CN1031589A - 具有额速制动器的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种安装在齿轮箱中的驱动装置制动器，该齿轮 箱将由马达驱动的输入轴和输出轴相连接，输出轴通 过管系与潜水泵相连。齿轮箱包括形成油室的输出 轴壳体部分和形成无油离心制动室的输入轴壳体部 分。当输入轴转速足够高时，较快转动的输入轴带动 具有重物的离心制动器同制动室壁摩擦接合，产生制 动作用降低了输入轴的旋转速度。

在一个实施例中，采用了剖分式壳体齿体箱，相 连接的齿轮箱壳体部分的端面上有组成轴承润滑流 道系统相互配合的流道部分。

Description

本发明一般地说是涉及深井潜水泵的驱动装置，具体地说是涉及用于这种驱动装置的一种齿轮箱制动器。

位于井下的潜水旋转泵通过一个大约4，000英尺长的管系和地面上的驱动装置相连接。这种装置在美国专利4，372，379号（Kulhanek等人）中已经公开。

地面驱动装置包括一个通过管系装置来驱动旋转泵的电机。万一旋转泵发热，例如，由于油面比较低泵可能发热滞塞。当出现这种情况时，由于管系过长电机还在继续驱动管系旋转，结果在管系上产生一个扭矩使管系扭曲。当达到转动极限时，电机停止转动，此时，在管系上产生的扭矩能够反向作用，引起管系解转，使电机驱动轴反转。当产生反转时，反转的力将引起地面上的驱动装置损坏，在极限情况下，能引起驱动轮完全损坏。

此外，由于用于连接驱动装置制动系统是一个单独的系统，不但人们易于接近而且潮气易浸入，因而带来了易损坏问题。这些问题特别严重。因此，必须将制动系统长时间放在不易接近的地方。

同样，还需考虑这种齿轮箱轴承的充分润滑问题。

虽然人们已经使用了各种类型的制动器，但均未能满意地解决上述问题。本发明采用了已知技术中没有的方法解决了上述问题。

本发明提供一种齿轮箱，该齿轮箱把杆系驱动装置的输入轴和输出轴连接起来，并装有制动器，用来使由于潜水泵滞塞所引起的高速反向旋转的杆系减速。

本发明还提供一种具有润滑流道系统的剖分式壳体或蛤壳式齿轮箱，该系统由被连接的齿轮箱端面上的相配合的流道部分组成，当齿轮箱各部分连接在一起时，相配合的部分相结合就构成了油液输送流道。

本发明的一个目的是提供一种输入轴和输出轴能垂直安装的齿轮箱和一个安装在齿轮箱中避免损坏的制动器。

本发明的另一个目的是提供一种离心制动器，该制动器装在齿轮箱中并对高速旋转的输入轴起制动作用。

本发明再一个目的是提供一种装有输入轴承和输出轴承的剖分壳体式齿轮箱、一种在相配合的各齿轮箱部分的相结合的槽里形成的和油室相通的螺旋流道及一个润滑流道装置，该装置位于所述的螺旋流道和所述的轴承之间并使其相通，所述的润滑流道装置在相配合的各齿轮箱部分里的相结合的槽中形成，靠输出轴的旋转将润滑油从油室泵送至轴承。

图1是通过驱动装置齿轮箱所作的垂直剖视图;

图2是通过输出轴壳体和输入轴壳体所作的局部侧剖视图;

图3是改进的剖分式壳体结构的齿轮箱缩小的立面视图;

图4是图3所示的齿轮箱的平面图;

图5是沿图4    5-5线所作的垂直剖视图;

图6是沿图4    6-6线所作的侧剖视图;

图7是潜水泵的原理图。

下面参照附图，其中图1和图2表示一种驱动装置，总的以数字20表示。参见图中的序号有助于我们更好地理解这种驱动装置。这种驱动装置包括一个将输入轴24和输出轴26以垂直方式连接的齿轮箱22。输入轴24包括一个由电机（图7）驱动的皮带轮28，输出轴26和一串传动杆10相连、杆系10和潜水泵相连，这类潜水泵可参阅本文结合参照的美国专利4，372，379号所公开的内容。

齿轮箱22包括用于安装输出轴26的输出轴壳体部分32和输入轴壳体部分34。输出轴26包括一个由上、下轴承38和40支承的外轴36，其上装有圆锥齿轮42。在上轴承38的上方设有密封件43。输出轴26还包括一个同轴内轴44，其上端通过接头37和锁紧螺母39和外轴36相连并随外轴旋转。所述接头37和锁紧螺母39与输出轴内轴的螺纹端相连，所述的内轴44向下伸入并位于齿轮箱22下部的一个单独的支承连接器100内，齿轮箱22通过螺栓组102和支承连接器100相固连。输入轴24由内、外轴承50和52支承，其端部装有小锥齿轮54。

一个竖直油管46同轴地装在外轴36和内轴44之间。竖直油管46下端有一个环状物48固定安装在输出轴壳体部分32上。环状物48用来密封输出轴外轴36的内表面和竖直油管46之间的油液。

输出轴壳体部分32上装有端盖56，用多个螺栓58与之相连并形成油室60。一个圆筒形防尘罩61安装在输出轴26的外端并和端盖56相连。输入轴壳体部分34上装有端盖62，由多个螺栓72与之相连并形成无油离心制动室66。无油室66由内、外密封件68、70密封。内、外密封件安装在输入轴壳体部分34上并在所述的壳体部分和输入轴之间涨开。

