二、工作原理

1. 紅外線感應(yīng)原理

• 裝置在風(fēng)門兩側(cè)的巷道頂部或側(cè)壁安裝有紅外線傳感器。紅外線傳感器能夠發(fā)射和接收紅外線信號，其感應(yīng)范圍一般呈扇形或錐形區(qū)域，覆蓋人員或車輛的通行路徑。當(dāng)有人員或車輛進(jìn)入紅外線感應(yīng)區(qū)域時，紅外線信號被遮擋或反射，傳感器接收到變化的信號后，將其轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給控制單元。例如，其感應(yīng)距離可在 3 - 10 米之間，能夠準(zhǔn)確檢測到過往的礦工或運(yùn)輸車輛。

2. 氣動驅(qū)動原理

• 當(dāng)控制單元接收到紅外線傳感器傳來的開啟信號后，會控制氣動電磁閥動作。氣動電磁閥連接著壓縮空氣管路和氣缸。在初始狀態(tài)下，氣缸內(nèi)的活塞處于特定位置，使風(fēng)門保持關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)電磁閥打開，壓縮空氣進(jìn)入氣缸的一側(cè)腔室，推動活塞運(yùn)動，活塞通過連桿等傳動機(jī)構(gòu)帶動風(fēng)門開啟。反之，當(dāng)需要關(guān)閉風(fēng)門時，電磁閥切換氣路，使壓縮空氣進(jìn)入氣缸的另一側(cè)腔室或者排出氣缸內(nèi)的空氣，使活塞反向運(yùn)動，從而關(guān)閉風(fēng)門。

3. 閉鎖原理

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• 該裝置的閉鎖功能通過氣路控制和機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)一道風(fēng)門開啟時，控制單元會控制相關(guān)氣路電磁閥，使另一道風(fēng)門的氣缸氣路處于鎖定狀態(tài)，阻止其活塞運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)兩道風(fēng)門的閉鎖。同時，還可能設(shè)有機(jī)械閉鎖裝置，如鎖鉤、鎖桿等。當(dāng)一道風(fēng)門開啟過程中，機(jī)械閉鎖裝置會與另一道風(fēng)門的相應(yīng)部位配合，進(jìn)一步增強(qiáng)閉鎖的可靠性。即使在壓縮空氣供應(yīng)出現(xiàn)故障等異常情況下，機(jī)械閉鎖也能防止兩道風(fēng)門同時打開，保障通風(fēng)系統(tǒng)的正常風(fēng)流方向。

三、主要組成部分

1. 紅外線傳感器

• 采用高靈敏度的紅外線發(fā)射與接收元件，具有良好的抗干擾能力，能夠在煤礦井下復(fù)雜的環(huán)境中穩(wěn)定工作。其外殼一般采用防爆材料制作，以滿足礦井的防爆要求。同時，傳感器具備可調(diào)節(jié)的感應(yīng)角度和距離，方便根據(jù)實(shí)際安裝位置和需求進(jìn)行調(diào)整。例如，在一些狹窄巷道中，可將感應(yīng)角度調(diào)小，以提高檢測的準(zhǔn)確性。

2. 氣動控制箱

• 氣動控制箱內(nèi)包含電磁閥、壓力調(diào)節(jié)閥、過濾器等關(guān)鍵氣動元件。電磁閥是控制壓縮空氣流向的核心部件，它能夠根據(jù)控制單元的指令快速切換氣路，實(shí)現(xiàn)氣缸的進(jìn)氣和排氣控制。壓力調(diào)節(jié)閥可用于調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的壓縮空氣壓力，以適應(yīng)不同重量和阻力的風(fēng)門開啟與關(guān)閉需求。過濾器則用于過濾壓縮空氣中的雜質(zhì)，防止雜質(zhì)進(jìn)入電磁閥和氣缸等部件，造成磨損或堵塞，影響裝置的正常運(yùn)行。

3. 氣缸與傳動機(jī)構(gòu)

• 氣缸是提供風(fēng)門開啟和關(guān)閉動力的執(zhí)行元件。一般采用高強(qiáng)度鋁合金或碳鋼材質(zhì)制作缸筒，活塞采用耐磨橡膠或聚氨酯密封材料，以確保良好的氣密性和使用壽命。氣缸的行程和推力根據(jù)風(fēng)門的尺寸、重量以及所需的開啟角度等因素確定。傳動機(jī)構(gòu)通常由連桿、曲柄等部件組成，其作用是將氣缸的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為風(fēng)門的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動，使風(fēng)門能夠平穩(wěn)地開啟和關(guān)閉。例如，對于較大的風(fēng)門，可能需要采用多節(jié)連桿組成的傳動機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)較大的傳動比和穩(wěn)定的運(yùn)動傳遞。

