ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН ПОДЗЕМНОЙ ВЫРАБОТКИ
VENTILATION VALVE OF UNDERGROUND MINE WORKING

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству и может быть использовано при изготовлении и монтаже устройств для регулирования режимов вентиляции, например, тоннеля метрополитена с попеременным перекрытием последнего в целях создания и поддержания в нем необходимого микроклимата.
К устройствам подобного рода, применяемым в метрополитене, предъявляются жесткие требования в отношении надежности (в частности, жесткости) элементов конструкции, а также в отношении огнестойкости, габаритов и размещения в крайне ограниченном полезном пространстве подземной выработки.
Известен вентиляционный клапан подземной выработки, выполненный в виде двери и содержащий установленную в проеме подземной выработки опорную раму, закрепленное на опорной раме сплошное гибкое полотно, механизм открытия-закрытия клапана с приводом поворота полотна в продольной вертикальной плоскости подземной выработки и средство герметизации зазора между полотном и опорной рамой (см., например, авторское свидетельство СССР №1155771, МПК Е21F 1/10, опублик. 1985 г.).
Основным недостатком указанного вентиляционного клапана является недостаточная надежность из-за низкой жесткости цельного полотна из однослойного эластичного материала, слабо прилегающего к раме в опущенном под собственным весом положении. Фактор малой жесткости эластичного полотна усугубляется тем, что оно неспособно обеспечить надежную работу вентиляционного клапана при высоких температурах (например, в случае пожара в подземной выработке) из-за неизбежного повреждения и коробления полотна в трехмерном пространстве подземной выработки. Кроме того, поскольку поперечная жесткость любого полотна обратно пропорциональна его рабочей площади, вентиляционный клапан с цельным по рабочей площади эластичным полотном не может быть применен в ответственных подземных выработках, соответствующих жестким требованиям в отношении надежности конструкций (например, в тоннелях метрополитена).
Задачей предлагаемого изобретения является создание вентиляционного клапана, лишенного вышеуказанных недостатков и обеспечивающего получение нового технического результата. Данный технический результат выражается в повышении надежности клапана при работе в расширенном температурном режиме без коробления его полотна в трехмерном пространстве.
Поставленная задача решается тем, что в вентиляционном клапане, содержащем опорную раму, шарнирно закрепленное на опорной раме полотно, механизм открытия - закрытия клапана и средство герметизации зазора между полотном и опорной рамой, полотно выполнено из расположенных в горизонтальный ряд секций, каждая из которых состоит из лицевого и тыльного слоев в виде металлических листов, двух промежуточных слоев в виде гибких листов из огнеупорного материала и внутреннего слоя из теплоизоляционного материала, при этом внешняя поверхность лицевого и тыльного металлических листов имеет огнезащитное покрытие, а средство герметизации зазора между полотном и опорной рамой содержит кольцевое уплотнение из эластичного материала, расположенное между лицевым слоем каждой секции полотна и лицевой поверхностью опорной рамы, и вспенивающуюся кольцевую прокладку, размещенную между внутренними торцовыми поверхностями опорной рамы и внешними торцовыми поверхностями каждой секции полотна в ее закрытом положении. Секции в горизонтальном ряду полотна могут быть жестко соединены между собой, а вспенивающаяся кольцевая прокладка ориентирована под острым углом к внутренней торцовой поверхности опорной рамы и размещена в закрытом положении любой из секций полотна в зазоре между двумя кольцевыми обоймами, одна из которых закреплена на опорной раме, а другая - на соответствующей секции полотна.
Сущность настоящего изобретения поясняется ниже описанием примера его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
Фиг.1 - вид сверху в поперечном разрезе на вентиляционный клапан. Фиг.2 - увеличенный вид узла А по фиг.1
В описываемом примере осуществления изобретения вентиляционный клапан установлен в подземной выработке, представляющей собой боковую сбойку перегонных тоннелей метрополитена.
Вентиляционный клапан содержит неподвижно установленную в проеме подземной выработки опорную раму с верхней и нижней балками (в разрез по фиг.1 чертежей не попали) и боковыми 1 и центральной 2 стойками. На левой боковой стойке 1 шарнирно закреплено полотно вентиляционного клапана. Полотно в данном случае выполнено в виде поворотной в горизонтальной плоскости створки, состоящей из пары секций 3 и 4. В рассматриваемом примере осуществления изобретения парные секции 3 и 4 расположены по ширине полотна клапана в один горизонтальный ряд и жестко соединены между собой посредством штанги 5. Выполненный в таком виде вентиляционный клапан относится к типу КВ6,2Вм.
