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【摘要】介绍无压风门的结构、平衡原理，将无压风门与老式风门优缺点进行对比，以确保在实际应用中取得的良好经济及安全效益。
【关键词】无压风门；振兴煤矿；实际应用
在煤矿矿井通风系统中，风门是一种常用的通风设施，在煤矿安全生产中起着非常重要的作用。振兴矿井底车场主联巷风门位于矿井主要进风巷与矿井总回风巷之间，此处的风门由于矿井负压大的原因，一直难以开启，每次开启都需2、3人同时用力打开，一方面运料车通行困难，另一方面很容易发生夹伤人员事故，为解决此问题，曾采取了在风门上安设小风门的方法，使用效果差，且漏风大。经多次研究改进，我山西长治振兴矿在井底车场主联巷使用了自动无压风门型号ZMK127V传动机构电液传动额定电压380/660电机功率3KW电液传动全自动无压风门，取得了良好的效果，并在全矿推广应用。
1、无压风门工作原理
无压风门适用于煤矿井下巷道任何需要安设风门的地点。
1.1无压风门的结构
无压风门是由门框、门扇、连杆平衡机构和重锤等部分组成。
两扇风门分别向两个方向开启，通过连杆和支撑臂实现联动，改变连杆长度可以调整风门的严密度。如结构图所示，两扇门A、B通过支撑臂及连杆C连成一个整体。当A向前运动时，另一扇门B在连杆的带动下向后运动，这样打开风门的阻力F只有启动风门的气动力和重锤的重力，因为风压差作用在风门A上的力等于作用在风门B上的力，而两力通过连杆相互抵消，故称为无压风门。
1.2无压风门力平衡原理
无压风门采用压力平衡原理，通过四连杆机构及固定在门框上的限位装置实现两扇风门异向同步开闭，风门关闭后使两扇风门边的挡风皮子严密接触，具有良好的防漏风效果。由于作用在风门上的矿井负压通过连杆机构转化为一种内力并得到平衡，风门开关力的大小取决于重锤的重量（重锤重量一般在10kg～25kg之间）从而保证了风门打开时省力、方便灵活。如图2所示，由于两扇风门的面积大小近似相等，则作用在两扇风门上的矿井负压也大小相等，即F1≈F2，调整连杆机构是两扇风门紧密接触，风门处于关闭状态，则作用于单扇上正反力矩相等。
1.3自动工作原理
液压站把产生的高压油通过高压油管送入电磁换向阀的进油口，关门时控制信号选择电磁换向阀的A口为进油口，B口为回油口，高压油通过高压油管进入液压缸，高压油推动活塞推杆伸出，并带动活塞推杆与左门板的连接件、左门板向右移动，同时连接在左门和右门板上的牵引钢丝绳、滑轮等组件协同工作，使风门处于关闭状态，开门时，控制信号选择电磁换向阀的B口为进油口，A口为回油口，高压油通过高压油管进入液压缸，推动活塞推杆收回，并带动活塞推杆与左门板的连接件、左门板向左移动，同时连接在左门和右门板上的牵引钢丝绳、滑轮等组件协同工作，使风门处于开启状态。自动系统由控制箱、SIMATIC$7-200 PLC控制主机、检测风门状态的传感器、检测矿车状态的传感器、2个二位五通电磁阀、人行小门指示灯、风门运行状态模拟显示系统、故障处理系统和强制开关风门控制按钮等，采用SIMATIC-200PLC，由于其具有结构紧凑、扩展良好、指令强大、可靠性好等特点，对阻力系数很小，所以风门开闭阻力也很小，大大降低了风压对风门开闭的影响，使风门开闭灵活自如；检测风门状态的传感器安装在风门上，分别检测风门开到位，关到位和人行门的开关状态。
2、无压风门的优点
2.1风门开启力方面，无压风门由于每组风门由两扇小风门组成，在开闭其中一扇风门时无论开闭方向如何，另一扇风门异向开闭，此时释放了压力，极易开闭，力与风压大小及方向无关；而老式风门门扇笨重，在巷道负压较大的情况下很难开启，需要4、5人同时方可开启。
