CN202384255U - 高可靠性深井压力开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高可靠性深井压力开关，它包括筒体内的输入电极和输出电极；输入电极一端形成环槽，与筒体内壁螺纹连接的定位螺母套在环槽上，定位螺母的一端与输入电极抵紧，另一端与输入电极上的锁紧螺母抵紧；输入电极另一端设有接触孔，弹性接触头安装在轴心上并与输出电极保持接触，轴心另一端穿过筒体后固定在膜片弹簧上，膜片弹簧通过支撑盘固定在筒体上，在膜片弹簧和支撑盘之间形成密封的空腔；在轴心上套有绝缘螺母，绝缘螺母设于输出电极和膜片弹簧之间并与筒体间隙配合。本实用新型的压力开关可靠性好、安全性好，结构简单，安装也很方便。

Description

高可靠性深井压力开关

技术领域

本实用新型属于机电设备开关技术领域，具体介绍高可靠性深井压力开关。

背景技术

在进行深井钻探的过程中，钻杆筒体内的电子设备都需要配备相应的控制开关，以控制各个设备的运转。现有的控制开关通常是采用传统的电源开关或隔离开关，但是，由于钻井的直径非常小，而且在深井内充满了泥浆和碎石，并伴随着高温、高压和强烈的振动，在这种环境中，普通控制开关的安全性难以得到保障，很容易发生故障，在巨大的压力作用下难以持续稳定可靠的工作，导致使用寿命较短。同时，由于矿井深度很大，要想有效控制钻井内设备，控制开关的结构设计得也较为复杂，这进一步影响了开关工作时的稳定性，一旦出现故障将难以及时解决。目前市面上还没有一种专门用于深井钻探的压力开关，这也是本领域亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型的主要目的在于解决现有开关器件在深井中使用时可靠性差、安全性较低的问题，而提供一种能够在高温、高压、强震动环境下可靠工作的深井压力开关。

本实用新型的技术方案：高可靠性深井压力开关，包括筒体；其特征在于，在筒体内设置有输入电极和输出电极；输入电极一端的侧面内凹形成环槽，与筒体内壁螺纹连接的定位螺母套在输入电极的环槽上，定位螺母的一端与输入电极抵紧，定位螺母的另一端与连接在输入电极上的锁紧螺母抵紧；在输入电极的另一端设有用于连接弹性接触头的接触孔，所述弹性接触头安装在轴心的一端并与套在轴心上的输出电极保持接触，轴心的另一端穿过筒体后固定在膜片弹簧上，所述膜片弹簧通过支撑盘固定在筒体上，在支撑盘的端面设有凹槽，支撑盘上的凹槽在安装膜片弹簧后形成密封的空腔；在轴心上还套有绝缘螺母，所述绝缘螺母设于输出电极和膜片弹簧之间并与筒体间隙配合；膜片弹簧在受压时发生形变并向所述密封的空腔内凹陷，轴心在膜片弹簧带动下推动弹性接触头卡入接触孔内并使得输入电极和输出电极导通。

本实用新型中，输入电极、输出电极和弹性接触头均为导体，绝缘螺母和轴心由绝缘材料制成，弹性接触头具有一定的弹性并能在压力作用下卡入输入电极的接触孔内，这里绝缘螺母的作用在于将输出电极与膜片弹簧和筒体隔离开，避免短路。

本实用新型的压力开关工作时，借助深井内产生的高压，使膜片弹簧在高压的挤压作用下发生形变，向空腔内侧凹陷，这里空腔的深度在设计时要求能够满足膜片弹簧的形变量的需求；由于轴心是固定在膜片弹簧上，因此轴心将随着膜片弹簧的内凹向内侧移动，安装在轴心内侧端头上的弹性接触头被压入到输入电极的接触孔内，这样，输入电极通过弹性接触头与输出电极导通，相应的设备通电启动。

进一步的技术方案，在筒体的侧面设有圆形凹槽，所述支撑盘、膜片弹簧以及轴心均安装于筒体的圆形凹槽内。通过设置圆形凹槽，可以使得压力开关的各个部件均位于该凹槽内，这样能有效的避免压力开关与深井的井壁接触，保护开关不被损坏。

进一步的技术方案，所述膜片弹簧和支撑盘重叠且通过螺钉固定在筒体上，支撑盘与筒体和膜片弹簧之间均密封配合。支撑盘和膜片弹簧在安装时各个密封面均需进行紧密静密封处理，以防止深井中泥浆混入到筒体内，有利于提高设备可靠性。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、可靠性好：本实用新型的压力开关利用深井压力作为开关连接的动力，并采用具有弹性和复位功能的膜片弹簧结构来作为动力牵引，能够实现开关的自动启停，并且由于膜片弹簧和支撑盘良好的密封阻隔作用，使得压力开关能在较恶劣环境下正常、稳定工作。

2、安全性好：本实用新型中由于输入电极和输出电极之间是通过弹性接触头进行连接，而弹性接触头又是由膜片弹簧来控制连接或断开，因此电极之间的导通是与深井内压力相匹配的，即能够实现在达到压力值时电路自动导通，当压力减小后自动断电，从而提高了设备运行的安全性。

