CN111485817B - 一种应用于密封空间内的实时测温钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，包括：置于密封空间外的磁力联轴器外永磁体，置于密封空间内的磁力联轴器内永磁体，内部中空的杆体；杆体上部配合安装平面轴承，杆体底端安装有切削钻头；磁力联轴器内永磁体通过平键配合套装在该杆体上；磁力联轴器外永磁体与磁力联轴器内永磁体配合，且同步上下移动，以带动磁力联轴器内永磁体转动；杆体的下部穿过安装孔，并通过旋转轴承A固定在该安装孔中；切削钻头中空、内置温度传感器，连接温度传感器的导体通过所述杆体的中空内部空间导出至密封空间外部。本发明能够满足在煤样钻孔实验中，监测钻杆温度、煤样变化、煤样所产生的瓦斯含量变化等各项数据的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种实时测温钻杆，具体涉及一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，属于矿业工程领域。
背景技术
煤炭的渗透率受到多方面因素的影响。为检测煤炭的渗透率，需要对煤样进行钻孔，并实时监测钻孔过程中的钻杆温度、煤样变化、煤样所产生的瓦斯含量变化等各项数据。因此，要求钻杆在较小的密封空间内工作，以方便实时测定瓦斯含量变化。由于需要测定数据多，目前设备难以同时兼顾各项数据的测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，以满足在煤样钻孔实验中，监测钻杆温度、煤样变化、煤样所产生的瓦斯含量变化等各项数据的要求。
为实现上述目的，本发明提供的一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，包括：置于密封空间外的磁力联轴器外永磁体，置于密封空间内的磁力联轴器内永磁体，内部中空的杆体；
杆体上部配合安装有用于连接推进装置的平面轴承，杆体底端安装有切削钻头；
所述磁力联轴器内永磁体呈环形、并通过平键配合套装在该杆体的上部；所述磁力联轴器外永磁体与所述磁力联轴器内永磁体配合，且同步上下移动，以带动磁力联轴器内永磁体转动；
密封空间内形成有中部具有通孔的固定部，该固定部位于所述凸体的下方，且其通孔处安装有内花键A，内花键A内配合安装有具有安装孔的外花键A，所述杆体的下部穿过所述安装孔，并通过旋转轴承A固定在该安装孔中；
所述切削钻头中空、内置温度传感器，连接温度传感器的导体通过所述杆体的中空内部空间导出至密封空间外部。
进一步的，所述磁力联轴器外永磁体固呈环形，且其内圈与旋转轴承B的外圈固定配合；旋转轴承B的内圈与内花键B外圈配合，与内花键B配合的外花键B安装在密封空间外部，且内花键B的长度与所述测温钻杆的上下行程相适应。
进一步的，杆体的上部沿着周向凸起形成环形的凸体，所述磁力联轴器内永磁体呈环形、并通过平键配合套装在该凸体上。
优选的，所述旋转轴承A有两个，上下布置。
本发明中，由于采用平面轴承来连接推进装置，杆体高速旋转过程的同时，能够在推进装置作用下上下移动；采用磁力联轴器外永磁体及磁力联轴器内永磁体配合，从而使旋转动力隔空传输，避免了传动系统漏气，保证了密封空间的密封性；杆体及切削钻头中空，并放置温度传感器，可以实时监测钻杆与煤样接触位置的温度。本发明有效满足了在煤样钻孔实验中，监测钻杆温度、煤样变化、煤样所产生的瓦斯含量变化等各项数据的要求。
附图说明
图1本发明中杆体结构立体示意图；
图2是本发明应用的一个实施例结构示意图；
图3是图2中区域D的放大示意图；
图中：
31.吸附罐，311.罐体B，3111.固定部，312.容器堵头B，313.容器压冒B，314.杆体，3141.切削钻头，3142.凸体，3143.磁力联轴器内永磁体，3144.内花键A，3145.外花键A，3146.旋转轴承A，315.推进装置，3151.伸缩式液压缸，3152.液压伸缩杆，3153.压力传感器，3154.连接杆，316.块煤，3161.块煤固定件，3162.应变片，317.固定杆，3181.磁力联轴器外永磁体，3182.旋转轴承B，3183.内花键B，3184.外花键B，3185.旋转驱动电机，3186.扭矩传感器，3187.同步带，319.平面轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明公开的一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，以图2公开的其中一个实施例进行解释说明：
