CN212803560U - 压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，当需要更换凡尔体时，此时在滑动驱动机构的作用下，与驱动装置连接的主动齿轮移动到从动齿轮位置而与从动齿轮啮合，然后在驱动装置的作用下，主动齿轮转动带动从动齿轮转动，而从动齿轮的转动可以进一步带动压裂车上发动机输出轴的转动，最后使得高压柱塞泵伸缩一端长度，使柱塞泵头部前进或后退，便于对压裂车柱塞泵进行检修维护；通过行程开关检测电动电缸的行程，并将距离值发送至控制器，控制器将该距离值与预设值比较，从而判断主动齿轮是否与从动齿轮齐平，并通过转盘电机转动一定夹角，反复对齿直至主动齿轮与从动齿轮啮合，进而便于控制整个机械的运行。

Description

压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构

技术领域

本实用新型涉及柱塞泵维护技术领域，尤其涉及压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构。

背景技术

压裂车在作业过程中，柱塞泵因往复运动过程中柱塞头部磨损，需对零部件凡尔体进行更换维护。在发生故障时，传统的方法都是利用人工利用撬棍将柱塞泵的两端分离，进而来进行检查维护，因此作业方式费时费力。

现有电动盘泵装置，其包括从动齿轮和主动齿轮，如图1所示，从动齿轮与压裂车柱塞泵减速器的输入轴轴连接，且从动齿轮选择性的与主动齿轮啮合连接。在发生故障时，驱动主动齿轮转动带动从动齿轮转动，进而在断电的情况下，使压裂车柱塞泵减速器的输入轴转动，将柱塞泵前进或后退，便于维修人员更换凡尔体。但是要实现上述功能，从动齿轮和主动齿轮相互啮合至关重要，若从动齿轮和主动齿轮没有啮合，则无法在断电的情况下，使压裂车柱塞泵减速器的输入轴转动，将柱塞泵前进或后退。因此，为解决上述问题，本实用新型提供压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，通过检测电动盘泵装置内部气缸的行程，从而确定从动齿轮和主动齿轮是否啮合，并通过抖动电机控制对齿。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，通过检测电动盘泵装置内部气缸的行程，从而确定从动齿轮和主动齿轮是否啮合，并通过抖动电机控制对齿。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其包括电动盘泵装置和控制器，还包括行程开关；

电动盘泵装置包括支架、驱动装置、主动齿轮、滑动机构、从动齿轮和滑动驱动机构；

滑动机构包括滑动部以及滑动配合部，滑动部以及滑动配合部相互滑动连接，其一设置于所述支架，另一对应设置于所述驱动装置；

且当滑动部相对所述滑动配合部滑动时，主动齿轮相对从动齿轮前后移动；

滑动驱动机构设置在支架上并驱动滑动配合部在滑动部上滑动；

驱动装置驱动主动齿轮转动；

从动齿轮与压裂车柱塞泵减速器的输入轴轴连接，且从动齿轮选择性的与主动齿轮啮合连接；

行程开关设置在滑动部上正对滑动配合部运动方向的位置；

行程开关与控制器的输入端电性连接，控制器的输出端分别与驱动装置和滑动驱动机构连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，滑动部包括滑轨，滑动配合部包括滑槽；

滑轨与滑槽滑动连接，且滑槽沿滑轨的长度方向滑动。

进一步优选的，行程开关对固定在滑轨正滑槽运动方向的位置。

进一步优选的，滑轨固定在支架上，滑槽固定在驱动装置上。

进一步优选的，驱动装置包括转盘电机和电机驱动电路，转盘电机与滑槽相连，且转盘电机的输出轴与主动齿轮轴连接；

电机驱动电路的输入端与控制器的输出端电性连接，电机驱动电路的输出端与转盘电机的控制端电性连接。

进一步优选的，电机驱动电路包括：转盘电机驱动器、电位器和直流电源；

转盘电机驱动器的BAT+和BAT-端子分别与直流电源的正负极一一对应电性连接，转盘电机驱动器的M+和M-端子分别与转盘电机的正反转接线端子一一对应电性连接，转盘电机驱动器的使能端和通信端分别与控制器的一个输出端和通信端一一对应电性连接，转盘电机驱动器的调节端分别与电位器的三个端子一一对应电性连接。

