一种机装备电缆监测及保护装置

申请号 CN202310662361.1 申请日 2023-06-06 公开(公告)号 CN116678538A 公开(公告)日 2023-09-01
申请人 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司; 山西天地煤机装备有限公司; 发明人 郤云鹏; 王学成; 张睿; 王赟; 王琦; 张银星; 张杰; 唐会成; 吴晋军; 王强; 杨晓辉; 颜晗;
摘要 本 发明 提供了一种 煤 机装备 电缆 拉 力 监测及保护装置,属于煤机装备供电系统的技术领域,该装置巧妙的运用了杠杆原理,通过将电缆拉力转化为 挤压 件对压力 传感器 的压力,实现了电缆拉力实时监测,并可通过控制箱控制煤机装备电缆张紧装置实现电缆的调节,若电缆拉力突然增大到有破断趋势,则该装置张紧丝可带动 断路器 动作,通过控制箱切断煤机装备电源,实现缆线破断保护,通过该装置可实现电缆拉力监测和破断保护。
权利要求

1.一种机装备电缆监测及保护装置,其特征在于,包括基架、电缆夹持、电缆夹持块限位件、拉力监测组件、连接销轴、压力传感器、连接销轴、张紧丝、断路器和控制箱;
所述拉力监测组件包括拉力监测杠杆和挤压件;
所述拉力监测杠杆通过连接销轴与基架转动连接,位于连接销轴两侧的杆体分别为电缆夹持块安装段和挤压件安装段;
所述电缆夹持块通过电缆夹持块限位组件与电缆夹持块安装段连接,电缆夹持块上设置有电缆夹持孔,电缆夹持孔的中心线与拉力监测杠杆垂直;
所述电缆夹持块限位组件用于在电缆拉力值处于破断力值以内时约束电缆夹持块使其相对拉力监测杠杆静止,在电缆拉力值超过破断力值时被破坏使电缆夹持块相对拉力监测杠杆移动;
所述挤压件垂直安装在挤压件安装段上,与电缆夹持孔的中心线平行;
所述压力传感器固定在基架上,与挤压件接触
所述断路器和控制箱均固定在基架上;
所述张紧丝的两端分别固定在电缆夹持块上和断路器上;
所述控制箱通过控制线分别与压力传感器和断路器连接,控制箱根据压力传感器的信号控制煤机装备电缆张紧装置的行走速度和收放电缆速度,根据断路器的信号切断煤机装备的电源。
2.根据权利要求1所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,所述断路器包括滑块、滑块导向架、断路器封盖、断路器隔爆筒、接线端、伸缩柱、弹簧、压力开关和控制线;
所述断路器隔爆筒为断路器的机身,开口处安装有断路器封盖;
所述滑块导向架固定在断路器封盖外,与断路器封盖围合成滑块导向槽;
所述滑块滑动安装在滑块导向槽中,与张紧丝连接;
所述压力开关固定在断路器隔爆筒内,与断路器隔爆筒上的接线端通过控制线连接;
所述伸缩柱穿过断路器封盖,外露端伸至滑块的内孔中,内置端通过弹簧和压力开关相连。
3.根据权利要求2所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,伸缩柱的外露端为圆头;
滑块的内孔上设置有斜槽,斜槽和张紧丝的连接点分别位于伸缩柱的两侧。
4.根据权利要求1‑3任一项所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,电缆夹持块为方形块;
电缆夹持块安装段上设置有电缆夹持块安装槽,电缆夹持块安装槽上配有电缆夹持块盖板;
电缆夹持块限位件包括限位件Ⅰ和限位件Ⅱ,限位件Ⅰ穿过电缆夹持块盖板压紧电缆夹持块的顶面,限位件Ⅱ穿过电缆夹持块安装槽的侧壁压紧电缆夹持块的侧面。
5.根据权利要求4所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,电缆夹持块由两块设置有弧形防滑槽的方形块拼接而成,电缆夹持块上设置有张紧丝连接孔,张紧丝穿过张紧丝连接孔由紧定螺钉固定。
6.根据权利要求5所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,电缆夹持块安装槽的两侧设置有连接
煤机装备电缆拉力监测及保护装置还包括刚性架Ⅰ和刚性架Ⅱ;
刚性架Ⅰ的第一端为电缆夹适配端,第二端通过螺栓与刚性架Ⅱ的第二端连接;
刚性架Ⅱ的第二端通过螺栓与拉力监测杠杆上的连接耳连接。
7.根据权利要求6所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,还包括与刚性架Ⅰ的第一端通过螺栓连接的电缆夹。
8.根据权利要求7所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,基架包括基架Ⅰ和基架Ⅱ,基架Ⅰ和基架Ⅱ均由底板、顶板以及连接顶板和底板的侧板围合而成,基架Ⅰ的侧板上开设拉力监测杠杆限位槽;
电缆夹持块、电缆夹持块限位件、拉力监测组件、连接销轴、压力传感器、连接销轴均安装在基架Ⅰ上,拉力监测杠杆穿过拉力监测杠杆限位槽,拉力监测杠杆限位槽通过拉力监测杠杆限位板封闭;
断路器和控制箱安装在基架Ⅱ内。
9.根据权利要求8所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,基架Ⅱ与刚性架分别位于基架Ⅰ的两侧,成直结构;
直角结构的外直角倒圆,拉力监测杠杆限位槽和压力传感器均位于内直角侧板上;
基架Ⅰ和基架Ⅱ内沿着直角结构的外直角设置有导向环,张紧丝沿着导向环布置。
10.根据权利要求9所述的煤机装备电缆拉力监测及保护装置,其特征在于,挤压件为挤压螺钉,穿过挤压件安装段的螺纹孔;
限位件Ⅰ为纵向螺钉,限位件Ⅱ为横向销;
张紧丝为丝。

