專利名稱：井下避難硐室用防護密閉門的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種防護密閉門，具體的為一種集抗壓、密閉、隔熱三種功能為一體的井下避難硐室用防護密閉門，能夠抵抗爆炸沖擊波、防御有毒氣體進入避難硐室和隔絕外
界尚溫。
背景技術：
近年來，我國各類礦難事故時有發生，由于礦井事故存在破壞力大、事故原因復雜和易引起繼發性事故等特點，使得礦難發生后，外界無法及時展開救援。而井下由于事故所引起的絕大多數人員傷亡都是由于遇險礦工不能及時找到安全的避難場所造成的。為了加快完善礦山應急救援體系的建設，最大限度地減少事故損失和人員傷亡，目前，我國正在大力推廣井下安全避險系統，并且強制要求三年之內覆蓋所有的礦山企業。當煤礦井下突發瓦斯突出、煤突出、坍塌和火災等事故，礦井通道堵塞或動力電源斷電時，在井下遇險人員不能立即升井逃生脫險的緊急情況下，可快速進入避難硐室等待救援，避難硐室為其提供生命保障的密閉空間。該設施對外能夠抵抗爆炸沖擊，抵御高溫煙氣，隔絕有毒有害氣體，對內提供氧氣、食物、水，去除有毒有害氣體，創造生存基本條件，為應急救援創造條件、贏得寶貴的救援時間。
作為生命保障工程的第一道關鍵防線，避難硐室的防護密閉門對于實現避難硐室抵抗爆炸沖擊、氣密防毒和隔絕外界高溫等工作性能，起著至關重要的作用。現有的礦山井下用防護密閉門普遍存在以下主要缺陷
①在礦難發生時，在人員需進入避難硐室逃生的緊急情況下，防護門的開啟和閉鎖費力費時，不夠靈活、快速，易延誤緊急逃生的寶貴時間；
②現有防護密閉門的鎖緊機構的限位裝置設置不當，容易松動；
③現有防護密閉門都沒有考慮設計隔熱結構和觀察窗。④現有防護密閉門密封結構設計不合理，不能有效地阻隔外界有毒有害氣體的侵入。因此，需要一種適用于井下避難硐室用的鋼制式快速防護密閉門，具有較高的抵抗井下爆炸沖擊的能力，能夠有效地防御有毒氣體進入的密封性能，兼具開閉靈活，密閉可靠的特性，且能有效的隔絕外界高溫，為逃生人員提供生命保障的安全的密閉空間。
發明內容
本發明要解決的問題是提出一種井下避難硐室用防護密閉門，該防護密閉門具有較強的抵抗爆炸沖擊的能力，不僅能有效地隔絕有毒氣體進入，還能有效的隔絕外界高溫， 為逃生人員提供生命保障的安全的密閉空間。要實現上述技術目的，本發明的井下避難硐室用防護密閉門，包括門扇、門框、密封結構和閉鎖裝置，所述門扇包括位于外側的弧形門扇和位于內側的平板門扇，所述弧形門扇包括弧形殼板和焊接在弧形殼板上的固定板，所述弧形殼板與固定板之間設有加強板，且弧形板與固定板之間填充有隔熱棉，所述平板門扇包括平面蓋板，所述平面蓋板通過焊接在所述固定板上的連接座安裝在固定板上，且所述固定板與所述蓋板之間填充有隔熱棉。進一步，所述門扇上設有觀察窗，所述觀察窗包括固定焊接在門扇上的觀察窗座、 安裝在所述觀察窗座內的兩層鋼化玻璃、位于兩鋼化玻璃之間并與觀察窗座的內壁相匹配的定位套筒和固定安裝在觀察窗座上并壓緊固定鋼化玻璃的壓板，所述觀察窗座沿其軸線方向的截面呈“Π”字形且在觀察窗座的底面上開設有觀察孔，所述鋼化玻璃分別與所述觀察窗座、定位套筒和壓板之間設有密封圈密封；
進一步，所述固定板背面的四周邊緣均設有矩管，所述平板門扇的四周邊緣設有與所述矩管相匹配的隔板，所述矩管與所述隔板之間設有密封條，且與所述密封條對應的門框上設有金屬壓條；
進一步，所述閉鎖裝置包括安裝在門扇上的手輪轉軸機構、與所述手輪轉軸機構相匹配的齒輪傳動機構、與所述齒輪傳動機構聯動的多連桿機構以及與多連桿機構相匹配的楔形塊機構；
