一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其中，该装置包括远程检测模块(1)、本地检测模块(2)、盘根及接口单元(4)和活塞杆负荷传感器单元(6)；其中，所述盘根及接口单元(4)进一步包括定滑片组(440)，所述活塞杆负荷传感器单元(6)进一步包括接线动滑片组(610)和负荷传感器组(600)，所述远程检测模块(1)通过所述本地检测模块(2)与所述盘根及接口单元(4)连接，所述盘根及接口单元(4)安装在所述无油往复设备的盘根安装孔上，所述定滑片组(440)与对应的所述接线动滑片组(610)滑动连接。本发明实现了在无油往复设备中对活塞杆负荷进行直接检测。
【专利说明】
一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，属于设备故障诊断技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，对于无油往复设备的活塞杆负荷的直接测量及检测方案，通常监控的是往复设备的活塞杆负荷有关的间接量，如十字头摩擦副连接部件的温度、进排气压力、相关部位的振动、润滑油压力、注油器滴数等，并根据上述的参数量进行计算以获得检测结果。上述的检测方案尽管能对一些较大的故障提出报警及触发停机，但由于传递路径长、激励因素多、信号容易衰减等原因，使计算获得的活塞杆负荷与实际偏差较大，进而导致报警和连锁保护系统所监控量的实际值偏差过大，影响报警和连锁保护系统的及时触发。
[0003]另一方面，一些客观存在的因素还可能导致现场往复设备的活塞杆负荷增加。如某级进气压力由于供气参数非计划调整或上游供气压力降低或波动、排气压力受管网压力控制等原因导致该级压比增大，从而引起活塞杆负荷增加。所以有的往复设备会出现活塞杆短期，甚至长时间超负荷下运行，因此增加了活塞杆超负荷的损坏风险，甚至出现活塞杆断裂事故。
[0004]但是在现有技术中仍然缺乏在无油往复设备中对活塞杆负荷进行直接检测的装置。
【发明内容】
[0005]本发明为解决无法对现有的无油往复式设备中的活塞杆负荷进行直接检测的问题，进而提出了一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，具体包括如下的技术方案:
[0006]本发明的一个【具体实施方式】提供一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，包括:远程检测模块、本地检测模块、盘根及接口单元和活塞杆负荷传感器单元。其中，所述盘根及接口单元进一步包括定滑片组，所述活塞杆负荷传感器单元进一步包括接线动滑片组和负荷传感器组。所述远程检测模块通过所述本地检测模块与所述盘根及接口单元连接，所述盘根及接口单元安装在所述无油往复设备的盘根安装孔上，所述定滑片组与对应的所述接线动滑片组滑动连接，所述负荷传感器组设置在活塞杆的测点处。
[0007]其中，每个所述负荷传感器组包括η个传感器，在每个所述测点处对应设置有一个所述负荷传感器组，η为大于等于I的自然数。每个所述接线动滑片组包括P个接线动滑片，P的数值为η的整数倍;所述负荷传感器组与所述接线动滑片组一一对应，所述负荷传感器组中的传感器与所述接线动滑片组中对应的接线动滑片连接。
[0008]其中，所述接线动滑片与动滑片绝缘底板胶接，所述动滑片绝缘底板与所述活塞杆胶接。
[0009]其中，所述接线动滑片采用导电自润滑材料制成。
[0010]其中，当η大于等于2时，负荷传感器组中的传感器组成电桥，电桥通过传感器接线电缆与接线动滑片连接。
[0011]其中，所述传感器接线电缆通过紧固件或者锡焊与接线动滑片连接。
