明的水位检测组件结构示意图。

图17是本发明的结构示意图。

图18是本发明的结构示意图。

图19是本发明的润滑箱和毛刷结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1-图19，一种矿用井下风门闭锁装置，包括防水箱110、顶箱140、底板120、至少两个门框130，所述防水箱110顶部开口且开口端通过底板120密封，底板120与巷道地面平齐，所述门框130安装在巷道侧壁上，且两个门框130顶部通过顶板150连接固定，顶箱140固定在顶板150上；

所述门框130底部固定在接水罩630的接水内罩631内，且门框130上分别设置有门通槽131、门滑槽132、导向孔133，所述导向孔133将顶箱140内部与防水箱110内部连通，从而便于顶箱与防水箱之间的导线布线；

门通槽131与巷道连通，用于便于人、车通行，门滑槽132内部可滑动地安装有门板210，门板210外壁与门滑槽132内壁之间密封、可滑动装配；所述门板210顶部与链条块220装配固定，链条块220与第一链条410一端装配固定，第一链条410分别绕过两个第一链轮511后与另一门板210通过另一链条块220装配固定。

所述第一链轮511用于使第一链条410与门板连接的部分平行，从而便于驱动门板；每个第一链轮511分别安装在不同的第一轴体421上，第一轴体421安装在立板160上，立板160固定在顶板150上；

所述门板210底部设置有连接环211，连接环211与第二链条460一端连接固定，且连接环211与伸缩套230一端套装固定，伸缩套230另一端与连接套240套装固定，连接套240固定在接水内罩631底部，所述连接套240与接水内罩631底部密封装配，所述伸缩套230具有弹性且可以采用褶皱弹性套。

所述第二链条460另一端穿出连接套240后分别绕过两个第六链轮561后再穿过另一连接套240、伸缩套230后与另一门板的连接环211装配固定。使用时，其中一块门板210下移，另一门板210上移，从而实现联锁。这种设计结构较为简单，而且链条可以替换为发动机所采用的钢带。其能够适应恶劣的工况，且十分皮实耐用，造价也比较低。

两个第六链轮561分别安装在另外两根第一轴体421上，两根第一轴体421与另一立板160装配，此立板160固定在水箱610上；水箱610两侧固定有过滤箱620，过滤箱620与水箱610连通且过滤箱620内填充有过滤网，过滤网用于过滤大颗粒杂质；所述过滤箱620顶部还与接水内罩631连通，从而可将节水内罩631内的水引入过滤箱内过滤，然后输入水箱610。

使用时，门框130与底板120之间的间隙可能会导致渗水，下渗的水会直接进入接水内罩631中，然后由接水内罩631排放至过滤箱，从而避免造成防水箱直接进水。而伸缩套230两端分别与连接环211、连接套240密封装配固定，从而既能够防止水漫过连接套240流入防水箱内，又能够避免水直接沿着第二链条流入防水箱内。

所述第一链条410、第二链条420上还分别安装有张紧机构，所述张紧机构用于对第一链条410、第二链条420进行张紧，从而避免第一链条410、第二链条420松动造成门板移动不稳或卡死。

所述张紧机构包括张力块440，所述张力块440与至少四根螺杆431通过螺纹旋合装配，所述螺杆431一端与螺杆套450可圆周转动装配，螺杆套450固定在顶板150上；螺杆431另一端穿过张力块440、支撑板161后分别与齿轮531装配固定，两个相邻齿轮531之间相互啮合传动，其中三根螺杆431上还分别固定有第二带轮541，其中两个不相邻的第二带轮541之间通过第二皮带540连接并形成带传动机构、最后一个第二带轮541通过第一皮带520与第一带轮521连接并形成带传动机构；所述第一带轮521固定在张紧输出轴731上，张紧输出轴731安装在张紧电机730内。张紧电机730通电后可驱动张紧输出轴731圆周转动，从而使得螺杆431圆周转动，以驱动张力块440在螺杆431轴向上移动。