2.2每套无压风门有两组风门组成，双向隔风，无须再设反向风门；老式风门由于受巷道负压的影响，必须安设反风门，以便在风流倒向时使用，每组有正反两扇风门既由两组四扇风门组成。
2.3无压风门双面密封，漏风量小；老式风门有时为了减少开启压力，会在风门上方安设小风门，这样增加了风门的漏风量。
2.4无压风门系统简单，坚固耐用，不会在开启过程中而损坏风门；老式风门由于难以开启人们常常用重物撬、板风门易造成风门的损坏。
2.5无压风门使用的压力平衡原理关闭平稳，安全可靠；无压风门每组风门有两扇门打开时断面积较老式风门单扇门打开的面积大，容易行人、通车过料，不容易碰撞风门，而且老式风门则由于风门压力大难以开启容易造成夹伤行人的事故，安全性能较无压风门差些。
2.6无压风门的整个材料由铁制品制成防火性能好，能有效阻断皮带运输巷可能发生的火灾，防止火灾及有害气体进入其它巷道，防腐、防潮性能也较好，且强度大，不易变形；老式风门的门腿子由方木做成，防腐、防潮性能较差，长时间使用易坏，需要更换。
2.7无压风门在重锤的作用下，两风门之间可实现相互闭锁，不易造成风流短路的问题。
3、无压风门在应用过程中的不足与改进措施
3.1风门两扇门中间的接触皮条频繁摩擦，容易损坏，今后应当改善接触皮条的材质。
3.2无压风门门体本身的材质应当改为即轻便又强度大的材质，这样即便于运输又抗碰撞。
3.3自动风门控制系统不仅能控制风门开闭，还实现了对两道风门之间的软件互锁和人行小门与风门的软件互锁；它的自检程序还能及时发现系统的故障，并由故障处理程序做相应的处理；振兴矿使用3年多，无故障，运行灵活，收到很好的效果。
作者简介
尹成排，工程师，山东科技大学毕业，新汶矿业集团协庄煤矿工作主要任机电科长，运输科长，修理厂厂长，山东矿业管理集团公司副总工程师。
【关键词】无压风门；振兴煤矿；实际应用
在煤矿矿井通风系统中，风门是一种常用的通风设施，在煤矿安全生产中起着非常重要的作用。振兴矿井底车场主联巷风门位于矿井主要进风巷与矿井总回风巷之间，此处的风门由于矿井负压大的原因，一直难以开启，每次开启都需2、3人同时用力打开，一方面运料车通行困难，另一方面很容易发生夹伤人员事故，为解决此问题，曾采取了在风门上安设小风门的方法，使用效果差，且漏风大。经多次研究改进，我山西长治振兴矿在井底车场主联巷使用了自动无压风门型号ZMK127V传动机构电液传动额定电压380/660电机功率3KW电液传动全自动无压风门，取得了良好的效果，并在全矿推广应用。
1、无压风门工作原理
无压风门适用于煤矿井下巷道任何需要安设风门的地点。
1.1无压风门的结构
无压风门是由门框、门扇、连杆平衡机构和重锤等部分组成。
两扇风门分别向两个方向开启，通过连杆和支撑臂实现联动，改变连杆长度可以调整风门的严密度。如结构图所示，两扇门A、B通过支撑臂及连杆C连成一个整体。当A向前运动时，另一扇门B在连杆的带动下向后运动，这样打开风门的阻力F只有启动风门的气动力和重锤的重力，因为风压差作用在风门A上的力等于作用在风门B上的力，而两力通过连杆相互抵消，故称为无压风门。
1.2无压风门力平衡原理
无压风门采用压力平衡原理，通过四连杆机构及固定在门框上的限位装置实现两扇风门异向同步开闭，风门关闭后使两扇风门边的挡风皮子严密接触，具有良好的防漏风效果。由于作用在风门上的矿井负压通过连杆机构转化为一种内力并得到平衡，风门开关力的大小取决于重锤的重量（重锤重量一般在10kg～25kg之间）从而保证了风门打开时省力、方便灵活。如图2所示，由于两扇风门的面积大小近似相等，则作用在两扇风门上的矿井负压也大小相等，即F1≈F2，调整连杆机构是两扇风门紧密接触，风门处于关闭状态，则作用于单扇上正反力矩相等。
