[实用新型]液压支柱工作阻力监测仪

说明书

本实用新型涉及一种监测仪器。

目前煤矿井下液压支柱载荷测量一般采用单向光弹应变计，这种光弹应变计是由具有暂时双拆射性质的光学灵敏材料环氧树脂薄片为基片而制成，在环氧树脂基片内，预先“冻结”应力干涉条纹作为应变测量的读数“指针”。测量时，将单向光弹应变计直接粘贴到支柱的活柱表面，应变计随活柱一起发生变形，根据单向光弹应变计标定值来测得支柱载荷。这种测量方法的缺点是：不能测定出在偏心受压条件下支柱的真实载荷；如果采用多点贴片法，即在同一横截面上相隔60°贴三个应变片，则在煤矿井下很难实现。双向光弹应变计和应力计，目前虽已用于采矿工程的井下岩体应力测量，但尚未开发在液压支柱上测量载荷的应用仪器。

本实用新型的目的是为煤矿井下液压支柱工作阻力的测量与监视提供一种结构简单、使用方便，具有高度抗冲击性能和耐高压性能，测得数据直观可靠，并可用于液压支架工作阻力的测量与监视以及煤矿井下供液系统液体压强的测量与监视的监测仪器。

本实用新型所提供的液压支柱工作阻力监测仪，由弹性元件和传感元件组成，传感元件装在弹性元件中。弹性元件的结构特征因传感元件的不同而有所变化。其云纹式和光弹应变式监测仪的弹性元件由空心端盖、压力室、测力膜、玻璃挡板、前端盖和环形垫组成，空心端盖的外伸螺栓直接与液压支柱活柱上的测力孔相连接，传感元件位于测力膜的外表面。光弹应力式监测仪的弹性元件由外壳、压力室、进液孔、密封套、端盖、密封套挡环和应力计挡环组成。进液孔与液压支柱活柱上的测力孔用空心螺栓连接相通，传感元件位于密封套内，压力室内的工作液体压强通过密封套作用到传感元件上。

本实用新型的优点是结构简单，操作方便，可随时观测液压支柱工作阻力或液压系统的工作压强，而且具有良好的抗冲击、抗振动和耐高压性能，适用于煤矿井下液压支柱、液压支架工作阻力测量与监视，既可作为单体液压支柱注液枪工作压强的监视器，还可作为液压系统的液体压强指示器。

下面结合附图对本实用新型作一详细说明。

图1为本实用新型的结构图。空心端盖1的外伸螺栓直接与液压支柱活柱上的测力孔相联接，在空心端盖1的中部设有进液孔8，液压支柱的工作液体通过进液孔8输入压力室2，测力膜3与压力室2相邻，其外表面装贴有传感元件7，在前端盖5的内侧装有玻璃挡板4，环形垫6位于玻璃挡板4与测力膜3之间。

图2为云纹式液压支柱工作阻力监测仪的结构图。传感元件7为两块云纹栅板，即试件栅a和基准栅b；液压支柱的工作液体通过进液孔8与压力室2相通，测力膜3在工作液体压强的作用下产生弹性变形，粘贴在测力膜3外表面的试件栅a随测力膜3变形而变形；基准栅b与试件栅a为滑动接触，在试件栅a与基准栅b产生相对滑动后，会出现光干涉条纹即云纹现象，根据云纹标定值可确定出支柱工作阻力值或液体压强值。

图3为单向光弹应变式液压支柱工作阻力监测仪。传感元件为单向光弹应变计9，该应变计粘贴到测力膜3的外表面，并随受载的测力膜3同步变形。单向光弹应变计中预先“冻结”的干涉条纹作为读数“指针”，应变计9随测力膜产生变形时，干涉条纹随之产生移动，此条纹的移动值与测力膜3的变形成正比，因此可根据条纹移动值来确定支柱工作阻力值或工作液体的压强值。

图4为双向应变式液压支柱工作阻力监测仪，传感元件为双向光弹应变计10，该应变计为一带有中心圆孔的圆形薄片，将其粘贴到测力膜3的外表面。应变计10随测力膜3变形而变形，借助于简易反射式光弹仪可观测到干涉条纹，根据干涉条纹级数和条纹标定值来确定液压支柱工作阻力或工作液体的压强。

图5为本实用新型的又一种结构型式，它采用双向光弹应力计11作为传感元件，该监测仪的外壳15上设有进液孔8，该孔8与液压支柱活柱上的测力孔通过空心螺栓联接，支柱工作液体通过空心螺栓进入压力室2，在压力室2与双向光弹应力计11之间装有密封套12，工作液体压强通过密封套12作用到传感元件双向光弹应力计11上，该应力计11在经向均布压强作用下产生弹性变形，借助于简易反射式光弹仪可以观测到变形后的环形干涉条纹，根据条纹级数和条纹标定值可确定出液压支柱的工作阻力值或工作液体压强值。为了固定密封套12和双向光弹应力计11，在其一端分别设置了密封套挡环13和应力计挡环14。