一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報(bào)警裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種懸浮式單體液壓支柱，具體是一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報(bào)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]懸浮式單體液壓支柱是一種新型外部供液的恒阻式單體液壓支柱，是高檔機(jī)械化普采工作面和綜采工作面的理想配套設(shè)備和端頭支護(hù)設(shè)備；由于它具有較強(qiáng)的抗偏載能力和較大的穩(wěn)定性、可靠性高、重量輕、工作行程大、強(qiáng)度大、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛使用在礦井工作面的支護(hù)上，為礦井和工人的安全生產(chǎn)和工作提供了很好的保護(hù)作用，具有較大的應(yīng)用前景。
[0003]但是近年來，在現(xiàn)場使用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)工作面頂板周期來壓時(shí)，支柱所承受的頂板壓力突然達(dá)到或超過其工作阻力時(shí)，安全閥不能迅速打開或因安全閥流量過小等，引起支柱被壓彎，造成柱腔內(nèi)液壓力瞬間劇增；由于目前所使用的懸浮式單體液壓支柱沒有安裝有效的支柱彎曲變形檢測裝置和報(bào)警裝置，無法實(shí)時(shí)提醒工人和地面監(jiān)測人員支柱處于危險(xiǎn)狀態(tài)，如果不及時(shí)處理，有可能會(huì)發(fā)生冒頂事故，影響礦井的安全生產(chǎn)和危害工人的生命安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報(bào)警裝置，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測礦井下端頭超前支護(hù)區(qū)域內(nèi)單體液壓支柱的工作狀態(tài)，為礦井的安全生產(chǎn)和工人的生命安全保駕護(hù)航。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報(bào)警裝置，
它包括光纖測量裝置、單片機(jī)、LED顯示報(bào)警裝置、無線傳輸裝置、壓力測量裝置以及安裝在懸浮式單體液壓支柱上的手把體；
所述的光纖測量裝置安裝于手把體上端部加厚處新開凹槽和孔內(nèi)，靠近單體液壓支柱一側(cè)，并通過導(dǎo)線與單片機(jī)的輸入口連接，單片機(jī)的兩個(gè)輸出口分別通過導(dǎo)線與安裝于手把體頂部的LED顯示報(bào)警裝置和無線傳輸裝置連接，由安裝于手把體的階梯孔內(nèi)壓力測量裝置控制的開關(guān)控制電路通過導(dǎo)線與單片機(jī)的輸入口連接；
所述的單片機(jī)和無線傳輸裝置按照從左至右布置方式分別安裝于手把體上端部加厚處新開孔內(nèi)；
所述的開關(guān)控制電路安裝于壓力測量裝置正上方的孔內(nèi)；
所述各處連接導(dǎo)線分別安裝于手把體上端部加厚處新開的線孔內(nèi)。
[0006]所述的壓力測量裝置包括頂板、與頂板通過沉頭螺釘二連接的支撐塊、導(dǎo)壓桿、螺旋彈簧、導(dǎo)壓塊、隔膜膜片、壓力缸和波紋管；
所述的波紋管上端部通過沉頭螺釘一與支撐塊相連接、波紋管下端部通過沉頭螺釘三與導(dǎo)壓塊相連接；所述的螺旋彈簧纏繞在波紋管上，導(dǎo)壓桿下端部與導(dǎo)壓塊通過螺紋相互連接，壓力缸外圍上端部通過螺紋與頂板相互連接，隔膜膜片卡嵌在壓力缸下部內(nèi)圓壁上，壓力缸內(nèi)部沖有灌充液。
[0007]所述的光纖測量裝置包括光源、光纖一、光纖二、光纖三和光檢測器；光源發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖一，經(jīng)光纖一進(jìn)入調(diào)制區(qū)，在調(diào)制區(qū)內(nèi)來自液壓支柱任意方向的彎曲壓力P作用于光纖二內(nèi)的光信號(hào)，使其光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)，再經(jīng)過光纖三送入光檢測器，光檢測器對(duì)進(jìn)來的光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸出電信號(hào)，電信號(hào)通過導(dǎo)線輸入單片機(jī)。
