礦井通風(fēng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，常用的通風(fēng)設(shè)施及通風(fēng)建筑物有：礦井主抽風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、風(fēng)筒、風(fēng)墻等，所有這些的目的是保證風(fēng)流按設(shè)計(jì)的路線通過所有必到的工作面。 通風(fēng)系統(tǒng)就像一個(gè)電路系統(tǒng)，風(fēng)速和風(fēng)量都經(jīng)過科學(xué)的設(shè)計(jì)，風(fēng)門用于阻斷風(fēng)流和通過車輛和行人，是通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分，一組（至少兩道）風(fēng)門同時(shí)打開或者風(fēng)門漏風(fēng)嚴(yán)重就會(huì)造成風(fēng)流短路，使采區(qū)等工作面有效風(fēng)量大幅度減小，有害氣體積聚，影響礦工身體健康，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人員窒息或瓦斯爆炸等礦難的發(fā)生。 因此，礦井一刻也不能停風(fēng)，由于礦井深度大、范圍廣，因此壓風(fēng)要有一定的風(fēng)速、風(fēng)壓，尤其在主巷道中風(fēng)速很快， 造成巷道風(fēng)門關(guān)門時(shí)撞擊嚴(yán)重，風(fēng)門損壞很快，嚴(yán)重威脅通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，通風(fēng)部門投入很多人力物力進(jìn)行風(fēng)門維護(hù)，而且由于關(guān)門速度快經(jīng)常有風(fēng)門傷人事故發(fā)生， 為降低生產(chǎn)成本，減少安全事故，有必要設(shè)計(jì)一套風(fēng)門緩沖裝置適當(dāng)延長關(guān)門時(shí)間，減少甚至杜絕關(guān)門撞擊。

礦用風(fēng)門緩沖裝置設(shè)計(jì)思路

打氣筒就是一種很好的緩沖裝置原型。 提起氣筒桿（活塞）時(shí)很輕快，幾乎沒有阻力，因?yàn)榇驓馔不钊拖褚粋€(gè)單向閥， 向上提起時(shí)上下腔氣體相通，氣體由上腔進(jìn)入下腔，上腔空氣通過打氣筒桿與打氣筒上蓋之間的空隙進(jìn)入， 活塞毛頭呈碗狀，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)直徑縮小， 其與桶壁的摩擦力很小，提起打氣筒幾乎僅需要克服打氣筒桿（活塞）的重量，因其很小幾乎可以忽略故感覺很輕快。 壓下氣筒桿（活塞）時(shí)阻力大，因?yàn)榛钊蛳逻\(yùn)動(dòng)時(shí)，毛頭直徑加大活塞與桶壁密封良好，活塞單向閥關(guān)閉，下腔氣體不能涌入上腔，只能被壓進(jìn)車胎，因此感覺有阻力，且下壓速度越快阻力越大，壓縮氣體排盡氣筒桿（活塞）下壓到位。 這就起到了緩沖的作用。

將打氣筒加以改造，然后安裝在風(fēng)門模型上試用，有效果但不理想。究其原因：①因?yàn)槊^需潤滑油浸潤才能保持與桶壁的良好密封，而作為緩沖裝置是水平安裝的，毛頭上部的潤滑油在重力作用下經(jīng)過一段時(shí)間就會(huì)落到下面， 導(dǎo)致毛頭與桶壁不能良好密封，關(guān)門時(shí)前后兩腔竄氣，緩沖效果不佳；②打氣筒的活塞僅僅靠一個(gè)軸用擋圈固定，受力大時(shí)有可能使活塞脫落；③打氣筒桿直徑小剛性略顯不足。

賓館和機(jī)關(guān)等有些單位的一些門上也裝有一種緩沖裝置，經(jīng)分析該機(jī)構(gòu)太小不適于礦井風(fēng)壓大風(fēng)速高的環(huán)境使用。