進一步，所述手輪轉軸機構包括固定焊接在門扇上的轉軸座、旋轉安裝在轉軸座內的轉軸、套裝在轉軸兩端并與轉軸同步轉動的手輪，所述轉軸座的一端設有套裝在轉軸上并與設置在所述轉軸上的軸環相匹配的壓蓋，所述壓蓋安裝在所述轉軸座上，所述轉軸與轉軸座之間設有密封圈密封。進一步，所述齒輪傳動機構包括套裝在所述轉軸上并與所述轉軸同步轉動的小齒輪和與所述小齒輪嚙合的大齒輪；
進一步，所述多連桿機構包括鉸接在所述大齒輪上的兩短桿、分別與兩短桿鉸接的左連桿和右連桿、分別鉸接在左連桿和右連桿上的多個轉動塊，所述轉動塊呈角度大于90° 的折彎，且轉動塊的中部通過螺柱鉸接在所述門扇上作為旋轉支點；
進一步，所述楔形塊機構包括固定安裝在門框上并與所述轉動塊一一對應設置的楔形塊，所述轉動塊的自由端到旋轉支點的距離大于所述楔形塊內邊緣到所述旋轉支點的距離且小于等于所述楔形塊外邊緣到所述旋轉支點的距離； 進一步，所述轉動塊的自由端上套裝有自潤滑軸承；
進一步，所述閉鎖裝置還包括限位機構，所述限位機構包括固定設置在所述門扇上的限位銷和設置在所述大齒輪上并與所述限位銷相匹配的限位槽。本發明具有如下有益效果
1、本發明井下避難硐室用防護密閉門通過將門扇設置為位于外側的弧形門扇和位于內側的平板門扇，弧形門扇的弧形殼板和固定板均采用低合金高強度的16Mn鋼，其受力性能得到加強，力學原理為假設任意方向作用在弧形殼板上的爆炸沖擊力可以分解為兩個分力，一個是垂直于弧形殼板的分力，另一個是平行于弧形殼板切線的分力，平行于弧形切線的分力由于對稱，互相抵消，垂直作用于門體的力小于原來的作用力，消弱了爆炸沖擊力，從而使門扇承受爆炸沖擊波的性能得到大大加強。因此，防護密閉門能夠承受不低于 1. OMPa的沖擊壓力，使得避難硐室內部更加安全；弧形門扇的弧形殼板和固定板之間填充有隔熱棉，平板門扇的平面蓋板與固定板之間也填充有隔熱棉，能夠有效隔絕外界高溫，保證避難硐室內的溫度適合人員生存；2、通過在門扇上設置觀察窗，避難人員能夠通過觀察窗掌握外部環境狀況，便于避難人員采取合理的自救措施；
3、本發明的井下避難硐室用防護密閉門通過設置閉鎖裝置不僅能夠從避難硐室的外部和內部打開，而且操作快捷方便，通過設置限位機構能夠防止閉鎖裝置運行到連桿機構的死點位置。4、通過在門扇的四周邊緣設置密封條、且與所述密封條對應的門框上設置金屬壓條及多點鎖緊機構來確保防護密閉門的氣密性，可有效阻隔外界有毒有害氣體的侵入，保證避難硐室內的遇險人員的生存環境。
圖1為本發明井下避難硐室用防護密閉門實施例的結構示意圖，具體為井下避難硐室用防護密閉門實施例的弧形門扇正視圖2為圖1的A-A剖視圖； 圖3為圖1的B-B剖視圖； 圖4為圖1的后視圖。附圖標記說明
1-弧形殼板；2-固定板；3-加強板；4-隔熱棉；5-平面蓋板；6-連接座；7-螺釘；8-觀察窗；9-觀察窗座；10-鋼化玻璃；11-定位套筒；12-壓板；13-觀察孔；14-密封圈；15-螺釘；16-矩管；17-隔板；18-密封條；19-金屬壓條；20-轉軸座；21-轉軸；22-壓蓋；23-密封圈；24-手輪；25-小齒輪；26-大齒輪；27-短桿；28-左連桿；29-右連桿；30-轉動塊； 31-旋轉支點；32-楔形塊；33-自潤滑軸承；34-限位銷；35-限位槽；36-齒輪座；37-門框； 38-鉸鏈。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作詳細說明。如圖1所示，為本發明井下避難硐室用防護密閉門實施例的結構示意圖，具體為井下避難硐室用防護密閉門實施例的弧形門扇正視圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖 1的B-B剖視圖；圖4為圖1的后視圖。