CN103322095B - 抽油机一键式智能制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种抽油机一键式智能制动装置，包括制动器、可编程控制器和传感器，所述传感器采集信号，传给可编程控制器通过编程来控制制动器，实现抽油机启停和控制抽油机停机位置，制动器包括减速机（10），制动执行机构和自锁机构（11），减速机（10）包括减速机轴（9）、制动盘（6）、连接板固定柱（12）和连接板（13），制动执行机构包括磁力装置和制动装置并固定在所述连接板（13）上，自锁机构（11）包括制动盘定位孔（14）、圆柱（15）、储能装置（18），固定在所述连接板（13）上。本发明实现刹车装置就地的一键式操作；实现刹车装置的远程操控和刹车装置的智能控制，使抽油机停在最佳启动位置，达到节能和安全的目的。

Description

抽油机一键式智能制动装置

技术领域

本发明涉及油田生产设备，尤其是涉及抽油机的制动装置。

背景技术

目前油田广泛采用的制动（刹车）系统多为手动刹车，该种方式操作困难、无法控制停车位置、且有危险性，另外一些半自动刹车装置虽然解决了操控困难的问题，但仍然存在操作步骤复杂、停车位置无法控制的问题。

手动刹车是依靠人力操作制动机械刹车，由于抽油机停车惯性很大，不宜控制，存在人身安全问题，此外对抽油机也有损害；

半自动刹车装置主要包括制动执行器和电控柜。执行器主要利用电磁力进行制动，电控柜由采用按钮操作，具体步骤是：

（1）当抽油机停止工作时：按下停机按钮，主电机断开，同时制动执行器通电制动；按下置入按钮，保险机构销子进入；按下滑移按钮，自动改变电压，靠自重滑动。

（2）当恢复抽油机工作时：按下退出按钮，保险销退出；松开制动器。

因此，半自动刹车装置采用电磁力刹车执行器，解决了人力问题，但操作步骤复杂，需要人工去按次序按动按钮，无法判断位置，所以不能精确定位，抽油机停在何位置，无法控制；造成启动时耗能大；只是简单的用执行器代替人工，不具备智能控制的功能；存在安全隐患，比如保险销子置入和推出，依然需要人工去看有没有到位，增加了操作的危险性。

发明内容

本发明的目的是实现抽油机的一键式自动启停功能，而且可以控制抽油机的停机位置，使其位于最佳启动位置，达到节能的目的。

为了实现本发明的目的，提出一种抽油机一键式智能制动装置，所述制动装置包括制动器、可编程控制器和传感器，所述传感器采集信号，传给可编程控制器通过编程来控制制动器，实现抽油机启停和控制抽油机停机位置，所述的制动器包括：

减速机10，所述的减速机10包括减速机轴9、制动盘6、连接板固定柱12和连接板13，所述连接板13通过连接板固定柱12固定在减速机10的外壳上，所述制动盘6固定在减速机轴9的前端；

制动执行机构，所述制动执行机构固定在所述连接板13上，其包括磁力装置和制动装置，所述制动力由该磁力装置产生，推动所述制动装置对制动盘6产生摩擦力矩，达到制动；

自锁机构11，所述自锁机构11固定在所述连接板13上，其包括制动盘定位孔14、圆柱15、储能装置，所述储能装置控制圆柱15进入或退出制动盘定位孔14。

所述制动装置包括顶柱8、推板4和摩擦片5；所述磁力装置包括线圈1、衔铁2、回位簧7和磁轭3；磁轭3固定所述连接板13上，其中心部位设置线圈1；所述衔铁2的中心与所述顶柱8的一端固定，所述顶柱8的另一端穿过所述磁轭3的中心孔与所述推板4固定；所述摩擦片5粘接在推板4的端面上。

所述储能装置由储能外套16、储能弹簧17和储能外套驱动装置构成，所述储能外套驱动装置驱动所述储能外套16轴向移动，储能弹簧17对圆柱15产生轴向力，使圆柱15弹入所述制动盘定位孔14，形成二次制动。

所述储能外套驱动装置包括直流电机、减速箱和齿条，所述直流电机通过所述减速箱驱动所述齿条，带动所述储能外套16运动，使所述圆柱15进入制动盘定位孔14中或从中退出。