1.3自动工作原理
液压站把产生的高压油通过高压油管送入电磁换向阀的进油口，关门时控制信号选择电磁换向阀的A口为进油口，B口为回油口，高压油通过高压油管进入液压缸，高压油推动活塞推杆伸出，并带动活塞推杆与左门板的连接件、左门板向右移动，同时连接在左门和右门板上的牵引钢丝绳、滑轮等组件协同工作，使风门处于关闭状态，开门时，控制信号选择电磁换向阀的B口为进油口，A口为回油口，高压油通过高压油管进入液压缸，推动活塞推杆收回，并带动活塞推杆与左门板的连接件、左门板向左移动，同时连接在左门和右门板上的牵引钢丝绳、滑轮等组件协同工作，使风门处于开启状态。自动系统由控制箱、SIMATIC$7-200 PLC控制主机、检测风门状态的传感器、检测矿车状态的传感器、2个二位五通电磁阀、人行小门指示灯、风门运行状态模拟显示系统、故障处理系统和强制开关风门控制按钮等，采用SIMATIC-200PLC，由于其具有结构紧凑、扩展良好、指令强大、可靠性好等特点，对阻力系数很小，所以风门开闭阻力也很小，大大降低了风压对风门开闭的影响，使风门开闭灵活自如；检测风门状态的传感器安装在风门上，分别检测风门开到位，关到位和人行门的开关状态。
2、无压风门的优点
2.1风门开启力方面，无压风门由于每组风门由两扇小风门组成，在开闭其中一扇风门时无论开闭方向如何，另一扇风门异向开闭，此时释放了压力，极易开闭，力与风压大小及方向无关；而老式风门门扇笨重，在巷道负压较大的情况下很难开启，需要4、5人同时方可开启。
2.2每套无压风门有两组风门组成，双向隔风，无须再设反向风门；老式风门由于受巷道负压的影响，必须安设反风门，以便在风流倒向时使用，每组有正反两扇风门既由两组四扇风门组成。
2.3无压风门双面密封，漏风量小；老式风门有时为了减少开启压力，会在风门上方安设小风门，这样增加了风门的漏风量。
2.4无压风门系统简单，坚固耐用，不会在开启过程中而损坏风门；老式风门由于难以开启人们常常用重物撬、板风门易造成风门的损坏。
2.5无压风门使用的压力平衡原理关闭平稳，安全可靠；无压风门每组风门有两扇门打开时断面积较老式风门单扇门打开的面积大，容易行人、通车过料，不容易碰撞风门，而且老式风门则由于风门压力大难以开启容易造成夹伤行人的事故，安全性能较无压风门差些。
2.6无压风门的整个材料由铁制品制成防火性能好，能有效阻断皮带运输巷可能发生的火灾，防止火灾及有害气体进入其它巷道，防腐、防潮性能也较好，且强度大，不易变形；老式风门的门腿子由方木做成，防腐、防潮性能较差，长时间使用易坏，需要更换。
2.7无压风门在重锤的作用下，两风门之间可实现相互闭锁，不易造成风流短路的问题。
3、无压风门在应用过程中的不足与改进措施
3.1风门两扇门中间的接触皮条频繁摩擦，容易损坏，今后应当改善接触皮条的材质。
3.2无压风门门体本身的材质应当改为即轻便又强度大的材质，这样即便于运输又抗碰撞。
3.3自动风门控制系统不仅能控制风门开闭，还实现了对两道风门之间的软件互锁和人行小门与风门的软件互锁；它的自检程序还能及时发现系统的故障，并由故障处理程序做相应的处理；振兴矿使用3年多，无故障，运行灵活，收到很好的效果。
作者简介
尹成排，工程师，山东科技大学毕业，新汶矿业集团协庄煤矿工作主要任机电科长，运输科长，修理厂厂长，山东矿业管理集团公司副总工程师。