[0012]其中，所述盘根及接口单元还包括:接口单元、盘根、接线柱接线电缆组和紧固螺钉。其中，所述接口单元进一步包括:定滑片绝缘压环、定滑片绝缘底板、两个定滑片压接螺栓、两个定滑片压簧和接线柱组;所述定滑片组由定滑片组成。在所述定滑片上靠近定滑片绝缘压环的面上开有与所述定滑片压接螺栓配合的螺纹盲孔;所述定滑片压接螺栓依次穿过所述定滑片绝缘压环、所述定滑片压簧和所述定滑片绝缘底板拧入所述定滑片的螺纹盲孔中。所述接线柱组包括多个接线柱，每个所述定滑片都通过定滑片接线电缆与一个接线柱连接，每个所述接线柱都通过接线柱接线电缆与所述本地检测模块连接。
[0013]其中，所述接口单元还包括框架，其中，所述框架包括右框架和左框架，所述右框架和所述左框架通过框架固定螺栓连接。
[0014]其中，所述定滑片绝缘压环的第一端通过压环右侧固定沉头螺钉固定在所述右框架上，所述右框架通过右框架固定螺栓固定在所述盘根上，所述定滑片绝缘压环的第二端通过压环左侧固定沉头螺钉固定在所述左框架上，所述定滑片绝缘压环的上开有两个供所述定滑片压接螺栓穿过的通孔。
[0015]其中，在所述定滑片绝缘底板上开有两个台阶孔，所述台阶孔中轴线与对应的所述定滑片绝缘压环上的通孔同心对应。
[0016]本发明的另一个【具体实施方式】中，该活塞杆负荷直接检测装置还包括:挡油组件，设置于活塞杆上远离所述盘根处，用于防止机身润滑油沿活塞杆侵蚀活所述塞杆负荷传感器单元。
[0017]本发明的有益效果是:本地检测模块通过盘根及接口单元中的定滑片与活塞杆负荷传感器单元中的接线动滑片滑动连接，并由远程检测模块对本地检测模块提取的数据进行实时采集，实现了在无油往复设备中对活塞杆负荷进行直接检测。
【附图说明】
[0018]图1以示例的方式示出了无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置的结构图。
[0019]图2为图1的I处放大图。
[0020]图3以示例的方式示出了盘根及接口单元与活塞杆负荷传感器单元连接的结构图。
[0021]图4为图3的II处放大图。
[0022]图5以示例的方式示出了实施例一提出的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置的结构图。
[0023]图6为图5的ΙΠ处放大图。
[0024]图7以示例的方式示出了活塞杆负荷直接检测装置的检测信号流向示意图。
【具体实施方式】
[0025]本【具体实施方式】提出了一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，结合图1、图5所示，包括远程检测模块1、本地检测模块2、盘根及接口单元4和活塞杆负荷传感器单元6;盘根及接口单元4进一步包括盘根420、盘根绝缘垫环491和定滑片组440，其中，定滑片组440由多个定滑片411组成;活塞杆负荷传感器单元6进一步包括负荷传感器组600和接线动滑片组610，其中，接线动滑片组610由多个接线动滑片611组成。远程检测模块I通过远程电缆10与本地检测模块2连接;本地检测模块2通过接线柱接线电缆组460与盘根及接口单元4连接;盘根及接口单元4通过紧固件与往复设备的盘根安装孔连接;盘根及接口单元4的定滑片组440中对应的定滑片411与活塞杆负荷传感器单元6中的接线动滑片组610对应的接线动滑片611滑动连接；负荷传感器组600设置在活塞杆B的测点处，盘根及接口单元4的盘根420通过盘根绝缘垫环491与装有接线动滑片611的活塞杆B滑动连接。
[0026]在一可选实施例中，结合图2、图3和图6，负荷传感器组600包括η组传感器，在每个测点设置有一个传感器组，因此，活塞杆B上共有η个测点，传感器组中具有多个传感器时，这些传感器可以组成电桥，从而进行更精确地检测，η为大于等于I的自然数，具体可以根据活塞杆负荷测量具体要求确定;每个接线动滑片组610包括P个接线动滑片611，ρ的数值为η的整数倍，例如P为2时，η为I，即每个测点设置I个传感器，如图6所示，接线动滑片611与对应测点处的传感器通过接线接头、紧固件或者锡焊连接。
