CN115575025A - 一种主控预紧力锚杆、索压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主控预紧力锚杆、索压力传感器。具体包括传感器壳体、设于传感器壳体内的压力传感组件、连接在传感器壳体一端的连接端头以及可拆卸式连接在连接端头上的三通油管，所述连接端头的一端可拆卸式连接有缓冲机构和过滤机构，且连接端头的外壁靠近一端的位置设有密封机构，所述缓冲机构和所述密封机构相连通；其中的过滤机构可以对输送至压力传感组件处的液压油进行过滤处理，同时通过缓冲机构对过滤机构所受液压油施加的冲力进行缓冲，防止液压油冲入的瞬间压力过大而导致压力传感组件受损，同时，当缓冲机构缓冲伸缩时可以相应的调节密封机构内部的液压，可以防止液压油压力过大而从部件连接处渗出，使得连接处的密封效果更佳。

Description

一种主控预紧力锚杆、索压力传感器

技术领域

本发明属于煤矿锚杆、索应力监测设备领域，具体涉及一种主控预紧力锚杆、索压力传感器。

背景技术

国内外的研究与实践表明，预紧力是锚杆（索）支护中的关键参数，是区别锚杆（索）支护属于主动支护还是被动支护判断依据。无预紧力或预紧力很低的锚杆（索）支护属于被动支护，只有围岩发生变形后才能被动地支护巷道，无法控制巷道的早期变形与顶板离层；预紧力锚杆（索）支护属于真正的主动支护，能及时控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形，使围岩处于受压状态，抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现，保持围岩的完整性，减小围岩强度的降低。

在智能化矿井的建设中，煤矿全面安装矿压在线监测系统，在现场应用阶段，发现锚杆（索）压力传感器在监测锚杆（索）时，特别在安装初期，由于顶板条件、安装机具、施工条件的差异性，部分用于锚杆（索）的监测传感器所监测预紧力数值较低，不能满足质量与安全标准要求。

目前，为了解决上述问题，通常是将液压式承载体（张拉千斤顶）安装于锚杆（索）的托盘和紧固件(螺母或锁具)之间，向其注入液压油使液压式承载体紧顶托盘和紧固件，从而达到提高锚杆（索）预紧力并起主动支护的目的，同时需要对液压式承载体的液压进行实时监测，而监测设备多是采用压力传感器，当压力传感器检测到锚杆（索）应力变化时，底层压力传感器将压力值转化为电信号，并将采集得到的数据传输通过至地面监测服务器，但是，因在煤矿场地使用，其中的液压油中在注入以及运输的过程中可能会存在杂质混入的情况出现，易对液压传感器的实时监测造成影响，监测精度大幅降低，并且在初始注入液压油时，油液初始冲击力较大，混合杂质的油液可能会造成压力传感器中的压力感应元件损坏，导致维修成本增大。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的主控预紧力锚杆、索压力传感器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，包括传感器壳体、设于传感器壳体内的压力传感组件、连接在传感器壳体一端的连接端头以及可拆卸式连接在连接端头上的三通油管，所述连接端头的一端可拆卸式连接有缓冲机构和过滤机构，且连接端头的外壁靠近一端的位置设有密封机构，所述缓冲机构和所述密封机构相连通；

所述过滤机构和缓冲机构相连接，所述过滤机构用于过滤经连接端头进入传感器壳体的油液；

所述缓冲机构用于缓冲油液流经过滤机构处所施加于过滤机构的冲力，当过滤机构受力后压缩并驱使密封机构膨胀并密封连接端头与三通油管的连接处。

作为本发明的进一步优化方案，所述三通油管的三个端口分别连接有连接套头、自锁式注油嘴和自锁式连接头，所述连接套头与连接端头可拆卸式连接，所述自锁式注油嘴用于向三通油管内注入油液。

作为本发明的进一步优化方案，所述连接端头内设有第一油道，且连接端头的一端设有与第一油道相连通的安装槽，所述安装槽的内壁上设有环形调节槽，所述缓冲机构可拆卸式连接在环形调节槽的内壁上，所述过滤机构可拆卸式连接在安装槽的内壁上，所述连接端头的外壁上设有外螺纹。