本實施例的井下避難硐室用防護密閉門包括門扇、門框37、密封結構和閉鎖裝置， 門扇通過鉸鏈38鉸接在門框37上，本實施例的門框37采用不等邊角鋼焊接而成。門扇包括位于內側的平板門扇和位于外側的弧形門扇，弧形門扇包括弧形殼板1和焊接在弧形殼板1上的固定板2，弧形殼板1與固定板2之間設有加強板3，加強板3縱橫向地布置在弧形殼板1與固定板2之間，且弧形殼板1與固定板2之間填充有隔熱棉4，隔熱棉4均勻填充在縱橫向加強板4形成的格子中，平板門扇包括平面蓋板5和與所述平面蓋板相匹配的連接座6，平面蓋板5通過連接座6和螺釘7安裝在固定板2上，且平面蓋板5與所述固定板2之間填充有隔熱棉4。本實施例的井下避難硐室用防護密閉門通過將門扇設置為位于外側的弧形門扇和位于內側的平板門扇，弧形門扇的弧形殼板1和固定板2均采用低合金高強度的16Mn 鋼，其受力性能得到加強，力學原理為假設任意方向作用在弧形殼板1上的爆炸沖擊力可以分解為兩個分力，一個是垂直于弧形殼板1的分力，另一個是平行于弧形殼板1切線的分力，平行于弧形切線的分力由于對稱，互相抵消，垂直作用于門體的力小于原來的作用力， 消弱了爆炸沖擊力，從而使門扇承受爆炸沖擊波的性能得到大大加強。因此，防護密閉門能夠承受不低于1. OMPa的沖擊壓力，使得避難硐室內部更加安全；弧形門扇的弧形殼板1和固定板2之間填充有隔熱棉，平板門扇的平面蓋板5與固定板2之間也填充有隔熱棉4，能夠有效隔絕外界高溫，保證避難硐室內的溫度適合人員生存。進一步，門扇上設有觀察窗8，觀察窗8包括固定焊接在門扇上的觀察窗座9、安裝在所述觀察窗座9內的兩層鋼化玻璃10、位于兩鋼化玻璃10之間并與觀察窗座9的內壁相匹配的定位套筒11和固定安裝在觀察窗座9上并壓緊固定鋼化玻璃10的壓板12，觀察窗座9沿其軸線方向的截面呈“Π”字形且在觀察窗座9的底面上開設有觀察孔13，鋼化玻璃 10分別與所述觀察窗座9、定位套筒11和壓板12之間設有密封圈14。由于觀察窗座9沿其軸線方向的截面積呈“Π”字形且底部開設有觀察孔13，觀察窗座9套裝在設置在門扇上的觀察窗安裝孔后，其底部抵靠在門扇上，兩鋼化玻璃10被定位套筒11分別定位在觀察窗座9的前后兩側，觀察窗座9是焊接在門扇上的，壓板12通過螺釘15和觀察窗座9之間的螺紋緊固結構壓緊了兩塊鋼化玻璃，限定了其在觀察窗座內的位置。本實施例的觀察窗8 既能承受較大的爆炸沖擊波，還能有效的防止有毒氣體從觀察窗處進入避難硐室內。通過在門扇上設置觀察窗，避難人員能夠通過觀察窗掌握外部環境狀況，便于避難人員采取合理的自救措施。進一步，固定板2背面的四周邊緣均設有矩管16，平板門扇的四周邊緣設有與矩管16相匹配的隔板17，隔板17與矩管16 —一對應設置并靠近平板門扇邊緣，矩管16與隔板17之間設有密封條18，且與密封條18對應的門框上設有金屬壓條19。通過在門扇固定板2背面一周邊緣上設置密封條18，在門扇通過閉鎖裝置關閉時，通過閉鎖裝置的預緊力， 位于門框上的金屬壓條19壓在密封條18上進行密封，相較于傳統的門扇和門框之間的密封結構，其密封性能更好，能夠有效防止有毒氣體滲入避難硐室內部。進一步，閉鎖裝置包括安裝在門扇上的手輪轉軸機構、與所述手輪轉軸機構相匹配的齒輪傳動機構、與所述齒輪傳動機構聯動的多連桿機構以及與多連桿機構相匹配的楔形塊機構。手輪轉軸機構包括固定焊接在門扇上的轉軸座20、旋轉安裝在轉軸座20內的轉軸21、套裝在轉軸21兩端并與轉軸21同步轉動的兩個手輪M，轉軸座20的一端設有套裝在轉軸21上并與設置在轉軸21上的軸環相匹配的壓蓋22，壓蓋22通過螺釘15安裝在轉軸座20上，通過設置壓蓋22用于轉軸21的軸向定位，防止轉軸沿著軸向方向移動，轉軸21 與轉軸座20之間設有密封圈23，本實施例的轉軸21與轉軸座20之間設有兩道密封圈密封，能夠有效地防止外部的有害氣體通過轉軸處進入避難硐室。