专利名称：矿山井口遥控全自动磁动力安全门的制作方法
技术领域：
本实用新型是用于采矿业及类似作业的井口遥控全自动安全门系统，是一种集复合次级直线电机红外探测，无线电遥控，图象监视技术为一体的机电一体化高技术产品。
根据煤矿安全规程的要求，井口需设置有防止矿车、人员等冲出井下的安全门，目前国内井口安全门依靠人工推拉或靠电动。人工推拉门劳动强度很大，电动井口安全门现采用上置导轨悬吊式门，手动按钮可控制门的开、闭和停止。
本实用新型的目的是为了解决井口安全门的全自动化，使安全门具有遥控、自动的功能，使操车人员能够通过监视系统对井口情况一目了然。
本实用新型主要由罐笼到位开关(1)下置导轨(2)弹性制动闸(3)，悬臂支承式钢门(4)，下支承轮(5)，电磁锁(6)，监视器(7)，红外探头(8)，摄象头(9)，开门限位开关(10)，无线电遥控开关(11)，全封闭直线电机初级(12)，控制箱(13)，上方压轮(14)，并门限位开关(15)等组成，其电路和电元件设置在控制箱(13)内，线路由电机主电路(a)无线电遥控送电停电电路(b)红外控制电路(c)开门控制电路(d)关门控制电路(e)组成。悬臂支承式钢门(4)为长方形钢结构，上带有防冲机弹簧，是悬臂支承安装在下置导轨(2)上，门上横梁作为复合次级直线电级长次级，和位于门横梁之上的直线电级初级(12)相配合，控制悬臂支承式钢门(4)左右滑动。
本实用新型电机主电路和各控制电路，如图2所示。其工作原理是按无线电遥控开关遥控器的按钮，控制系统的电源就会接通，在一次按下按钮，控制系统的电源就会被切断；在控制系统的电源接通情况下，红外探头(8)接收到移动红外辐射体(如人体)发射的红外信号后，其输出端有信号输出，并送到中间断电器线圈，使中间继电器常开触点KA1－1闭合，开门控制电路接通，门自动打开，经一定时间(可调10秒至18分)后，红外探头停止工作，中间继电器线圈失电，原闭合的常开触点KA1－1断开，原断开的常闭触点KA1－2闭合，关门控制电路接通，门自动关合，门的停止位置由开门限位开关、关门限位开关决定。
一、电机主电路电机主电路(a)有直线电器M、保险丝、热断电RT组成，三相交电380V、50HZ电源通过馈电开关的三对常开触点KM3－1、KM3－2、KM3－3，保险丝分别接在开门接触器、关门接触器的常开触点，KM1－1、KM1－2、KM1－3、KM2－1、KM2－2、KM2－3，然后通过热断电器RJ同直线电器M连接，电机主电路的电源的接通或断开受无线电遥控送电、停电电路中接触器KM3的控制，电机的正转(开门)、反转(关门)受接触器KM1、KM2的控制。
二、无线电遥控送电、停电电路无线电遥控送电、停电电路(b)由手动开关S1，无线电遥控开关S2、接触器KM3组成，交流220V，50HZ电源分别通过S1、S2接到接触器线圈KM3的接线端子上，通过手动开关S1或遥控开关S2使KM3得电或失电，控制KM3－1、KM3－2、KM3－3的闭合或断开，实现对电机主线路以及各控制电路送电或停电。
三、红外控制电路红外控制电路(c)，由红外探头BS、中间断电器KA1，开门、关门控制手动开关S4组成。红外探头的电源接在漏电保护器S3的输出端，红外探头BS的输出端火线通过罐笼到位开关XK3的一对常开触点接在中间继电器KA1线圈的一接线端子上，与手动开关、S4并接，分别可通过BS的动作或S4的闭合，使KA1得电，控制开门电路和关门控制电路的工作。罐笼到位后，将罐笼到位开关压合，红外探头BS电源按通，当有人进入红外探头监视范围时，BS输出端有220V交流信号输出，中间断电器KA1线圈得电动作，其常开触点，KA1－1闭合，开门控制回路接通，KA1－2断开，关门控制回路切断。
四、开门控制电路开门控制电路(d)由开门限位开关，XK1开门接触器KM1组成。开门接触器线圈(KM1)通过热继电器常闭接点RJ，关门接触器KM2的常闭接点，KM2－1开关限位开关XK1的一对常闭接点和中间继电器的常开触点KA1－1连接在漏电保护器的输出端接线端子上。开门接触器KM1得电，其常开触点闭合，电机主电路接通，门打开。