作为本发明的进一步优化方案，所述过滤机构包括可拆卸式连接在安装槽内壁上的连接环体、贯穿连接环体的若干个滑杆、连接在滑杆一端的连接杆、连接在连接杆一端的开口式过滤盒体以及连接在连接环体内圆面上的侧密封环体，所述滑杆的另一端延伸至环形调节槽内并与缓冲机构连接，所述连接环体的厚度小于安装槽的深度，所述开口式过滤盒体的高度大于侧密封环体的高度。

作为本发明的进一步优化方案，所述连接环体的外径与安装槽的内径相同，且连接环体的内径与第一油道的内径相同，所述侧密封环体的内径与开口式过滤盒体的直径相同，所述开口式过滤盒体的壁上开设有若干个等距分布的过滤孔。

作为本发明的进一步优化方案，所述缓冲机构包括可拆卸式连接在环形调节槽内壁上的第一环板、连接在第一环板上的缓冲弹簧、连接在缓冲弹簧一端的第二环板、连接在第一环板和第二环板之间的第一密封囊体和第二密封囊体，所述第二环板与滑杆的另一端连接，所述第一环板、第二环板、第一密封囊体和第二密封囊体之间形成一密封空间。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一环板上设有若干个穿孔，且连接端头的壁内设有若干个与穿孔相连通的液道，所述第一环板、第二环板、第一密封囊体和第二密封囊体之间形成的密封空间通过穿孔、液道与密封机构连通，且密封空间、穿孔、液道与密封机构内均设有填充液体。

作为本发明的进一步优化方案，所述密封机构包括设于连接端头外壁上的第一环槽、对称设于第一环槽内壁上的两个第二环槽、固定连接在第二环槽内的固定密封环以及连接在两个固定密封环之间的密封胶层，所述液道的一端与第一环槽相连通。

作为本发明的进一步优化方案，所述连接套头内依次设有与三通油管连通的第二油道、密封孔和连接孔，第二油道通过密封孔与连接孔连通，所述连接孔的内壁上设有与外螺纹相匹配的内螺纹，所述密封机构位于密封孔处，所述第二油道和第一油道的直径相同。

本发明的有益效果在于：本发明中的过滤机构可以对输送至压力传感组件处的液压油进行过滤处理，同时通过缓冲机构对过滤机构所受液压油施加的冲力进行缓冲，防止液压油冲入的瞬间压力过大而导致压力传感组件受损，同时，当缓冲机构缓冲伸缩时可以相应的调节密封机构内部的液压，可以防止液压油压力过大而从部件连接处渗出，使得连接处的密封效果更佳。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明连接端头与连接套头的相配合视图；

图3是本发明连接端头的剖面图；

图4是本发明图3中A处放大图；

图5是本发明过滤机构与缓冲机构的相配合视图；

图6是本发明图5中B处放大图；

图7是本发明图5中C处放大图。

图中：1、传感器壳体；11、连接端头；1101、第一油道；1102、外螺纹；1103、安装槽；1104、环形调节槽；12、过滤机构；1201、连接环体；1202、滑杆；1203、连接杆；1204、开口式过滤盒体；1205、侧密封环体；13、缓冲机构；1301、第一环板；1302、第二环板；1303、第一密封囊体；1304、第二密封囊体；1305、缓冲弹簧；1306、穿孔；1307、液道；14、密封机构；1401、第一环槽；1402、第二环槽；1403、固定密封环；1404、密封胶层；2、油管；21、连接套头；2101、第二油道；2102、密封孔；2103、连接孔；22、自锁式注油嘴；23、自锁式连接头；3、张拉千斤顶。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

实施例1

如图1、图2所示，一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，包括传感器壳体1、设于传感器壳体1内的压力传感组件、连接在传感器壳体1一端的连接端头11以及可拆卸式连接在连接端头11上的三通油管2，连接端头11的一端可拆卸式连接有缓冲机构13和过滤机构12，且连接端头11的外壁靠近一端的位置设有密封机构14，缓冲机构13和密封机构14相连通；