说明书全文

一种机装备电缆监测及保护装置

技术领域

[0001] 本发明属于煤机装备供电系统的技术领域,具体公开了一种煤机装备电缆拉力监测及保护装置。

背景技术

[0002] 电缆是井下煤机装备主要供电系统,电缆过松或者过紧,煤机装备均不能发挥其最高效作用,过松的电缆会造成电缆累积、弯曲、褶皱甚至破坏,过紧的电缆则会使电缆有破断的危险,因此设计煤机装备的电缆拉力监测装置及破断保护装置尤为必要。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种煤机装备电缆拉力监测及保护装置,实现缆线拉力实时监测以及破断保护。
[0004] 上述一种煤机装备电缆拉力监测及保护装置,包括基架、电缆夹持、电缆夹持块限位件、拉力监测组件、连接销轴、压力传感器、连接销轴、张紧丝、断路器和控制箱;拉力监测组件包括拉力监测杠杆和挤压件;拉力监测杠杆通过连接销轴与基架转动连接,位于连接销轴两侧的杆体分别为电缆夹持块安装段和挤压件安装段;电缆夹持块通过电缆夹持块限位组件与电缆夹持块安装段连接,电缆夹持块上设置有电缆夹持孔,电缆夹持孔的中心线与拉力监测杠杆垂直;电缆夹持块限位组件用于在电缆拉力值处于破断力值以内时约束电缆夹持块使其相对拉力监测杠杆静止,在电缆拉力值超过破断力值时被破坏使电缆夹持块相对拉力监测杠杆移动;挤压件垂直安装在挤压件安装段上,与电缆夹持孔的中心线平行;压力传感器固定在基架上,与挤压件接触;断路器和控制箱均固定在基架上;张紧丝的两端分别固定在电缆夹持块上和断路器上;控制箱通过控制线分别与压力传感器和断路器连接,控制箱根据压力传感器的信号控制煤机装备电缆张紧装置的行走速度和收放电缆速度,根据断路器的信号切断煤机装备的电源。
[0005] 进一步地,断路器包括滑块、滑块导向架、断路器封盖、断路器隔爆筒、接线端、伸缩柱、弹簧、压力开关和控制线;断路器隔爆筒为断路器的机身,开口处安装有断路器封盖;滑块导向架固定在断路器封盖外,与断路器封盖围合成滑块导向槽;滑块滑动安装在滑块导向槽中,与张紧丝连接;压力开关固定在断路器隔爆筒内,与断路器隔爆筒上的接线端通过控制线连接;伸缩柱穿过断路器封盖,外露端伸至滑块的内孔中,内置端通过弹簧和压力开关相连。
[0006] 进一步地,伸缩柱的外露端为圆头;滑块的内孔上设置有斜槽,斜槽和张紧丝的连接点分别位于伸缩柱的两侧。
[0007] 进一步地,电缆夹持块为方形块;电缆夹持块安装段上设置有电缆夹持块安装槽,电缆夹持块安装槽上配有电缆夹持块盖板;电缆夹持块限位件包括限位件Ⅰ和限位件Ⅱ,限位件Ⅰ穿过电缆夹持块盖板压紧电缆夹持块的顶面,限位件Ⅱ穿过电缆夹持块安装槽的侧壁压紧电缆夹持块的侧面。
[0008] 进一步地,电缆夹持块由两块设置有弧形防滑槽的方形块拼接而成,电缆夹持块上设置有张紧丝连接孔,张紧丝穿过张紧丝连接孔由紧定螺钉固定。