[0008]所述的LED顯示報(bào)警裝置電路包括設(shè)置在導(dǎo)壓桿正上方的開關(guān)Kl ;由開關(guān)Kl控制電路上通過導(dǎo)線與單片機(jī)的一個(gè)輸入口連接，由光檢測器所輸出的光纖測量信號(hào)通過導(dǎo)線與單片機(jī)的輸入口連接，單片機(jī)的輸出口通過導(dǎo)線與一個(gè)NPN型的三極管連接，NPN型三極管的集電極通過導(dǎo)線與電磁繼電器K相連，發(fā)射極接地，在電磁繼電器K正上方放置開關(guān)K2,由開關(guān)K2控制LED的顯示狀態(tài)。
[0009]所述的無線傳輸裝置包括編碼器、調(diào)制解調(diào)器、放大器、RF射頻器、天線、環(huán)形天線、選頻器、放大器、調(diào)制解調(diào)器和RS-422收發(fā)器；
所述的單片機(jī)的輸入端在接收到一定的電平信號(hào)時(shí)，單片機(jī)響應(yīng)并將處理的信息依次送入編碼器、調(diào)制解調(diào)器、放大器、RF射頻器，經(jīng)天線發(fā)射，穿越巖層耦合至環(huán)形天線，環(huán)形天線將所載信號(hào)送入選頻器、放大器、調(diào)制解調(diào)器、RS-422收發(fā)器，經(jīng)雙絞纜將信息傳至地面計(jì)算機(jī)。
[0010]還包括O型密封圈一、O型密封圈二和O型密封圈三；0型密封圈一安裝于導(dǎo)壓塊下部外圓壁凹槽內(nèi)，O型密封圈二安裝于與波紋管上端部相貼合處的支撐塊的外圓壁凹槽內(nèi)，O型密封圈三安裝于與壓力缸內(nèi)圓壁相貼合處的支撐塊的外圓壁凹槽內(nèi)。
[0011]與現(xiàn)有懸浮式單體液壓支柱相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、采用波紋管和螺旋彈簧組成的壓力測量裝置，靈敏度高，可靈敏檢測柱腔內(nèi)液壓力，檢測結(jié)果可靠、穩(wěn)定。
[0012]2、采用光纖測量裝置，可靈敏檢測單體液壓支柱沿任意方向的彎曲變形，清楚告訴工人和地面監(jiān)測人員單體液壓支柱工作狀態(tài)，適應(yīng)性強(qiáng)，小巧，檢測結(jié)果精確。
[0013]3、采用LED顯示報(bào)警裝置和無線傳輸裝置，工人和地面監(jiān)測人員可以很清楚掌握支柱的工作狀態(tài)，從而最大限度保障生產(chǎn)安全。
[0014]4、壓力測量裝置、光纖測量裝置、單片機(jī)、LED顯示報(bào)警裝置和無線傳輸裝置分別安裝在手把體加厚處新開的凹槽和孔內(nèi)，沒有較大改變?cè)惺职洋w的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，安裝、拆卸方便。
[0015]5、本發(fā)明裝置在端頭超前支護(hù)具體安裝使用時(shí)，只需間隔一根或兩根單體液壓支柱安裝本發(fā)明裝置，就可以獲取整個(gè)端頭支護(hù)區(qū)域支柱的工作狀態(tài)，工人操作、安裝方便，
測量結(jié)果可靠。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的壓力測量裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明所使用的光纖測量裝置原理圖； 圖4為本發(fā)明的LED控制電路圖；
圖5為本發(fā)明的無線傳輸裝置原理圖；
圖6為本發(fā)明的單體液壓支柱、手把體和三用閥的總裝配圖；
圖7為本發(fā)明在實(shí)際使用中的安裝方法說明示意圖。
[0017]圖中:1、光纖測量裝置，2、單片機(jī)，3、導(dǎo)線，4、LED顯示報(bào)警裝置，5、無線傳輸裝置，6、開關(guān)控制電路，7、壓力測量裝置，8、手把體，9、頂板，10、支撐塊，11、沉頭螺釘一，12、導(dǎo)壓桿，13、沉頭螺釘二，14、螺旋彈簧，15、導(dǎo)壓塊，16,0型密封圈一，17、沉頭螺釘三，18、隔膜膜片，19、灌充液，20、壓力缸，21、波紋管，22、O型密封圈二，23、O型密封圈三，24、光源，25、光纖一，26、光纖二，27、光纖三，28、光檢測器，29、開關(guān)K1，30、NPN型三極管，31、電磁繼電器K，32、開關(guān)K2，33、LED，34、天線，35、液壓支柱，36、三用閥，37、上端頭，38、工字鋼梁，39、懸浮式單體液壓支柱，40、液壓支架，41、采煤機(jī)，42、刮板輸送機(jī)，43、下端頭。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1所示，一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報(bào)警裝置，