过滤机构12和缓冲机构13相连接，过滤机构12用于过滤经连接端头11进入传感器壳体1的油液；

缓冲机构13用于缓冲油液流经过滤机构12处所施加于过滤机构12的冲力，当过滤机构12受力后压缩并驱使密封机构14膨胀并密封连接端头11与三通油管2的连接处。

其中，三通油管2的三个端口分别连接有连接套头21、自锁式注油嘴22和自锁式连接头23，连接套头21与连接端头11可拆卸式连接，自锁式注油嘴22用于向三通油管2内注入油液。

需要说明的是，在安装至张拉千斤顶3上时，通过三通油管2上的自锁式连接头23与张拉千斤顶3上的连接端头11稳定连接后，将传感器壳体1上的连接端头11对准三通油管2上的连接套头21插入，然后旋转直至连接完成，此时，整个传感器安装连接完成，经三通油管2上的自锁式注油嘴22向三通油管2内注入设定量的液压油，并实时通过压力传感组件所测压力进行调控，而在液压油流经过滤机构12时，过滤机构12可以对液压油进行充分的过滤，将其中存在的杂质进行过滤阻隔，同时，油液在流经过滤机构12时，其对过滤机构12所产生的冲力传递至缓冲机构13中，缓冲机构13受力后压缩并调节密封机构14膨胀程度，使得密封机构14与连接套头21内壁之间的挤压力，可以防止液压油初始压力过大而从密封处渗出，造成液压油的泄露，直至液压稳定后，缓冲机构13回弹至初始状态，液压油对压力传感组件施加压力达到稳定状态，可实时的对张拉千斤顶3进行监测。

需要注意的是，压力传感组件为现有技术，在图中未示出具体结构以及电路图。

其中，如图3、图4所示，连接端头11内设有第一油道1101，且连接端头11的一端设有与第一油道1101相连通的安装槽1103，安装槽1103的内壁上设有环形调节槽1104，缓冲机构13可拆卸式连接在环形调节槽1104的内壁上，过滤机构12可拆卸式连接在安装槽1103的内壁上，连接端头11的外壁上设有外螺纹1102；

如图5所示，过滤机构12包括可拆卸式连接在安装槽1103内壁上的连接环体1201、贯穿连接环体1201的若干个滑杆1202、连接在滑杆1202一端的连接杆1203、连接在连接杆1203一端的开口式过滤盒体1204以及连接在连接环体1201内圆面上的侧密封环体1205，滑杆1202的另一端延伸至环形调节槽1104内并与缓冲机构13连接，连接环体1201的厚度小于安装槽1103的深度，开口式过滤盒体1204的高度大于侧密封环体1205的高度；

连接环体1201的外径与安装槽1103的内径相同，且连接环体1201的内径与第一油道1101的内径相同，侧密封环体1205的内径与开口式过滤盒体1204的直径相同，开口式过滤盒体1204的壁上开设有若干个等距分布的过滤孔；

如图2所示，连接套头21内依次设有与三通油管2连通的第二油道2101、密封孔2102和连接孔2103，第二油道2101通过密封孔2102与连接孔2103连通，连接孔2103的内壁上设有与外螺纹1102相匹配的内螺纹，密封机构14位于密封孔2102处，第二油道2101和第一油道1101的直径相同。

需要说明的是，如上述，在安装时，随着连接端头11逐渐的旋入连接孔2103，过滤机构12中的连接杆1203和滑杆1202与密封孔2102的内壁接触并逐渐的被挤压，此时，滑杆1202逐渐的插入环形调节槽1104中并挤压缓冲机构13，直至连接杆1203和连接端头11的端面齐平，此时，连接端头11的一端面和密封孔2102的内壁紧密接触，而缓冲机构13此时处于被压缩的状态，其控制密封机构14膨胀，密封机构14膨胀后与密封孔2102的内壁机密接触并存在一定数值的压力，起到密封连接端头11和密封孔2102内壁之间连接处间隙的效果，而当注入液压油时，液压油从第二油道2101流经过滤机构12，并对其产生一定的冲力，此时，过滤机构12可以对流经的液压油进行过滤，同时，将其受到的冲力传递至缓冲机构13处，缓冲机构13进一步的被压缩，密封机构14施加于密封孔2102内壁上的密封压力进一步的增大，可以防止液压油初始注入时的瞬时压力过大而从间隙和螺纹间隙处渗出，而当液压油平缓且不再流动时，缓冲机构13恢复至初始安装状态。