所述张力块440还与第三轴体423可圆周转动装配，第三轴体423上安装有第三链轮513，第三链轮513与第一链条410或第二链条460啮合装配，所述支撑板161上安装有第二行程开关722，第二行程开关722的触发端正对张力块440，支撑板161固定在立板160上。使用时，第二行程开关722用于限制张力块440向支撑板161移动的最大位移。

所述第三链轮513两侧分别安装有第二链轮512，第二链轮512分别安装在不同的第二轴体422上，第二轴体422安装在立板160上，且第二链轮512与第一链条410或第二链条460啮合装配。两个第二链轮512、两个第一链轮511将第一链条410拉直成水平状态。两个第二链轮512、两个第六链轮561将第二链条460拉直成水平状态，从而便于张力组件a进行检测。

所述张紧机构还包括张力组件a，所述张力组件a包括张力固定板a110，张力固定板a110固定在立板160上，张力固定板a110还与张力驱动杆a330、张力导向杆a310可轴向滑动装配，所述张力驱动杆a330一端穿出张力固定板a110后与张力触发板a340装配固定，张力触发板a340与第三行程开关a510的触发端正对，第三行程开关a510固定在张力固定板a110上，所述张力驱动杆a330另一端与张力连接板a120装配固定，张力固定板a120上固定有张力铰接板a121，张力铰接轴a210穿过张力铰接板a121、张力链轮a220，从而使得张力链轮a220与张力铰接板a121可圆周转动装配；所述张力固定板a120还与张力导向杆a310一端装配固定，张力导向杆a310另一端穿出张力固定板a110后与张力限位板a320装配固定；

所述张力驱动杆a330位于张力固定板a110与张力连接板a120之间的部分上套装有压簧a410，张力压簧a410用于对张力连接板a120产生向张力链轮a220推动的弹力；所述张力链轮a220与第一链条或第二链条啮合传动。

使用时，张力链轮a220在压簧的驱动下与第一链条或第二链条压紧，一旦第一链条或第二链条发生松动，张力链轮a220就会在压簧的驱动下下移，直到触发第三行程开关a510，第三行程开关被触发时判断为第一链条或第二链条松动，需要张紧。然后启动张紧电机730，使得张紧块440上移，从而使得第三链轮513上移以将第一链条或第二链条再次张紧，直到第三行程开关不再被触发，然后停止张紧电机，从而完成张紧。这种设计为自动张紧，其不采用张力传感器，从而更加皮实耐用。

所述顶板150上还安装有数控箱710、两个第一行程开关721，两个第一行程开关721的触发端分别进入门两个滑槽132顶部，在门板210上移至最大位置时会触发第一行程开关721。

所述数控箱710内安装有plc，plc的信号端分别与第一行程开关、第二行程开关、第三行程开关的信号端通讯连接，plc的信号端还与张紧电机的控制端通讯连接，张紧电机自带电机驱动器，其控制端为电机驱动器的控制端，电机驱动器用于驱动张紧电机运行。

安装在防水箱110内的张紧机构的其中一根第二轴体422上安装有第一伞齿轮551，所述第一伞齿轮551与第二伞齿轮552啮合传动，第二伞齿轮552安装在驱动轴751上，驱动轴751安装在驱动电机750上，驱动电机750通电后驱使驱动轴正反转；驱动电机750通过另一电机驱动器驱动，此电机驱动器的控制端与plc的信号端通讯连接。

使用时，驱动电机启动，驱使第二轴体422圆周转动，第二轴体通过第二链轮驱动第二链条移动，从而带动门板移动，两块门板之间通过第一链条联动。

所述水箱610还与进水管741一端连通，进水管741另一端与水泵740的进口连通，水泵740的出口与排水管742一端连通，排水管742另一端穿出底板120后与外部排水管连通。水泵740安装在支板621上，支板621固定在过滤箱620上。

