CN107676630B - 一种数控直线往复气液增压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数控直线往复气液增压装置，包括底座、电机、齿轮轴和两个平行设置的双作用增压组件；双作用增压组件包括依次同轴设置在底座上的第一固定座、第二固定座和第三固定座，第一固定座、第二固定座之间水平设置有两个增压缸，水平设置的导向轴两端分别与第一固定座、第三固定座连接，导向轴上滑动设置有底侧设有齿条的滑动缸，第二固定座与第三固定座之间竖直设置有一连接板，滑动缸以及两个增压缸的活塞杆均一端与连接板连接；电机能够驱动齿轮轴转动，滑动缸通过齿条与齿轮轴啮合。本发明数控直线往复气液增压装置能够保证介质的快速输送，且结构简单、体积小、运行平稳、能耗低、泵效高、寿命长。

Description

一种数控直线往复气液增压装置

技术领域

本发明涉及气液增压输送技术领域，特别是涉及一种数控直线往复气液增压装置。

背景技术

在油田生产过程中，需要将油、气、水等介质抽吸、倒池、提升、增压输送，在这个过程中，一般采用柱塞式增压泵来完成。但现有柱塞式增压泵主要由液力端、动力端、原动机、减速机构、吸排管汇、控制柜等构成，体积庞大，结构复杂，流量低，自吸能力差，油、气、水不能混输，能耗高。

发明内容

本发明的目的是提供一种数控直线往复气液增压装置，以解决上述现有技术存在的问题，使气液增压装置的结构简单、自吸能力强、能耗低，并使油、气、水能够混和输送。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种数控直线往复气液增压装置，包括底座、电机、齿轮轴和两个平行设置的双作用增压组件；所述双作用增压组件包括依次同轴设置在所述底座上的第一固定座、第二固定座和第三固定座，所述第一固定座、所述第二固定座之间水平设置有两个增压缸，水平设置的导向轴两端分别与所述第一固定座、所述第三固定座连接，所述导向轴上滑动设置有底侧设有齿条的滑动缸，所述第二固定座与第三固定座之间竖直设置有一连接板，所述滑动缸以及两个所述增压缸的活塞杆均一端与连接板连接；所述电机能够驱动所述齿轮轴转动，所述滑动缸通过所述齿条与所述齿轮轴啮合。

优选地，还包括设置在所述第一固定座上且与所述增压缸连接的润滑油仓密封一体函，所述润滑油仓密封一体函一侧设置有一个单向阀，所述润滑油仓密封一体函中的润滑油在压力的作用下能够通过所述单向阀进入所述增压缸。

优选地，所述滑动缸的两端均设置有导向套和密封函，所述滑动缸的内中部为润滑油腔、上部为滑道，所述滑道与设置在所述导向轴上的导向轮滑动配合；所述密封函与所述滑动缸丝扣配合，所述导向轴穿设于所述滑动缸内部。

优选地，所述连接板对应所述导向轴设置有通孔，所述第二固定座对应所述滑动缸设置有通孔。

优选地，还包括与所述增压缸连接的进气管汇和排气管汇，所述进气管汇通过型管汇单流阀与油井进气管连通，所述排气管汇通过/>型管汇汇入排气管，所述排气管上安装有流量计、压力表和安全阀，所述排气管异于所述排气管汇的一端与井口输油气管线连通。

优选地，两个所述增压缸以及所述导向轴两两互相平行；所述电机为伺服电机。

优选地，还包括动力减速机构，所述动力减速机构为角减速箱，所述伺服电机的输出轴与所述角减速箱的输入端联接，所述角减速箱的输出端与所述齿轮轴联接。

优选地，还包括控制系统，所述控制系统包括控制柜、PLC控制器以及分别与所述PLC控制器电连接的伺服电机驱动器、可编程触摸屏、变压器、直流稳压器、第一电磁感应传感器、第二电磁感应传感器和压力变送器，所述伺服电机控制器与所述伺服电机电连接，所述压力变送器设置在所述进气管汇上。