需要注意的是，开口式过滤盒体1204在安装后，其插入侧密封环体1205中，侧密封环体1205将开口式过滤盒体1204圆周壁上的过滤孔堵塞，此时，油液仅能够从开口式过滤盒体1204的底部流通，杂质被过滤在开口式过滤盒体1204内，当底部被覆盖堵塞后，液压油产生的冲力使得开口式过滤盒体1204继续移动，并进一步的压缩缓冲机构13，开口式过滤盒体1204此时进一步插入侧密封环体1205内，侧壁上的局部过滤孔不再被堵塞，可以防止过滤杂质过多而堵塞油道，当进行维修清理时，将连接端头11拆下，缓冲机构13回弹并将开口式过滤盒体1204重新顶出，方便对开口式过滤盒体1204上附着的杂质进行清理。

其中，如图5和图6所示，缓冲机构13包括可拆卸式连接在环形调节槽1104内壁上的第一环板1301、连接在第一环板1301上的缓冲弹簧1305、连接在缓冲弹簧1305一端的第二环板1302、连接在第一环板1301和第二环板1302之间的第一密封囊体1303和第二密封囊体1304，第二环板1302与滑杆1202的另一端连接，第一环板1301、第二环板1302、第一密封囊体1303和第二密封囊体1304之间形成一密封空间。

第一环板1301上设有若干个穿孔1306，且连接端头11的壁内设有若干个与穿孔1306相连通的液道1307，第一环板1301、第二环板1302、第一密封囊体1303和第二密封囊体1304之间形成的密封空间通过穿孔1306、液道1307与密封机构14连通，且密封空间、穿孔1306、液道1307与密封机构14内均设有填充液体。

需要说明的是，缓冲机构13在受力后，其中的第二环板1302跟随滑杆1202的移动而同向、同距移动，第二环板1302移动后挤压缓冲弹簧1305，并挤压第一环板1301、第二环板1302、第一密封囊体1303和第二密封囊体1304之间形成的密封空间，使得密封空间内的填充液体被挤压至密封机构14中，密封机构14开始膨胀，而缓冲弹簧1305的变形以及密封空间缩小时其内部填充液体的变化均可抵消液压油初始产生的瞬时冲力，防止液压油注入的初始冲击力过大而导致压力传感组件受损，更加安全。

其中，如图7所示，密封机构14包括设于连接端头11外壁上的第一环槽1401、对称设于第一环槽1401内壁上的两个第二环槽1402、固定连接在第二环槽1402内的固定密封环1403以及连接在两个固定密封环1403之间的密封胶层1404，液道1307的一端与第一环槽1401相连通。

需要说明的是，如上述，当缓冲机构13受力后压缩，第一环板1301、第二环板1302、第一密封囊体1303和第二密封囊体1304之间形成的密封空间内的填充液体被挤压至密封机构14中，具体为，填充液体依次流过穿孔1306和液道1307并流入第一环槽1401内，因密封胶层1404和固定密封环1403完全覆盖第一环槽1401，形成一个密闭环腔，填充液体进入密闭环腔后逐渐的挤压密封胶层1404并使其鼓起，密封胶层1404鼓起后与密封孔2102内壁接触并产生相应的接触压力，起到紧密密封的效果，防止液压油渗出。

Claims (8)

1.一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：包括传感器壳体（1）、设于传感器壳体（1）内的压力传感组件、连接在传感器壳体（1）一端的连接端头（11）以及可拆卸式连接在连接端头（11）上的三通油管（2），所述连接端头（11）的一端可拆卸式连接有缓冲机构（13）和过滤机构（12），且连接端头（11）的外壁靠近一端的位置设有密封机构（14），所述缓冲机构（13）和所述密封机构（14）相连通；