所述水泵的启动通过水位检测组件控制，水位检测组件包括管套640，管套640安装在水箱上且其内部为内管套641，内管套641与水箱内部连通，所述进水管741安装在内管套641内部，且内管套641内还安装有浮子650，浮子650可以漂浮在水面上。管套640顶面安装有第四行程开关750，第四行程开关750的触发端正对浮子650，且第四行程开关750的信号端与plc的信号端通讯连接。

水泵的进电端与接触器的动触点导电连接，接触器的静触点与外部电源导电连接，且接触器的控制端与plc的信号端通讯连接。

当水位上升时，会驱动浮子650上浮，直到浮子650与第四行程开关接触、压紧最后触发第四行程开关，此时plc获得信号输入，从而控制接触器闭合，此时水泵启动以将水箱内的水抽出。接触器设置闭合时长，本实施例中，接触器闭合1分钟后自动断开。

优选地，所述门框130靠近顶板的部分上安装有润滑箱310、毛刷320，所述毛刷320上设置有无数刷毛321，刷毛321与门板210端面贴合、压紧，所述润滑箱310上设置有引油孔311，引油孔311用于将润滑箱310内的润滑油引出至刷毛321上，从而使得刷毛将润滑油刷在门板210上，以使门板获得润滑且将门板上的杂物刷下，避免门板卡死。门框130位于底板120下方的部分上安装有另一毛刷，使用时，通过此毛刷刷洗门板。

优选地，为了及时发现门板卡死，申请人还设计了感应组件b，感应组件包括凸轮b110、第一固定板b210，凸轮b110上设置有长轴端b111，且凸轮b110固定在第二轴体422端部，所述立板160上还固定有第二固定板b220，所述第一固定板b210上固定有凸板b211，所述凸板b211与感应轴b320装配，感应轴b320外部套装有感应筒b310，感应筒b310可相对于感应轴b320圆周转动；

所述第一固定板b210分别与感应导向杆b330、感应触发杆b340一端装配固定，所述感应导向杆b330另一端穿过第二固定板b220且与之可滑动装配，所述感应导向杆b330位于第一固定板b210、第二固定板b220之间的部分上套装有弹簧b410，弹簧b410用于对第一固定板b210产生上推的弹力，所述第二固定板b220上固定有微动开关b510，微动开关b510的触发端与感应触发杆b340正对，在长轴端b111与感应筒b310接触且长轴端b111位于最底部时，感应触发杆b340触发微动开关b510，微动开关b510的信号端与plc的信号端通讯连接。使用时，微动开关会间歇向plc输入信号，一旦plc一端时间没收到微动开关b510的信号则判断为门板卡死，此时plc可通过预设程序通知管理人员。

门框130内外分别安装有启动开关，使用时，操作者启动位于门框外部的开关，开关向plc输入控制信号，从而使得plc控制驱动电机驱动，从而驱动门板状态更换，操作者进入两块门板之间，再触发另一开关，plc收到控制信号，控制驱动电机反转，使得门板复位，操作者进/出入巷道。

本实施例中，行人风道高2.3米左右，宽1-2米，本实施例中，顶箱140、位于底板上方的毛刷之间的高度为20-30㎝。而第一链条靠近门框，从而避免影响行人走动。如果风门采用侧开式，则会占用60cm左右的空间，显然这会造成风道狭窄，不利于工人出入。而本实施例采用将门板直接下拉至地面以下，从而可以避免占用巷道宽度。而且门板与门框通过卡合装配的方式还具有较好的密封、防爆效果。因此，与传统对开风门相对比，虽然本案的成本要高出2-4倍左右。但是在一些风道无法扩宽的环境下，本实施可以有效降低对风道宽度的占用。另外通过链条联锁的装置具有自锁功能，可以有效防止风门在非需要的前提下打开。本实施例中，可以将常开门板的重量设置为常闭门板重量的两倍以上，从而保证常开门板保持默认开启状态。

本发明还能用于不用人车通行的风道支路上，此时门板不用完全下降至底板下方。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。