齒輪傳動機構包括套裝在轉軸21上并與轉軸21同步轉動的小齒輪25和與小齒輪25嚙合并通過齒輪座36安裝在門扇上的大齒輪沈，本實施例的傳動機構采用齒輪傳動結構，傳動平穩可靠，不易損壞。多連桿機構包括鉸接在大齒輪沈上的兩短桿27、分別與兩短桿27鉸接的左連桿 28和右連桿四、分別鉸接在左連桿28和右連桿四上的至少三個轉動塊30，轉動塊30呈角度大于90°的折彎形，且轉動塊30的中部通過螺柱鉸接在門扇上作為旋轉支點31，本實施例的旋轉支點31位于轉動塊30的折彎處。本實施例的連桿機構在左連桿觀和右連桿 29上分別鉸接有三個轉動塊30，三個轉動塊30分別位于門扇的上部、中部和下部，使得閉鎖時的閉鎖力分布更加均勻。楔形塊機構包括固定安裝在門框上并與轉動塊30 —一對應設置的楔形塊32，轉動塊30的自由端到旋轉支點31的距離大于楔形塊32內邊緣到旋轉支點31的距離，且轉動塊30的自由端到旋轉支點31的距離小于等于楔形塊32外邊緣到旋轉支點的距離，楔形塊32在門扇閉鎖的時轉動塊30的旋轉方向上設有擋塊33，用于轉動塊30限位。優選的， 轉動塊30的自由端還套裝有自潤滑軸承33，通過設置自潤滑軸承33可減小轉動塊30在楔形塊32表面上滑動時的摩擦阻力，使得閉鎖裝置操作起來更加靈活省力。優選的，在閉鎖裝置的傳動機構上還包括限位機構，限位機構包括固定設置在門扇上的限位銷34和設置在大齒輪沈上并與所述限位銷相匹配的限位槽35，通過設置限位結構，能夠防止閉鎖裝置運行到連桿機構的死點位置卡死。在避難硐室外，本實施例的井下避難硐室用防護密閉門的閉鎖過程如下給手輪轉軸機構施加順時針方向外力矩，帶動小齒輪25轉動，小齒輪25帶動齒輪座36上的大齒輪沈轉動，大齒輪沈再帶動與其鉸接的2個短桿27平面運動，2個短桿27各自驅動從動的左連桿28和右連桿四運動，左連桿28和右連桿四牽引與其鉸接的左、右各3個轉動塊 30圍繞旋轉支點31轉動，就形成了一個多連桿的六點聯動鎖緊機構，設置6個轉動塊31的自由端的自潤滑軸承23同時沿著與轉動塊30 —一對應設置的6個鍥型墊塊32的斜面滾動，直至被鍥型塊32設置在位于門扇閉鎖時轉動塊30的旋轉方向上的擋塊33擋住，且此時限位銷34位于限位槽35的閉鎖端，就實現了整個閉鎖的過程。在避難硐室外開啟門的過程，就是給手輪22施加逆時針方向的力矩，最終帶動轉動塊30繞著旋轉支點31旋轉，轉動塊30的自由端完全脫離楔形塊32后，變實現了門扇的開啟，此時限位銷34位于限位槽35的開啟端。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種井下避難硐室用防護密閉門，包括門扇、門框、密封結構和閉鎖裝置，其特征在于所述門扇包括位于外側的弧形門扇和位于內側的平板門扇，所述弧形門扇包括弧形殼板和焊接在弧形殼板上的固定板，所述弧形殼板與固定板之間設有加強板，且弧形殼板與固定板之間填充有隔熱棉，所述平板門扇包括平面蓋板，所述平面蓋板通過焊接在所述固定板上的連接座與安裝在固定板上，且所述固定板與所述蓋板之間填充有隔熱棉。
2.根據權利要求1所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述門扇上設有觀察窗，所述觀察窗包括焊接在門扇上的觀察窗座、安裝在所述觀察窗座內的兩層鋼化玻璃、位于兩鋼化玻璃之間并與觀察窗座的內壁限位的定位套筒和固定安裝在觀察窗座上并壓緊固定鋼化玻璃的壓板，所述觀察窗座沿其軸線方向的截面呈“Π”字形且在觀察窗座的底面上開設有觀察孔，所述鋼化玻璃分別與所述觀察窗座、定位套筒和壓板之間設有密封圈。