所述过滤机构（12）和缓冲机构（13）相连接，所述过滤机构（12）用于过滤经连接端头（11）进入传感器壳体（1）的油液；

所述缓冲机构（13）用于缓冲油液流经过滤机构（12）处所施加于过滤机构（12）的冲力，当过滤机构（12）受力后压缩并驱使密封机构（14）膨胀并密封连接端头（11）与三通油管（2）的连接处；

所述连接端头（11）内设有第一油道（1101），且连接端头（11）的一端设有与第一油道（1101）相连通的安装槽（1103），所述过滤机构（12）包括可拆卸式连接在安装槽（1103）内壁上的连接环体（1201）、贯穿连接环体（1201）的若干个滑杆（1202）、连接在滑杆（1202）一端的连接杆（1203）、连接在连接杆（1203）一端的开口式过滤盒体（1204）以及连接在连接环体（1201）内圆面上的侧密封环体（1205），所述滑杆（1202）的另一端延伸至环形调节槽（1104）内并与缓冲机构（13）连接，所述连接环体（1201）的厚度小于安装槽（1103）的深度，所述开口式过滤盒体（1204）的高度大于侧密封环体（1205）的高度。

2.根据权利要求1所述的一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：所述三通油管（2）的三个端口分别连接有连接套头（21）、自锁式注油嘴（22）和自锁式连接头（23），所述连接套头（21）与连接端头（11）可拆卸式连接，所述自锁式注油嘴（22）用于向三通油管（2）内注入油液。

3.根据权利要求2所述的一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：所述安装槽（1103）的内壁上设有环形调节槽（1104），所述缓冲机构（13）可拆卸式连接在环形调节槽（1104）的内壁上，所述连接端头（11）的外壁上设有外螺纹（1102）。

4.根据权利要求3所述的一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：所述连接环体（1201）的外径与安装槽（1103）的内径相同，且连接环体（1201）的内径与第一油道（1101）的内径相同，所述侧密封环体（1205）的内径与开口式过滤盒体（1204）的直径相同，所述开口式过滤盒体（1204）的壁上开设有若干个等距分布的过滤孔。

5.根据权利要求4所述的一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：所述缓冲机构（13）包括可拆卸式连接在环形调节槽（1104）内壁上的第一环板（1301）、连接在第一环板（1301）上的缓冲弹簧（1305）、连接在缓冲弹簧（1305）一端的第二环板（1302）、连接在第一环板（1301）和第二环板（1302）之间的第一密封囊体（1303）和第二密封囊体（1304），所述第二环板（1302）与滑杆（1202）的另一端连接，所述第一环板（1301）、第二环板（1302）、第一密封囊体（1303）和第二密封囊体（1304）之间形成一密封空间。

6.根据权利要求5所述的一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：所述第一环板（1301）上设有若干个穿孔（1306），且连接端头（11）的壁内设有若干个与穿孔（1306）相连通的液道（1307），所述第一环板（1301）、第二环板（1302）、第一密封囊体（1303）和第二密封囊体（1304）之间形成的密封空间通过穿孔（1306）、液道（1307）与密封机构（14）连通，且密封空间、穿孔（1306）、液道（1307）与密封机构（14）内均设有填充液体。

7.根据权利要求6所述的一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：所述密封机构（14）包括设于连接端头（11）外壁上的第一环槽（1401）、对称设于第一环槽（1401）内壁上的两个第二环槽（1402）、固定连接在第二环槽（1402）内的固定密封环（1403）以及连接在两个固定密封环（1403）之间的密封胶层（1404），所述液道（1307）的一端与第一环槽（1401）相连通。

8.根据权利要求7所述的一种主控预紧力锚杆、索压力传感器，其特征在于：所述连接套头（21）内依次设有与三通油管（2）连通的第二油道（2101）、密封孔（2102）和连接孔（2103），第二油道（2101）通过密封孔（2102）与连接孔（2103）连通，所述连接孔（2103）的内壁上设有与外螺纹（1102）相匹配的内螺纹，所述密封机构（14）位于密封孔（2102）处，所述第二油道（2101）和第一油道（1101）的直径相同。

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