在该实施例中，如图2及图3，吸附罐31封闭形成密封空间，吸附罐31内置块煤固定件3161、用于测量块煤316形变的应变片3162，块煤固定件3161用于固定试验的块煤316，应变片3162贴在块煤316上，用于测量块煤316试验过程中的形变。
内部中空的杆体314可竖向移动地固定在吸附罐31内部，该杆体314位于块煤固定件3161上方，杆体314的底部安装有可更换的切削钻头3141；吸附罐31上方设有具有推力监测功能的推进装置315，并通过中空的连接杆3154与吸附罐31内部的杆体314通过平面轴承319连接，连接杆3154与吸附罐31顶部密封配合；推进装置315可以向下推进杆体314，使切削钻头3141进入块煤316中。
为了确保吸附罐31的密封性，采用无接触的磁力联轴器配合的方式，带动杆体314旋转。如图2所示，具体有如下结构：磁力联轴器内永磁体3143通过平键配合套装在杆体314上，吸附罐31外部设有与磁力联轴器内永磁体3143配合的可上下移动的磁力联轴器外永磁体3181，为该磁力联轴器外永磁体3181提供旋转动力的、且具有监测扭矩大小的动力装置与磁力联轴器外永磁体3181滚动连接；动力装置带动磁力联轴器外永磁体3181旋转，磁力联轴器外永磁体3181通过相互间的磁力带动磁力联轴器内永磁体3143同步旋转，由此，可以带动杆体314的旋转。动力装置、磁力联轴器外永磁体3181与连接杆3154可以通过连接机构，同步上下运动。
如图1至图3所示，杆体314的上部沿着周向凸起形成环形的凸体3142，磁力联轴器内永磁体3143呈环形、并通过平键配合套装在该凸体3142上；由此，可以确保磁力联轴器内永磁体3143尽量贴近吸附罐31的内壁，以确保磁力联轴器内永磁体3143及磁力联轴器内外磁体能够良好的配合。
为了确保杆体314高速旋转过程中，具有良好的稳定性，吸附罐31内壁向内凸起形成中部具有通孔的固定部3111，该固定部3111位于凸体3142的下方，且其通孔处安装有内花键A3144，内花键A3144内配合安装有具有安装孔的外花键A3145，杆体314的下部穿过安装孔，并通过旋转轴承A3146固定在该安装孔中。通过内花键A3144和外花键A3145相互配合的方式，能够使杆体314旋转过程中，可以稳定地、在推进机构作用下向下移动，以切削块煤316。优选的，旋转轴承A3146有两个，上下布置，使杆体314更加稳定。
切削钻头3141同样中空，其内部空间内置温度传感器，连接温度传感器的导体通过杆体314的内部空间及连接杆3154的内部空间导出至吸附罐31外部，连接杆3154中的内部空间的出口处可采用封堵的方式进行密封处理。从而保证了吸附罐31的密封性。
优选的，磁力联轴器外永磁体3181固呈环形，且其内圈与旋转轴承B3182的外圈固定配合；旋转轴承B3182的内圈与内花键B3183外圈配合，与内花键B3183配合的外花键B3184套装在吸附罐31的外壁，且内花键B3183的长度与杆体314的上下行程相适应。通过该结构设计，磁力联轴器外永磁体3181在高速旋转的同时，稳定地随磁力联轴器内永磁体3143上下移动，确保了切削块煤316过程中的稳定可靠。
作为一个实施例，参考罐包括上方设有开口的罐体A，与开口配合的用于封堵罐体的容器堵头A，容器堵头A中部具有向上的凸起部A，容器压冒A中部设有与凸起部A配合的通孔A，容器压冒A的边缘向下凸起、与罐体A的开口处外壁通过螺纹配合，罐体A与容器堵头A之间设置有用于密封的橡胶O型圈；吸附罐31包括上方设有开口的罐体B311，与开口配合的用于封堵罐体的容器堵头B312，容器堵头B312与罐体B311之间设置有用于密封的橡胶O型圈，且容器堵头B312中部具有向上的凸起部B，凸起部B中部设有供连接杆3154安装的通孔，容器压冒B313中部设有与凸起部B配合的通孔B，容器压冒B313的边缘向下凸起、与罐体B311的开口处外壁通过螺纹配合；凸起部B与连接杆3154之间设有用于密封的高弹性蓄能密封圈，能够保证连接杆3154上下运动的同时，具有较高的密封性能。需要说明的时，橡胶O型圈最好选用耐温260℃以上的，从而保证温度较高的环境下，仍均有良好密封性能。
推进装置315可以包括：伺服控制系统的伸缩式液压缸3151、与伸缩式液压缸3151配合的液压伸缩杆3152、固定伸缩式液压缸3151的固定架，液压伸缩杆3152与连接杆3154之间安装有压力传感器3153。伺服控制系统可以控制伸缩式液压缸3151以恒定推力推进液压伸缩杆3152，压力传感器3153可以实时监测推进装置315产生的推力。
