CN216309280U - 一种抗磨损盾构机专用压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗磨损盾构机专用压力传感器，包括基座、壳体、法兰、筒座、出线组件和芯体组件，壳体的一端焊接有基座、另一端焊接有法兰，法兰上焊接有筒座，筒座密封连接出线组件，芯体组件的抗磨损的承压端设置于基座的外端、检测端设置于壳体和筒座的腔内，芯体组件的导线贯穿出线组件并与外界数据采集器连接。本实用新型抗磨损盾构机专用压力传感器，通过将外壳拆分组装焊接，可降低加工成本，提高生产效率；壳体采用焊接的连接方式，可有效保障连接的密封性和可靠性；土压压力变送器使用抗磨损的承压端，可有效延长使用寿命。

Description

一种抗磨损盾构机专用压力传感器

技术领域

本实用新型涉及压力传感器的技术领域，特别是涉及一种抗磨损盾构机专用压力传感器。

背景技术

盾构机就是圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤或砂石进行挖掘的一种设备，前端需要承受周围土层或砂层的压力，一般会在其前方设置土压压力变送器进行压力测量，来控制设备的前进速度。

目前，使用的土压压力变送器的外壳为不锈钢一体车工件，加工成本较高，其测量前端直接与土壤的固液混合的测量介质接触，而土壤的固液混合流体一般会含有比较大的砂石颗粒等坚硬颗粒物，坚硬颗粒物不断地对弹性体进行摩擦、冲击，长期使用很容易使弹性体变薄，厚度不均，由此会使弹性体的微应变发生改变，从而导致测量结果的不准确。另外，土压压力变送器作为一个磨损件，一般盾构机每行进1000-2000米就需要更换一次土压压力变送器，作业成本较高，也降低了生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种抗磨损盾构机专用压力传感器，以解决上述现有技术存在的问题，使土压压力变送器加工成本降低且耐磨损。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种抗磨损盾构机专用压力传感器，包括基座、壳体、法兰、筒座、出线组件和芯体组件，所述壳体的一端焊接有所述基座、另一端焊接有所述法兰，所述法兰上焊接有所述筒座，所述筒座密封连接所述出线组件，所述芯体组件的抗磨损的承压端设置于所述基座的外端、检测端设置于所述壳体和所述筒座的腔内，所述芯体组件的导线贯穿所述出线组件并与外界数据采集器连接。

优选的，所述芯体组件包括受力导向柱、测压芯体和电路板，所述基座的外端设置有一阶梯孔，所述受力导向柱密封设置于所述阶梯孔内，所述基座内端的凸台上设置有一凹槽，所述测压芯体焊接于所述凹槽的端面上，所述受力导向柱内设置有导流通道，所述凹槽与所述阶梯孔通过一过流孔连通，所述导流通道与所述过流孔连通，所述受力导向柱与所述测压芯体之间的腔体内设置有硅油，所述受力导向柱与所述阶梯孔的轴线方向上存在1-3mm的间隙，所述测压芯体与所述电路板通过导线连接，所述电路板上设置有所述导线。

优选的，所述受力导向柱包括依次连接的大圆柱和小圆柱，所述大圆柱与所述阶梯孔之间设置有密封圈，所述大圆柱的长度与所述阶梯孔的大孔深度相同且所述大圆柱的端面与所述基座的外端面平齐，所述小圆柱插接于所述阶梯孔的小孔内，所述小圆柱的长度小于所述阶梯孔的小孔深度，所述大圆柱和所述小圆柱的连接处沿径向均布有四个所述流道，所述小圆柱的中心线上设置有一集流道，四个所述流道均与所述集流道连通形成所述导流通道，所述导流通道与所述阶梯孔的底部连通；所述受力导向柱的材质为不锈钢。

优选的，所述筒座的端部插接于所述法兰内后焊接，所述筒座内设置有一台阶孔，所述台阶孔的底面设置有穿线孔，所述电路板通过灌胶浇筑于所述台阶孔的小孔内，所述台阶孔的大孔与所述出线组件连接。

优选的，所述台阶孔的大孔侧壁上设置有透气孔，所述透气孔上设置有防水透气膜，所述透气孔与所述台阶孔的内腔保持连通。

优选的，所述测压芯体与所述台阶孔之间设置有一导气管，所述导气管的一端与所述测压芯体上表面的插接孔插接、另一端贯穿灌胶体与所述透气孔连通。

优选的，所述出线组件包括压盖、锁线帽和密封垫，所述压盖一端与所述台阶孔的大孔螺纹连接、另一端与所述锁线帽螺纹连接，所述压盖与所述锁线帽的连接处形成一密封腔，所述密封腔设置有所述密封垫。

