CN202500735U - 全自动乳化液压裂施工设备及该设备中使用的乳化液泵组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及全自动乳化液压裂施工设备，包括用于容纳乳化液的箱体和乳化液泵组，乳化液泵组包括防爆变频电机及与防爆变频电机的传动连接的乳化液泵，乳化液泵的乳化液输入口通过第一管路与箱体连通，乳化液泵组还包括变频控制系统和与乳化液泵连通的乳化液输出管路，变频控制系统包括控制电路及由控制电路控制连接的变频器，变频器的信号输出端与防爆变频电机控制连接，乳化液输出管路中设有流量传感器和压力传感器，流量传感器和压力传感器的信号输出端与变频控制系统中控制电路的信号输入端连接。本实用新型根据流量传感器和压力传感器实时测得的数据而由变频器调整电机的转速，从而实现对设备的自动控制及流量压力的无级调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种全自动乳化液压裂施工设备及该设备中使用的乳化液泵组。
背景技术
目前，在煤层开采过程中需要向液压装置中注入乳化液，为工作面提供液压动力，用于煤层高档普采工作面、中厚综采工作面等作业，在向液压装置内注入液体时需要使用乳化液泵进行作业，但是现有的乳化液泵普遍存在如下缺陷：操作人员必须在井下采用手工近距离操作，无法保证操作人员安全，并且，现有的乳化液泵组不能根据实际生产工况实时、快速地实现对设备的自动操作和流量压力的无级调节。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种乳化液泵组，以解决现有技术中的乳化液泵组不能根据实际生产工况实时的实现对设备的自动操作和流量压力的无极调节。本实用新型的目的还在于提供一种使用该乳化液泵组的全自动乳化液压裂施工设备。
为了解决上述问题，本实用新型中乳化液泵组的技术方案为：
乳化液泵组，包括防爆变频电机及通过传动机构与所述防爆变频电机的动力输出端传动连接的乳化液泵，所述的乳化液泵组还包括变频控制系统和与所述乳化液泵的乳化液输出口连通的乳化液输出管路，所述变频控制系统包括控制电路及由控制电路控制连接的变频器，所述的变频器的信号输出端与所述防爆变频电机控制连接，所述的乳化液输出管路中设有流量传感器和压力传感器，所述流量传感器和压力传感器的信号输出端与变频控制系统中控制电路的信号输入端连接。
所述的传动机构包括设置于所述防爆变频电机与所述的乳化液泵之间的轮胎式联轴器，所述防爆变频电机的动力输出端与所述轮胎式联轴器的输入端传动连接，所述轮胎式联轴器的输出端与所述的乳化液泵传动连接。
所述变频器的调节频率范围为5~100赫兹。
所述的防爆变频电机和乳化液泵通过螺栓固定在底座上。
本实用新型中全自动乳化液压裂施工设备的技术方案为：
全自动乳化液压裂施工设备，包括用于容纳乳化液的箱体和乳化液泵组，所述的乳化液泵组包括防爆变频电机及通过传动机构与所述防爆变频电机的动力输出端传动连接的乳化液泵，所述乳化液泵的乳化液输入口通过第一管路与所述箱体连通，所述的乳化液泵组还包括变频控制系统和与所述乳化液泵的乳化液输出口连通的乳化液输出管路，所述变频控制系统包括控制电路及由控制电路控制连接的变频器，所述的变频器的信号输出端与所述防爆变频电机控制连接，所述的乳化液输出管路中设有流量传感器和压力传感器，所述流量传感器和压力传感器的信号输出端与变频控制系统中控制电路的信号输入端连接。
所述乳化液泵的乳化液输出口旁设有通过第二管路与所述箱体连通的泄压阀。
所述的传动机构包括设置于所述防爆变频电机与所述的乳化液泵之间的轮胎式联轴器，所述防爆变频电机的动力输出端与所述轮胎式联轴器的输入端传动连接，所述轮胎式联轴器的输出端与所述的乳化液泵传动连接。
所述变频器的调节频率范围为5~100赫兹。
所述的防爆变频电机和乳化液泵通过螺栓固定在底座上。
本实用新型的有益效果为：乳化液泵组在使用时，防爆变频电机和乳化液泵设置在井下，变频控制系统设置在井上或者距离施工地点比较远的安全地带，由流量传感器和压力传感器将所测得的反馈信号输入控制电路中，再由变频器根据反馈信号对防爆变频电机的输出转速进行无级调节，当乳化液输出管路输出负载要求高压力小流量时，变频控制系统通过控制电路对变频电机进行恒转矩调节，此时调低电机转速，减小系统流量；当乳化液输出管路输出负载要求大流量低压力时，变频控制系统通过控制电路对防爆变频电机进行恒功率调节，此时调高电机转速，增大系统流量。本实用新型结构简单，使用方便。根据流量传感器和压力传感器实时测得的数据而由变频器调整电机的转速，从而实现对设备的自动控制及流量、压力的无级调节。作为信号采集部分的传感器、信号处理部分的变频控制系统、及信号执行部分的防爆电机和乳化液泵构成一个闭环控制回路，根据实际工况实时、快速的实现整个乳化液泵组的自动调节。并且本实用新型还能避免工作人员近距离的井下作业，避免出现人身伤害事故发生。
附图说明
图1是本实用新型全自动乳化液压裂施工设备实施例的结构示意图，同时也是本实用新型中乳化液泵组实施例的使用状态图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