优选地，所述PLC控制器、伺服电机驱动器、变压器、直流稳压器设置在所述控制柜内部，所述可编程触摸屏设置在所述控制柜外壁上。

优选地，所述第一电磁感应传感器和第二电磁感应传感器固设于所述底座上，均间隔设置在所述伺服电机的一侧。

优选地，所述控制系统中还设置有电源开关和线排。

本发明数控直线往复气液增压装置与现有技术相比取得了以下技术效果：

本发明数控直线往复气液增压装置采用了双作用气缸组件替代传统的柱塞增压泵的液力端，保证了介质的快速输送；采用数控系统控制伺服电机的运转，而角减速箱、齿轮轴与齿条一体缸相啮合的传动机构，替代了传统的电动机、皮带轮、曲轴、连杆、十字头、90度转向传动机构，结构简单，且工作效率高；压力变送器的存在能够实现随进气流量的大小调节冲程冲次的快慢以及流量压力的高低，实现了增压装置的自动启停，减少了能量损耗。综上所述，本发明数控直线往复气液增压装置结构简单、体积小、运行平稳、能耗低、泵效高、寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明数控直线往复增压装置一种角度的结构示意图；

图2为本发明数控直线往复增压装置另一种角度的结构示意图；

图3为本发明数控直线往复增压装置控制系统的结构示意图；

其中，1-底座、2-第一固定座、3-第一排气管汇、4-第一进气管汇、5-角减速箱、6-第二固定座、7-第三固定座、8-第六固定座、9-齿条滑动导轨副、10-伺服电机、11-第五固定座、12-双作用增压组件、13-动力减速机构、14-第二进气管汇、15-第二排气管汇、16-排气阀组、17-第四固定座、18-气缸润滑系统、19-控制柜，20-气缸密封函、21-活塞杆、22-导向轴锁母、23-活塞杆锁母、24-导向轴、25-导向轴组件、26-连接板、27-第一滑动套、28-排口单流阀、29-上双作用增压缸、30-注油孔、31-第二滑动套、32-油箱单流阀、33-气缸法兰、34-补油孔、35-润滑油泵、36-滑动缸、37-润滑油仓密封一体函、38-进口单流阀、39-压力变送器、40-下双作用增压缸、41-齿轮轴、42-流量计、43-压力表、44-安全阀、45-伺服电机驱动器、46-直流稳压器、47-PLC控制器、48-电源开关、49-正点、50-复位、51-电源指示、52-第一电磁感应传感器、53-第二电磁感应传感器、54-急停按钮、55-启动、56-反点、57-可编程触摸屏、58-变压器、59-线排、60-电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种数控直线往复气液增压装置，以解决现有技术存在的问题，使气液增压装置的结构简单、自吸能力强、能耗低，并使油、气、水能够混和运输。

本发明提供一种数控直线往复气液增压装置，包括底座、电机、齿轮轴和两个平行设置的双作用增压组件；所述双作用增压组件包括依次同轴设置在所述底座上的第一固定座、第二固定座和第三固定座，所述第一固定座、所述第二固定座之间水平设置有两个增压缸，水平设置的导向轴两端分别与所述第一固定座、所述第三固定座连接，所述导向轴上滑动设置有底侧设有齿条的滑动缸，所述第二固定座与第三固定座之间竖直设置有一连接板，所述滑动缸以及两个所述增压缸的活塞杆均一端与连接板连接；所述电机能够驱动所述齿轮轴转动，所述滑动缸通过所述齿条与所述齿轮轴啮合。

本发明数控直线往复气液增压装置采用了双作用气缸组件替代传统的柱塞增压泵的液力端，保证了介质的快速输送，结构简单、体积小、运行平稳、能耗低、泵效高、寿命长。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本实施例数控直线往复气液增压装置包括底座1、伺服电机10、齿轮轴41、动力减速机构13、控制系统和两个平行设置的双作用增压组件12。

参照图1，一个双作用增压组件12包括依次同轴设置在底座1上的第一固定座2、第二固定座6和第三固定座7，第一固定座2、第二固定座6之间水平设置有两个增压缸，水平设置的导向轴24两端分别与第一固定座2、第三固定座7连接，导向轴24上滑动设置有底侧设有齿条的滑动缸36，第二固定座6与第三固定座7之间竖直设置有一连接板26，滑动缸36以及两个增压缸的活塞杆21均一端与连接板26连接；电机能够驱动齿轮轴41转动，滑动缸36通过齿条与齿轮轴41啮合。另一个双作用增压组件12与上述增压组件的结构基本相同，不同的只是其中的三个固定座在本实施例中为第四固定座17、第五固定座11和第六固定座8，第四固定座17、第五固定座11和第六固定座8依次同轴设置在底座1上，两个双作用增压组件12平行间隔设置。