优选的，所述锁线帽呈锥斗状，所述压盖与筒座的连接处设置有密封圈，所述密封腔内还设置有垫片，所述导线依次闯过所述压盖、所述密封垫、所述垫片和所述锁线帽，所述密封圈的材质为黑色丁晴。

优选的，所述基座的内端通过一凹槽设置有温度传感器，所述温度传感器与所述电路板通过导线连接。

优选的，所述法兰沿周向均布有若干个连接孔。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型抗磨损盾构机专用压力传感器，通过将外壳拆分组装焊接，可降低加工成本，提高生产效率；壳体采用焊接的连接方式，可有效保障连接的密封性和可靠性；土压压力变送器使用抗磨损的承压端，可有效延长使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型抗磨损盾构机专用压力传感器的内部结构示图；

图2为本实用新型抗磨损盾构机专用压力传感器的结构示意图一；

图3为本实用新型抗磨损盾构机专用压力传感器的结构示意图二；

其中：100-抗磨损盾构机专用压力传感器，1-温度传感器，2-基座，3- 受力导向柱，4-密封圈，5-壳体，6-测压芯体，7-导气管，8-法兰，9-筒座， 10-电路板，11-灌胶，12-压盖，13-密封垫，14-垫片，15-锁线帽，16-导线， 17-透气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种抗磨损盾构机专用压力传感器，以解决现有技术存在的问题，使土压压力变送器耐磨损，延长使用寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图3所示：本实施例提供了一种抗磨损盾构机专用压力传感器100，包括基座2、壳体5、法兰8、筒座9、出线组件和芯体组件，壳体 5的一端焊接有基座2、另一端焊接有法兰8，法兰9上焊接有筒座9，筒座9密封连接出线组件，芯体组件的抗磨损的承压端设置于基座2的外端、检测端设置于壳体5和筒座9的腔内，芯体组件的导线16贯穿出线组件并与外界数据采集器连接，导线16用于电源供给和数据传输。法兰8沿周向均布有若干个连接孔。

芯体组件包括受力导向柱3、测压芯体6和电路板10，基座2的外端设置有一阶梯孔，受力导向柱3密封设置于阶梯孔内，受力导向柱3的材质为不锈钢304材料，使土压压力传感器具有很好的耐磨性能，有效提高了使用寿命，减少更换次数。基座2内端的凸台上设置有一凹槽，测压芯体6焊接于凹槽的端面上，受力导向柱3内设置有导流通道，凹槽与阶梯孔通过一过流孔连通，导流通道与过流孔连通，受力导向柱3与测压芯体6 之间的腔体内设置有硅油，受力导向柱3与阶梯孔的轴线方向上存在 1-3mm的间隙，利用硅油传递压力的变化。测压芯体6与电路板10通过导线连接，电路板10上设置有导线16。测压芯体6是一个将力转换为电信号的传感器组件，包括不锈钢外壳、半导体压敏芯片、硅油和波纹膜片，半导体压敏芯片设置于不锈钢外壳内，不锈钢外壳内充满硅油，不锈钢外壳的一侧设置有不锈钢的波纹膜片，波纹膜片与硅油介质接触。

受力导向柱3包括依次连接的大圆柱和小圆柱，大圆柱与阶梯孔之间设置有密封圈4，大圆柱的长度与阶梯孔的大孔深度相同且大圆柱的端面与基座2的外端面平齐，提高了土压压力传感器的耐磨性，可有效减少更换土压压力传感器的次数，提高工作效率，小圆柱插接于阶梯孔的小孔内，小圆柱的长度小于阶梯孔的小孔深度，大圆柱和小圆柱的连接处沿径向均布有四个流道，小圆柱的中心线上设置有一集流道，四个流道均与集流道连通形成导流通道，导流通道与阶梯孔的底部连通。小圆柱的端面与阶梯孔的底面之间、大圆柱的内端面与阶梯孔的大孔之间存在1-3mm的间隙，使导向柱3能够有一定的位移量，从而在受压时不被卡死，并能通过导流通道准确将压力传递到测压芯体6上；导向柱3将外界介质的力传递到液体硅油，硅油又传递到测压芯体6上，根据联通管道内压力各处相等原理，导向柱所承受的压力就等于传感器测压芯体6所承受的压力，这样便将压力传递至测压芯体6上。

筒座9的端部插接于法兰8内后焊接，保障连接的可靠性，筒座9内设置有一台阶孔，台阶孔的底面设置有穿线孔，电路板10通过灌胶11浇筑于台阶孔的小孔内，可有效防震、防水、防潮，台阶孔的大孔与出线组件连接。台阶孔的大孔侧壁上设置有透气孔17，透气孔17上设置有防水透气膜，透气孔17与台阶孔的内腔保持连通。测压芯体6与台阶孔之间设置有一导气管7，导气管7一端与测压芯体6上表面的插接孔插接、另一端贯穿灌胶体并通过透气孔17和外界大气相通，导气管7使测压芯体6不受外界压力变化的影响，保障初始压力为0。