[0027]在一可选实施例中，结合图1和图3所示，由多个接线动滑片611组成的接线动滑片组610，通过第一接线动滑片绝缘底板粘结层641与动滑片绝缘底板621胶接，动滑片绝缘底板621通过第二接线动滑片绝缘底板粘结层642与活塞杆B连接。
[0028]在一可选实施例中，结合图2和3所示，所述盘根及接口单元4还包括接口单元410、接线柱接线电缆组460和紧固螺钉401。接口单元410包括预定数量的测点传感器组，每个测点传感器组包括定滑片绝缘压环441、两个定滑片压接螺栓481、两个定滑片压簧431、多个定滑片411和接线柱组450;定滑片压接螺栓481的外形为阶梯形;在定滑片绝缘压环441上的开有两个供定滑片压接螺栓481穿过的通孔，通孔的直径大于定滑片压簧431的直径，小于定滑片压接螺栓481螺帽的直径，定滑片压簧431的直径也小于定滑片压接螺栓481螺帽的直径;在所述定滑片绝缘底板421上开有两个台阶孔，台阶孔的上部台阶孔直径大于定滑片压簧431外径，用于容纳定滑片压簧431，台阶孔的下部台阶孔直径小于定滑片压簧431夕卜径大于定滑片压接螺栓481的底部螺纹直径，所述台阶孔中轴线与对应的所述定滑片绝缘压环441上的通孔同心对应;在所述定滑片411上靠近定滑片绝缘压环441的面上开有与所述定滑片压接螺栓481配合的螺纹盲孔;所述定滑片压接螺栓481依次穿过所述定滑片绝缘压环441、所述定滑片压簧431和所述定滑片绝缘底板421拧入所述定滑片411的螺纹盲孔中。在定滑片压簧431弹力的作用下，定滑片绝缘压环441和定滑片绝缘底板421并不接触，从而保证定滑片411与接线动滑片611弹性接触，定滑片411与接线动滑片611在发生相对位移时，定滑片411与接线动滑片611能够始终保持接触。
[0029]每个定滑片接线电缆471通过紧固件和电缆压接接头与一个定滑片411相连;接线柱组450包括多个接线柱451，每个定滑片411都通过定滑片接线电缆471与一个接线柱451连接，每个接线柱451都通过接线柱接线电缆461和紧固连接件与本地检测模块2连接。
[0030]在一可选实施例中，结合图3和4所示，接口单元410还包括框架，该框架包括右框架4101和左框架4102，右框架4101和左框架4102通过框架固定螺栓4103连接。以某个测点处的一组部件为例，定滑片绝缘压环441上加工的通孔的中心线和定滑片绝缘底板421上加工的台阶孔的中心线重合，并且与接线动滑片611的中心线相交，以实现定滑片411在盘根及接口单元4中的定位，即定滑片绝缘压环441上加工的通孔和定滑片绝缘底环421上加工的台阶孔正对着接线动滑片611的中心线。
[0031]在一可选实施例中，结合图3和4所示，定滑片绝缘压环441的第一端通过压环右侧固定沉头螺钉1102固定在右框架4101上，右框架4101通过右框架固定螺栓1101固定在盘根420上，定滑片绝缘压环441的第二端通过压环左侧固定沉头螺钉1104固定在左框架4102上，左框架4102通过框架固定螺栓4103固定在右框架4101上，定滑片绝缘压环441的两个通孔，通孔直径小于定滑片压接螺栓481外六角头内接圆直径，即通孔直径小于定滑片压接螺栓481螺帽的直径。
[0032]在一可选实施例中，结合图2所示，接口单元410还包括定滑片绝缘底板421，在定滑片绝缘底板421上开有两个台阶孔，两个台阶孔中轴线分别与定滑片绝缘压环441上的两个通孔同心对应。台阶孔的上部台阶孔直径大于定滑片压簧431外径，用于容纳定滑片压簧431，台阶孔的下部台阶孔直径小于定滑片压簧431外径大于定滑片压接螺栓481的底部螺纹直径;定滑片压接螺栓481的外形可为阶梯形，定滑片压接螺栓481靠近外六角头部分的直径大于定滑片压簧431的外径，小于定滑片绝缘压环441上的通孔内径，通过定滑片压簧431可以压紧定滑片绝缘底板421，从而保持定滑片411始终与接线动滑片611滑动接触。
