SU1044786A1 - Шахтный стоечный измерительный преобразователь - Google Patents

Abstract

ШАХТНЫЙ СТОЕЧНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, состо щий из основани , выполненного в виде стакана , установленной в нем с возможностью вертикального перемещени  опорной плиты, пружины и чувствительного элемента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей , он снабжен прикрепленными к плите акселерометром и термодатчиком , причем использована коническа  телескопическа  с витками пр моугольного сечени  пружина, котора  установлена большим основанием кверху, а чувствительный элемент выполнен в виде реостата, обмотка которого прикреплена к центру опорной плиты, а ползунок - к стакану.

Description

.

4;;

оо

О5 Изобретение относитс  к средствам измерени  и может быть использовано в горном fliene при одновременных сосредоточенных измерени х, основных механических параметров при воздействии шахтной крепи на стойки выработки: перемещени / даалени , ускоре ни  и температуры близлежащего прост ранства, что необходимо при анализе динамического состо ни  массива горных пород и прогнозировании его изменени . Известно устройство дл  измерени  смещени  горных пород в скважинах, включающее основание и крышку, выпол ненные в виде телескопических труб, закрытых с торцов наконечниками с прикрепленными к ним переходными муфтами дл  соединени  с реперами, и реостатный датчик с элементами сопротивлени , в виде проводов с ползуном TI 3Данное устройство позвол ет измер ть линейные перемещени  в массиве горных пород, однако оно неприменимо дл  измерени  значительных линейных перемещений. Кроме- того, дл  оценки динамического состо ни  массива необходимо производить комплексный сосредоточенный одновременный и долговременный контроль различных механических параметров шахтной крепи: дав лени  крепи на стойки, ускорени  в точке контакта крепи со стойкой и изменени  температуры близлежащего пространства, что данное устройствоне позвол ет измер ть. Известен шахтный стоечный измерительный преобразователь, состо щий из основани , выполненного в виде стакана, установленной в нем с возможностью вертикального перемещени  .опорной плиты, пружины и чувствитель ного элемента. В этом преобразователе нагрузка через стакан передаетс  на мембрану, котора , прогиба сь, воздействует через регулировочный винт на рычаг. Перемещение рычага фиксируетс  индикаторным измерителем , который вставл етс  в отверстие штуцера на врем  замера, или сайописцем С2 . В насто щее врем  в услови х подземного горного предпри ти  дл  оцен ки поведени  горного массива необходимо одновременно контролировать ста тические и динамические параметры массива горных пород дл  прогноза различного рода динамических про в862 лений, таких, как горные удары,, .: ки и т.д. Последстви  таких про влений могут приносить значительный натермальный ущерб, выражающийс р как правило, в несколько-сот тыс ч рублей Поэтому разработаны различные измерительные системы и комплексы, предназначенные дл  одновременного комплексно1«о многопараметрического и сосредоточенного измерени , сбора и обработки различного рода информации о состо нии массива. В частности ,, как элемент такого комплекса предполагаетс  создание системы контрол  за изменением горного давлени , перемещени , ускорени  в точке контакта крепи со стойкой, а также температуры окружающей среды. Данный преобразователь не пригоден дл  комплексных измерений одновременно нескольких параметров в одной точке. Однако при необходимости осуществлени  одновременного контрол  в насто щее врем  используютс  дл  измерени  каждого параметра различные первичные перобразователи. Например , .дл  измерени  перемещени  крепи и давлени  на нее могут использоватьс  соответственно описанные устройства. Это весьма неудобно при эксплуатации , так как каждый первичный преобразователь необходимо монтировать дл  измерений и демонтировать nocjre их проведени , что усложн ет процесс подготовки к измерени м. Дл  получени  информации из -одной точки необхбдимо в ней установить несколько (по количеству контролируемых параметров ) первичных преобразователей, что исключает сосредоточенный контроль и вносит пространственную погрешность в результаты измерений. Кроме-того, использование дл  передачи информации о.каждом параметре кабельного хоз йства значительной прот женности также неудобно. Кроме того, это неэкономично, так как кабели в период эксплуатации необхо-. димо неоднократно замен ть, что существенно увеличивает стоимость в общем недорогогои простого устройства. Нар ду с этим применение нескольких первичных преобразователей, каждый из KOTopbix .предназначен дл  измерени  конкретного параметра, неэкономично и ввиду затрат на материал, изготовление и монтаж.

