CN100412523C - 测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器，包括传感器座、活塞、截止阀体、顶针和压力传感元件，传感器座上设有油缸孔，活塞安装在该油缸孔内；截止阀体安装在传感器座上，其内设有与传感器座上的油缸孔相通的内腔，该内腔中安装有用于切断或接通油缸孔与压力传感元件之间通道的顶针；压力传感元件安装在截止阀体上并与截止阀体的内腔连通；活塞顶面、传感器座油缸孔、截止阀体内腔和压力传感元件顶面形成密封腔体，该密封腔体内充满液压介质。本发明具有不改变提升悬挂结构即可测量钢丝绳张力的特点，具有便于安装更换、防潮、可靠和寿命长的特点。

Description

测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器

技术领域

本发明涉及测试提升机钢丝绳载荷张力的传感器，属于张力传感器技术领域。

背景技术

多绳摩擦提升机是煤矿的主要提升设备，由多根钢丝绳共同承担提升载荷重量，提升钢丝绳的张力(动态载荷)监测对保证提升系统安全可靠运行以及延长钢丝绳使用寿命尤为关键。

通过钢丝绳动态张力监测，可以很容易得到提升载荷大小，根据实际的提升载荷可以判断箕斗卸载过程中是否将煤炭卸空，从而可防止箕斗重载下放的重大事故。在箕斗装载过程中，通过监测实际提升载荷并加入适当控制措施，可以防止定量斗内的煤炭二次装入箕斗中，从而避免严重过装事故。

长时间运行过程中，由于各根钢丝绳弹性变形不同而产生张力不平衡。张力过大的钢丝绳首先产生疲劳损坏，对应的摩擦衬垫产生过度磨损。由此可见，监测钢丝绳张力大小并保持绳间的张力一致，对延长钢丝绳寿命，减轻衬垫磨损，保证设备安全运行有着重要的意义。

在提升系统中对提升钢丝绳的强度要求很高，煤矿提升安全规程规定提升钢丝绳要有10倍的安全系数。如果将张力传感器直接串入钢丝绳中会导致两方面的问题，一方面是增加了提升系统的环节，降低了提升系统的安全性能；第二方面，为保证10倍安全系数，所选张力传感器量程要达到正常提升载荷的10倍，因此提升正常载荷时，传感器输出的信号很小，小信号工作区内非线性较大。所以，将传感器直接串入钢丝绳内的安装方法是不可取的。

为此，出现了套筒式压力型传感器，其安装方法是将套筒式压力型传感器套在提升系统的调绳油缸螺杆上，然后再拧上调绳螺母即可。提升钢丝绳张力通过调绳螺杆和螺母力传递作用变成了对套筒式压力传感器的压力。这种安装方法既能准确监测钢丝绳张力，又不影响提升系统的安全性能，既便传感器产生强度破坏，仍能保证钢丝绳连接的可靠性；同时，是直接测量钢丝绳张力，不会产生力传递附加测量误差。

目前的套筒式压力型传感器为套筒型电阻应变式传感器，其密封面积较大，很难保证良好的密封。一般情况下，井筒淋水大，环境潮湿。当井筒淋水侵入传感器内导致应变片潮湿时，传感器就会破坏。在应用中证明，套筒型电阻应变式传感器的寿命很短，一般在半年以下。

发明内容

针对上述现有套筒型电阻应变式传感器的缺点，本发明提供一种防潮、可靠、寿命长的测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器。

本发明的液压式张力传感器采用以下技术方案：

该液压式张力传感器包括传感器座、活塞、截止阀体、顶针和压力传感元件，传感器座上设有油缸孔，活塞安装在该油缸孔内；截止阀体安装在传感器座上，其内设有与传感器座上的油缸孔相通的内腔，该内腔中安装有用于切断或接通油缸孔与压力传感元件之间通道的顶针：压力传感元件安装在截止阀体上并与截止阀体的内腔连通；活塞顶面、传感器座油缸孔、截止阀体内腔和压力传感元件顶面形成密封腔体，该密封腔体内充满液压介质。

顶针和活塞上均设有挡圈和密封圈，起密封作用。

压力传感元件的端部与截止阀体之间设有垫圈。

截止阀体的内腔端部设有防尘螺母。

使用时，将上述液压式张力传感器安装在提升悬挂装置上的平衡油缸的活塞杆头部与中板垫块之间。平衡油缸的活塞杆头部作用力作用在传感器座上，悬挂中板垫块的作用力作用在传感器的活塞上。钢丝绳张力通过悬挂中板垫块作用在传感器的活塞上，活塞受力作用在液压介质上，使钢丝绳张力变成了液压介质的压力，液压介质的压力再作用在压力传感元件上，将液压力转换成电量。

