[发明专利]一种用于往复部件的单向负载检测器

说明书

本发明涉及检测和/或探测机器中功能故障的装置，尤其涉及检测往复式部件中无回程负载的装置。

虽然下面将联系气体压缩机内的往复活塞杆进行解释和描述，但可以理解，本发明也可以应用在其它有往复部件的机器上。

双动式往复气体压缩机容易因十字头销上缺少润滑而发生机械故障，而销上缺少负载回程也会产生同样的结果。

因此需要一种简便易行和可靠的装置来检测上述情形中的无负载回程，并且这种装置可以发射一个信号报告这种情况，使机器能在发生严重损坏前关闭。

本发明的一个目的在于满足人们对往复式部件中单向负载检测器的需要。

本发明的另一个目的尤其在于提出一种用于往复部件的单向负载检测器，它包含一个电压源;电阻可变的应变测量装置（a）附在往复部件上;和（b）与所述源相连;与所述应变测量装置相连用于检测所述测量装置中的（a）正常与（b）异常电阻偏移（变化）的装置;和与所述检测装置相连响应于检测得的异常电阻偏移的装置，用于发出一个测到单向负载的检测信号。

本发明的一个特征是测量往复部件例如活塞杆的应变，检测在每次曲轴旋转期间是否有足够的负载回程。这里解释一下：当气体压缩机完全工作于空载时，往复部件的惯性负荷把负荷施加于活塞杆和十字头销上，这种负荷接近于正弦波形。曲轴每旋转180°，活塞杆上的应力通过零。当动态气体负载迭加在惯性负荷上时，有可能发生在活塞杆和十字头销上不再有负载回程的情况。正如所述的， 本发明监测例如活塞杆那样的往复部件的应变，从而检测出在每个曲轴旋转期间有否足够的负载回程。

本发明的进一步目的和其它特征将通过下面结合附图所作的描述而变得更为清楚;其中：

图1是活塞杆的部分透视图，其中有一对匹配的应变片粘附在活塞杆上;

图2是作用于活塞杆上的拉伸和压缩应力的正弦波形偏移（振幅）曲线图;

图3是本发明的一实施例的新型的无反向负载检测器的电路示意图。

如图所示，受到拉伸和压缩应力偏移作用的活塞杆10有一对粘在其上的匹配的应变片12和14。应变片12与杆往复轴16平行地固定在杆10上。这样应变片12将经受杆10的应力偏移。应变片14与轴16垂直地固定在杆10上，它为应变片12提供应力基准值。因此，应变片14为无效应变片，应变片12为作用（有效）应变片。

单向负载检测器18由电磁发生器20供电。上述发生器20包含表面不连续的铁制部件22和由杆10携带的与部件22表面贴近的电感部分24。后者可以是活塞在其内作往复运动的汽缸的内壁。

整流器26、滤波和稳压器28对输出电压进行整流、滤波和稳压，并把这送至应变片12和14形成的桥电路30。电路30包括一个电位器32，该电位器32在机器（气体压缩机）处于静止状态时对电路30进行调零。电路30的输出送至一差分线性放大器34。后者产生一个与应变片12相对于应变片14的电阻变化成比例的输出电压E1。

差分线性放大器34的输出电压E1传送到一对高增益放大器36和38，并由这对高增益放大器36和38进行监测。放大器36和38的转换阈值可通过电位器40和42独立调节。在压缩应变阈值处 放大器36转换，而在拉伸应变阈值处则放大器38转换。当气体压缩机正常工作时，曲轴每旋转一周，每个放大器36和38导通和截止一次。如果放大器36或38中有一个处于“导通”或“截止”状态的时间超过一转，就出现单向负载情况。本发明中包括检测这种情形的电路。

当达到压缩应变阈值时，放大器36驱动晶体管44进入饱和导通。随着电容46的放电，晶体管48瞬间导通，驱动另一个晶体管50饱和导通。如果杆10仍处于压缩状态，则放大器36和晶体管44保持导通。此时，电容器46充电而使晶体管48截止，后者接着使晶体管50截止。如果压缩应变没有达到放大器36的阈值，则晶体管44保持截止，也使晶体管50保持截止。

同样，只是在拉伸应变在每次旋转时作正弦波变动使晶体管38导通和截止，晶体管52才导通。要发出一个单向负载情况的信号，晶体管50和52必须同时导通。对于图中的位伸应变部分，晶体管54对应于晶体管44，晶体管56对应于晶体管48，电容器58对应于电容器46。

在两晶体管50和52均导通的情况下，发射器60将工作。在一个实施例中，发射器60是一红外发射器，在另一个实施例中，发射器是一射频发射器。发射器60的发射将由接收器65检测（接收红外信号或射频信号），接收器接着驱动继电器67。很明显，继电器可以用来发出可以听见或可以看见的警报或者关闭压缩机。