RU97765U1 - Устройство для измерения крепости горных пород - Google Patents

Abstract

Устройство для измерения крепости горных пород, включающее насос, перераспределитель давления, рукава, датчик давления и датчик линейного перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено регистрирующим цилиндром, имеющим гидравлическую связь с силовым цилиндром, при этом шток поршня регистрирующего цилиндра связан с датчиком линейного перемещения.

Description

Полезная модель относится к горному делу, а именно к приборам измерения крепости горных пород.

Известно устройство [1] многоточечный гидравлический датчик с самописцем. Известное устройство состоит из гидравлического ручного насоса, перераспределителя давления, силового маслопровода, силовой плунжерной пары, цилиндра и поршня со штоком, замкнутой емкости, соединенной с цилиндром и заполненной рабочей жидкостью, лентопротяжного механизма, регистрирующей плунжерной пары для записи величины внедрения пуансона (в действительности являющегося индентором), маслопровода для сопряжения силовой плунжерной пары с регистрирующей, пишущего устройства, маслопровода для возврата плунжерных пар в исходное положение и маслопровода для слива масла в бачок насоса.

Недостатком данного устройства является отсутствие автоматической регистрации и обработки результатов измерения, низкая точность и невозможность непосредственной передачи данных на ЭВМ для последующего анализа и обработки.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения свойств горных пород в скважинах приконтурного массива выработок [2]. Данный прибор включает соединенную рукавами с ручным насосом измерительную головку, содержащую цилиндрический корпус, соединенный с поршнем гидроцилиндра пуансон (в действительности являющийся индентором), взаимодействующий с подпружиненным штоком измерителя линейных перемещений поршня. Торец поршня гидроцилиндра со стороны пуансона (в действительности являющегося индентором) выполнен конусным на участке взаимодействия со штоком измерителя линейных перемещений, конец которого соединен с оптическим датчиком линейных перемещений, размещенным в измерительной головке. В цилиндрическом корпусе измерительной головки выполнено гнездо, в которое вмонтирован датчик давления, взаимодействующий с каналом подвода избыточного давления гидравлической жидкости к поршневой полости гидроцилиндра.

К недостаткам устройства следует отнести конструктивную сложность, что делает процесс его изготовления весьма трудоемким.

Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства без ухудшения его технических характеристик.

Указанная задача достигается тем, что устройство для измерения крепости горных пород, включающее насос, перераспределитель давления, рукава, датчик давления и датчик линейного перемещения, снабжено регистрирующим цилиндром, имеющим гидравлическую связь с силовым цилиндром, при этом шток поршня регистрирующего цилиндра связан с датчиком линейного перемещения.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежем.

Устройство для измерения крепости горных пород состоит из гидравлического ручного насоса 1, перераспределителя давления 2, силового рукава 3, датчика давления 4, силового цилиндра 5, шток поршня которого оснащен индентором 6, регистрирующего цилиндра 7, шток поршня которого воздействует на датчик 8 линейного перемещения, рукава 9 для сопряжения силового цилиндра 5 с регистрирующим цилиндром 7, рукава 10 для возврата поршня силового цилиндра 5 и поршня регистрирующего цилиндра 7 в исходное положение, штанги 11 для перемещения силового цилиндра 5 по скважине 12, рукава 13 для слива рабочей жидкости в бачок насоса 1 и электрических кабелей 14, 15 для передачи сигналов от датчиков в ЭВМ.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Силовой цилиндр 5 устанавливается с помощью штанги 11 в скважину 12 на заданную глубину, на которой необходимо определить крепость пород. Перераспределитель давления 2 переключается в положение начала измерения (силовой рукав 3 подключается к насосу 1, рукав 10 подключается к рукаву 13). Рабочая жидкость с помощью насоса 1 поступает в силовой цилиндр 5 через перераспределитель давления 2, силовой рукав 3 и датчик давления 4. Под действием рабочей жидкости происходит перемещение поршня силового цилиндра 5 и внедрение индетора 6, прикрепленного к его штоку, в стенку скважины 12. Регистрация момента разрушения горной породы в скважине 12 индентором 6 и требуемого для этого усилия, осуществляемые датчиком давления 4 по падению давления рабочей жидкости в силовом цилиндре 5 и величине давления при разрушении, в совокупности с измерением глубины внедрения индентора 6 с помощью датчика 8 линейного перемещения, позволяют определить крепость залегающей горной породы путем обработки на ЭВМ данных с датчика давления 4 и датчика 8 линейного перемещения, передаваемых с помощью электрических кабелей 14 и 15 соответственно.

Регистрация положения и измерение величины внедрения индентора 6 в горную породу осуществляется датчиком 8 линейного перемещения, за счет наличия гидравлической связи между регистрирующим цилиндром 7, шток поршня которого воздействует на датчик 8 линейного перемещения, и силовым цилиндром 5, реализованной с помощью рукава 9. В процессе проведения измерений, при перемещении поршня в силовом цилиндре 5, рабочая жидкость из его штоковой полости перетекает в регистрирующий цилиндр 7 по рукаву 9 вследствие чего осуществляется перемещение поршня регистрирующего цилиндра 7 и его воздействие на датчик 8 линейного перемещения. При этом рабочая жидкость из штоковой полости регистрирующего цилиндра 7 посредством рукавов 10 и 13 сливается в бачок насоса 1 через перераспределитель давления 2.

Возврат поршней силового цилиндра 5 и регистрирующего цилиндра 7 в исходное положение, предшествующее началу измерения, осуществляется следующим образом. Перераспределитель давления 2 переключается в положение окончания измерения (рукав 10 подключается к насосу 1, силовой рукав 3 подключается к рукаву 13). Рабочая жидкость посредством насоса 1 через перераспределитель давления 2 по рукаву 10 подается в штоковое пространство регистрирующего цилиндра 7, что приводит к возврату его поршня в исходное положение и перетоку рабочей жидкости из поршневой полости регистрирующего цилиндра 7 через рукав 9 в штоковую полость силового цилиндра 5. По мере поступления рабочей жидкости в штоковую полость силового цилиндра 5, его поршень приходит в движение и возвращается в положение, предшествующее началу проведения измерения, при этом рабочая жидкость из поршневой полости силового цилиндра 5 перетекает в бачок насоса 1 через датчик давления 4, силовой рукав 3, перераспределитель давления 2 и рукав 13.

Регистрация падения давления в силовом цилиндре 5 датчиком давления 4 и возвращения в исходное положение штока регистрирующего цилиндра 7 датчиком 8 линейного перемещения фиксируется ЭВМ как окончание одного измерения и начало проведения следующего.

Перемещением силового цилиндра 5 с помощью штанги 11 по скважине 12 и повторением операций, описанных выше, возможно проведение исследований по все длине скважины.

Источники информации:

1. А.С. СССР №288368, заявл. 26.11.1969, М. кл. G01L 1|02

2. Патент на изобретение RU 2230904 С2

Claims (1)

1. Устройство для измерения крепости горных пород, включающее насос, перераспределитель давления, рукава, датчик давления и датчик линейного перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено регистрирующим цилиндром, имеющим гидравлическую связь с силовым цилиндром, при этом шток поршня регистрирующего цилиндра связан с датчиком линейного перемещения.