[0009] 进一步地,电缆夹持块安装槽的两侧设置有连接;煤机装备电缆拉力监测及保护装置还包括刚性架Ⅰ和刚性架Ⅱ;刚性架Ⅰ的第一端为电缆夹适配端,第二端通过螺栓与刚性架Ⅱ的第二端连接;刚性架Ⅱ的第二端通过螺栓与拉力监测杠杆上的连接耳连接。
[0010] 进一步地,煤机装备电缆拉力监测及保护装置,还包括与刚性架Ⅰ的第一端通过螺栓连接的电缆夹。
[0011] 进一步地,基架包括基架Ⅰ和基架Ⅱ,基架Ⅰ和基架Ⅱ均由底板、顶板以及连接顶板和底板的侧板围合而成,基架Ⅰ的侧板上开设拉力监测杠杆限位槽;电缆夹持块、电缆夹持块限位件、拉力监测组件、连接销轴、压力传感器、连接销轴均安装在基架Ⅰ上,拉力监测杠杆穿过拉力监测杠杆限位槽,拉力监测杠杆限位槽通过拉力监测杠杆限位板封闭;断路器和控制箱安装在基架Ⅱ内。
[0012] 进一步地,基架Ⅱ与刚性架分别位于基架Ⅰ的两侧,成直结构;直角结构的外直角倒圆,拉力监测杠杆限位槽和压力传感器均位于内直角侧板上;基架Ⅰ和基架Ⅱ内沿着直角结构的外直角设置有导向环,张紧丝沿着导向环布置。
[0013] 进一步地,挤压件为挤压螺钉,穿过挤压件安装段的螺纹孔;限位件Ⅰ为纵向螺钉,限位件Ⅱ为横向销;张紧丝为丝。
[0014] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0015] 本发明提供的一种煤机装备电缆拉力监测及保护装置巧妙的运用了杠杆原理,通过将电缆拉力转化为挤压件对压力传感器的压力,实现了电缆拉力实时监测,并可通过控制箱控制煤机装备电缆张紧装置实现电缆的调节,若电缆拉力突然增大到有破断趋势,则该装置张紧丝可带动断路器动作,通过控制箱切断煤机装备电源,实现缆线破断保护,通过该装置可实现电缆拉力监测和破断保护。附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为煤机装备电缆拉力监测及保护装置的结构示意图;
[0018] 图2为煤机装备电缆拉力监测及保护装置的内部示意图;
[0019] 图3为断路器的结构示意图;
[0020] 图4为断路器的内部示意图。
[0021] 图中:1‑电缆夹持块;1.1‑弧形防滑槽;1.2‑紧定螺钉;2‑连接销轴;3‑压力传感器;4‑张紧丝;5‑断路器;5.1‑滑块;5.1.1‑斜槽;5.2‑滑块导向架;5.3‑断路器封盖;5.4‑断路器隔爆筒;5.5‑接线端;5.6‑伸缩柱;5.7‑弹簧;5.8‑压力开关;5.9‑断路器中的控制线;6‑控制箱;7.1‑拉力监测杠杆;7.1.1‑连接耳;7.2‑挤压螺钉;8‑电缆夹持块盖板;8.1‑连接螺钉;9‑刚性架Ⅰ;10‑刚性架Ⅱ;11‑电缆夹;12‑基架Ⅰ;13‑基架Ⅱ;14‑拉力监测杠杆限位板;15‑导向环;16.1‑纵向螺钉;16.2‑横向销;100‑电缆。

