为使风门系统开闭方便、动作灵活、减小破损、延长使用寿命，设计了平行四连杆机构、左右门扇同步异向开闭的无压平衡风门，分析了自动气动风门系统装置组成、工作原理、设备布置和动作过程。风门系统工作可靠能满足矿井通风系统和安全生产要求。

为保证掘进机在全岩巷施工中成功使用，积累岩巷综掘经验该机安装试用以来通过加强培训和现场管理截至2014年11月累计进尺1 008 mo特别是11月份单月最高进尺达到40L6 m，最高日进尺巧·2 m，打破了原岩巷单月最高掘进30L5 m 的集团纪录，创下了集团公司同类巷道施工的最好成绩。相对原有炮掘施工月进尺巧0 m的进度提高了2·5倍。司机位置总粉尘降尘率达91％，能有效预防和减少危害作业人员身体健康的矽肺病和威胁人身安全的瓦斯煤尘爆炸，保证了司机的截割视线和工人的身体健康，为我国岩巷掘进技术的发展奠定了基础也为我国全岩巷悬臂式掘进机的推广与应用提供了宝贵经验。

自动无压平衡风门系统中设有2道单式的风门结构主体，每道单式风门主体又由一套门框、左右两门扇、平衡机构、滑轮、钢丝绳、重锤配重装置及挡板等组成。其中平衡机构包括左右门轴、支撑直臂、支撑弯臂和连杆机构·，对开结构的左右两扇门通过支撑直臂、支撑弯臂和连杆实现联动，分别向2个相反方向同步开启和闭合。为防止风流反向时吹开风门，有挡板焊接在风门开启方向的异侧。风门门框及门扇用钢板焊接结构，外部表面做喷塑处理，可以防止井下腐蚀。

（2）自动无压平衡风门,气动无压平衡风门平衡机构的设计

无压平衡风门的左右2扇门通过支撑直臂、支撑弯臂及连杆组成一个连杆机构，在风门左右2扇门打开关闭过程中整个机构处于平衡状态，即总力矩为0。如能够使左右门扇打开闭合时的速度和角度始终保持一致，在平衡机构作用下，左右门扇的风门所受风压作用力为0。其中风门轴对门扇的支撑力不能转动门扇，风压对风门的推力可以转动门扇，风门所受作用力只有开启风门的气动力和配重装置重锤的重力

图2是无压平衡风门在初始状态闭合位置和末状态打开位置的机构俯视图，设直臂才刀距左门扇轴心距离仂：，弯臂BEC距右门扇轴心距离B02：  ，弯臂BEC的BC连线与右门扇之间夹角为先若要保证风门在初始闭合位置状态时，连杆c与左右门扇平行，即刀C/／仂仂，必须满足乃：BE或刀： BCsin 90在风门完全打开的过程中，风门门轴位置始终不变，左右门扇逐步被打开，直至左右门扇垂直于连杆，即月点转移至A'占B点转移至点c点转移至c'点，D点转移至刀 '点后；若要使连杆仍然平行于左右门扇风门，即c' //仂02，必须满足 B'c'cos A'仂+B' 02：·+佝整体结构是一平行四连杆机构，即利用平行四边原理，当其中一扇门被拉开或推开时，则另一扇门同步朝相反的方向开启，风门左右门扇有固定的打开方向.

（a）初始状态闭合位置
（b）末状态打开位置图2无压平衡风门机构俯视图

（3）无压平衡风门的工作原理无压平衡风门系统每道单式风门主体均采用连杆平衡机构，左右门扇同步异向打开和关闭，不论风流朝向如何，风流的推力和压力均同时作用在两扇门上，并且大小相等，左右门扇风门所受的作用力就转化为内力并一直平衡。气缸为风门连杆运动的执行机构，其动力源是井下压风系统，当有信号发送给控制主机，控制主机发出驱动信号，使电磁阀换向，气缸伸出，推动连杆机构，实现风门的开启。重锤配重装置与风门连杆相连，产生的牵引力减轻风门闭合时的阻力，起到复原平衡作用，实现风门的自动关闭。

自动无压平衡风门,气动无压平衡风门控制系统主要由矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置、矿用防爆控制按钮、矿用本质安全型光电式接近传感器、矿用本质安全型电感式传感器、矿用隔爆兼本质安全型语音声光报警器和矿用隔爆型气动电磁阀等组成。

图3是风门控制系统中各主要装置设备之间的关系图。矿用隔爆兼本安型风门控制器接收处理矿用本安型光电式接近传感器及矿用本安型电感式传感器的开关信号后，输出指令信号控制气动电磁阀动作，同时向矿用本质安全型语音声光报警器发出语音信号和显示信号。矿用本安型光电式传感器监视有无行人或车辆通过风门，矿用本安型电感式传感器确定左右门扇风门的开闭状态。矿用隔爆型气动电磁阀接收控制主机信号，从而改变压风气流方向使气缸动作，实现风门的开启或关闭。

自动无压平衡风门,气动无压平衡风门工作原理

风门气动动力来源于井下管网压风系统，压缩空气经过空气滤清器和油雾器后，通过二位五通电磁阀和单向节流阀进人气缸。通过电控二位五通阀可以改变其阀芯位置，进气方向的改变可塞杆伸出或缩回，气缸上的节流阀通过控制气体流量控制风门的开闭速度。

风门系统安装在需要风量控制的巷道中，设有2道风门A和B ,每道风门两侧的巷道壁上都安装有隔爆按钮和光电式接近传感器，同时每道风门也安装有检测风门开闭状态的电感式接近传感器。初始时2道风门均处于关闭状态，当巷道中人员或矿车需要通过风门A 时，风门A外侧光电式接近传感器SCI检测到有人员或矿车信号后，风门控制器接收到该信号驱动电磁阀，推动执行机构气缸A开启风门，电感式接近传感器SD2检测到风门的开启。此时，语音声光报警装置A发出警示语“请注意安全，风门已开启"且绿色指示灯亮，另一道风门B的闭锁电磁阀启动，语音声光报警装置B有提示语“请您稍候，前方风门已打开"且红色指示灯亮。经过适当延时，风门A 内侧光电式传感器SC2检测到行人或矿车通过后，风门控制器释放电磁阀，风门A关闭，待电感式接近传感器SDI检测到风门A完全关闭后，语音声光报警器停止报警提示，进人待机状态。同理，行人或车辆通过另一道风门B时动作过程相同。反向通过两道风门时控制过程一样，只要确保同一时间内至少有一道风门处于关闭状态。  

  手动操作状态下，按下风门一侧的隔爆按钮，风门完全打开到位后，松开隔爆按钮，待行人或矿车通过，操作风门另一侧隔爆按钮关闭风门，关闭到位后松开隔爆按钮，通过另一道风门时的操作同理。

自动无压平衡风门,气动无压平衡风门结语

（1)自动无压风门系统开启力与风压大小及方向无关，行人或车辆通过时，风门可以自动打开，待行人或车辆通过后自动关闭，无需人力开启、费力小方便实用；

（2）无压风门系统设有互相闭锁的2道风门，同一时间只能一道风门开启，并且优先关闭，无须再设反向风门，双向隔风有效解决了通风系统短路运行问题；

（3）利用压力平衡原理，采用压缩空气为动力，无压风门在重锤作用下，关闭平稳可靠，如遇停气，可打开紧急排气阀，实现手动打开或关闭风门；

（4）无压风门系统有较好的防潮湿、防腐蚀、防火隔爆性能且具备语音提示和LED显示2种报警方式。