井下平衡式自动风门适用于高负压巷道
作者: 本站来源: 本站时间:2020-12-22
井下平衡式自动风门处在高负压巷道内,2扇风门反向启闭,受风门内外压差作用,接缝不严密漏风大,安装时需要掘进风门硐室,使用过程中依靠电能做为动力容易导致事故;通过分析确定了风门同向启闭模式、气动、PLC控制系统等关撻参数;选用JISI型动力驱动气缸等关键原件,研制了煤矿井下同向气动自动风门。风门安装时无需掘进硐室,结构简单;风门以井下现有压风系统控制实现自动启闭,安全节能。现场实践应用表明:风门系统的2扇风门同向启闭,风压越大风门关闭越严密,故障少维护比较方便,安全性能高,大大提升了井下通风系统的可靠性。
为了避免高负压导致原平衡式风门2扇风门反向开启关不严漏风打的问题,风门设计为同向开启,但由于风门内外压差较大,为了保证气缸的拉力能确保把风门推开,对气缸的选型特别重要,主要根据风门内外压差,计算出风门开启力矩,从而选出合适的气缸,另外气缸的选型还要兼顾经济适用及井下质量标准化的原则。
1)风门卸压窗驱动气缸的选取。以补连塔煤矿井下22煤三盘区辅运大巷通回风联巷风门为例。在目前的通风系统情况下,风门内外静压差达到400 pa,风门卸压窗大小为1.5 m ×0 · 3 m,窗内外巷道基本一致,根据伯努利方程可以知道卸压窗受到压力基本来自于静压差,计算得到卸压窗受到压力为 180 N,考虑到卸压窗面积较小,且泄压窗开启旋转角度较小,所以200 N的拉力即能达到卸压窗开启所需要的扭矩。计算得出需要直径为28 · 2 mm的气缸,考虑到实际应用,选用直径为30 mm的气缸。气缸活塞面积计算如下:
F=npS
0)式中为所需输出力,N;尹为系统压力,取 0 · 65 MPa,•s为气缸活塞面积“为安全系数,一般垂直使用气缸取0 · 5,水平使用气缸选取0 · 7。
2)风门驱动气缸的长度选择。在实际运用情况下,综合考虑气缸设置位置及风门推拉臂位置及长度的关系,本着经济适用的原则,选择气缸的行程为1.2 mo风门驱动气缸直径及风门推拉臂的选择。以补连塔煤矿井下22煤三盘区辅运大巷通回风联巷风门为例。风门内外静压差400 Pa,在卸压窗打开后,风门内外压差1開pa,由于风门为双气缸配置, 1个气缸负责1扇门,所以在选择气缸时只考虑1 扇门所受的压力,一扇风门尺寸为2 · 2 m × 3.6 m,窗内外巷道基本一致,根据伯努利方程可以知道风门受到压力基本来自于静压差,得到风门受到压力为 792 No根据实际情况,风门在使用过程中,每扇风门完全开启旋转角度为90。,假设开启风门作用力在风门旋转轴的垂直平面内,且始终与风门保持垂直状态,则完全开启风门所需力矩为1 742 N•m;根据实际情况,综合考虑气缸的行程,风门推拉臂设置在靠近风门旋转轴位置,即靠近风门立框,选择风门推拉臂作用力点位置距风门立框0 · 5 m距离,在设计风门推拉臂时,确保风门推拉臂在旋转过程中始终保持在与风门立框垂直的平面内,在作用力方向始终保持在与风门的垂直状态,确保较小的作用力满足开启风门所需的力矩,经过计算,风门推拉臂开启风门所需的作用力大小为3 485 NO根据式(1)算出,需要直径为97 · 9 mm的气缸,考虑到实际应用,选用直径为1佣mm的气缸。