具体实施方式

[0022] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0023] 本实施例提供一种煤机装备电缆拉力监测及保护装置,包括基架、电缆夹持块1、电缆夹持块限位件、拉力监测组件、连接销轴2压力传感器3、、张紧丝4、断路器5和控制箱6;拉力监测组件包括拉力监测杠杆7.1和挤压件;拉力监测杠杆7.1通过连接销轴2与基架转动连接,位于连接销轴2两侧的杆体分别为电缆夹持块安装段和挤压件安装段;电缆夹持块
1通过电缆夹持块限位组件与电缆夹持块安装段连接,电缆夹持块1上设置有电缆夹持孔,电缆夹持孔的中心线与拉力监测杠杆7.1垂直;电缆夹持块限位组件用于在电缆拉力值处于破断力值以内时约束电缆夹持块1使其相对拉力监测杠杆7.1静止,在电缆拉力值超过破断力值时被破坏使电缆夹持块1相对拉力监测杠杆7.1移动;挤压件垂直安装在挤压件安装段上,与电缆夹持孔的中心线平行;压力传感器3固定在基架上,与挤压件接触;断路器5和控制箱6均固定在基架上;张紧丝4的两端分别固定在电缆夹持块1上和断路器5上;控制箱6通过控制线分别与压力传感器3和断路器5连接,控制箱6根据压力传感器3的信号控制煤机装备电缆张紧装置的行走速度和收放电缆速度,根据断路器5的信号切断煤机装备的电源。
[0024] 该装置安装在煤机装备上,电缆100由煤机装备电缆张紧装置引出,穿过电缆夹持块夹持固定,最后与控制箱6连接,拉力监测组件、连接销轴2和基架组成的杠杆系统,拉力监测杠杆7.1的受拉端由电缆100施力,受压端由挤压件和压力传感器3相互作用,当电缆100受拉力且电缆拉力值处于破断力值以内时,电缆夹持块1受电缆夹持块限位组件约束,牵引拉力监测杠杆7.1绕连接销轴2旋转,挤压件挤压压力传感器3,从而实现电缆100受力状态实时监测,并将信号反馈至控制箱6,通过控制煤机装备电缆张紧装置予以调节,在此过程张紧丝4不会对断路器5施力,断路器5不触发。
[0025] 若电缆100所受拉力增大,则其将产生位移并有被拉断可能,此时电缆夹持块1在电缆100在过大拉力的作用下破坏电缆夹持块限位件的约束,相对拉力监测杠杆7.1产生位移。牵引张紧丝4张紧,触发断路器5,向控制箱6发出信号,切断煤机装备的电源。
[0026] 进一步地,断路器5包括滑块5.1、滑块导向架5.2、断路器封盖5.3、断路器隔爆筒5.4、接线端5.5、伸缩柱5.6、弹簧5.7、压力开关5.8和控制线5.9;断路器隔爆筒5.4为断路器5的机身,开口处通过螺栓安装有断路器封盖5.3;滑块导向架5.2固定在断路器封盖5.3外,与断路器封盖5.3围合成滑块导向槽;滑块5.1滑动安装在滑块导向槽中,与张紧丝4连接;压力开关5.8固定在断路器隔爆筒5.4内,与断路器隔爆筒5.4上的接线端5.5通过控制线5.9连接,接线端5.5与控制箱6连接;伸缩柱5.6穿过断路器封盖5.3,外露端伸至滑块5.1的内孔中,内置端通过弹簧5.7和压力开关5.8相连。
[0027] 进一步地,伸缩柱5.6的外露端为圆头;滑块5.1的内孔上设置有斜槽5.1.1,斜槽5.1.1和张紧丝5的连接点分别位于伸缩柱的两侧。
