CN209041555U - 一种永磁直驱式机械密封驱动装置 - Google Patents

一种永磁直驱式机械密封驱动装置 Download PDF

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王维宝
辛世同
马玉权
郭聚良
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Abstract

本实用新型涉及一种永磁直驱式机械密封驱动装置,包括永磁变频电动机、底座组件和光杆;光杆贯穿永磁变频电动机的转子空心轴并与动力卡瓦,方卡瓦固定连接;光杆贯穿底座组件并延伸至底座组件的下方;永磁变频电动机上设有固定设置的防漏油套管,防漏油套管设置在转子空心轴与光杆之间,防漏油套管与转子空心轴之间设有动密封套总成;底座组件上设有防喷密封组件,具有高节能,高效率,使用寿命长,噪声小,维修方便,通过变频调整正反转,防倒转,具有制造成本低,维修方便,密封组件密封效果好、使用寿命长,油不会进入电机主轴内等优点。

Description

一种永磁直驱式机械密封驱动装置
技术领域
本实用新型涉及一种永磁直驱式机械密封驱动装置,属于石油机械装备技术领域。
背景技术
螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双、三和五螺杆泵。螺杆泵的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠;而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感,可输送高粘度介质。
螺杆泵是一种常用的采油装备。现有的螺杆泵运行时通过传动机构与电机传动连接,存在传动效率低,易损坏,维护成本高等缺陷。且从地下传送过来的油经过地面装置时易发生渗漏,严重者或可造成井喷。而且现有的螺杆泵没有制动装置,在停止或者驱动时会发生机械逆转,可能造成对螺杆泵地下装置的损坏,或减少其使用寿命。
现有的地面驱动多为带减速箱,皮带轮减速,结构复杂,维修不方便,需要周期性维护,为减速箱注油,更换传动皮带,由于带机械减速装置,占地面积大,而且制造成本高,效率低,存在以下缺陷:
1.当井下螺杆泵检修或意外发生停电,抽油杆弹性使螺杆泵反转,使抽油杆脱扣,存在一定安全隐患,传统防反转机械式棘轮棘爪应用广泛,由于棘爪外漏,高速旋转启动初始扭矩很大,启动冲击,可靠性差,设备易损坏。
2.目前多使用盘根进行密封,使用过程中盘根磨损快,因此盘根密封使用寿命较短,需要经常更换,减少泵采油效率,所以采取机械密封,提高效率。
3. 当螺杆泵的上部结构电机或传动系统需要维修时,拆下密封,由于停机底下还有压力,油会漏出,不方便维修。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足,提供一种永磁直驱式机械密封驱动装置,高节能,高效率,使用寿命长,噪声小,维修方便,通过变频调整正反转,防倒转,具有制造成本低,维修方便,密封组件密封效果好、使用寿命长,油不会进入主轴箱体等优点。
为解决以上问题,本实用新型采用的技术方案如下:
一种永磁直驱式机械密封驱动装置,包括上下固定设置的永磁变频电动机和管状的底座组件,还包括光杆;光杆贯穿永磁变频电动机的转子空心轴并通过连接组件与转子空心轴固定连接;光杆贯穿底座组件并延伸至底座组件的下方;永磁变频电动机上设有固定设置的防漏油套管,防漏油套管设置在转子空心轴与光杆之间,防漏油套管与转子空心轴之间设有动密封套总成;底座组件的中部设有防喷密封组件,防喷密封组件用于控制底座组件内部腔体的通断。
一种优化方案,所述底座组件上设有出油口,出油口位于底座组件的侧部,出油口位于防喷密封组件的下方。
一种优化方案,所述防喷密封组件包括水平安装在底座组件上的横管,横管的两端均设有压紧螺帽Ⅰ,压紧螺帽Ⅰ上安装有水平设置的调节螺栓;调节螺栓的端部固定有与横管内径相适配的夹紧顶套;转动两个调节螺栓,两夹紧顶套水平运动并能相向运动抱紧光杆将底座组件的内部腔体阻断。
一种优化方案,所述夹紧顶套的端部设有与光杆的外径相适配的半圆形的孔,夹紧顶套的中部设有橡胶夹板。
一种优化方案,所述夹紧顶套与横管间设有第一密封圈。