[0033]在一可选实施例中，结合图2所示，活塞杆负荷传感器单元6包括η组负荷传感器组600。在活塞杆上设置η个测点位置，每个测点设置一个负荷传感器组，每个负荷传感器组具有y个传感器，y的取值为正整数，y的取值为η的整数倍，y的具体取值可以根据测量精度要求确定。当η大于等于2时，负荷传感器组600中的传感器组成电桥，电桥通过传感器接线电缆631与接线动滑片611连接，具体来说，传感器接线电缆631通过紧固件或者锡焊与接线动滑片611连接。
[0034]另外，接线动滑片组610在活塞杆截面上均布，例如，接线动滑片组610为4组时，各接线动滑片组610均匀设置在活塞杆截面上，相邻两组接线动滑片组610中心与活塞杆B中轴线的连线成90度;再如，当接线动滑片组610为2组时，相邻两组接线动滑片组610中心与活塞杆中轴线的连线成180度。y个传感器设置在活塞杆B相应点，用于实现该点处活塞杆B的负荷信号采集，实现活塞杆B负荷沿活塞杆B截面的非均匀载荷的测量。
[0035]在一可选实施例中，结合图2所示，活塞杆负荷直接检测装置还包括挡油组件7，挡油组件7设置于活塞杆B上远离所述盘根420处，挡油组件7用于防止润滑曲轴、连杆、十字头滑道等部件的润滑油沿活塞杆B侵蚀活所述塞杆负荷传感器单元6，从而延长活塞杆负荷直接检测装置的使用寿命。
[0036]下面通过具体的实施例对本发明所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置进行详细说明:
[0037]实施例一
[0038]结合图5所示，首先按照待检测的无油往复设备的盘根型号及活塞杆B尺寸，确定并准备适合的盘根及接口单元4，所选的盘根及接口单元4的部件具有与无油往复设备的盘根相应部件相同的安装尺寸且功能上可替代待该检测的无油往复设备的盘根组件。
[0039]按照图2和图4的局部放大视图所示的连接关系，首先利用压环左侧固定沉头螺钉1104和压环右侧固定沉头螺钉1102将定滑片绝缘压环441固定在盘根及接口单元4中，形成盘根及接口单元4的主体框架。
[0040]按待检测的无油往复设备的维护维修规程拆下该待检测往复设备的盘根组件的紧固件、与之连接的油管及接头、盘根本体，替换为盘根及接口单元4的主体框架。
[0041]然后，按照盘根及接口单元4的定滑片组440中各个定滑片411的位置，将接线动滑片组610中对应的接线动滑片611在活塞杆B柱面上圆周方向进行定位;再通过盘车使被测无油往复设备的活塞经过或停留在远端外止点位置，将接线动滑片611靠近盘根及接口单元4的端面，并使接线动滑片611与定滑片411滑动接触，接线动滑片611与十字头组件伸出Lmm(L大于等于O)，从而确定接线动滑片组610中的对应的接线动滑片611处于活塞杆轴向方向的位置。
[0042]之后，通过粘结方式在接线动滑片611与动滑片绝缘底板621之间形成第一接线动滑片绝缘底板粘结层641，使接线动滑片611与动滑片绝缘底板621粘结为一个整体部件;在所形成的整体部件和往复设备的活塞杆B之间形成第二接线动滑片绝缘底板粘结层642，从而将接线动滑片611、动滑片绝缘底板621胶结到活塞杆B圆周面上的对应位置。
[0043]在接线动滑片611靠近活塞方向的端部，按照传感器接线电缆631的尺寸，确定出活塞杆负荷传感器单元6中的负荷传感器组600中传感器测点位置。因每个接线动滑片组610对应其中一个负荷传感器组600，每个负荷传感器组600对应于一个测点，故测点数量与负荷传感器组600的组数相同。η个测点中每个测点需布置一个负荷传感器组600，每个负荷传感器组600具有y个传感器(η为大于等于I的自然数)。当y为I或大于I时，分别表示每个测点的传感器独自布置或组成电桥。在测点周围，通过粘结的方式，将一个传感器或者电桥粘结到所确定的测点处。处于每个测点的传感器或电桥与接线动滑片611通过传感器接线电缆631相连，连接方式为紧固件压接或锡焊连接。
