绞龙在线监测装置、输砂绞龙及作业机械

技术领域

本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种绞龙在线监测装置、输砂绞龙及作业机械。

背景技术

混砂橇是一种能够利用自动控制系统按照压裂施工工艺要求将支撑剂与添加剂进行比例混合，并以恒定压力向压裂泵组供液的设备。绞龙作为混砂橇的关键部件，在压裂施工中起到输送支撑剂的作用。绞龙的轴承长时间处于恶劣工作环境中，一旦轴承密封失效，支撑剂进入轴承，会造成轴承磨损烧毁或因磨损变形导致上下轴承不同轴的问题，引起绞龙螺旋敲击绞龙筒内壁，出现绞龙卡死的状况。

目前通常采用耳听或者手动测量的方式，检测绞龙在工作过程中是否出现异常，人工检测方式不但费时费力，且无法及时、准确的发现异常状况，易导致故障扩大，影响施工效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种绞龙在线监测装置、输砂绞龙及作业机械，用以解决现有技术中人工检测绞龙异常的方式费时费力，无法及时、准确的发现异常状况，易导致故障扩大，影响施工效率的缺陷。

第一方面，本实用新型提供一种绞龙在线监测装置，该装置包括：温度检测组件、转速检测组件、扭矩检测组件以及控制组件，所述温度检测组件、所述转速检测组件以及所述扭矩检测组件均与所述控制组件连接；

所述温度检测组件适于安装在待测绞龙的轴承上，所述转速检测组件和所述扭矩检测组件均与所述待测绞龙的驱动电机连接。

根据本实用新型提供的绞龙在线监测装置，所述温度检测组件包括：第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述控制组件连接；

所述第一温度传感器适于安装在所述待测绞龙的顶部轴承上，所述第二温度传感器适于安装在所述待测绞龙的底部轴承上。

根据本实用新型提供的绞龙在线监测装置，所述扭矩检测组件为具有电机扭矩计算功能的变频器或扭矩传感器。

根据本实用新型提供的一种绞龙在线监测装置，所述转速检测组件为转速传感器，所述转速传感器与所述待测绞龙的驱动电机连接。

根据本实用新型提供的绞龙在线监测装置，所述控制组件包括：控制器和数据处理单元；

所述温度检测组件、所述转速检测组件、所述扭矩检测组件和所述数据处理单元均与所述控制器连接。

根据本实用新型提供的绞龙在线监测装置，所述数据处理单元包括：处理器、存储器和显示器；

所述存储器和所述显示器均与所述处理器连接，所述处理器与所述控制器连接。

根据本实用新型提供的绞龙在线监测装置，所述控制组件还包括警报器，所述警报器与所述控制器连接。

第二方面，本实用新型还提供一种输砂绞龙，包括上述任一种所述的绞龙在线监测装置。

第三方面，本实用新型还提供一种作业机械，包括上述输砂绞龙。

根据本实用新型提供的作业机械，所述作业机械为混砂车或混砂橇。

本实用新型提供的绞龙在线监测装置、输砂绞龙及作业机械，通过温度检测组件实时检测待测绞龙的轴承温度，通过转速检测组件实时检测驱动电机的转速，并通过扭矩检测组件实时检测驱动电机的扭矩，配合控制组件可以实现绞龙的自动在线监测，相比于人工检测方式，自动化程度更高，更加准确、高效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型提供的绞龙在线监测装置的结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的绞龙在线监测装置的结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的绞龙在线监测装置的结构示意图之三；

附图标记：

110：温度检测组件；120：转速检测组件；130：扭矩检测组件；

140：控制组件；200：待测绞龙；201：第一温度传感器；

202：第二温度传感器；203：变频器；204：转速传感器；

205：控制器；206：处理器；207：存储器；208：显示器；

209：警报器；210：变频电机；211：齿轮减速箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图3描述本实用新型提供的绞龙在线监测装置、输砂绞龙及作业机械。

图1示出了本实用新型实施例提供的绞龙在线监测装置，该装置包括：温度检测组件110、转速检测组件120、扭矩检测组件130以及控制组件140，温度检测组件110、转速检测组件120以及扭矩检测组件130均与控制组件140连接；

温度检测组件110适于安装在待测绞龙的轴承上，转速检测组件120和扭矩检测组件130均与待测绞龙的驱动电机连接。

具体地，参见附图2和图3，本实施例中温度检测组件110具体可以包括：第一温度传感器201和第二温度传感器202，第一温度传感器201和第二温度传感器202均与控制组件140连接；

第一温度传感器201适于安装在待测绞龙200的顶部轴承上，第二温度传感器202适于安装在待测绞龙200的底部轴承上。

其中，第一温度传感器201和第二温度传感器202主要用于检测待测绞龙200的顶部轴承和底部轴承的温度。

在示例性实施例中，扭矩检测组件130为具有电机扭矩计算功能的变频器203或扭矩传感器。

考虑到绞龙的驱动方式差异，如果待测绞龙200为电驱绞龙，则扭矩检测组件130可以采用变频器；如果待测绞龙200为液压驱动绞龙，则待测绞龙200的电机扭矩数据可以通过液压压力计算获得。

参见附图2，本实施例通过变频器203实现扭矩检测，采用变频器203时，待测绞龙200的驱动电机可以采用变频电机210，变频器203用于驱动变频电机210运行，同时，该变频器203还可以计算电机扭矩，并将电机扭矩数据传输至控制组件140，以实现电机扭矩检测功能。

当然，在实际应用过程中，也可以通过设置至少一个扭矩传感器完成电机扭矩检测功能，扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上的扭转力矩进行感知的检测器件。扭矩传感器可以将扭力的物理变化转换成精确的电信号，能够实现精确的电机扭矩检测功能。

