摘要：介绍了一种新型的矿井通风用旋叶式风门，该风门既可以作为主通风门使用，也可以用作辅助通风门。该风门在运行过程中可以利用风压实现自动密封，密封效果良好，与先进的电动执行机构和电控系统配套使用，具有操控简单、运行平稳、动作快、维护简便等优点，为煤矿安全生产提供了可靠的保障。

关键词：MZX型旋叶式风门;矿井通风;不停风倒机

中图分类号： TD441 文献标识码：A

Design and Study on MZX Vane Air Door of Mine Ventilation

Su Chang-Sheng1，Wang Wei2

(1.Heilongjiang Longmei Mining Group ,Hegang Industry Company, Hegang 154100,China; 2. School of Information and Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008,China)

Abstract：This paper introduces one kind of MZX vane air door of mine ventilation, the air door can be used as the main ventilation door, can also be used as an auxiliary ventilation doors. The air door can achieve self-sealing using air pressure in the running process, and good sealing effect, supporting the use of advanced electric actuators and electrical control systems, the air door has simple operation, stable operation, quick action, convenient maintenance etc, providing a reliable guarantee for the coal mine production safety.

Key words: MZX vane air door, mine ventilation, non-stop reverse.

0 引言

矿井通风在矿井安全生产中具有至关重要的作用，矿井生产对井下通风有着十分严格的要求。局部瓦斯超限是制约矿井安全生产的主要安全隐患，这就需要通风机利用风门源源不断地向井下输送新鲜空气，实现井下空气的正常流通，达到稀释和排出井下有害气和粉尘，同时调节井下空气温度和湿度的目的[1]。目前，矿井通风希望在倒机过程中实现主扇的不停风倒机，即要求两个风道的风门实现联动，同时矿井通风中要求风门密闭性好、操控和维护方便、运行平稳。传统的闸板式风门并不能满足上述新的要求，不适应矿井通风现代化发展的需要。本文在研究现有矿井通风用风门的基础上，设计一种新型的操控方便、密闭性优良、能实现联动运行的MZX型旋叶式风门，该旋叶式风门可以实现现场控制、远程控制、手动控制、点动控制，通过联动运行可以实现主扇的不停风倒机。与传统的闸板式风门相比，MZX型旋叶式风门更适合现代矿井通风自动化的要求，通风效能也更好。

1 MZX型旋叶式风门的结构组成

MZX型旋叶式风门主要由框体、扇叶、传动构件、电动执行器、电控系统几部分组成，其结构如图1所示。

图1 MZX型旋叶式风门三维模型图

1.框体 2.扇叶 3.齿轮 4.齿条5.轴承室

(1)框体部分

框体部分主要由传动梁、从动梁、横梁、传动梁罩板、从动梁罩板、电机架等部件组成，框体部分用于支撑安装风门中其它部件，是整套旋叶式风门的“骨架”。其中，传动梁、从动梁和横梁均由整块HG70高强钢板弯折而成，保证其有足够的强度和力学性能。梁与梁的结合处夹塞泡沫密封板，横梁的侧板上要粘贴橡胶密封条，保证在工作中框体部分严格密封，无泄漏现象。

(2)扇叶部分

扇叶主要由不锈钢钢板、轴、支撑板、横向密封条(B型橡胶条)、纵向密封条(P型橡胶条)、挡风板等部件组成，其结构如图2所示。

图2 扇叶三维模型图

1.纵向密封条 2.不锈钢钢板 3.挡风板

4.横向密封条5.轴

扇叶由整块不锈钢钢板对称折弯而成，结合处采用焊接加铆接，扇叶外表依旧光滑平整，采用菱形流线型设计，将风流经过风门时的损耗降低到最小。不锈钢材质保证扇叶在矿井露天工作环境下具有防锈和防腐性能，可以长时间有效工作。扇叶采用硬度和强度适中的B型和P型橡胶条进行密封，密封效果良好，而且金属与橡胶接触噪音小，运行平稳可靠，密封条用冷凝胶粘贴在扇叶上，再通过不锈钢压条铆接固定。

