[發明專利]一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報警裝置

有效

• 申請號: 201510039703.X
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104775836A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 郝敬賓;陳鑫;李寶林;薛美榮;孟昭撲;溫榮升;楊海峰;李中凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D15/46
• 分類號: E21D15/46
• 代理公司: 徐州支點知識產權代理事務所(普通合伙) 32244
• 代理人: 劉新合

技術領域

本發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警裝置。

背景技術

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，是高檔機械化普采工作面和綜采工作面的理想配套設備和端頭支護設備；由于它具有較強的抗偏載能力和較大的穩定性、可靠性高、重量輕、工作行程大、強度大、使用方便等優點，現已被廣泛使用在礦井工作面的支護上，為礦井和工人的安全生產和工作提供了很好的保護作用，具有較大的應用前景。

但是近年來，在現場使用中發現，當工作面頂板周期來壓時，支柱所承受的頂板壓力突然達到或超過其工作阻力時，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警裝置，無法實時提醒工人和地面監測人員支柱處于危險狀態，如果不及時處理，有可能會發生冒頂事故，影響礦井的安全生產和危害工人的生命安全。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報警裝置，能夠實時監測礦井下端頭超前支護區域內單體液壓支柱的工作狀態，為礦井的安全生產和工人的生命安全保駕護航。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種懸浮式單體液壓支柱彎曲變形檢測及報警裝置，

它包括光纖測量裝置、單片機、LED顯示報警裝置、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，靠近單體液壓支柱一側，并通過導線與單片機的輸入口連接，單片機的兩個輸出口分別通過導線與安裝于手把體頂部的LED顯示報警裝置和無線傳輸裝置連接，由安裝于手把體的階梯孔內壓力測量裝置控制的開關控制電路通過導線與單片機的輸入口連接；

所述的單片機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；

所述的開關控制電路安裝于壓力測量裝置正上方的孔內；

所述各處連接導線分別安裝于手把體上端部加厚處新開的線孔內。

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、導壓桿、螺旋彈簧、導壓塊、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壓塊相連接；所述的螺旋彈簧纏繞在波紋管上，導壓桿下端部與導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圓壁上，壓力缸內部沖有灌充液。

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；光源發出的光耦合進入光纖一，經光纖一進入調制區，在調制區內來自液壓支柱任意方向的彎曲壓力P作用于光纖二內的光信號，使其光學性質發生變化成為被調制的信號，再經過光纖三送入光檢測器，光檢測器對進來的光信號進行轉換后輸出電信號，電信號通過導線輸入單片機。

所述的LED顯示報警裝置電路包括設置在導壓桿正上方的開關K1；由開關K1控制電路上通過導線與單片機的一個輸入口連接，由光檢測器所輸出的光纖測量信號通過導線與單片機的輸入口連接，單片機的輸出口通過導線與一個NPN型的三極管連接，NPN型三極管的集電極通過導線與電磁繼電器K相連，發射極接地，在電磁繼電器K正上方放置開關K2,由開關K2控制LED的顯示狀態。

所述的無線傳輸裝置包括編碼器、調制解調器、放大器、RF射頻器、天線、環形天線、選頻器、放大器、調制解調器和RS-422收發器；

所述的單片機的輸入端在接收到一定的電平信號時，單片機響應并將處理的信息依次送入編碼器、調制解調器、放大器、RF射頻器?，經天線發射，穿越巖層耦合至環形天線，環形天線將所載信號送入選頻器、放大器、調制解調器、RS-422收發器，經雙絞纜將信息傳至地面計算機。

還包括O型密封圈一、O型密封圈二和O型密封圈三；O型密封圈一安裝于導壓塊下部外圓壁凹槽內，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，O型密封圈三安裝于與壓力缸內圓壁相貼合處的支撐塊的外圓壁凹槽內。

與現有懸浮式單體液壓支柱相比，本發明具有以下優點：

1、采用波紋管和螺旋彈簧組成的壓力測量裝置，靈敏度高，可靈敏檢測柱腔內液壓力，檢測結果可靠、穩定。