在示例性实施例中，转速检测组件120具体可以是转速传感器204，转速传感器204与待测绞龙200的驱动电机连接。

本实施例具体将转速传感器204安装于驱动电机的轴承上，转速传感器204主要用于检测驱动电机的转速，并将检测到的转速数据传输至控制组件140，以实现电机转速检测功能。

本实施例中转速传感器204可以采用增量式编码器实现，增量式编码器是将角位移或直线位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲个数表示位移大小的装置，应用于本实施中，可以实现准确的转速测量功能。

第一温度传感器201和第二温度传感器202均可以采用PT100温度传感器实现，PT100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制，应用于本实施例中，可以实现准确的绞龙轴承温度测量功能。

结合附图2和附图3可以看出，在实际应用过程中，变频器203与变频电机210连接，用于驱动变频电机210运行，并能够计算电机扭矩，变频电机210与齿轮减速箱211连接，经过齿轮减速箱211减速后可以带动待测绞龙200转动。

具体地，本实施例中控制组件140具体可以包括：控制器205和数据处理单元；

温度检测组件110、转速检测组件120、扭矩检测组件130和数据处理单元均与控制器205连接。

其中，控制器205主要用于接收温度检测组件110、转速检测组件120以及扭矩检测组件130检测到的绞龙轴承温度、电机转速以及电机扭矩数据，并将接收到的上述数据发送至数据处理单元；

数据处理单元主要用于接收并显示控制器205发送来的数据，并分别对绞龙轴承温度、电机转速以及电机扭矩数据进行分析处理，通过将实测数据与相应的预设阈值数据进行比对，判断待测绞龙200是否出现轴承磨损异常，在判定存在轴承异常状态时，及时进行异常状态的预警提示。

在示例性实施例中，数据处理单元具体可以包括：处理器206、存储器207和显示器208；

存储器207和显示器208均与处理器206连接，处理器206与控制器205连接。

其中，处理器206主要用于接收控制器205发送来的数据，并分别对绞龙轴承温度、电机转速以及电机扭矩数据进行分析处理，通过将实测数据与相应的预设阈值数据进行比对，判断待测绞龙200是否出现轴承异常，在判定存在轴承异常状态时，及时进行异常预警提示；

存储器205主要用于存储绞龙轴承温度、电机转速以及电机扭矩数据以及处理器206接收或处理的其他数据；

显示器208主要用于显示绞龙轴承温度、电机转速以及电机扭矩数据，并对异常提示信息进行实时显示。

本实施例中处理器206和存储器207可以通过计算机实现，显示器208可以采用触控屏实现，其中，电机转速和绞龙上、下轴承(即顶部轴承和底部轴承)的温度数据可以通过数字形式显示，电机扭矩数据可以通过数字结合数据曲线的形式进行显示，以保证监测数据可以更加直观的展示给工作人员，工作人员可以根据实时显示的数据，对绞龙轴承的运行状态进行人工监测。

为了更加准确的检测绞龙轴承磨损异常状态，本实施例预先设定了轴承温度阈值以及电机扭矩阈值，待测绞龙200正常工作状态下，轴承温度一般低于轴承温度阈值，电机扭矩一般为电机额定扭矩的70％～80％，如果待测绞龙200的轴承因磨损或者润滑不足，计算机监测到实测的绞龙轴承温度t

或者，计算机通过转速传感器204检测到电机转速不为零，且实测的电机扭矩T

上述判定过程，可以利用绞龙轴承温度和电机扭矩变化来判断绞龙轴承的运行状态，能够准确判定异常状态，并及时进行异常预警，从而保证了绞龙的工作安全性和稳定性，相比于人工检测方式，自动检测过程更加高效、可靠。

更优地，在实际应用过程中，还可以设置空载测试的功能，具体地，在操作人员确认绞龙空载的状态下，点击触控屏上的测试按钮，待测绞龙200将自动按照20％～80％的转速依次运行30s，记录不同转速下的电机扭矩，并与出厂预设的正常扭矩进行比较，如果实测的扭矩超过预设正常扭矩的50％，则判定绞龙轴承磨损异常，并发出预警提示。

更优地，本实施例中控制组件140还可以包括警报器209，警报器209与控制器205连接。

在实际应用过程中，警报器209可以采用声光报警器实现，将警报器209安装于工作人员便于观察到的位置或者待测绞龙附近，以便通过警报信号提醒工作人员及时处理绞龙轴承异常状态，实现对绞龙轴承异常状态进行在线监测和预警的功能。

由此可见，本实用新型实施例提供的绞龙在线监测装置，能够实现绞龙轴承运行状态的在线监测，能为操作人员提供及时和准确的异常预警信息，避免因绞龙轴承磨损异常造成的故障进步一扩大，减少了操作人员人工检测的劳动强度，提高了设备自动化和信息化水平。

另外，本实用新型实施例还提供了一种输砂绞龙，该输砂绞龙包括上述绞龙在线监测装置。

该输砂绞龙可以通过上述绞龙在线监测装置实时监测绞龙轴承的工作状态，并在监测到绞龙轴承异常时，及时发出预警提示，以便工作人员能够及时发现异常，并及时处理异常状态，保证了输砂绞龙的工作安全性和稳定性。

此外，本实用新型实施例还提供了一种作业机械，该作业机械包括上述输砂绞龙。

该作业机械安装有配置绞龙在线监测装置的输砂绞龙后，可以保证作业机械能够安全、稳定工作，避免了因绞龙轴承磨损异常造成作业机械无法正常工作，甚至引发安全事故的问题。

可以理解的是，本实施例中作业机械可以是混砂橇或混砂车，具体可以是电驱混砂橇或电驱混砂车。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是电连接，也可以是通信连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。