一种优化方案,所述光杆与转子空心轴通过主轴压帽、动力卡瓦、方卡瓦固定连接;主轴压帽的上端与动力卡瓦、方卡瓦、光杆固定连接,主轴压帽的下端套装在转子空心轴上,主轴压帽与转子空心轴之间通过平键连接。主轴压帽与转子空心轴之间还设有紧固螺栓。
一种优化方案,所述主轴压帽的上端设有安装室,光杆贯穿安装室;安装室内由下而上依次安装有压紧座、橡胶密封环、压紧座和压紧环,压紧环与主轴压帽通过螺纹固定连接。
一种优化方案,所述动密封套总成包括动密封套和压紧螺帽;转子空心轴的内部安装有所述动密封套,转子空心轴和动密封套间设有多个间隔设置的第三密封圈,第三密封圈安装在动密封套的外圆周的第三槽体内;防漏油套管的上端固定安装有管状的所述压紧螺帽,压紧螺帽设置在动密封套内侧的上部位置,防漏油套管与压紧螺帽间设有两个位间隔设置的第四密封圈,第四密封圈安装在压紧螺帽的内圆周的第四槽体内;压紧螺帽与动密封套间设有三个间隔设置的Y型密封圈;动密封套下部的内径与防漏油套管的外径相适配,动密封套与防漏油套管间设有两个间隔设置的骨架油封。
一种优化方案,所述转子空心轴和防漏油套管之间设有深沟球轴承。
一种优化方案,所述防漏油套管贯穿永磁变频电动机的转子空心轴,防漏油套管的下端固定有第一连接法兰,第一连接法兰通过紧固件固定安装在永磁变频电动机的下端;底座组件的上端设有第二连接法兰,第二连接法兰通过紧固件固定安装在永磁变频电动机的下端;其中第二连接法兰的直径大于第一连接法兰的直径,第二连接法兰的上端面上设有安装槽,安装槽的尺寸与第一连接法兰的尺寸相适配;防漏油套管的内腔与底座组件的内腔相连通;第一连接法兰设置在安装槽内,第一连接法兰与第二连接法兰间设有第五密封圈。
本实用新型采用以上技术方案,与现有技术相比,具有以下优点:
1. 永磁变频电动机与光杆直连,省掉了电机驱动系统的皮带和减速齿轮,具有结构简单,高节能,高效率,使用寿命长,噪声小,维修方便,通过变频调整正反转,防倒转,成本低。
2. 动密封套总成包括动密封套和压紧螺帽。动密封套和压紧螺帽间设置Y型密封圈,动密封套与防漏油套管间设置骨架油封,相对转动的平面间均采用了动密封结构,密封结构的使用寿命长;相对固定的平面间均采用了静密封,密封效果好,油不会进入主轴箱体。该密封结构具有使用寿命能长达两年,不用频繁更换,降低成本,提高工作效率,密封性更好,可以有效防止井液从光杆连接处渗漏。
3.螺杆泵装置的上部结构需要维修时,转动防喷密封组件的两个调节螺栓,两夹紧顶套水平运动并能相向运动将底座组件的内部腔体阻断。维修方便,可以防止维修时油喷出,提高维修效率,方便检查机器。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例中永磁直驱式机械密封驱动装置的结构示意图;
图2是图1的侧视图;
图3是图1中的A处放大图;
图4是图1中防喷密封组件的结构简图;
图5是图4的俯视图;
图6是图1中的B处放大图;
图中,1-永磁变频电动机,2-底座组件,3-光杆,4-转子空心轴,5-防漏油套管,6-防喷密封组件,7-出油口,8-横管,9-压紧螺帽Ⅰ,10-调节螺栓,11-夹紧顶套,12-橡胶夹板,13-第一密封圈,14-第一槽体,15-主轴压帽,16-紧固螺栓,17-第二密封圈,18-第二槽体,19-安装室,20-压紧座,21-橡胶密封环,22-压紧环,23-深沟球轴承,24-动密封套,25-第三密封圈,26-第三槽体,27-压紧螺帽,28-第四密封圈,29-第四槽体,30-Y型密封圈,31-骨架油封,32-动力卡瓦,33-方卡瓦,34-第一连接法兰,35-第二连接法兰,36-安装槽,37-第五密封圈,38-平键。
具体实施方式
实施例1,如图1和图2共同所示,一种永磁直驱式机械密封驱动装置,包括上下固定设置的永磁变频电动机1和管状的底座组件2,还包括光杆3。底座组件2安装在永磁变频电动机1下端的法兰上。光杆3贯穿永磁变频电动机1的转子空心轴4并通过连接组件与转子空心轴4固定连接。光杆3贯穿底座组件2并延伸至底座组件2的下方。永磁变频电动机1上设有固定设置的防漏油套管5,防漏油套管5设置在转子空心轴4与光杆3之间,防漏油套管5的上端与转子空心轴4之间设有动密封套总成。防漏油套管5贯穿永磁变频电动机1对的转子空心轴4,防漏油套管5的下端固定有第一连接法兰34,第一连接法兰34通过紧固件螺钉固定安装在永磁变频电动机1的下端。底座组件2的上端设有第二连接法兰35,第二连接法兰35通过紧固件螺钉固定安装在永磁变频电动机1的下端。其中第二连接法兰35的直径大于第一连接法兰34的直径,第二连接法兰35的上端面上设有安装槽36,安装槽36的尺寸与第一连接法兰34的尺寸相适配。防漏油套管5的内腔与底座组件2的内腔相连通。底座组件2的中部设有防喷密封组件6,防喷密封组件6用于控制底座组件2内部腔体的通断。