(3)传动构件

MZX旋叶式风门采用齿轮齿条结构作为风门的传动机构，主要由齿轮、齿条、传动轴、托辊、轴承、轴承室等组成，其结构如图3所示。

图3 传动构件三维模型图

1.齿条 2.轴承及轴承室 3.齿轮 4.传动轴

5.定位螺钉6.托辊

齿轮齿条配合作为传动件具有传动平稳性好、传递力的同步性好、容易调整初始位置等优点，这样可以保证风门开闭时运行平稳，振动和噪音较小，同时保证扇叶启闭时的同步动作，而且方便进行微调保证扇叶都关到位，避免泄露。

2 MZX型旋叶式风门的工作原理

MZX型旋叶式风门由电动执行机构提供动力，扇叶均匀地布置在框体内，每一片扇叶都有配套的传动构件相连接，电动执行器工作带动传动构件中的齿轮齿条进行同步运动，从而通过扇叶的同步转动实现风门的启闭，其现场工作状态如图4所示。

(a)MZX旋叶式风门打开状态

(b)MZX旋叶式风门关闭状态

图4 MZX旋叶式风门实物图在主扇进行倒机更换通风风道时，当电动执行器带动MZX旋叶式风门运行一定的角度后，风门中的扇叶可以利用风压实现自动密闭，节省动力的同时，可以保证在风压作用下产生良好的密闭效果，MZX旋叶式风门主要依靠扇叶与框体之间的摩擦、扇叶之间的搭接，压迫橡胶密封条实现密封。

配合先进的电动执行器和电控系统，可以实现MZX旋叶式风门的远程控制、现场控制、点动控制和手动控制，既方便控制台对风门系统进行集中有效控制，又可以保证在风门电控系统出现故障时进行人工操作，顺利开启和关闭风门[2]。本文中设计的MZX旋叶式风门可以保证风门在承受负压的情况下在1分钟内顺利开启和关闭，匀速平稳运行，无振动和抖动现象[3]。MZX旋叶式风门的监控系统界面如图5所示。

图5 MZX旋叶式风门监控系统界面

3 MZX型旋叶式风门实际运行情况

MZX旋叶式风门已经在平煤集团的一些矿井投入使用，实际运行效果良好，该型号风门不仅操控方便可靠，而且各项运行参数均符合煤矿安全生产的要求[4]。表1对比列举了MZX旋叶式风门与传统的闸板式风门的主要性能参数。

表1 两种类型风门的主要性能参数

表1 两种类型风门的主要性能参数

从表1可以清楚地看出，MZX旋叶式风门的各项主要性能参数均优于传统的闸板式风门，在实际应用中的效果更好。

4 结语

MZX旋叶式风门操作简单可靠，设备维护方便，运行平稳可靠，运行动作快速，密封性能好，使用寿命较长。同时，配合先进的电动执行器和电控系统，可以实现风门的远程控制、现场控制、点动控制和手动控制，可以进行多个风门的联动操作，从而可以实现主通风机的不停风倒机，可以作为不停风倒机系统中的关键设备进行使用。MZX旋叶式风门在现场的实际运行效果良好，具有使用和推广价值。

参考文献

[1] 李广洲，赵继云.矿井主要通风机液压旋叶风门的设计[J].煤矿机械，2012.33(7)：163-164.

[2] 张帅，夏承莉.基于PLC控制的矿用通风机监控系统的研究[J].煤矿机械，2012.33(7)：210-211.

[3] 李华.通风机监控系统的设计及研究[J].煤矿机械，2010.31(1)：150-152.

[4]白好杰，唐大放.一种新型矿井用风门系统的研制[J].风机技术，2011(5)：31-34.

作者简介：苏长胜，1962年10月出生,山东省东阿县人,高级工程师,本科学历，2005年毕业于黑龙江科技学院电气工程及自动化专业，目前在黑龙江龙煤矿业集团鹤岗分公司鸟山煤矿从事机电新技术的研究和机电管理工作。

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