В случае больших габаритов проема выработки полотно клапана может состоять по высоте из нескольких горизонтальных рядов створок. Такое выполнение клапана соответствует другому типоразмеру, например KB12,2Вм.
Разделение полотна вентиляционного клапана на секции повышает его жесткость в поперечном сечении.
Вентиляционный клапан снабжен механизмом открытия - закрытия клапана с приводом 6 поворота соответствующей створки полотна. В данном случае применен электромеханический привод с винтовой тягой.
Кроме этого, вентиляционный клапан содержит средство герметизации зазора между опорной рамой и полотном клапана в закрытом положении. Данное средство содержит кольцевое уплотнение 7 из эластичного материала и вспенивающуюся кольцевую прокладку 8, размещенную между внутренними торцовыми поверхностями опорной рамы и внешними торцовыми поверхностями каждой секции 3 и 4 полотна вентиляционного клапана. В рассматриваемом примере кольцевое уплотнение 7 выполнено из термостойкой и влагостойкой армированной резины и закреплено на опорной раме, а вспенивающая прокладка 8 изготовлена из пенографита. При этом вспенивающаяся прокладка 8 ориентирована под острым углом к внутренней торцовой поверхности опорной рамы путем размещения ее в зазоре между двумя кольцевыми обоймами 9 и 10 в виде отбортовок из листового металла, одна их которых 9 неподвижно закреплена на опорной раме, а другая 10 - на соответствующей подвижной секции 3 и 4 полотна вентиляционного клапана. Вспенивающаяся прокладка 8 приклеена к неподвижной обойме 9 и служит в качестве седла для каждой секции 3 и 4 полотна вентиляционного клапана.
Поскольку полотно вентиляционного клапана должно обладать не только поперечной жесткостью, но и продольной стойкостью против коробления каждая секция 3 и 4 выполнена многослойной и состоящей из лицевого 11 и тыльного 12 слоев в виде металлических листов, двух промежуточных слоев 13 в виде гибких листов огнеупорного картона и внутреннего слоя 14 из теплоизоляционного материала. Промежуточные слои 13 выполнены из муллитокремнеземистого гибкого картона толщиной 6 мм. Лицевой 11 и тыльный 12 слои изготовлены из Ст.3. Промежуточные слои 13 выполнены из муллитокремнеземистого гибкого картона толщиной 6 мм. Внутренний слой 14 выполнен из теплоизоляционной химически стойкой минеральной ваты. С целью защиты полотна вентиляционного клапана от прямого воздействия высокой температуры на внешнюю поверхность лицевого и тыльного металлических листов нанесено огнезащитное покрытие 15.
Многослойность секций полотна вентиляционного клапана в указанном виде не только способствует повышению его поперечной жесткости, но и предотвращает коробление полотна в любом температурном режиме за счет обеспечения возможности выполнения своей функции каждого из слоев в секциях полотна в трехмерном пространстве независимо от других слоев.
Работа вентиляционного клапана по настоящему изобретению осуществляется следующим образом.
В закрытом положении вентиляционного клапана (например, в случае пожара по одну из сторон клапана в подземной выработке) секции 3 и 4 полотна герметично замкнуты на опорную раму 1, 2 через вспенивающуюся прокладку 8 и седло кольцевой обоймы 9, а также через кольцевое уплотнение 7 из эластичного материала.
Для пропускания в необходимом объеме потока воздуха секции 3 и 4, неподвижно связанные между собой штангой 5, открывают путем поворота их на заданный угол в горизонтальной плоскости подземной выработки с помощью привода 6.
Как следует из вышеизложенного, предлагаемое изобретение обеспечивает получение надежного вентиляционного клапана подземной выработки за счет повышения жесткости его полотна и одновременного исключения возможности его коробления в трехмерном пространстве. Данное свойство вентиляционного клапана расширяет его технологические возможности и область применения в подземных выработках различного назначения, например в метрополитене. Кроме того, настоящее изобретение позволяет изготавливать вентиляционные клапаны модульносекционного типа, что упрощает их сборку, а также расширяет область использования изобретения.