[發(fā)明專利]一種能測量截割溫度的刀型截齒

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710845176.0
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107780933B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊道龍;王雁翔;邢邦圣
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號: E21C35/18
• 分類號: E21C35/18;G01K7/22
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

一種能測量截割溫度的刀型截齒，包括合金頭和截齒齒身，合金頭安裝在截齒齒身的頂端，還包括嵌入式微型熱敏傳感器、數(shù)據(jù)采集基座和數(shù)據(jù)存儲模塊，嵌入式微型熱敏傳感器和數(shù)據(jù)采集基座設(shè)置于合金頭內(nèi)部，數(shù)據(jù)存儲模塊位于截齒齒身的腔體內(nèi)，嵌入式微型熱敏傳感器通過數(shù)據(jù)采集基座與數(shù)據(jù)存儲模塊連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點，將采集、儲存、供電等功能集中在刀型截齒內(nèi)部，保證了刀型截齒運動的靈活性、提高了截齒合金頭內(nèi)部溫度測量的準(zhǔn)確性，可獲得工作過程中刀型截齒內(nèi)部實時溫度，掌握被不同工況下刀型截齒內(nèi)部溫度變化規(guī)律，為提高開采和掘進作業(yè)的安全性、延長刀型截齒的使用壽命提供重要依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能測量截割溫度的刀型截齒，適用于刨煤機、盾構(gòu)機以及全斷面硬巖掘進機等煤巖截割和隧道掘進設(shè)備的截齒溫度測量。

背景技術(shù)

煤機是中薄煤層綜合開采的主要采煤設(shè)備，盾構(gòu)機用于土質(zhì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，尤其是城市地鐵隧道工程建設(shè)，而全斷面硬巖掘進機用于巖石地質(zhì)結(jié)構(gòu)，特別是道路、涵洞、水利等工程建設(shè)。

上述煤巖截割和隧道掘進設(shè)備大幅度提高了中薄煤層開采和硬巖掘進施工效率，但是工作過程中的截齒與煤巖及堅硬巖石間的摩擦作用使導(dǎo)致截齒溫度急劇上升，嚴(yán)重影響了截齒的使用壽命，致使開采和掘進作業(yè)中的截齒消耗量極大。

為了延長刀型截齒的使用壽命，必定要獲得截齒工作狀態(tài)下的溫度變化過程。測量刀型截齒溫度，現(xiàn)多是采用薄膜貼片或者紅外監(jiān)測的方式，只能獲得零部件表面溫度，而其內(nèi)部溫度卻無從測量。

已知的一種可在采掘機械截割煤巖過程中測量截割頭溫度的截齒，使截齒在承擔(dān)破壞煤巖功能的同時還作為溫度傳感裝置。它包括兩種不同材質(zhì)的合金鋼齒頭和齒體，在所述的齒體下端開有一通向齒頭底部的中心孔，中心孔內(nèi)插裝有頂在齒頭底部的導(dǎo)電桿，導(dǎo)電桿與中心孔等長，導(dǎo)電桿與中心孔內(nèi)表面之間附著有絕緣層，導(dǎo)電桿的外露端嵌裝有內(nèi)導(dǎo)電環(huán)，齒體的下端部嵌裝有外導(dǎo)電環(huán)，內(nèi)導(dǎo)電環(huán)和外導(dǎo)電環(huán)分別經(jīng)導(dǎo)線連接到溫度信號采集器上。本發(fā)明應(yīng)用塞貝克效應(yīng)，把截齒溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，并通過在截齒齒體和齒芯組成的閉合回路中接入電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度，從而實現(xiàn)采掘機械截割煤巖過程中對截齒溫度的監(jiān)測。其存在的不足是：溫度測量單元位于截齒內(nèi)部，而數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲以及供電單元卻位于截齒外部，之間采用數(shù)據(jù)線相連，致使在正常工況下，截齒運動靈活性大大降低，不能獲得真實的測量結(jié)果；外加的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲以及供電單元，占用一定空間，勢必會影響整體截割效果；截割過程中，煤及巖石顆粒不斷沖擊摩擦外接元件，損傷外接元件，嚴(yán)重時破壞數(shù)據(jù)線及外接元件；同時截割過程中的粉塵及降塵噴霧，會導(dǎo)致外接元件短路，燒壞測量電路及元件。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種能測量截割溫度的刀型截齒，該刀型截齒不僅能獲得不同工況下刀型截齒內(nèi)部真實溫度變化情況，并且結(jié)構(gòu)簡單，測量準(zhǔn)確。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：包括合金頭和截齒齒身，合金頭安裝在截齒齒身的頂端，還包括嵌入式微型熱敏傳感器、數(shù)據(jù)采集基座和數(shù)據(jù)存儲模塊，嵌入式微型熱敏傳感器和數(shù)據(jù)采集基座設(shè)置于合金頭內(nèi)部，數(shù)據(jù)存儲模塊位于截齒齒身的腔體內(nèi)，嵌入式微型熱敏傳感器通過數(shù)據(jù)采集基座與數(shù)據(jù)存儲模塊連接。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的一種能測量截割溫度的刀型截齒，將溫度測量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲以及供電單元整體集中在刀型截齒內(nèi)部，沒有外接元件及數(shù)據(jù)線，采用模塊化元件，使測量截齒結(jié)構(gòu)簡單，并可以像普通刀型截齒一樣進行各種截割運動，獲得不同截割運動過程中刀型截割內(nèi)部溫度變化真實結(jié)果，大大提高了測量的準(zhǔn)確性；將所有元件集中在截齒內(nèi)部，可以保護電子元件不被粉塵及降塵噴霧污染，避免了磨損損壞；進而掌握被工作狀態(tài)下的刀型截齒內(nèi)部溫度變化，為提高開采和掘進作業(yè)的安全性、延長刀型截齒的使用壽命提供重要依據(jù)，具有較強的創(chuàng)新性和廣泛的實用性，具有結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。