它包括光纖測量裝置1、單片機(jī)2、LED顯示報(bào)警裝置4、無線傳輸裝置5、壓力測量裝置7以及安裝在懸浮式單體液壓支柱上的手把體8 ;
所述的光纖測量裝置I安裝于手把體8上端部加厚處新開凹槽和孔內(nèi)，靠近單體液壓支柱一側(cè)，并通過導(dǎo)線3與單片機(jī)2的輸入口連接，單片機(jī)2的兩個(gè)輸出口分別通過導(dǎo)線3與安裝于手把體8頂部的LED顯示報(bào)警裝置4和無線傳輸裝置5連接，由安裝于手把體8的階梯孔內(nèi)壓力測量裝置7控制的開關(guān)控制電路6通過導(dǎo)線3與單片機(jī)2的輸入口連接；所述的單片機(jī)2和無線傳輸裝置5按照從左至右布置方式分別安裝于手把體8上端部加厚處新開孔內(nèi)；
所述的開關(guān)控制電路6安裝于壓力測量裝置7正上方的孔內(nèi)；
所述各處連接導(dǎo)線3分別安裝于手把體8上端部加厚處新開的線孔內(nèi)。
[0020]如圖2所示，所述的壓力測量裝置7包括頂板9、與頂板9通過沉頭螺釘二 13連接的支撐塊10、導(dǎo)壓桿12、螺旋彈簧14、導(dǎo)壓塊15、隔膜膜片18、壓力缸20和波紋管21 ;
所述的波紋管21上端部通過沉頭螺釘一 11與支撐塊10相連接、波紋管21下端部通過沉頭螺釘三17與導(dǎo)壓塊15相連接；所述的螺旋彈簧14纏繞在波紋管21上，導(dǎo)壓桿12下端部與導(dǎo)壓塊15通過螺紋相互連接，壓力缸20外圍上端部通過螺紋與頂板9相互連接，隔膜膜片18卡嵌在壓力缸20下部內(nèi)圓壁上，壓力缸20內(nèi)部沖有灌充液19，O型密封圈一16安裝于導(dǎo)壓塊15下部外圓壁凹槽內(nèi)，O型密封圈二 22安裝于與波紋管21上端部相貼合處的支撐塊10的外圓壁凹槽內(nèi)，O型密封圈三23安裝于與壓力缸20內(nèi)圓壁相貼合處的支撐塊10的外圓壁凹槽內(nèi)，起密封作用；支撐塊10下部細(xì)長部分起垂直導(dǎo)向作用，導(dǎo)壓塊15上部較長部分起對(duì)中作用，螺旋彈簧14具有增加波紋管21剛度和線性度的作用，灌充液19具有傳遞壓力作用。
[0021]隔膜膜片18在柱腔內(nèi)液壓力的作用下發(fā)生形變，通過灌充液19將壓力作用于波紋管21底部，使波紋管21產(chǎn)生垂直向上的位移。
[0022]如圖3所示:所述的光纖測量裝置I包括光源24、光纖一 25、光纖二 26、光纖三27和光檢測器28 ;光源24發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖一 25，經(jīng)光纖一 25進(jìn)入調(diào)制區(qū)，在調(diào)制區(qū)內(nèi)來自液壓支柱35任意方向的彎曲壓力P作用于光纖二 26內(nèi)的光信號(hào)，使其光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)，再經(jīng)過光纖三27送入光檢測器28，光檢測器28對(duì)進(jìn)來的光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸出電信號(hào)，電信號(hào)通過導(dǎo)線3輸入單片機(jī)2，單片機(jī)2進(jìn)行相應(yīng)的操作。
[0023]如圖4所示:所述的LED顯示報(bào)警裝置4電路包括設(shè)置在導(dǎo)壓桿12正上方的開關(guān)K1/29 ;由開關(guān)K1/29控制電路上通過導(dǎo)線3與單片機(jī)2的一個(gè)輸入口連接，由光檢測器28所輸出的光纖測量信號(hào)通過導(dǎo)線3與單片機(jī)2的輸入口連接，單片機(jī)2的輸出口通過導(dǎo)線3與一個(gè)NPN型的三極管30連接，NPN型三極管30的集電極通過導(dǎo)線3與電磁繼電器K/31相連，發(fā)射極接地，在電磁繼電器K31正上方放置開關(guān)K2/32，由K2/32控制LED33的顯示狀態(tài)。
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