為解決煤礦井下風門開啟困難的問題，設(shè)計了氣動風門及氣動閉鎖裝置。介紹了礦井氣動風門及氣動閉鎖裝置的設(shè)計思路，闡述了其工作原理及使用中應注意的事項。該氣動風門及閉鎖裝置采用壓縮空氣控制，無任何電氣設(shè)備，安裝及維護簡單，適合在瓦斯礦井使用，尤其在高瓦斯礦井或煤與瓦斯突出礦井，可以避免電氣設(shè)備失爆的問題。

礦井氣動風門設(shè)計思路
氣動風門采用人工操作，井下壓縮空氣作為動力，通過氣缸伸縮來帶動風門開關(guān)。在每個風門兩側(cè)，各安裝有操作閥。人員走近風門時，操作閥門，氣缸收縮，風門打開。通過風門后，操作另一個閥門，氣缸伸出，風門關(guān)閉。一組風門中的 2 道風門必須具有閉鎖裝置，一個風門打開后，另一個風門氣缸閉鎖，風門不能打開。操作流程如圖 1 所示。氣動風門控制原理如圖 2 所示。

礦井氣動風門受力狀態(tài)分析
正常情況下，2 道風門處于關(guān)閉狀態(tài)，作用在風門上力的大小與風門兩側(cè)風壓差和風門的面積有關(guān)。風壓差越大，風門面積越大，開啟風門所需要的力就越大; 反之，風壓差越小，風門面積越小，開啟風門所需要的力就越小。風門開啟后，風門兩側(cè)風壓相等，繼續(xù)開啟風門只需要很小的力即可。因此，通過測量風門兩側(cè)風壓差就可知道開啟風門所需要的力。

礦井氣動風門氣缸的選擇
( 1) 氣缸類型。氣壓傳動中，將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件稱為氣缸。作往復直線運動的氣缸按驅(qū)動方式可分為單作用氣缸和雙作用氣缸 2 種。①單作用氣缸: 僅一端有活塞桿，防爆類型為礦用本質(zhì)安全型。防爆標志為 ExibⅠ，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。②雙作用氣缸: 從活塞兩側(cè)交替供氣，在 1 個或 2 個方向輸出力。
在井下，需要控制風門的開和關(guān) 2 種狀態(tài)，因此，選用雙作用氣缸來驅(qū)動風門。
( 2) 氣缸缸徑。趙固二礦井下壓縮空氣管路中，壓縮空氣的壓強為 0. 5 MPa，根據(jù)風門受力測試結(jié)果，打開風門需要的力按 1 641. 6 N 計算，據(jù)氣缸理論出力表( 表 2) 查出，選用80 mm 的氣缸合適。為使 2 個氣缸不同時動作，避免風流短路現(xiàn)象，對 2 個氣缸實現(xiàn)了氣動閉鎖。當 1#氣缸活塞桿收縮，打開風門時，氣缸給出 1 個氣信號，控制 2#氣缸的總氣源，2#氣缸因無壓縮空氣而不能動作; 當 1#氣缸活塞桿伸出，關(guān)閉風門時，對 2#氣缸解鎖; 當 2#氣缸活塞桿收縮，打開風門時，氣缸給出 1 個氣信號，控制 1#氣缸的總氣源，1#氣缸因無壓縮空氣而不能動作; 當 2#氣缸活塞桿伸出，關(guān)閉風門時，對 1#氣缸解鎖，從而實現(xiàn)氣動閉鎖。氣動閉鎖裝置通過氣控閥來實現(xiàn)，設(shè)計時，將所有的控制裝置集中在一起。使用時應注意以下幾點。
( 1) 只有當一道風門*關(guān)閉時，另一個風門才會解鎖。因此，要加強職工培訓，必須等第 1 道風門*關(guān)閉時，再去開下一道風門。( 2) 要保證壓縮空氣的質(zhì)量，若壓縮空氣中雜物過多，則易損壞閉鎖裝置。因此，要加裝空氣過濾裝置。