Цель изобретени  - повышение точ--. ости и расширени  функциональных

озможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что шахтный стоечный измерительный преобразователь, состо щий из осноав ни , выполненного в виде стакана, установленной в нем с возможностью вертикального перемещени  опорной плиты, пружины и чувствительного элемента , снабжен прикрепленными к плите акселерометром и термодатчиком, причем использована коническа  телескопическа  с витками пр моугольного сечени  пружина, котора  установлена большим основанием кверху, а чувствительный элемент выполнен в виде реостата, обмотка которого прикреплена к центру опорной плиты, а ползунок - к стакану.

Неподвижное основание в виде стакана , установленна  на нем подвижна  опорна  плита и расположенна  между ними перемещающа с  под действием горного давлени  коническа  телескопическа  пружина, выполн ющие

функцию несущих опорных элементов, изготовлены массивными из заготовок значительной толщины, что позвол ет выдерживать давление на стойку шахтной крепи до 5 тонн. Кроме того, выполнение чувствительного элемента в иде жестко соединенных между собой конической телескопической пружины с витками пр моугольного сечени  и размещенного внутри нее реостата позвол ет при совместном их перемещении нар ду с линейно-пропорциональной деформационно-нагрузочной характеристикой деформации пружины от авлени  получить линейно-пропорциональную характеристику изменени  сопротивлени  с давлением. При соответствующей предварительной тарировке в лабораторных услови х чувствиельный элемент при одном и оде пружины возможно использовать не только дл  измерени  давлени  на стойку крепи, но и дл  перемещени  ее, что расшир ет функциональные возможности преобразовател . Кроме того, характеристика изменени  сопротивлени  с перемещением также линейно-пропорциональна . Все это облегчает инерпретацию результатов измерений и позвол ет в шахтных услови х оценивать величины измен ющихс  нагрузок и перемещений на стойку шахтной кре- i

пи. Жесткое соединение между собой

Пружины и реостата таким образом, что йижн   установочна  поверхность пружины меньшим своим диаметром помещена в основании и верхн   установочна  поверхность ее большим своим диаметром укреплена на внутренней стороне опорной плиты, позвол ет расположить внутри пружины акселерометр, закрепить его на внутренней стороне опорной плиты и установить на корпусе акселерометра реостат. Така  конструкци  позвол ет измер ть ускорение в точке контакта крепи со стойкой, свести к минимуму чувствительность акселерометра к горному давле нию и позвол ет измер ть температуру близлежащих горных пород.

. Шахтный стоечный измерительный

преобразователь может одновременно 0 измер ть четыре параметре при одном ходе пружины: давление крепи на стойку , перемещение и ускорение в точке контакта стойки с крепью, а также температуру близлежащих пород, что расшир ет его функциональные возможности. Это создает определенные удобства при эксплуатации, так как дл  подготовки к комплексным йзмерени м проводитс  монтаж лишь од .кого устройства. Кроме того, получена возможность проводить из одной точки одновременный сосредоточенный контроль нескольких (четырех) параметров , размеща  первичные преобра зователи в одном корпусе, что, вопервых , повышает точность измерений, и, во-вторых, нар ду с удобствами эксплуатации, экономично, так как исключаютс  дополнительные затраты на материалы, изготовление и монтаж. Дл  передачи измерительной инфррма .ции к регистратору можно использовать лишь один кабель, что также нар ду с удобствами эксплуатации и экономично , так как снижает стоимость устройства.

На чертеже изображено сечение шахтного стоечного измерительного преобразовател .