如图1、图2、图4和图5共同所示,底座组件2上设有出油口7,出油口7位于底座组件2的侧部,出油口7位于防喷密封组件6的下方。防喷密封组件6包括水平安装在底座组件2上的横管8,横管8的两端均设有压紧螺帽Ⅰ9,压紧螺帽Ⅰ9上安装有水平设置的调节螺栓10。调节螺栓10的端部固定有与横管8内径相适配的夹紧顶套11。转动两个调节螺栓10,两夹紧顶套11水平运动并能相向运动将底座组件2的内部腔体阻断。夹紧顶套11的端部设有与光杆3的外径相适配的半圆形的孔,夹紧顶套11的中部设有橡胶夹板12。夹紧顶套11与横管8间设有第一密封圈13。夹紧顶套11的外圆周上设有第一槽体14,第一密封圈13安装在第一槽体14内。
如图1、图2和图3共同所示,光杆3与转子空心轴4通过主轴压帽15、动力卡瓦32、方卡瓦33固定连接。主轴压帽15的上端与动力卡瓦32、光杆3固定连接,主轴压帽15的下端套装在转子空心轴4上,主轴压帽15与转子空心轴4之间通过平键38连接。主轴压帽15与转子空心轴4之间还设有紧固螺栓16。主轴压帽15与转子空心轴4之间设有两个间隔设置的第二密封圈17,转子空心轴4的外壁上加工有第二槽体18,第二密封圈17安装在第二槽体18内。主轴压帽15的上端设有安装室19,光杆3贯穿安装室19。安装室19内由下而上依次安装有压紧座20、橡胶密封环21、压紧座20和压紧环 22,压紧环 22与主轴压帽15通过螺纹固定了连接。
如图1、图2和图3共同所示,动密封套总成包括动密封套24和压紧螺帽27。转子空心轴4的内部安装有所述动密封套24,转子空心轴4和动密封套24间设有多个间隔设置的第三密封圈25,第三密封圈25安装在动密封套24的外圆周的第三槽体26内。防漏油套管5的上端固定安装有管状的压紧螺帽27,压紧螺帽27设置在动密封套24内侧的上部位置,防漏油套管5与压紧螺帽27间设有两个位间隔设置的第四密封圈28,第四密封圈28安装在压紧螺帽27的内圆周的第四槽体29内。压紧螺帽27与动密封套24间设有三个间隔设置的Y型密封圈30。动密封套24下部的内径与防漏油套管5的外径相适配,动密封套24与防漏油套管5间设有两个间隔设置的骨架油封31。转子空心轴4和防漏油套管5之间设有深沟球轴承23。
上述结构,通过动力卡瓦32和方卡瓦33将光杆3和主轴压帽15固定连接,主轴压帽15通过平键38和紧固螺栓16与转子空心轴4固定连接,使用时,防漏油套管5是固定不动的。电机启动工作时,转子空心轴4转动将带动光杆3转动。防漏油套管5的上端与转子空心轴4之间设有动密封套总成,动密封套总成能有效降低防漏油套管5与转子空心轴4之间因相对运动造成的磨损。
综上,该永磁直驱式机械密封驱动装置具有高节能,高效率,使用寿命长,噪声小,维修方便。安装在螺杆泵上使用时能有效保护螺杆泵,防止断杆、油井抽空等故障出现,且调速范围广。维修方便,密封使用时间长,密封更好。
最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于,包括上下固定设置的永磁变频电动机(1)和管状的底座组件(2),还包括光杆(3);光杆(3)贯穿永磁变频电动机(1)的转子空心轴(4)并通过连接组件与转子空心轴(4)固定连接;光杆(3)贯穿底座组件(2)并延伸至底座组件(2)的下方;
永磁变频电动机(1)上设有固定设置的防漏油套管(5),防漏油套管(5)设置在转子空心轴(4)与光杆(3)之间,防漏油套管(5)与转子空心轴(4)之间设有动密封套总成;
底座组件(2)的中部设有防喷密封组件(6),防喷密封组件(6)用于控制底座组件(2)内部腔体的通断。
2.如权利要求1所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述底座组件(2)上设有出油口(7),出油口(7)位于底座组件(2)的侧部,出油口(7)位于防喷密封组件(6)的下方。
