二、工作原理

1. 檢測與信號傳輸

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• 裝置配備多種傳感器。紅外線傳感器安裝在風門附近的巷道壁上，其感應(yīng)范圍能夠覆蓋人員或車輛的通行區(qū)域。當有物體進入感應(yīng)范圍時，紅外線傳感器會產(chǎn)生電信號。例如，其感應(yīng)距離可在 5 - 15 米之間，一旦檢測到礦工或礦車靠近，便迅速將信號傳輸給電控單元。

• 同時，還設(shè)有位置傳感器安裝在風門的門軸或門框處，用于監(jiān)測風門的開閉狀態(tài)和角度。位置傳感器可以是霍爾傳感器或限位開關(guān)等，能夠精確地將風門的位置信息轉(zhuǎn)化為電信號反饋給電控單元。

5. 電控單元處理

• 電控單元（通常采用 PLC 控制器）接收到傳感器傳來的信號后，按照預(yù)設(shè)的程序進行邏輯判斷。如果紅外線傳感器檢測到通行需求且對應(yīng)的風門未處于閉鎖狀態(tài)，電控單元會發(fā)出指令控制氣動系統(tǒng)動作。例如，當一側(cè)風門需要開啟時，電控單元先檢查另一道風門是否關(guān)閉，若關(guān)閉則啟動開啟程序。

• 若檢測到異常情況，如兩道風門同時有開啟信號或系統(tǒng)故障，電控單元會觸發(fā)報警裝置并采取相應(yīng)的閉鎖措施，防止風流短路等危險情況發(fā)生。

6. 氣動驅(qū)動與閉鎖實現(xiàn)

• 氣動系統(tǒng)由空氣壓縮機、儲氣罐、電磁閥、氣缸等部件組成。當電控單元發(fā)出開啟風門的指令后，電磁閥打開，儲氣罐中的壓縮空氣進入氣缸。氣缸的活塞在氣壓作用下推動連桿機構(gòu)，從而使風門開啟。例如，對于較大的風門，可能采用直徑 100 - 200 毫米的氣缸，以提供足夠的推力。

• 在閉鎖方面，當一道風門開啟時，電控單元通過控制電磁閥切換氣路，使另一道風門的氣缸處于鎖定狀態(tài)，無法進氣或排氣，從而實現(xiàn)兩道風門的閉鎖。即使在壓縮空氣供應(yīng)中斷等故障情況下，機械閉鎖機構(gòu)也能確保風門不會同時打開，保障通風安全。

三、礦用風門自動閉鎖裝置電控氣動型主要組成部分

1. 傳感器系統(tǒng)

• 紅外線傳感器：采用高靈敏度的紅外線發(fā)射與接收元件，具有防塵、防水、防爆等特性，能夠適應(yīng)煤礦井下惡劣的環(huán)境條件。其外殼堅固，可有效防止碰撞和煤塵、水霧的侵入。

• 位置傳感器：如霍爾傳感器，利用磁場變化檢測風門位置，精度較高，可提供連續(xù)的位置信號；限位開關(guān)則在風門到達特定位置時觸發(fā)，提供開關(guān)量信號，兩者相互配合，準確反饋風門狀態(tài)。

2. 電控單元

• PLC 控制器：具備強大的邏輯運算能力和豐富的輸入輸出接口?？纱鎯Χ嗵卓刂瞥绦?，以適應(yīng)不同的風門控制需求和礦井通風布局。例如，可根據(jù)不同的巷道通風要求，設(shè)置風門的開啟順序、延遲時間等參數(shù)。

• 人機交互界面：包括顯示屏和操作按鈕。顯示屏可顯示風門狀態(tài)、傳感器數(shù)據(jù)、故障信息等，方便礦工實時了解裝置運行情況。操作按鈕可用于手動控制風門開啟和關(guān)閉，以及進行參數(shù)設(shè)置等操作，在緊急情況或調(diào)試時發(fā)揮作用。

3. 氣動系統(tǒng)

• 空氣壓縮機：為整個氣動系統(tǒng)提供壓縮空氣源。一般選用適合煤礦井下使用的防爆型空氣壓縮機，其排氣量和壓力可根據(jù)礦井規(guī)模和氣動設(shè)備數(shù)量進行選擇。例如，對于中小型礦井，排氣量在 1 - 3 立方米 / 分鐘、壓力在 0.7 - 1.0 兆帕的空氣壓縮機即可滿足需求。

• 儲氣罐：用于儲存壓縮空氣，起到穩(wěn)壓和緩沖的作用。儲氣罐的容積根據(jù)氣動系統(tǒng)的用氣量和壓力波動要求確定，通常在 0.5 - 2 立方米之間。其罐體采用高強度鋼材制作，并經(jīng)過嚴格的防爆和耐壓測試。

• 電磁閥：是控制壓縮空氣流向的關(guān)鍵元件。通過電控單元的信號控制電磁閥的開閉，實現(xiàn)對氣缸進氣和排氣的精確控制。電磁閥具有快速響應(yīng)、密封性好等特點，且符合煤礦防爆要求。

• 氣缸：作為氣動執(zhí)行元件，將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為機械運動。氣缸的缸體采用優(yōu)質(zhì)鋼材，活塞和密封件采用耐磨、耐高壓材料，以保證其在長期頻繁工作下的可靠性。其行程和推力根據(jù)風門的尺寸和重量設(shè)計，可選擇單作用或雙作用氣缸。

四、優(yōu)勢與應(yīng)用效果

1. 自動化程度高

• 能夠自動感知人員或車輛的通行需求，無需人工干預(yù)即可實現(xiàn)風門的開啟和關(guān)閉，大大提高了礦井運輸和人員通行的效率。例如，在礦車頻繁運輸?shù)南锏?，風門可自動快速開啟和關(guān)閉，減少了運輸時間和人力成本。

2. 安全可靠

• 電控氣動的閉鎖機制有效防止了兩道風門同時打開導致的風流短路現(xiàn)象，保障了礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定和井下空氣質(zhì)量。同時，在故障情況下的機械閉鎖和報警功能，進一步提高了裝置的安全性，降低了安全事故的風險。

3. 適應(yīng)性強

• 可適用于不同類型和尺寸的風門，無論是木質(zhì)風門、鐵質(zhì)風門還是復合材料風門，都能通過調(diào)整氣缸推力和傳動機構(gòu)進行有效控制。并且能在煤礦井下復雜的環(huán)境條件下穩(wěn)定運行，如高濕度、高粉塵、瓦斯等環(huán)境。