安装在制动室中的离心制动器80包括一个通过键连接件84固接在输入轴24上的轮毂82，若干个和轮毂82为一体的从其上径向向外延伸的臂86，所述的臂86形成了制动块室87。每个制动块室包括一个制动块88，制动块包括一个用螺栓94与簧片92相连接的内平面90，所述的簧片92延伸到每个径向臂86的肩部96之间。制动块88还包括外弧形面98，其上固定有制动垫99，制动垫99和输入轴壳体部分34的制动室圆筒内臂101摩擦接合且径向尺寸一致。

在典型的装置中，输出轴圆锥齿轮42和输入轴小锥齿轮54的齿轮传动比是3∶1，输入轴转速常达1500转/分。万一潜水旋转泵滞塞或卡死，长达4，000英尺的杆系由于其上端的电机继续驱动其旋转，就会产生扭力作用在杆系上。在某一瞬间，当电机不能继续提供足够的动力来转动杆系时，会进一步导致杆系反转并高速解转。其速度之大会超过输入轴的工作速度，从而使离心制动块88克服簧片92的阻力外移，使制动垫99和制动室壁101接合，将输入轴的旋转速度降至容许的速度。当达到这一速度时，制动作用停止，制动块返回到原始位置时垫99和内壁101之间留有一定间隙。

齿轮箱并不限于图1和图2所示的结构，还可以是图3-6所示的剖分式或蛤壳式结构。

这类齿轮箱在图3和图4中用数字122表示，它作成由多个紧固件126连接在一起的两个相互配合的部分124。这种结构不需要端盖，利用齿轮箱122的内侧通过简单地对半剖分壳体124便可实现;另一方面，齿轮箱零件的结构布置基本上与图1和图2所示的那类装置相同。图3-6相应的参照号码表示图1和图2所示的相应的零件。

如图5和图6所示，输入轴24装在齿轮箱壳体部分134中，输出轴26装在齿轮箱壳体部分132中。

壳体部分132形成一个油室160，但不需要端盖，类似地，壳体部分134形成无油离心制动室166，同样也不需要端盖。一个离心制动器80如上述实施例所描述的那样装入制动室166中。圆锥齿轮和小锥齿轮连接方式与上文所述相同，输入轴用轴承50和52支承并装有密封件68和70;输出轴26由轴承38和40支承。两个轴的轴承安装在齿轮箱结合部分内的相配合的半圆形槽中。

下面将对上述剖分式壳体的特点加以描述，该壳体备有润滑输入轴轴承50、52及输出轴轴承38、40的装置。

如图5所示，各齿轮箱部分124的端面有一个润滑流道系统，总的以数字200表示。该润滑系统由相配合的半圆形流道部分组成当齿轮箱壳体部分连接在一起时，相配合的半圆形流道相互结合形成油液输送流道。油液从油室160分别送至输入和输出轴承50、52和38、40。中间油池202设在输出轴下轴承40的下方;下油池204设在输出轴26端部以下。油池202和204由螺旋流道206相连接，该流道在相配合的齿轮箱壳体部分中形成并位于油池之间。通过这种结构，输出轴26在转动时对油液加压使油液从螺旋流道206泵入油液润滑流道系统200。

如图5所示，润滑流道系统200包括一个从螺旋流道206延伸到输出轴上轴承38的第一支路210，轴承38由密封件43和45在顶部和底部进行密封;一个通向输入轴轴承52的第二支路212，支路218将输入轴轴承50和52相互连系起来并通过轴承50到油室160中。很显然，流道系统200的支路没有和制动室166相接通，密封件68和70用来防止润滑油进入所述的制动室。

从上文所述可以看出：实现了发明的各种目的和要点并获得了许多优点。本文虽然只对本发明的最佳实施例作了说明，但不难看出，对那些熟悉该技术的人员来说，可以对其进行各种变化和改进，但不超出本发明的范围。

Claims (3)

1、一种连接马达和潜水泵的驱动装置，通过一个水平输入轴与马达相连、通过一个随输入轴低速转的垂直输出轴经管系与潜水泵相连，本发明的特征在于：

(a)一个齿轮箱包括一个安装输入轴的第一壳体部分和一个安装输出轴的第二壳体部分，第一壳体部分包括一个制动器安装室，该室有一个和制动块相接合的表面，

(b)一个由壳体内的输入轴带动的制动块，当输入轴以高于临界速度的转速旋转时，所述的制动块和所述的制动块接合表面相接合，

(c)当输入轴以低于临界速度的转速旋转时，使制动块脱开的装置。

2、根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于所述的脱开装置包括一个弹簧。

3、一种连接马达和潜水泵的驱动装置，通过一个水平输入轴与马达相连，通过一个随输入轴低速旋转的垂直输出轴经管系与潜水泵相连，本发明的特征在于：

（a）一个齿轮箱包括一个安装输入轴的第一壳体部分和一个安装输出轴的第二壳体部分，第一壳体部分包括一个制动器安放室，该室中有一个和制动器块相接合的表面，

（b）一个在壳体内和所述的输入轴相固连的轮毂，包括若干个向外延伸的指状物，每个指状物划定一个重物室的界线。

（c）一个弹性地安装在各室中的制动块，当输入轴高于临界速度旋转时，各制动块和所述的制动块接合表面相接合。

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