五、关门控制电路(e)关门控制电路(e)由关门限位开关XK2、关门接触器KM2组成，关门接触器(KM2)线圈通过开门接触器的一对常闭触点KM1－1，关门限位开关的常闭接点以及中间继电器(KM1)的一对常闭触点KA1－1，连接于漏电保护器的输出端接线端子上。通过KM1－1触点实现同开门控制电路互锁。罐笼到位10秒至18分钟后，红外探头BS停止工作，中间继电器KA1的常闭触点闭合，电流通过XK2、KM1－1流过关门接触器KM2，使KM2的常开接点闭合，直线电机主电路接通，电机运行，使门关合。
井口自动安全门系统的工作程序是矿井提升罐笼升至井口位置时，使罐笼到位，开关(1)压合，为井口安全门的开门做好准备。要打开罐笼门，扒钩工必需穿过井口安全门，才能进入工作区，当走进红外探头(8)的监控范围时，红外传感器动作，驱动开门控制电路动作，门迅速打开，到开门极限时，开门限位开关(10)被压合，其常开触点断开，开门控制电路被切断，门在弹性制动闸的作用下，停止下来，扒钩工进入到工作区打开罐笼门，开始上下人员或进出矿车，这些工作完毕后，扒钩工穿过井口安全门离开工作区，稍延时后(时间可调)，红外探头关断，同时启动关门控制电路工作，门自动关闭，运动到关门极限位置时，使关门限位开关(15)压合，关门控制电路被切断，门停止在关合状态，此时绞车控制电路才获得可工作的先决条件，绞车工才能开动绞车，将罐笼下降，原被压合的罐笼到位开关(1)的常开触点断开，一个工作循环结束。
本实用新型的优点是，采用平面型短初级长次级直线电机，下置导轨，悬臂支承，平移式钢结构门，弹性制动闸，无线电遥控，红外探测控制，可遥控、自动、电动和无电时可动手，操作方便，结构简单坚固，节能，机电为一体。能防止人员、矿车冲入井下，具有防冲击、防提升绞车误动车，信号工误发操车指令和关门过程中遇人可回避的多种安全防范功能，辅以工业监视系统，使操车人员对井口情况一目了然，这种自动门只需改变结构尺寸，便可适用于机关、厂矿、学校、仓库、别墅、密室等重要门户，具有显著的社会和经济效益。
实施例图1为井口全自动安全门结构简图。
下置导轨(2)为混凝土地基内预埋入的10号工字钢；弹性制动闸(3)为直径100mm，壁厚10mm的橡胶环；当门运动到开门或关门极限位置时，压缩该环，产生缓冲和摩擦制动阻力，从而使门停止运动；悬臂支承式全钢结构门(4)长2400mm，高1600mm，四周横梁由8号角钢焊接而成，横截面为中空矩形，门竖栏为直径25mm钢管，在门的下部设有防止矿车撞击的弹簧，其外径50mm，钢丝直径6mm，长290mm，门的上梁作为直线电机的常次机；复合次机直线电机的初级(12)为全式密封式，环氧树脂固体外壳；直线电机空气气隙在2～6mm之间，相电流3～8A，推力10～20Kg，悬浮力100～200Kg，控制箱(13)由中间继电器，接触器，漏电及过负载保护元件构成，可控制门的开启和关闭；无线电遥控开关(11)，选用由发射和接收两部分组成的WYK－3型无线电遥控开关；摄像头(9)为TS－12M型黑白CCD摄像头，12寸黑白监视器；红外探头(18)选用MBD100B型红外探测器；罐笼到位开关(1)，关门限位开关(15)，开门限位开关(10)均选用小型行程开关，但均应用橡胶垫、密封胶作防潮，防水处理；电磁锁(6)为电磁铁加插销构成。
本实用新型控制电路所用元件型号为中间继电器交流220V、50HZ、5A中间继电器接触器交流220V线圈、50HZ、10A接触器漏电保护器10A家用漏电保护器本实用新型主要技术指标工作电源交流、三相、380V、50HZ门运动速度0.3～0.8m／s延时关门时间10秒～18分可调无线电遥控距离不大于20米功耗0.1KW.h
图1本实用新型，结构示意图罐笼到位开关(1)、下置导轨(2)、弹性制动闸(3)、悬臂支承式门(4)、电磁锁(6)、监视器(7)、红外探头(8)、摄像头(9)、开门限位开关(10)、无线电遥控开关(11)、全封闭直线电机初级(12)、控制箱(13)、上方压轮(14)、关门限位开关(15)。
图2电路原理图a、电机主电路 S1－－送、停电手动开关 KM2－关门接触器线圈b、无线电遥控送电、 S2－－无线电遥控开关 KM3－－馈电开关用接触停电电路 S3－－漏电保护器器线圈c、红外控制电路 S4－－开门、关门控制手 XK1－－开门限位开关d、开门控制电路动开关 XK2－－关门限位开关e、关门控制电路 BS－－红外探头 XK3－－罐笼到位开关KA1－－中间继电器线圈KM1－－开门接触器线圈图3电路功能方框图
