礦用氣動風門控制裝置的執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)風門物理動作的核心部件,其以壓縮空氣為動力,通過機械結(jié)構(gòu)的協(xié)同運作,將氣動能量轉(zhuǎn)化為風門的開啟、關(guān)閉動作,同時配合控制邏輯保障運行穩(wěn)定性。以下從結(jié)構(gòu)組成、動力傳遞、動作控制及適配特性四方面詳細說明其工作機制。
執(zhí)行機構(gòu)的核心構(gòu)成包括驅(qū)動元件、傳動組件和輔助裝置,各部分功能明確且相互配合:
驅(qū)動元件:主要為雙作用氣缸,由缸筒、活塞、活塞桿、端蓋等組成。缸筒內(nèi)部通過活塞分為無桿腔和有桿腔兩個獨立氣室,壓縮空氣通過不同氣室的進氣與排氣實現(xiàn)活塞的往復運動。氣缸的缸徑和行程根據(jù)風門尺寸、重量及開啟角度設計,確保輸出足夠推力或拉力。
傳動組件:包含連桿、搖臂、轉(zhuǎn)軸等機械部件?;钊麠U通過連桿與搖臂連接,搖臂固定在風門的旋轉(zhuǎn)軸上,當活塞桿伸縮時,通過連桿帶動搖臂繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,進而驅(qū)動風門實現(xiàn)開啟或關(guān)閉的旋轉(zhuǎn)動作。部分平移式風門將活塞桿直接與風門框架連接,實現(xiàn)直線推拉動作。



輔助裝置:包括緩沖裝置、密封件和限位組件。緩沖裝置(如氣缸端蓋內(nèi)置的緩沖墊或節(jié)流孔)可在活塞運動至行程末端時減速,避免硬沖擊;密封件(活塞密封圈、活塞桿密封圈)防止氣室漏氣,保證壓力穩(wěn)定;限位組件(機械擋塊或行程開關(guān))限定風門最大開啟角度和關(guān)閉位置,確保動作精準。
執(zhí)行機構(gòu)的工作依賴壓縮空氣的壓力差驅(qū)動機械運動,具體流程如下:
當控制單元發(fā)出 “開啟風門” 指令時,控制閥組切換氣流路徑,壓縮空氣經(jīng)管路進入氣缸的無桿腔。此時無桿腔內(nèi)壓力升高,推動活塞向有桿腔方向移動,活塞桿隨之伸出?;钊麠U的直線運動通過連桿傳遞至搖臂,搖臂繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并帶動風門同步轉(zhuǎn)動,直至風門達到設定的開啟角度,此時控制單元切斷進氣,活塞停止運動,風門保持開啟狀態(tài)。
當需要關(guān)閉風門時,控制單元指令控制閥組切換氣流方向,壓縮空氣轉(zhuǎn)而進入氣缸的有桿腔,無桿腔則通過排氣口與大氣連通。有桿腔內(nèi)的壓力推動活塞反向移動,活塞桿縮回,通過連桿和搖臂帶動風門反向旋轉(zhuǎn)。在關(guān)閉過程中,緩沖裝置會降低風門接近關(guān)閉位置時的速度,減少與門框的碰撞力度,最終風門閉合,活塞復位,完成關(guān)閉動作。
執(zhí)行機構(gòu)并非獨立工作,而是與控制單元的邏輯指令緊密協(xié)同,實現(xiàn)安全可靠的動作控制:
互鎖配合:當一組風門的執(zhí)行機構(gòu)接收到開啟指令并動作時,控制單元會向另一組風門的執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送鎖閉信號,通過切斷其進氣通路或機械鎖止,確保另一組風門的執(zhí)行機構(gòu)無法動作,實現(xiàn)風門互鎖,防止風流短路。
狀態(tài)反饋:執(zhí)行機構(gòu)上安裝的行程開關(guān)或位置傳感器會實時檢測活塞位置或風門狀態(tài),并將信號反饋至控制單元。例如,當風門 開啟或關(guān)閉后,傳感器向控制單元發(fā)送到位信號,控制單元據(jù)此停止供氣,避免過度驅(qū)動。
應急響應:若遇到氣源中斷或控制故障,執(zhí)行機構(gòu)可通過內(nèi)置的復位彈簧或重力輔助裝置實現(xiàn)緊急關(guān)閉。部分氣缸設計有彈簧復位功能,當氣源壓力消失時,彈簧彈力推動活塞復位,驅(qū)動風門關(guān)閉,保障通風系統(tǒng)安全。