因此依據(jù)打氣筒的工作原理， 改進(jìn)其不足之處，著手設(shè)計(jì)風(fēng)門緩沖裝置。

礦用風(fēng)門緩沖裝置安裝方便原則

風(fēng)門種類很多， 從材質(zhì)上分有由型鋼作框架由薄鋼板作面板的鋼門和用方木作框架、鋪設(shè)木板的木門；從使用時(shí)間上分有原有舊門和新安裝的新門。 緩沖裝置既要能在新制作的風(fēng)門上安裝，又方便在原有的風(fēng)門上加裝；既要能在鋼門上安裝又要能在木門上安裝，這樣才能最大限度地推廣這一技術(shù)，發(fā)揮最大的社會(huì)效益，而且也能實(shí)現(xiàn)緩沖裝置的批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)效益。 因此設(shè)計(jì)時(shí)固定座設(shè)計(jì)成整體制作、分體安裝，整體制造可以降低制造難度、提高工件質(zhì)量，分體安裝可以降低安裝難度、降低安裝成本。 采用螺栓固定，只要在門框和門扇上共計(jì)鉆 10 個(gè) 10 mm 的孔既可安裝。

（2）密封原則

風(fēng)門是重要的通風(fēng)設(shè)施， 有嚴(yán)格的密封要求，不能因?yàn)榘惭b了風(fēng)門緩沖裝置，實(shí)現(xiàn)了緩沖而加大了泄風(fēng)量。 隨著風(fēng)門開和關(guān)，緩沖裝置的活塞桿在做伸縮運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還會(huì)有一定幅度的擺動(dòng)，因此要在風(fēng)門橫梁上開一個(gè)長孔。 為保證密封性在活塞桿擺動(dòng)長孔上加裝了密封膠皮，關(guān)門后膠皮會(huì)在壓風(fēng)的作用下緊緊貼在門框上阻止泄風(fēng)，其他安裝孔用螺栓、平彈墊及螺母固定不會(huì)造成泄風(fēng)。

（3）“以人為本”的原則

風(fēng)門要過人，而且由于風(fēng)壓大，行人門一般比較小，風(fēng)門開啟力

F=pA

式中 p———巷道靜風(fēng)壓；

A———風(fēng)門面積。

緩沖裝置不能影響行人。 因此設(shè)計(jì)將緩沖裝置安裝在風(fēng)門橫梁上，緩沖裝置水平安裝，緩沖裝置不低于橫梁下端面，故不占用行人空間。

（4）維護(hù)方便原則

只有便于維護(hù)，才能延長設(shè)施的使用壽命。 該裝置運(yùn)動(dòng)方式簡單，速度低，因此磨損慢，采用 O 形橡膠密封圈和 Y 形橡膠密封圈布置在活塞上，既經(jīng)濟(jì)又耐磨，只要定期（一周一次）往活塞缸筒和連桿銷孔上涂點(diǎn)機(jī)油即可。

 

礦用風(fēng)門緩沖裝置工作過程

氣缸固定在風(fēng)門門框上， 活塞桿與連桿連接，連桿根據(jù)門扇厚度不同可定制，連桿與安裝在門扇上的固定座用聯(lián)接銷聯(lián)接在一起，門扇開啟時(shí)門扇固定座帶動(dòng)氣缸活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，缸筒后部的空氣由調(diào)速節(jié)流閥進(jìn)入（調(diào)速節(jié)流閥進(jìn)出氣是通過不同氣孔的，進(jìn)氣時(shí)沒有阻力，出氣時(shí)可通過調(diào)節(jié)排氣孔大小從而調(diào)節(jié)排氣速度）， 缸筒前部的空氣從氣缸前端蓋的孔中排出，僅僅有活塞和缸筒的摩擦力，活塞采用 1 個(gè) Y 形橡膠密封圈和 1 個(gè) O 形橡膠密封圈組合密封，缸桿伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力很小幾乎可以忽略不計(jì)； 風(fēng)門關(guān)閉時(shí)氣缸前部空氣順暢地進(jìn)入，氣缸后部的空氣排出時(shí)受到來自調(diào)速節(jié)流閥的阻力，起到關(guān)門緩沖作用，短時(shí)間內(nèi)氣缸后部空氣排空，風(fēng)門良好閉合。