具体地，第一固定座2、第四固定座17呈⊥型，下板钻由四个螺丝孔，立板开有三个通孔，通过螺丝固定在底座1左侧；第二固定座6、第五固定座11呈⊥型，由上孔座、中孔座、下孔座构成，上下孔座为卡箍结构螺栓固定，上孔座和下孔座用于固定双作用增压缸，通过螺栓固定在底座1的中部。第三固定座7、第六固定座8呈⊥型，在立板上开有一个孔，通过螺栓固定在底座1右侧。双作用增压缸由气缸、活塞杆21、活塞头、气缸密封函20、活塞杆螺母22、气缸法兰33所组成，活塞头丝扣套装在活塞杆21端部，用锁母背紧后套装于气缸内，气缸密封函20的丝扣配合安装在气缸的右侧端部，与活塞杆21相配合，用润滑油仓密封一体函37丝扣连接安装在气缸左侧，与气缸法兰33相配合。组装好的四个双作用增压缸分别套装在第一固定座2、第四固定座17、第二固定座6、第五固定座11的上下通孔内，法兰螺丝拧紧。

参照图2，齿条滑动导轨副9由滑动缸36、两端的第一滑动套27、第二滑动套31、导向轴24组成，导向轴24穿设于滑动缸36内，一端设有第一滑动套27、另一端设有第二滑动套31，用通孔调节螺母背紧，一个导向轴24的两端安装在第一固定座2、第三固定座7中部通孔内，另一个导向轴24的两端安装在第四固定座17、第六固定座8中部通孔内，两个导向轴24的两端均设置有导向轴螺母21。

在本实施例中，导向轴组件25包括导向轴24、导向轮和锁母，导向轴24上设有导向轮，导向轮与滑动缸36上的上滑道相配合，将双导向轮套装于导向轴24上，导向轴24穿过第二固定座6、第五固定座11的中孔，用锁母锁死，并安装在第二固定座6、第五固定座11通孔的上部，以方便滑动缸36能够通过第二固定座6和第五固定座11；工作状态下，齿条滑动导轨副9中的滑动缸36具有长行程、慢冲次的特点。

连接板26上设置有上中下三个孔，中孔用于穿过导向轴24，连接板26与滑动缸36法兰连接，上下孔分别套装于上下气缸活塞杆21端部，并且用螺母锁紧；齿轮轴41中的齿轮套装在齿轮轴41的端部且键连接，齿轮与滑动缸36底部的齿条相啮合。

第一进气管汇4、第二进气管汇14分别安装在上双作用增压缸29、下双作用增压缸40左右两端的水平方向，左右两端上下连通，并与型管汇进口单流阀38连接，压力变送器39安装在进气管直管段进口单流阀38的下部，并与控制柜19开关电连接，进气直管段通过底座1的边缘与油井进气管相连接。第一排气管汇3、第二排气管汇15及排气阀组16分别安装在上双作用增压缸29和下双作用增压缸40左右两端的水平方向，垂直于进气管布置。第一排气管汇3、第二排气管汇15以及排口单流阀28分别安装在上双作用增压缸29、下双作用增压缸40的顶部，左右两侧上下连通，并与/>型管汇连接，汇入排气管，排气管延伸管段折向固定在底座1中部，在排气管延伸管段上安装流量计42、压力表43、安全阀44，延伸至出口处，与井口输油气管线相连接。

润滑油仓密封一体函37为空心法兰式，丝扣一端与气缸端部密封连接，法兰与第一固定座2、第四固定座17的止口螺栓连接，润滑油仓密封一体函37的侧面连接有润滑油管，润滑油管的中部连接有润滑油泵35，润滑油仓密封一体函37的设置还能够方便快捷更换密封圈、清理增压缸内杂物；增压缸一端设置有补油孔34。气缸润滑系统18由上下润滑油箱、油箱单流阀32、润滑油管、润滑油泵35所构成，上下润滑油箱单流阀32分别安装在上下润滑油箱的端部，上下润滑油箱，通过第一固定座2与气缸法兰33相连接，上下润滑油箱通过润滑油管连接，在润滑油管的中部安装润滑油泵35，加压后，使上下油箱内的润滑油通过油箱单流阀32进入气缸内，达到润滑的目的，在滑动缸36的中部设置注油孔30，以方便定期注油。

在本实施例中动力减速机构13为角减速箱5，角减速箱5输出孔内由齿轮轴41、齿轮构成，齿轮可单向安装或双向安装在齿轮轴41上，齿轮单向安装可实现增压缸单列两缸安装，齿轮双向安装可实现增压缸双列四缸安装，通过齿轮与齿条滑动导轨副9的齿条相啮合，实现直线往复运动。伺服电机10的输出轴与角减速箱5的输入端键连接，并安装在底座1的中部，位于两个增压缸组件之间。