[0028] 伸缩柱5.6在弹簧5.7的作用下,初始状态为伸出状态,张紧丝5张紧,拉动断路器5的滑块5.1,滑块5.1相对于滑块导向架5.2移动并由滑块5.1上的斜槽5.1.1挤压伸缩柱5.6的外露端,伸缩柱5.6挤压压力开关5.8,压力开关5.8触发将信号通过接线端5.5传递给控制箱6,控制箱6控制煤机装备进行断电保护。
[0029] 进一步地,电缆夹持块1为方形块;电缆夹持块安装段上设置有电缆夹持块安装槽,电缆夹持块安装槽上配有电缆夹持块盖板8;电缆夹持块1放置在电缆夹持块安装槽中,电缆夹持块盖板8通过连接螺钉8.1固定在电缆夹持块安装段上压紧电缆夹持块1;电缆夹持块限位件包括限位件Ⅰ和限位件Ⅱ,限位件Ⅰ穿过电缆夹持块盖板8压紧电缆夹持块1的顶面实现纵向固定,限位件Ⅱ穿过电缆夹持块安装槽的侧壁压紧电缆夹持块1的侧面实现横向固定。
[0030] 进一步地,电缆夹持块1由两块设置有弧形防滑槽1.1的方形块拼接而成,电缆夹持块上设置有张紧丝连接孔,张紧丝4穿过张紧丝连接孔由紧定螺钉1.2固定。
[0031] 进一步地,电缆夹持块安装槽的两侧设置有连接耳7.1.1;煤机装备电缆拉力监测及保护装置还包括刚性架Ⅰ9和刚性架Ⅱ10;刚性架Ⅰ9的第一端为电缆夹适配端,第二端通过螺栓与刚性架Ⅱ10的第二端连接;刚性架Ⅱ10的第二端通过螺栓与拉力监测杠杆7.1上的连接耳7.1.1连接。
[0032] 进一步地,煤机装备电缆拉力监测及保护装置,还包括与刚性架Ⅰ9的第一端通过螺栓连接的电缆夹11。电缆夹11为分节刚性体,节与节之间可相对转动,其内部放置煤机装备所需电缆100,电缆100沿着刚性架Ⅰ9和刚性架Ⅱ10进入电缆夹持孔。由于电缆100为柔性材料,拖拽过程中会有轻微摆动,所以电缆夹11、刚性架Ⅰ9和刚性架Ⅱ10之间均采用螺栓连接。
[0033] 进一步地,基架包括通过螺栓连接的基架Ⅰ12和基架Ⅱ13,基架Ⅰ12和基架Ⅱ13均由底板、顶板以及连接顶板和底板的侧板围合而成,基架Ⅰ12的侧板上开设拉力监测杠杆限位槽;电缆夹持块1、电缆夹持块限位件、拉力监测组件、连接销轴2、压力传感器3、均安装在基架Ⅰ12上,拉力监测杠杆7.1穿过拉力监测杠杆限位槽,拉力监测杠杆限位槽通过拉力监测杠杆限位板14封闭,使其只能向电缆拉力的反方向移动,挤压件挤压压力传感器3;断路器5和控制箱6安装在基架Ⅱ13内。
[0034] 进一步地,基架Ⅱ13与刚性架分别位于基架Ⅰ12的两侧,成直角结构;直角结构的外直角倒圆,拉力监测杠杆限位槽和压力传感器3均位于内直角侧板上;基架Ⅰ12和基架Ⅱ13内沿着直角结构的外直角设置有导向环15,张紧丝4沿着导向环15布置。
[0035] 进一步地,挤压件为挤压螺钉7.2,穿过挤压件安装段的螺纹孔,可调节位于拉力监测杠杆7.1和压力传感器3之间的长度;限位件Ⅰ为纵向螺钉16.1,限位件Ⅱ为横向销16.2,二者束缚的受力值和电缆破断的力值匹配;张紧丝4为钢丝。
[0036] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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