3、结构简单：本实用新型的压力开关由于可直接安装在钻杆内并随钻杆深入钻井，因此结构大大简化，采用的零部件更少，安装也更方便。

附图说明

图1为本实用新型高可靠性深井压力开关的外部结构图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图。

图中，1—筒体，2—输入电极，3—输出电极，4—环槽，5—定位螺母，6—锁紧螺母，7—弹性接触头，8—接触孔，9—轴心，10—膜片弹簧，11—支撑盘，12—空腔，13—绝缘螺母，14—螺钉，15—螺母，１６—垫圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2和图3所示，高可靠性深井压力开关，它包括设于筒体1内的输入电极2和输出电极3，这里筒体1是现有的钻杆筒体，通常为圆筒形状，可以为多节结构，在筒体1内安装有电机、检测仪等各种设备，本实用新型的压力开关也是安装在筒体1内。输入电极2为圆柱形并在筒体内沿轴向设置，输出电极3为块状，在安装时，输入电极2和输出电极3分别与电源线连接。输入电极2一端的侧面向内凹陷形成一个圆环形状的环槽4，输入电极2上环槽4所在一侧的直径要小于另一侧的直径，与筒体1内壁螺纹连接的定位螺母5套在输入电极2的环槽4上，定位螺母5的一端与输入电极2抵紧，定位螺母5的另一端与螺纹连接在输入电极2上的锁紧螺母6抵紧；这里定位螺母5的作用在于限制输入电极2向上端移动，锁紧螺母6的作用在于限制输入电极2向下移动，从而达到对输入电极2定位的目的。在输入电极2的另一端设有用于连接弹性接触头7的接触孔8，接触孔８横向设置，所述弹性接触头7安装在轴心9的一端并与套在轴心9上的输出电极3保持接触，轴心９为一根柱状的轴并采用绝缘材料制成，轴心9的另一端穿过筒体1后固定在膜片弹簧10上，所述膜片弹簧10通过支撑盘11固定在筒体1外壁上，在筒体1的侧面设有圆形凹槽，所述支撑盘11、膜片弹簧10以及轴心9均安装于筒体1的圆形凹槽内。在支撑盘11的端面设有凹槽，支撑盘上的凹槽在安装膜片弹簧10后形成密封的空腔12。本实用新型中，膜片弹簧10和支撑盘11均为圆盘形状并重叠，膜片弹簧10通过螺钉14固定在筒体1上，轴心9依次穿过膜片弹簧10和支撑盘11后由螺母１５紧固，为保护膜片弹簧１０，在膜片弹簧１０和螺母１５之间还设置有垫圈１６。为方便轴心滑动以及防止电路短路，在轴心9的中部还套有绝缘螺母13，所述绝缘螺母13设于输出电极3和膜片弹簧10之间并与筒体1间隙配合。膜片弹簧10在受压时发生形变并向所述密封的空腔12内凹陷，轴心9在膜片弹簧10带动下推动弹性接触头7卡入接触孔8内并使得输入电极2和输出电极3导通。

工作原理：参见图2和图3，当筒体1深入到深井中时，随着矿井深度的增加，井内的气体或泥水等对筒体表面的压力也增大，当位于筒体1表面的膜片弹簧10受到的压力足够大时，膜片弹簧10的中部将产生形变并向空腔12内凹陷，这时固定连接在膜片弹簧10上的轴心9被向内侧推动；由于绝缘螺母13的绝缘作用，轴心9在移动过程中安装在轴心上的输出电极3不会与筒体1接触从而具有较好的绝缘效果；在轴心9的推动下，弹性接触头7卡入到接触孔8内，这时输入电极2和输出电极3通过弹性接触头7导通，整个电路通电。

当筒体1工作完毕上升时，随着高度的上升井内压力减小，膜片弹簧10外侧受到的压力减小，膜片弹簧10将自动复位，即其中部变形部分向外侧移动到原来的位置，这时轴心9被带动向外拉出，弹性接触头7脱出接触孔8，输入电极2与输出电极3分离，电路中断，

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行的修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.高可靠性深井压力开关，包括筒体（1）；其特征在于，在筒体（1）内设置有输入电极（2）和输出电极（3）；输入电极（2）一端的侧面内凹形成环槽（4），与筒体（1）内壁螺纹连接的定位螺母（5）套在输入电极（2）的环槽（4）上，定位螺母（5）的一端与输入电极（2）抵紧，定位螺母（5）的另一端与连接在输入电极（2）上的锁紧螺母（6）抵紧；在输入电极（2）的另一端设有用于连接弹性接触头（7）的接触孔（8），所述弹性接触头（7）安装在轴心（9）的一端并与套在轴心（9）上的输出电极（3）保持接触，轴心（9）的另一端穿过筒体（1）后固定在膜片弹簧（10）上，所述膜片弹簧（10）通过支撑盘（11）固定在筒体（1）上，在支撑盘（11）的端面设有凹槽，支撑盘上的凹槽在安装膜片弹簧（10）后形成密封的空腔（12）；在轴心（9）上还套有绝缘螺母（13），所述绝缘螺母（13）设于输出电极（3）和膜片弹簧（10）之间并与筒体（1）间隙配合；膜片弹簧（10）在受压时发生形变并向所述密封的空腔（12）内凹陷，轴心（9）在膜片弹簧（10）带动下推动弹性接触头（7）卡入接触孔（8）内并使得输入电极（2）和输出电极（3）导通。

2.根据权利要求1所述的高可靠性深井压力开关，其特征在于，在筒体（1）的侧面设有圆形凹槽，所述支撑盘（11）、膜片弹簧（10）以及轴心（9）均安装于筒体（1）的圆形凹槽内。

3.根据权利要求1所述的高可靠性深井压力开关，其特征在于，所述膜片弹簧（10）和支撑盘（11）重叠且通过螺钉（14）固定在筒体（1）上。 

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