自动启闭型矿用防逆流风窗全自动矿用防逆流风窗的启闭机构主要通过以下方式实现自动控制:
全自动矿用防逆流风窗风速传感器:一般安装于风窗前后 3 - 5m 巷道处,用于实时监测风速。通常采用超声波时差法原理,声音在空气中传播速度会与风向气流速度叠加,通过计算超声波在不同方向传播速度来得出精确风速和风向7。当风流出现逆流且逆流风速达到设定值(如≥2m/s)时,传感器会将信号传送给控制箱1。



压差传感器:用于检测风窗两侧风压,其工作原理是被测压力作用于传感器膜片,使膜片产生与压力成正比微位移,导致传感器电容值变化,电子线路将此变化转换为对应压力的标准测量信号8。当逆风压差>50Pa 时,判定为逆流风险,向控制箱发出信号启动关闭程序1。



控制箱内置 PLC 控制器和继电器模块,接收传感器传来的信号。当接收到风速传感器的逆流风速超标信号或压差传感器的逆风压差超标信号后,PLC 控制器根据预设的逻辑和参数进行分析判断,确定需要执行关闭风窗操作时,通过继电器模块向启闭机构的动力装置发出控制指令。同时,控制箱支持本地手动、远程自动(接入矿井监控系统 KJ90X)和应急手动三种控制模式,也可与局部通风机、瓦斯抽放泵等形成联动逻辑。例如,当瓦斯抽放泵出现故障导致瓦斯浓度异常时,即使风速和压差未达到阈值,也可根据联动逻辑关闭风窗。
气动驱动:如果是气动型启闭机构,连接矿井压风系统(工作压力 0.4 - 0.6MPa),控制箱发出指令后,通过控制电磁阀的通断,来控制气缸的进气和排气,使气缸产生推力(≥3kN),推动风门快速关闭或打开,响应时间通常≤8 秒1。
液压驱动:对于液压驱动的启闭机构,液压站配置防爆电机(功率 1.5kW)和油缸。控制箱控制液压站的电磁换向阀,改变油液流向和压力,使油缸带动风门运动。油缸行程根据风门尺寸定制,可满足不同规格风窗的启闭需求,适用于高负压环境(压差>2000Pa)。
此外,还有一些利用其他原理的自动控制方式1。例如,依靠阻尼气撑、配重等装置的风窗,利用阻尼气撑的单向支撑力和配重的重力,在正常通风时保持风窗开启,当发生逆流产生冲击力时,挡板推动阻尼气撑收缩或配重落下,使风窗自动关闭。还有通过弹簧和挡板阻挡原理实现的,弹簧一端连接挡板,另一端连接窗框,正常通风时气流推动挡板打开,逆流时回流空气受到挡板阻隔,防止污风通过。