权利要求1.矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于主要有下置导轨(2)、弹性制动闸(3)、悬臂支承式钢门(4)、监视器(7)、红外探头(8)、摄像头(9)、直线电机初级(12)、控制箱(13)组成；其电路和电元件设置在控制箱(13)内，线路由电机主电路(a)、无线电遥控送电停电路(b)、红外控制电路(c)、开门控制电路(d)、关门控制电路(e)组成。
2.根据权利要求1所述的矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于电机主电路(a)由直线电机M、保险丝、热继电器RJ组成，三相交流380V、50HZ电源，通过馈电开关的三对常开触点KM3－1、KM3－2、KM3－3，保险丝分别接在开门接触器、关门接触器的常开触点，KM1－1、KM1－2、KM1－3、KM2－1、KM2－2、KM2－3上，然后通过热继电器RJ同直线电机M连接，电机主电路的电源的接通或断开受无线电遥控送电、停电电路中接触器KM3的控制、电机的正转(开门)、反转(关门)受接触器KM1、KM2的控制。
3.根据权力要求书1所述的矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于无线电遥控送电、停电电路(b)，由手动开关S1，无线电遥控开关S2，接触器KM3组成，交流220V、50HZ电源分别通过S1、S2接到接触线圈KM3的接线端子上，通过手动开关S1或遥控开关S2使KM3得电或失电，控制KM3－1、KM3－2、KM3－3的闭合或断开，实现对电机主电路以及各控制电路送电或停电。
4.根据权力要求1所述的矿山井口摇控全自动磁动力安全门，其特征在于红外控制电路(c)，由红外探头BS，中间继电器KA1，开门、关门控制手动开关S4组成，红外探头的电源接在漏电保护器S3的输出端，红外探头BS的输出端火线通过罐笼到位开关XK3的一对常开触点接在中间断电器KA1线圈的一接线端子上，与手动开关S4并接，分别可通过BS的动作或S4的闭合，使KA1得电，控制开门电路和关门控制电路的工作。
5.根据权力要求1所述的矿山井口摇控全自动磁动力安全门，其特征在于开门控制电路(d)由开门限位开关XK1，开门接触器KM1组成，开门接触器线圈(KM1)通过热继电器常闭接点RJ，并门接触器KM2的常闭接点KM2－1开门限位开关XK1的一对常闭接点和中间继电器的常开触点KA1－1连接漏电保护器的输出端接线端子上。
6.根据权力要求1所述的矿山井口摇控全自动磁动力安全门，其特征在于关门控制电路(e)由关门限位开关XK2，关门接触器KM2组成，关门接触器(KM2)线圈通过开门接触器的一对常闭触点KM1－1，关门限位开关的常闭接点以及中间继电器(KA1)的只对常闭触点KA1－1，连接于漏电保护器的输出端接线端子上，通过KM1－1触点实现同开门控制电路互锁。
7.根据权力要求1所述的矿山井口遥控全自动磁动力安全门，其特征在于悬臂支承式钢门(4)为长方型钢材构，上带有防冲击弹簧，是悬臂支承安装在下置导轨(2)上，门上横梁作为复合次级直线电极长次级，和位于门横梁上的直线电极初级(12)相配合，控制悬臂支承式钢门(4)左右滑动。
专利摘要一种利用红外线传感技术，无线电遥控技术，平面型短初级复合次级直线电机技术制成的遥控、全自动磁动力安全门系统。主要由平面型短初级长次级直线电机、下置导轨，悬臂支承式钢结构门，弹性制动闸，红外探头，摄像头，监视器，电机主电路，无线电遥控送电、停电电路，红外控制电路，开门控制电路，关门控制电路组成。具有遥控、自动、电动、无电时可手动和延时关门及关门过程中遇人可返回之功能。这种自动门适用于机关、厂矿、学校、别墅、密室、仓库、监狱等重要门户，具有十分显著的社会和经济效益。
文档编号E21F17/12GK2161731SQ93208899
公开日1994年4月13日 申请日期1993年4月8日 优先权日1993年4月8日
发明者范强, 窦凯 申请人:范强