4. 風(fēng)門本體

• 風(fēng)門一般采用鋼鐵或其他堅(jiān)固材料制作，以承受井下的風(fēng)壓和可能的碰撞。門體表面通常進(jìn)行防銹處理，如噴漆或鍍鋅等。在風(fēng)門的邊緣安裝有密封膠條，以保證風(fēng)門關(guān)閉時的氣密性，防止漏風(fēng)現(xiàn)象。此外，在風(fēng)門的合適位置還可能安裝觀察窗，方便礦工觀察風(fēng)門另一側(cè)的情況，以及安裝把手等輔助部件，便于在緊急情況下手動操作風(fēng)門。

四、優(yōu)點(diǎn)

1. 自動化程度高

• 無需人工手動操作，當(dāng)人員或車輛靠近時，紅外線傳感器自動檢測并觸發(fā)風(fēng)門開啟，極大地提高了礦井的通行效率和通風(fēng)系統(tǒng)的自動化管理水平。例如，在運(yùn)輸繁忙的巷道中，自動風(fēng)門能夠快速響應(yīng)車輛的通行需求，減少車輛等待時間，提高運(yùn)輸效率。

2. 安全性能好

• 通過可靠的閉鎖功能，有效防止了兩道風(fēng)門同時打開導(dǎo)致的風(fēng)流短路現(xiàn)象，保障了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和井下空氣質(zhì)量。同時，減少了因人工操作風(fēng)門可能帶來的夾傷等安全事故風(fēng)險(xiǎn)，為井下作業(yè)人員提供了更安全的工作環(huán)境。

3. 適應(yīng)性強(qiáng)

• 能夠適應(yīng)煤礦井下復(fù)雜的環(huán)境條件，如高濕度、高粉塵、瓦斯等環(huán)境。紅外線傳感器的抗干擾能力和氣動元件的可靠性使其在惡劣環(huán)境中仍能穩(wěn)定工作。并且該裝置可適用于不同類型和尺寸的風(fēng)門，通過調(diào)整氣缸的規(guī)格和傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能夠滿足多種通風(fēng)系統(tǒng)的需求。

五、安裝與維護(hù)要點(diǎn)

1. 安裝要點(diǎn)

• 位置選擇：紅外線傳感器應(yīng)安裝在合適的高度和角度，確保其感應(yīng)區(qū)域能夠準(zhǔn)確覆蓋人員或車輛的通行路徑，且不受巷道內(nèi)其他設(shè)備或物體的遮擋。一般安裝在離地面 1.5 - 2.5 米的高度，傾斜角度根據(jù)巷道實(shí)際情況調(diào)整在 15° - 45° 之間。氣動控制箱應(yīng)安裝在干燥、通風(fēng)良好且便于檢修的位置，一般距離風(fēng)門不超過 10 米，以減少氣路損耗和信號傳輸延遲。

• 氣路連接：氣路管道應(yīng)采用耐高壓、耐腐蝕的管材，如鋼管或 PU 氣管。連接時要確保接口密封良好，可使用密封膠、管箍等進(jìn)行密封處理。在鋪設(shè)氣路管道時，應(yīng)避免管道彎折、扭曲或被重物擠壓，防止氣路堵塞或泄漏。同時，要根據(jù)氣缸的工作壓力和流量要求，合理選擇管徑和管長。

• 調(diào)試檢測：在安裝完成后，要進(jìn)行全面的調(diào)試檢測。檢查紅外線傳感器的感應(yīng)范圍和靈敏度是否符合要求，可通過模擬人員或車輛通過進(jìn)行測試。測試氣動系統(tǒng)的壓力、氣缸的行程和推力是否正常，檢查閉鎖功能是否可靠。例如，可手動開啟一道風(fēng)門，觀察另一道風(fēng)門是否被正確閉鎖，以及在恢復(fù)正常狀態(tài)時，風(fēng)門是否能自動關(guān)閉。

2. 維護(hù)要點(diǎn)

• 傳感器清潔：定期清潔紅外線傳感器的表面，去除灰塵、煤塵等污垢，以保持其良好的感應(yīng)性能。一般每月至少清潔一次，可使用干凈的軟布或壓縮空氣進(jìn)行清潔。

• 氣動元件檢查：定期檢查氣動控制箱內(nèi)的電磁閥、壓力調(diào)節(jié)閥、過濾器等元件。檢查電磁閥的閥芯是否靈活，有無卡滯現(xiàn)象；壓力調(diào)節(jié)閥的壓力設(shè)定是否準(zhǔn)確；過濾器是否堵塞，如有堵塞應(yīng)及時清洗或更換濾芯。一般每季度進(jìn)行一次全面檢查和維護(hù)。

• 氣缸維護(hù)：檢查氣缸的密封性，查看活塞密封件是否有磨損或老化現(xiàn)象，如有需要及時更換。同時，給氣缸的運(yùn)動部件添加適量的潤滑油，保證其運(yùn)動順暢。每年對氣缸進(jìn)行一次拆解檢查和維護(hù)，檢查缸筒內(nèi)表面是否有劃傷或腐蝕，如有問題應(yīng)及時修復(fù)或更換氣缸。