全自动乳化液压裂施工设备的实施例如图1~2所示：包括用于容纳乳化液的箱体8和乳化液泵组，所述的乳化液泵组包括底座7，在底座7上通过螺栓固定有防爆变频电机1、轮胎式联轴器3及乳化液泵5，防爆变频电机1的动力输出端通过传动机构与乳化液泵5传动连接，传动机构包括沿动力传递方向依次设置的第一联轴器2、轮胎式联轴器3和第二联轴器4，防爆变频电机1的动力输出端与第一联轴器2传动连接，第一联轴器2与轮胎式联轴器3的输入端传动连接，轮胎式联轴器3的输出端通过第二联轴器4与乳化液泵5传动连接，乳化液泵5的乳化液输入口通过第一管路与箱体8连通，乳化液泵5的乳化液输出口附近设有通过第二管路与箱体8连通的泄压阀，乳化液泵5的乳化液输出口连接有通往压裂工作面的用于输出乳化液的乳化液输出管路6，在乳化液输出管路6中安装有流量传感器10和压力传感器11，乳化液泵组还包括变频控制系统系统9，变频控制系统9包括控制电路和由控制电路控制连接的变频器，流量传感器10和压力传感器11的信号输出端与变频控制系统9中控制电路的信号输入端连接，变频控制系统的变频器的信号输出端与防爆变频电机1控制连接，变频器的调节频率为范围5-100赫兹，由流量传感器10、压力传感器11、变频控制系统9、防爆变频电机1及乳化液泵5构成闭环控制回路。乳化液泵在使用过程中，传动过程中相应传动轴之间有很大的相对位移，轮胎式联轴器3能够补偿相应传动轴之间的相对位移，结构简单、不需润滑拆卸和安装都很方便。
本实用新型使用时由压力传感器11及流量传感器10采集到的信号经控制电路反馈给变频控制系统9中的控制电路，变频器根据输入的实时工况信号经控制电路向防爆变频电机1输出控制信号，改变电机转速，使得变频电机的输出转速满足工况要求，如果不满足，通过流量传感器10及压力传感器11新采集到的反馈信号，重新调整防爆变频电机1的转速，直至防爆变频电机1的输出满足工况实际要求。
具体实施时，当乳化液输出管路6输出负载要求高压力小流量时，变频器通过控制电路对防爆变频电机1进行50-5赫兹的恒转矩调节，此时调低防爆变频电机1的转速，减小系统流量；当乳化液输出管路6输出负载要求大流量低压力时，变频器通过控制电路对防爆变频电机1进行50-100赫兹的恒功率调节，此时调高防爆变频电机1的转速，增大系统流量；当系统即需要高压力又需要大流量时，变频器以50赫兹工频输出，防爆变频电机1输出工频转速，系统输出最高压力的最大流量。
本实用新型常用于煤层气开采中压裂施工，煤矿井下煤层注水，本实用新型还可用于工业中高压清洗领域，其全自动变频控制系统安全可靠，且可以实现高压清洗时所需清洗液流量压力的无级调节。
乳化液泵组的实施例如图1~2所示：乳化液泵组的具体结构如全自动乳化液压裂施工设备中所述的乳化液泵组，在此不再详细描述。
Claims (9)
1.乳化液泵组，其特征在于：包括防爆变频电机及通过传动机构与所述防爆变频电机的动力输出端传动连接的乳化液泵，所述的乳化液泵组还包括变频控制系统和与所述乳化液泵的乳化液输出口连通的乳化液输出管路，所述变频控制系统包括控制电路及由控制电路控制连接的变频器，所述的变频器的信号输出端与所述防爆变频电机控制连接，所述的乳化液输出管路中设有流量传感器和压力传感器，所述流量传感器和压力传感器的信号输出端与变频控制系统中控制电路的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的乳化液泵组，其特征在于：所述的传动机构包括设置于所述防爆变频电机与所述的乳化液泵之间的轮胎式联轴器，所述防爆变频电机的动力输出端与所述轮胎式联轴器的输入端传动连接，所述轮胎式联轴器的输出端与所述的乳化液泵传动连接。
3.根据权利要求1所述的乳化液泵组，其特征在于：所述变频器的调节频率范围为5~100赫兹。
4.根据权利要求1~3任意一项所述 的乳化液泵组，其特征在于：所述的防爆变频电机和乳化液泵通过螺栓固定在底座上。
5.全自动乳化液压裂施工设备，其特征在于：包括用于容纳乳化液的箱体和乳化液泵组，所述的乳化液泵组包括防爆变频电机及通过传动机构与所述防爆变频电机的动力输出端传动连接的乳化液泵，所述乳化液泵的乳化液输入口通过第一管路与所述箱体连通，所述的乳化液泵组还包括变频控制系统和与所述乳化液泵的乳化液输出口连通的乳化液输出管路，所述变频控制系统包括控制电路及由控制电路控制连接的变频器，所述的变频器的信号输出端与所述防爆变频电机控制连接，所述的乳化液输出管路中设有流量传感器和压力传感器，所述流量传感器和压力传感器的信号输出端与变频控制系统中控制电路的信号输入端连接。
6.根据权利要求5所述的全自动乳化液压裂施工设备，其特征在于：所述乳化液泵的乳化液输出口旁设有通过第二管路与所述箱体连通的泄压阀。
7.根据权利要求6所述的全自动乳化液压裂施工设备，其特征在于：所述的传动机构包括设置于所述防爆变频电机与所述的乳化液泵之间的轮胎式联轴器，所述防爆变频电机的动力输出端与所述轮胎式联轴器的输入端传动连接，所述轮胎式联轴器的输出端与所述的乳化液泵传动连接。
8.根据权利要求6所述的全自动乳化液压裂施工设备，其特征在于：所述变频器的调节频率范围为5~100赫兹。
9.根据权利要求6~8任意一项所述的全自动乳化液压裂施工设备，其特征在于：所述的防爆变频电机和乳化液泵通过螺栓固定在底座上。
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