3.如权利要求1所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述防喷密封组件(6)包括水平安装在底座组件(2)上的横管(8),横管(8)的两端均设有压紧螺帽Ⅰ(9),压紧螺帽Ⅰ(9)上安装有水平设置的调节螺栓(10);
调节螺栓(10)的端部固定有与横管(8)内径相适配的夹紧顶套(11);
转动两个调节螺栓(10),两夹紧顶套(11)水平运动并能相向运动抱紧光杆(3)将底座组件(2)的上下内部腔体阻断。
4.如权利要求3所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述夹紧顶套(11)的端部设有与光杆(3)的外径相适配的半圆形的孔,夹紧顶套(11)的中部设有橡胶夹板(12)。
5.如权利要求3所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述夹紧顶套(11)与横管(8)间设有第一密封圈(13)。
6.如权利要求1所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述光杆(3)与转子空心轴(4)通过主轴压帽(15)、动力卡瓦(32)、方卡瓦(33)固定连接;
主轴压帽(15)的上端与动力卡瓦(32)、方卡瓦(33)、光杆(3)固定连接,主轴压帽(15)的下端套装在转子空心轴(4)上,主轴压帽(15)与转子空心轴(4)之间通过平键(38)连接,主轴压帽(15)与转子空心轴(4)之间还设有紧固螺栓(16)。
7.如权利要求6所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述主轴压帽(15)的上端设有安装室(19),光杆(3)贯穿安装室(19);
安装室(19)内由下而上依次安装有压紧座(20)、橡胶密封环(21)、压紧座(20)和压紧环(22),压紧环(22)与主轴压帽(15)通过螺纹固定连接。
8.如权利要求6所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述动密封套总成包括动密封套(24)和压紧螺帽(27);
转子空心轴(4)的内部安装有所述动密封套(24),转子空心轴(4)和动密封套(24)间设有多个间隔设置的第三密封圈(25),第三密封圈(25)安装在动密封套(24)的外圆周的第三槽体(26)内;
防漏油套管(5)的上端固定安装有管状的所述压紧螺帽(27),压紧螺帽(27)设置在动密封套(24)内侧的上部位置,防漏油套管(5)与压紧螺帽(27)间设有两个位间隔设置的第四密封圈(28),第四密封圈(28)安装在压紧螺帽(27)的内圆周的第四槽体(29)内;
压紧螺帽(27)与动密封套(24)间设有三个间隔设置的Y型密封圈(30);
动密封套(24)下部的内径与防漏油套管(5)的外径相适配,动密封套(24)与防漏油套管(5)间设有两个间隔设置的骨架油封(31)。
9.如权利要求6所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述转子空心轴(4)和防漏油套管(5)之间设有深沟球轴承(23)。
10.如权利要求1所述的永磁直驱式机械密封驱动装置,其特征在于:所述防漏油套管(5)贯穿永磁变频电动机(1)的转子空心轴(4),防漏油套管(5)的下端固定有第一连接法兰(34),第一连接法兰(34)通过紧固件固定安装在永磁变频电动机(1)的下端;
底座组件(2)的上端设有第二连接法兰(35),第二连接法兰(35)通过紧固件固定安装在永磁变频电动机(1)的下端;其中第二连接法兰(35)的直径大于第一连接法兰(34)的直径,第二连接法兰(35)的上端面上设有安装槽(36),安装槽(36)的尺寸与第一连接法兰(34)的尺寸相适配;防漏油套管(5)的内腔与底座组件(2)的内腔相连通;
第一连接法兰(34)设置在安装槽(36)内,第一连接法兰(34)与第二连接法兰(35)间设有第五密封圈(37)。
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