3.根據權利要求1所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述固定板背面的四周邊緣均設有矩管，所述門扇的四周邊緣設有與所述矩管相匹配的隔板，所述矩管與所述隔板之間設有密封條，且與所述密封條對應的門框上設有金屬壓條。
4.根據權利要求1所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述閉鎖裝置包括安裝在門扇上的手輪轉軸機構、與所述手輪轉軸機構相匹配的齒輪傳動機構、與所述齒輪傳動機構聯動的多連桿機構以及與多連桿機構相匹配的楔形塊機構。
5.根據權利要求4所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述手輪轉軸機構包括固定焊接在門扇上的轉軸座、旋轉安裝在轉軸座內的轉軸、套裝在轉軸兩端并與轉軸同步轉動的手輪，所述轉軸座的一端設有套裝在轉軸上并與設置在所述轉軸上的短軸環相匹配的壓蓋，所述壓蓋安裝在所述轉軸座上，所述轉軸與轉軸座之間設有密封圈密封。
6.根據權利要求5所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述齒輪傳動機構包括套裝在所述轉軸上并與所述轉軸同步轉動的小齒輪和與所述小齒輪嚙合的大齒輪。
7.根據權利要求6所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述多連桿機構包括鉸接在所述大齒輪上的兩短桿、分別與兩短桿鉸接的左連桿和右連桿、分別鉸接在左連桿和右連桿上的三個轉動塊，所述轉動塊呈角度大于90°的折彎，且轉動塊的中部通過螺柱鉸接在所述門扇上作為旋轉支點。
8.根據權利要求7所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述楔形塊機構包括固定安裝在門框上并與所述轉動塊一一對應設置的楔形塊，所述轉動塊的自由端到旋轉支點的距離大于所述楔形塊內邊緣到所述旋轉支點的距離且小于等于所述楔形塊外邊緣到所述旋轉支點的距離。
9.根據權利要求8所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述轉動塊的自由端上套裝有自潤滑軸承。
10.根據權利要求6-9任一項所述的井下避難硐室用防護密閉門，其特征在于所述閉鎖裝置還包括限位機構，所述限位機構包括固定設置在所述門扇上的限位銷和設置在所述大齒輪上并與所述限位銷相匹配的限位槽。
全文摘要
本發明公開了一種井下避難硐室用防護密閉門，包括門扇、門框、密封結構和閉鎖裝置，門扇包括位于外側的弧形門扇和位于內側的平板門扇，所述弧形門扇包括弧形殼板和焊接在弧形殼板上的固定板，所述弧形殼板與固定板之間設有加強板，且弧形殼板與固定板之間填充有隔熱棉，所述平板門扇包括平面蓋板，所述平面蓋板通過焊接在所述固定板上的連接座與安裝在固定板上，且所述固定板與所述蓋板之間填充有隔熱棉。通過設置弧形殼板能夠加強門扇的承受爆炸沖擊波的能力，通過設置隔熱棉能夠隔絕外部高溫。通過在門扇的四周邊緣設置密封條、且與所述密封條對應的門框上設置金屬壓條及多點鎖緊機構來確保防護密閉門的氣密性，防止外界有毒有害氣體的侵入。
文檔編號E06B5/14GK102418469SQ20111033113
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者井婷婷, 劉林, 張廣勛, 朱先國, 葛亮, 蔣德獻, 陳陽國 申請人:中煤科工集團重慶研究院