0 Шахтный стоечный измерительный преобразователь включает основание 1, выполненное в виде стакана с укрепленными на нем зажимной гайкой 2 и опорной плитой 3 и установленной

5 между ними конической телескопической пружиной А с витками пр моугольной формы, выполненных из заготовок , значительной толщины. Нижн   опорна  поаерхность пружины меньшего диаметра неподвижно уста новлена и прижата в отверстие основани , а большее верхнее основание пружины укреплено в углублени х опор ной плиты 3. На внутренней стороне опорной плиты установлен при помощи винта 5 акселерометр 6, на .корпусе которого размещена обмотка реостата 7 цилиндрической формы с ползунком 8, закреп ленным, на изолированной подложке 9. Дл  защиты реостата от воздействи  пыли и влаги шйхтного воздуха он помещен в резиновую гофрированную оболочку IО, поджатую с одной стороны к опорной плите при помощи шайбы 11, а другой конец оболочки поджат пружи ной к отверсти м в основании, В опорной плите вблизи непосредст венного контакта ее с массивом установлен в термоизол ционной оболочке 12 безынерционный термодатчик 13 а выводы от акселерометра реостата термодатчика через кабели 14 сОеди нены с кабельным разъемом 15. Измерительный шахтны11 преобразователь укрепл етс  на стойке шахтной крепи при помощи резьбового соединени  16. Преобразователь работает следующи образом. Устройство устанавливаетс  в стой ку шахтной крепи таким образом, чтобы основание 1 при помощи резьбового соединени  16 имело со стойкой жесткий контакт, а опорна  плита 3 упиралась в шахтную крепь. Под действием давлени  опорна  плита 3. перемещаетс  и давит на кони ческую телескопическую пружину k, витки которой поступательно перемещаютс  относительно друг друга. При этом перемещаетс  и укрепленна  на .корпусе акселерометра 6 обмотка реос тата 7, а с ползуна 8 по кабелю Т через кабельный разъем 15 на измерительное оборудование поступает инфор маци  об изменении сопротивлени . Сравнива  зарегистрированные значени  с тарировочными данными, полученными предварительно в лабораторных услови х, регистрируем соответствующие конкретной реличине сопротивлени  значени  давлени  и перемещени  крепи. Кроме того, одновременно с акселерометра 6 и термодатчика 13 поступает измерительна  информаци  об ускорении и температуре в точке контакта стойки с крепью, Использование измерительного шахтного преобразовател  по сравнению с базовым объектом обеспечивает следующие преимущества: расшир ет функ-циональные возможности устройства путем применени  в качестве измерительного элемента жестко соединенных конической телескопической пружины с укрепленным на корпусе акселерометра реостатом, что позвол ет за один ход пружины нар ду с давлением измер ть смещение и ускорение в точ- ке контакта крепи со стойкой; повышает точность и достоверность измерительной информации посредством сосредоточенного контрол  основных параметров, что исключает из результатов измерений пространственную . погрешность; создает удобства экс плуатации благодар  использованию всего одной операции монтажа устройства при подготовке его к измерени м и демонтажа после измерений, а также благодар  конструктивному размещению всех первичных преобразователей в одном корпусе; повышает экономичность устройства, так как- исключает затраты на .дополнительные материалы, изготовление и монтаж. Кроме того, за счет использовани  лишь одного кабел  дл  передачи измерительной информации стоимость устройства значительно снижаетс ; отсутствие дополнительных приспособлений - специальных динамических муфт дл  креплени  преобразовател  к ахтной стойке - упрощает конструкцию стройства.

Claims (1)

1. ШАХТНЫЙ СТОЕЧНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, состоящий из основания, выполненного в виде стака на, установленной в нем с возможнос тью вертикального перемещения опорной плиты, пружины и чувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, он снабжен прикрепленными к плите акселерометром и термодатчи ком, причем использована коническая телескопическая с витками прямоугольного сечения пружина, которая установлена большим основанием кверху, а чувствительный элемент выполнен в виде реостата, обмотка которого прикреплена к центру опорной плиты, а ползунок - к стакану.

   >