出线组件包括压盖12、锁线帽15和密封垫13，压盖12一端与台阶孔的大孔螺纹连接、另一端与锁线帽15螺纹连接，压盖12与锁线帽15的连接处形成一密封腔，密封腔设置有密封垫13。锁线帽15呈锥斗状，压盖 12与筒座9的连接处设置有密封圈4，密封腔内还设置有垫片14，导线16 依次闯过压盖12、密封垫13、垫片14和锁线帽15，增加导线16穿出的密封性，密封圈4的材质为黑色丁晴。本实施例中采用导线16连接外界数据采集器，提高数据传输的可靠性，而并非采用插接件，可避免插接件进水导致短路，进而使数据传输失效。

基座2的内端通过一凹槽设置有温度传感器1，温度传感器1与电路板 10通过导线连接，实现土壤温度的实时监测，更有利于了解现场施工的工况。

本实施例抗磨损盾构机专用压力传感器100，通过将外壳拆分组装焊接，可降低加工成本，提高生产效率；壳体5采用焊接的连接方式，可有效保障连接的密封性和可靠性；土压压力变送器使用抗磨损的承压端，可有效延长使用寿命。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：包括基座、壳体、法兰、筒座、出线组件和芯体组件，所述壳体的一端焊接有所述基座、另一端焊接有所述法兰，所述法兰上焊接有所述筒座，所述筒座密封连接所述出线组件，所述芯体组件的抗磨损的承压端设置于所述基座的外端、检测端设置于所述壳体和所述筒座的腔内，所述芯体组件的导线贯穿所述出线组件并与外界数据采集器连接。

2.根据权利要求1所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述芯体组件包括受力导向柱、测压芯体和电路板，所述基座的外端设置有一阶梯孔，所述受力导向柱密封设置于所述阶梯孔内，所述基座内端的凸台上设置有一凹槽，所述测压芯体焊接于所述凹槽的端面上，所述受力导向柱内设置有导流通道，所述凹槽与所述阶梯孔通过一过流孔连通，所述导流通道与所述过流孔连通，所述受力导向柱与所述测压芯体之间的腔体内设置有硅油，所述受力导向柱与所述阶梯孔的轴线方向上存在1-3mm的间隙，所述测压芯体与所述电路板通过导线连接，所述电路板上设置有所述导线。

3.根据权利要求2所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述受力导向柱包括依次连接的大圆柱和小圆柱，所述大圆柱与所述阶梯孔之间设置有密封圈，所述大圆柱的长度与所述阶梯孔的大孔深度相同且所述大圆柱的端面与所述基座的外端面平齐，所述小圆柱插接于所述阶梯孔的小孔内，所述小圆柱的长度小于所述阶梯孔的小孔深度，所述大圆柱和所述小圆柱的连接处沿径向均布有四个流道，所述小圆柱的中心线上设置有一集流道，四个所述流道均与所述集流道连通形成所述导流通道，所述导流通道与所述阶梯孔的底部连通；所述受力导向柱的材质为不锈钢。

4.根据权利要求2所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述筒座的端部插接于所述法兰内后焊接，所述筒座内设置有一台阶孔，所述台阶孔的底面设置有穿线孔，所述电路板通过灌胶浇筑于所述台阶孔的小孔内，所述台阶孔的大孔与所述出线组件连接。

5.根据权利要求4所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述台阶孔的大孔侧壁上设置有透气孔，所述透气孔上设置有防水透气膜，所述透气孔与所述台阶孔的内腔保持连通。

6.根据权利要求5所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述测压芯体与所述台阶孔之间设置有一导气管，所述导气管的一端与所述测压芯体上表面的插接孔插接、另一端贯穿灌胶体与所述透气孔连通。

7.根据权利要求4所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述出线组件包括压盖、锁线帽和密封垫，所述压盖一端与所述台阶孔的大孔螺纹连接、另一端与所述锁线帽螺纹连接，所述压盖与所述锁线帽的连接处形成一密封腔，所述密封腔设置有所述密封垫。

8.根据权利要求7所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述锁线帽呈锥斗状，所述压盖与筒座的连接处设置有密封圈，所述密封腔内还设置有垫片，所述导线依次闯过所述压盖、所述密封垫、所述垫片和所述锁线帽，所述密封圈的材质为黑色丁晴。

9.根据权利要求2所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述基座的内端通过一凹槽设置有温度传感器，所述温度传感器与所述电路板通过导线连接。

10.根据权利要求1所述的抗磨损盾构机专用压力传感器，其特征在于：所述法兰沿周向均布有若干个连接孔。

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