动力装置包括旋转驱动电机3185，旋转驱动电机3185通过同步带3187带动磁力联轴器外永磁体3181旋转，且旋转驱动电机3185连接有扭矩传感器3186。旋转驱动电机3185可以安装在电机支撑板上；旋转驱动电机3185及所述内花键B3183通过固定杆317与所述连接杆3154固定连接，以保证连接杆3154、旋转驱动电机3185、同步带3187、磁力联轴器外永磁体3181、磁力联轴器内永磁体3143始终在同一水平面上，传动过程中不失步。旋转驱动电机3185能够控制转速，其扭矩传感器3186可以实时监测其产生的扭矩。
Claims (3)
1.一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，其特征在于，包括：置于密封空间外的磁力联轴器外永磁体，置于密封空间内的磁力联轴器内永磁体，内部中空的杆体；
杆体上部配合安装有用于连接推进装置的平面轴承，杆体底端安装有切削钻头；
所述磁力联轴器内永磁体呈环形、并通过平键配合套装在该杆体的上部；所述磁力联轴器外永磁体与所述磁力联轴器内永磁体配合，且同步上下移动，以带动磁力联轴器内永磁体转动；
所述杆体的上部沿着周向凸起形成环形的凸体，所述磁力联轴器内永磁体呈环形、并通过平键配合套装在该凸体上；
密封空间内形成有中部具有通孔的固定部，该固定部位于所述凸体的下方，且其通孔处安装有内花键A，内花键A内配合安装有具有安装孔的外花键A，所述杆体的下部穿过所述安装孔，并通过旋转轴承A固定在该安装孔中；
所述切削钻头中空、内置温度传感器，连接温度传感器的导体通过所述杆体的中空内部空间导出至密封空间外部。
2.根据权利要求1所述的一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，其特征在于，所述磁力联轴器外永磁体固呈环形，且其内圈与旋转轴承B的外圈固定配合；旋转轴承B的内圈与内花键B外圈配合，与内花键B配合的外花键B安装在密封空间外部，且内花键B的长度与所述测温钻杆的上下行程相适应。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于密封空间内的实时测温钻杆，其特征在于，所述旋转轴承A有两个，上下布置。
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Citations (5)
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| CN202039772U (zh) * | 2011-05-16 | 2011-11-16 | 辽宁工程技术大学 | 钻孔煤屑温度预测冲击地压装置 |
| CN205404002U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 煤堆测温装置 |
| CN205393614U (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-27 | 河北工业大学 | 一种钻杆机构 |
| CN205743887U (zh) * | 2016-06-07 | 2016-11-30 | 华北科技学院 | 随钻快速密封煤层钻孔的测量装置 |
| CN207007379U (zh) * | 2017-03-09 | 2018-02-13 | 德海电子科技（上海）有限公司 | 煤温检测钻头 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202039772U (zh) * | 2011-05-16 | 2011-11-16 | 辽宁工程技术大学 | 钻孔煤屑温度预测冲击地压装置 |
| CN205404002U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 煤堆测温装置 |
| CN205393614U (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-27 | 河北工业大学 | 一种钻杆机构 |
| CN205743887U (zh) * | 2016-06-07 | 2016-11-30 | 华北科技学院 | 随钻快速密封煤层钻孔的测量装置 |
| CN207007379U (zh) * | 2017-03-09 | 2018-02-13 | 德海电子科技（上海）有限公司 | 煤温检测钻头 |
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