所述传感器包括置入位置传感器和光电传感器。

所述制动装置设置GPRS接受器、ZIGBEE、蓝牙或光纤通讯电缆实现远程控制，接受远程的启停信号，实现抽油机的远程启停控制。

所述制动装置设置有储存模块，记录抽油机的启停次数，运行时间，指导维护。

所述制动装置采用单片机或嵌入式微处理器替代可编程控制器，实现所述制动装置的自动控制功能。

本发明的优点：

1、实现刹车装置就地的一键式操作；

2、实现刹车装置的远程操控；

3、实现刹车装置的智能控制，使抽油机停在最佳启动位置，达到节能和安全的目的。

附图说明

图1是本发明抽油机一键式智能制动装置结构示意图。

图中

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的抽油机一键式智能制动装置包括制动器、控制柜及传感器。利用传感器采集信号，传给控制柜，利用可编程控制器（PLC），通过编程来控制制动器，实现抽油机启停和控制抽油机停机位置。

所述的制动器包括减速机10、制动执行机构和自锁机构11；所述的减速机10包括减速机轴9、制动盘6、连接板固定柱12和连接板13，连接板13通过连接板固定柱12固定在减速机10的外壳上，制动盘6固定在减速机轴9的前端；制动执行机构和自锁机构11均固定在连接板13上；制动执行机构包括一套磁力装置和制动装置，制动力由该磁力装置产生，推动制动装置对制动盘6产生摩擦力矩，达到制动。所述制动装置包括顶柱8、推板4和摩擦片5；所述磁力装置包括线圈1、衔铁2、回位簧7和磁轭3，磁轭3固定连接板13上，中心部位设置线圈1，衔铁2的中心与所述顶柱8的一段固定，顶柱8的另一端穿过磁轭3的中心孔与推板4固定；摩擦片5粘接在推板4上。

自锁机构11包括制动盘定位孔14、圆柱15、储能装置18，所述储能装置18由储能外套16、储能弹簧17和储能外套驱动装置构成，储能外套驱动装置驱动储能外套16轴向移动，使储能弹簧17对圆柱15产生轴向力，使圆柱15弹入制动盘定位孔14，形成二次制动。

整个制动器的工作包括自动执行程序和手动执行程序：

进入自动执行程序，当手触摸到触摸屏停止位置时，通过PLC计算机编程，抽油机设备停止工作，同时制动盘6两侧磁体产生强磁，衔铁2通过强磁作用吸向磁体，通过衔铁2上固定的杠杆8把推板4和摩擦片5推向制动盘6，左右摩擦片5对制动盘6两个面形成正压力，通过摩擦片5对制动盘6的摩擦产生摩擦力矩，达到制动。然后，PLC自动进入滑移模式，此时，减速机10克服摩擦力矩使制动盘6慢慢转动，圆柱15在储能外套16里的储能弹簧17的轴向推力作用下，在对准制动盘定位孔14时，自动弹入制动盘定位孔14中，形成对制动盘6二次制动，起到安全作用。

进入手动执行程序，按下停机制动按钮，抽油机设备停止工作，按照上述方式使通过摩擦片对制动盘的摩擦产生摩擦力矩，达到制动。

然后，按下置入按钮，使制动盘6慢慢转动，使圆柱15弹入制动盘定位孔14中，形成对制动盘6二次制动。

若圆柱15顶在制动盘6的平面上，点按滑移按钮，使制动盘6慢慢转动使制动盘定位孔14对准圆柱15，圆柱15在储能外套16里的储能弹簧17作用下，自动弹入制动盘定位孔14中，形成对制动盘6的二次制动，起到安全作用。

圆柱15的动作是通过一套驱动装置实现，该装置包括直流电机、减速箱和齿条，所述直流电机带动微型减速箱，驱动齿条，带动储能外套16前行，圆柱15进入制动盘定位孔14中；制动和保险制动相互制约保护，形成安全自锁。