参照图3，控制系统包括控制柜19、PLC控制器47以及分别与PLC控制器47电连接的伺服电机驱动器45、可编程触摸屏57、变压器58、直流稳压器46、第一电磁感应传感器52、第二电磁感应传感器53和压力变送器39，伺服电机10控制器与伺服电机10电连接，压力变送器39设置在进气管汇上；控制柜19安装在底座1的中后部，用螺栓固定在底座1上；PLC控制器47、伺服电机驱动器45、变压器58、直流稳压器46设置在控制柜19内部，可编程触摸屏57设置在控制柜19外壁上；第一电磁感应传感器52和第二电磁感应传感器53固设于底座1上，均间隔设置在伺服电机10的一侧；控制系统中还设置有电源开关48、线排59以及控制按钮，在本实施例中控制按钮包括正点49、复位50、电源60指示51、启动55、反点56和急停按钮54。

本实施例数控直线往复气液增压装置使用过程如下，首先打开电源开关48，通过可编程触摸屏57设定伺服电机10工作运转所需参数，然后按下启动55按钮，控制系统按照设定程序开始运行工作，控制系统控制伺服电机10运转，伺服电机10通过角减速箱5改变旋转方向，并驱动齿轮轴41旋转，齿轮轴41上的齿轮与滑动缸36的齿条相啮合，从而驱动两个滑动缸36分别沿对应的导向轴24做直线往复运动，往复运动的滑动缸36通过连接板26带动上下活塞杆21做直线运动，使增压缸内的气体吸入压缩排出。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具存特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种数控直线往复气液增压装置，其特征在于：包括底座、电机、齿轮轴和两个平行设置的双作用增压组件；所述双作用增压组件包括依次同轴设置在所述底座上的第一固定座、第二固定座和第三固定座，所述第一固定座、所述第二固定座之间水平设置有两个增压缸，水平设置的导向轴两端分别与所述第一固定座、所述第三固定座连接，所述导向轴上滑动设置有底侧设有齿条的滑动缸，所述第二固定座与第三固定座之间竖直设置有一连接板，所述滑动缸以及两个所述增压缸的活塞杆均一端与连接板连接；所述电机能够驱动所述齿轮轴转动，所述滑动缸通过所述齿条与所述齿轮轴啮合；还包括设置在所述第一固定座上且与所述增压缸连接的润滑油仓密封一体函，所述润滑油仓密封一体函一侧设置有一个单向阀，所述润滑油仓密封一体函中的润滑油在压力的作用下能够通过所述单向阀进入所述增压缸；所述滑动缸的两端均设置有导向套和密封函，所述滑动缸的内中部为润滑油腔、上部为滑道，所述滑道与设置在所述导向轴上的导向轮滑动配合；所述密封函与所述滑动缸丝扣配合，所述导向轴穿设于所述滑动缸内部。

2.根据权利要求1所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：所述连接板对应所述导向轴设置有通孔，所述第二固定座对应所述滑动缸设置有通孔。

3.根据权利要求2所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：还包括与所述增压缸连接的进气管汇和排气管汇，所述进气管汇与油井进气管连通，所述排气管汇汇入排气管，所述排气管上安装有流量计、压力表和安全阀，所述排气管异于所述排气管汇的一端与井口输油气管线连通。

4.根据权利要求3所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：两个所述增压缸以及所述导向轴两两互相平行；所述电机为伺服电机。

5.根据权利要求4所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：还包括动力减速机构，所述动力减速机构为角减速箱，所述伺服电机的输出轴与所述角减速箱的输入端联接，所述角减速箱的输出端与所述齿轮轴联接。

6.根据权利要求5所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括控制柜、PLC控制器以及分别与所述PLC控制器电连接的伺服电机驱动器、可编程触摸屏、变压器、直流稳压器、第一电磁感应传感器、第二电磁感应传感器和压力变送器，所述伺服电机控制器与所述伺服电机电连接，所述压力变送器设置在所述进气管汇上。

7.根据权利要求6所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：所述PLC控制器、伺服电机驱动器、变压器、直流稳压器设置在所述控制柜内部，所述可编程触摸屏设置在所述控制柜外壁上。

8.根据权利要求6或7所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：所述第一电磁感应传感器和第二电磁感应传感器固设于所述的第二固定座和第三固定座的上部，且均间隔设置在所述伺服电机的一侧。

9.根据权利要求8所述的数控直线往复气液增压装置，其特征在于：所述控制系统中还设置有电源开关和线排。