[0044]经上述步骤，定位好接线动滑片611之后，通过接线动滑片611位置定位定滑片411。之后再通过如下步骤定位及安装定滑片绝缘底板421及与定滑片绝缘底板421相连接的部件:在定滑片绝缘底板421中的凹槽中放入定滑片压簧431，使该压簧可以压到定滑片411上，用定滑片压接螺栓481穿过定滑片绝缘压环441中的通孔和定滑片压簧431台阶孔后，旋入定滑片411的螺纹盲孔中，使定滑片411在定滑片绝缘压板421、定滑片压簧431、定滑片压接螺栓481、定滑片绝缘压环441的作用下与接线动滑片611良好接触;完成内部部件的安装;然后安装左右框架连接螺栓4103。
[0045]用紧固件在定滑片411末端用定滑片接线电缆471与接线柱451进行连接，再连接接线柱接线电缆461，组成接线柱接线电缆组460，并完成接线柱接线电缆组460与本地检测模块2的连接，通过远程电缆10将本地检测模块2与远程监控模块I进行连接。
[0046]按被测无油往复设备维护规程要求，紧固盘根及接口单元4上所有的紧固件、油管及接头，并复查所有紧固件连接及并进行开机前所有其余检验。
[0047]最后，结合图7所示，为远程检测模块I和本地检测模块2上电，设置活塞杆B各点的负荷报警值、停机值，进入数据无油往复设备的活塞杆负荷直接检测监测状态。将被测无油往复设备开机，无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置将按照远程检测模块I和本地检测模块2中测试软件系统的内部数据监测和运算流程，对活塞杆B负荷进行实施检测，传送至运算部件，根据设置值进行比对判断。实现活塞杆B负荷直接检测监测状态的监测。
[0048]采用本【具体实施方式】提供的介质界面测量系统，通过测量与被测容器中的两种介质相连通的测量容器中的介质的质量变化，从而根据质量变化计算获得被测容器中的两种介质的界面位置，不仅可以实现对介质界面的较高精度及较小误差的连续测量，还由于界面测量设备不与被测介质接触并且无机械机构部件，从而可实现对多种介质界面的测量以及降低故障率，并还可实现长期稳定运行及减少维护成本;并且，还可以实现界面测量的远程监视和控制，减少工人的劳动强度，提高管理效率。
[0049]本【具体实施方式】是对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，其中的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有经过创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施方式都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，包括:远程检测模块(1)、本地检测模块(2)、盘根及接口单元(4)和活塞杆负荷传感器单元(6);其中，所述盘根及接口单元(4)进一步包括定滑片组(440)，所述活塞杆负荷传感器单元(6)进一步包括接线动滑片组(610)和负荷传感器组(600)， 所述远程检测模块(I)通过所述本地检测模块(2)与所述盘根及接口单元(4)连接，所述盘根及接口单元(4)安装在所述无油往复设备的盘根安装孔上，所述定滑片组(440)与对应的所述接线动滑片组(610)滑动连接，所述负荷传感器组(600)设置在活塞杆(B)的测点处。2.如权利要求1所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，每个所述负荷传感器组(600)包括η个传感器，在每个所述测点处对应设置有一个所述负荷传感器组(600)，η为大于等于I的自然数； 每个所述接线动滑片组(610)包括P个接线动滑片(611)，ρ的数值为η的整数倍;所述负荷传感器组(600)与所述接线动滑片组(610)—一对应，所述负荷传感器组(600)中的传感器与所述接线动滑片组(610)中对应的接线动滑片(611)连接。3.如权利要求2所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，所述接线动滑片(611)与动滑片绝缘底板(621)胶接，所述动滑片绝缘底板(621)与所述活塞杆(B)胶接。