进入正常启动程序，必须先解除自锁，此时，直流电机带动微型减速箱，驱动齿条，带动储能外套16后退，使圆柱15退出制动盘定位孔14，然后，再解除电磁力，使摩擦片5回位，消除对制动盘6的制动，才能正常启动抽油机生产设备。

上述装置使制动和保险制动相互制约保护，形成安全自锁。只有按照先退出保险圆柱，再使摩擦片回位，才能正常启动抽油机生产设备。

在程序控制时，当抽油机停机时，点击控制柜触摸屏上的“停机按钮”，自动实现如下过程：读取停机位置传感器信号，达到制定位置后，主电机断开，同时制动器通电制动，保险机构销子置入，制动器自动改变电压，抽油机开始滑移，读取置入位置传感器，判断置入到位后，自动断开制动器。

当抽油机启动时，点击控制柜触摸屏上的“启动按钮”，自动实现如下过程：制动器通电制动，保险销退出，读取置入位置传感器，确认保险销已推出，松开制动器，启动抽油机电机，抽油机恢复工作。

远程控制：通过控制柜上安装的GPRS接受器，可以接受远程的启停信号，实现抽油机的远程启停控制。

历史数据：控制柜中有储存模块，可以记录抽油机的启停次数，运行时间等参数，指导维护。

可以采用单片机或嵌入式微处理器替代PLC，通过编程亦可实现本发明的自动控制功能；

可以采用光电传感器等替代位置传感器，亦可确定抽油机停机位置；

也可采用ZIGBEE、蓝牙、光纤、通讯电缆等实现远程控制；

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抽油机一键式智能制动装置，所述制动装置包括制动器、可编程控制器和传感器，所述传感器采集信号，传给可编程控制器通过编程来控制制动器，实现抽油机启停和控制抽油机停机位置，其特征在于，所述的制动器包括：

减速机（10），所述的减速机（10）包括减速机轴（9）、制动盘（6）、连接板固定柱（12）和连接板（13），所述连接板（13）通过连接板固定柱（12）固定在减速机（10）的外壳上，所述制动盘（6）固定在减速机轴（9）的前端；

制动执行机构，所述制动执行机构固定在所述连接板（13）上，其包括磁力装置和制动装置，所述制动装置由该磁力装置产生，推动所述制动装置对制动盘（6）产生摩擦力矩，达到制动；

自锁机构（11），所述自锁机构（11）固定在所述连接板（13）上，其包括制动盘定位孔（14）、圆柱（15）、储能装置（18），所述储能装置控制圆柱（15）进入或退出制动盘定位孔（14）。

2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置包括顶柱（8）、推板（4）和摩擦片（5）；所述磁力装置包括线圈（1）、衔铁（2）、回位簧（7）和磁轭（3）；所述磁轭（3）固定在所述连接板（13）上，其中心部位设置线圈（1）；所述衔铁（2）的中心与所述顶柱（8）的一端固定，所述顶柱（8）的另一端穿过所述磁轭（3）的中心孔与所述推板（4）固定；所述摩擦片（5）粘接在推板（4）的端面上。

3.根据权利要求2所述的制动装置，其特征在于，所述储能装置（18）由储能外套（16）、储能弹簧（17）和储能外套驱动装置构成，所述储能外套驱动装置驱动所述储能外套（16）轴向移动，储能弹簧（17）对圆柱（15）产生轴向力，使圆柱（15）弹入所述制动盘定位孔（14），形成二次制动。

4.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，所述储能外套驱动装置包括直流电机、减速箱和齿条，所述直流电机通过所述减速箱驱动所述齿条，带动所述储能外套（16）运动，使所述圆柱（15）进入制动盘定位孔（14）中或从中退出。

5.根据权利要求4所述的制动装置，其特征在于，所述传感器包括置入位置传感器和光电传感器。

6.根据权利要求5所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置设置GPRS接受器、ZIGBEE、蓝牙或光纤通讯电缆实现远程控制，接受远程的启停信号，实现抽油机的远程启停控制。

7.根据权利要求6所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置设置有储存模块，记录抽油机的启停次数，运行时间，指导维护。

8.根据权利要求7所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置采用单片机或嵌入式微处理器替代可编程控制器，实现所述制动装置的自动控制功能。