采用这种形式传感后，由于各部件为机械装置，所以其寿命及可靠性能够保证。由于压力传感元件体积小，非常容易做成全密封式，因此其防潮性能极易满足，从而保证了传感器整体的防潮性、可靠性，延长了寿命。根据试验和应用情况来看，其寿命在两年以上。

本发明具有不改变提升悬挂结构即可测量钢丝绳张力的特点，具有便于安装更换、防潮、可靠和寿命长的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明安装在提升悬挂装置上的使用状态示意图。

图3是图2的左视图。

图中：1、传感器座，2、油缸孔，3、活塞，4、大挡圈，5、大密封圈，6、截止阀体，7、顶针，8、防尘螺母，9、小挡圈，10、小密封圈，11、垫圈，12、压力传感元件，13、钢丝绳，14、楔形绳环，15、上连接销，16、侧板，17、平衡油缸，18、中板，19、液压式张力传感器，20、垫块，21、换向叉，22、下连接销。

具体实施方式

实施例

如附图所示，本发明的液压式张力传感器由传感器座1、活塞3、截止阀体6、顶针7、防尘螺母8、垫圈11和压力传感元件12组成，传感器座1上设有油缸孔2和截止阀体6的安装孔。截止阀体6安装在传感器座1上的安装孔上，并与传感器座1焊接在一起。截止阀体6的内腔中装有顶针7，顶针7通过螺纹连接在截止阀体6的内腔中，转动其端部使之移动，可以切断或接通从传感器座1的油缸孔到压力传感元件12之间的液压介质通道，可在传感器座1受力状态下切断液压介质更换压力传感元作12。顶针7上设有用于密封的小挡圈9和小密封圈10。截止阀体6内腔的端部设有防尘螺母8。压力传感元件12通过螺纹连接在截止阀体6下端的螺纹孔中，其上端设有垫圈11。无论采用何种形式的压力感应元件，如应变片式、扩散硅式等，都受本发明的保护。活塞3安装在传感器座1内的油缸孔2内，其上设有大挡圈4和大密封圈5密封。活塞3顶面、油缸孔2、截止阀内腔和压力传感元件12顶面之间形成了密封腔体，该密封腔体内充满了液压介质，液压介质的密封由活塞3上的大密封圈5，顶针7上的小密封圈10和压力传感元件12上面的垫圈11来保证。

如图2和图3所示，钢丝绳13的提升悬挂装置由楔形绳环14、中板18、侧板16、平衡油缸17组成。钢丝绳13连接在楔形绳环14上部，中板18通过上连接销15连接在楔形绳环14下部。中板18的两侧设有侧板16，下面设有垫块20。侧板16的下部连接有换向叉21，换向叉21上设有下连接销22。平衡油缸17安装在侧板16上。本发明的液压式张力传感器19安装在提升悬挂装置上的平衡油缸17的活塞杆头部与垫块20之间，平衡油缸17的活塞杆头部与液压式张力传感器19的传感器座1连接，垫块20与活塞3连接。平衡油缸17的活塞杆头部作用力作用在液压式张力传感器19的传感器座1上，悬挂中板18的垫块20的作用力作用在液压式张力传感器19的活塞3上。钢丝绳13的张力通过悬挂中板的垫块作用在液压式张力传感器19的活塞3上。活塞3受力作用在液压介质上，使钢丝绳13的张力变成了液压介质的压力，液压介质的压力再作用在压力传感元件12上，将液压力转换成电量。

Claims (5)

1. 一种测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器，包括传感器座、活塞、截止阀体、顶针和压力传感元件，其特征是：传感器座上设有油缸孔，活塞安装在该油缸孔内；截止阀体安装在传感器座上，其内设有与传感器座上的油缸孔相通的内腔，该内腔中安装有用于切断或接通油缸孔与压力传感元件之间通道的顶针；压力传感元件安装在截止阀体上并与截止阀体的内腔连通；活塞顶面、传感器座油缸孔、截止阀体内腔和压力传感元件顶面形成密封腔体，该密封腔体内充满液压介质。

2. 根据权利要求1所述的测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器，其特征是：所述顶针上设有挡圈和密封圈。

3. 根据权利要求1所述的测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器，其特征是：所述活塞上设有挡圈和密封圈。

4. 根据权利要求1所述的测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器，其特征是：所述压力传感元件的端部与截止阀体之间设有垫圈。

5. 根据权利要求1所述的测量提升钢丝绳载荷的液压式张力传感器，其特征是：所述截止阀体的内腔端部设有防尘螺母。

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