4.如权利要求2所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，所述接线动滑片(611)采用导电自润滑材料制成。5.如权利要求2所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，当η大于等于2时，负荷传感器组(600)中的传感器组成电桥，电桥通过传感器接线电缆(631)与接线动滑片(611)连接。6.如权利要求5所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，所述传感器接线电缆(631)通过紧固件或者锡焊与接线动滑片(611)连接。7.如权利要求2所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，所述盘根及接口单元(4)还包括:接口单元(410)、盘根(420)、接线柱接线电缆组(460)和紧固螺钉(401); 其中，所述接口单元(410)进一步包括:定滑片绝缘压环(441)、定滑片绝缘底板(421)、两个定滑片压接螺栓(481)、两个定滑片压簧(431)和接线柱组(450);所述定滑片组(440)由定滑片(411)组成， 在所述定滑片(411)上靠近定滑片绝缘压环(441)的面上开有与所述定滑片压接螺栓(481)配合的螺纹盲孔;所述定滑片压接螺栓(481)依次穿过所述定滑片绝缘压环(441)、所述定滑片压簧(431)和所述定滑片绝缘底板(421)拧入所述定滑片(411)的螺纹盲孔中； 所述接线柱组(450)包括多个接线柱(451)，每个所述定滑片(411)都通过定滑片接线电缆(471)与一个接线柱(451)连接，每个所述接线柱(451)都通过接线柱接线电缆(461)与所述本地检测模块(2)连接。8.如权利要求7所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，所述接口单元(410)还包括框架， 其中，所述框架包括右框架(4101)和左框架(4102)，所述右框架(4101)和所述左框架(4102)通过框架固定螺栓(4103)连接。9.如权利要求8所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，所述定滑片绝缘压环(441)的第一端通过压环右侧固定沉头螺钉(1102)固定在所述右框架(4101)上，所述右框架(4101)通过右框架固定螺栓(1101)固定在所述盘根(420)上，所述定滑片绝缘压环(441)的第二端通过压环左侧固定沉头螺钉(1104)固定在所述左框架(4102)上，所述定滑片绝缘压环(441)的上开有两个供所述定滑片压接螺栓(481)穿过的通孔。10.如权利要求9所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，在所述定滑片绝缘底板(421)上开有两个台阶孔，所述台阶孔中轴线与对应的所述定滑片绝缘压环(441)上的通孔同心对应。11.如权利要求1所述的无油往复设备的活塞杆负荷直接检测装置，其特征在于，该活塞杆负荷直接检测装置还包括: 挡油组件(7)，设置于活塞杆(B)上远离所述盘根(420)处，用于防止机身润滑油沿活塞杆(B)侵蚀所述活塞杆负荷传感器单元(6)。
【文档编号】F15B19/00GK106050811SQ201610647742
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610647742.2, CN 106050811 A, CN 106050811A, CN 201610647742, CN-A-106050811, CN106050811 A, CN106050811A, CN201610647742, CN201610647742.2
【发明人】段礼祥, 王文书, 张来斌, 王金江
【申请人】中国石油大学(北京)