进一步优选的，滑动驱动机构与所述滑槽连接并驱动滑槽沿滑轨长度方向滑动。

进一步优选的，滑动驱动机构包括电动电缸和电缸驱动电路，电动电缸固定在支架上且与滑槽连接；

电缸驱动电路输入端与控制器的输出端电性连接，电缸驱动电路的输出端与电动电缸的控制端电性连接。

进一步优选的，电缸驱动电路包括：防堵转保护器；

防堵转保护器的电源正负极分别与直流电源的正负极一一对应电性连接，防堵转保护器的电缸正转控制端、电缸反转控制端和通信端分别与控制器的三个输出端一一对应电性连接，防堵转保护器的OL-反馈输出端与控制器的输入端电性连接。

进一步优选的，电缸驱动电路还包括交流继电器KM、中间继电器KA1、中间继电器KA2和按钮SB1；

直流电源的正极、中间继电器KA1的常闭触点KA1、按钮SB1、中间继电器KA2和直流电源的负极依次串联，中间继电器KA2的常开触点KA2并联在按钮SB1的两端，中间继电器KA1与控制器的输出端电性连接，交流继电器KM并联在中间继电器KA2的两端，交流继电器KM的常开触点串联在直流电源的正极与防堵转保护器之间。

本实用新型的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)当需要更换凡尔体时，此时在滑动驱动机构的作用下，与驱动装置连接的主动齿轮移动到从动齿轮位置而与从动齿轮啮合，然后在驱动装置的作用下，主动齿轮转动带动从动齿轮转动，而从动齿轮的转动可以进一步带动压裂车上发动机输出轴的转动，最后使得高压柱塞泵伸缩一端长度，使柱塞泵头部前进或后退，便于对压裂车柱塞泵进行检修维护；

(2)通过行程开关检测电动电缸的行程，并将距离值发送至控制器，控制器将该距离值与预设值比较，从而判断主动齿轮是否与从动齿轮齐平，并通过转盘电机转动一定夹角，反复对齿直至主动齿轮与从动齿轮啮合，进而便于控制整个机械的运行；

(3)通过在电缸驱动电路中设置防堵转保护器，可给电机全面的保护，在电机出现过载、过流、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时，予以报警或保护；

(4)转盘电机采用变频启动的方式，通过调节电位器的电阻值，调节转盘电机驱动器输出频率，并且控制转盘电机加减速时间比较平缓，起动电流较小，可以进行较高频率的起停。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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为本实用新型压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构的立体图；

图2为本实用新型压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构隐藏支架后的立体图；

图3为实施例2中电缸驱动电路和电机驱动电路的电气图；

图4为实施例2中控制器的电气图；

图中，1-支架，2-驱动装置，21-转盘电机，3-主动齿轮，4-滑动机构，41-滑动部，411-滑轨，42-滑动配合部，421-滑槽，5-从动齿轮，6-滑动驱动机构，61-电动电缸，7-行程开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其包括控制器、支架1、驱动装置2、主动齿轮3、滑动机构4、从动齿轮5、滑动驱动机构6和行程开关7。

支架1，固定在车架上，起到固定支撑作用，其底部设置容纳空间，顶部可承载重物，可采用现有技术。

主动齿轮3，选择性的与所述主动齿轮3啮合连接。在凡尔体发生故障时，驱动主动齿轮3转动带动从动齿轮5转动，进而在断电的情况下，驱动压裂车柱塞泵伸缩一端长度，使柱塞泵头部前进或后退，便于维修人员更换凡尔体。

从动齿轮5，与压裂车柱塞泵减速器的输入轴轴连接。正常状态下，主动齿轮3可自由转动，当需要更换凡尔体时，先将柱塞泵停机，再将主动齿轮3伸出，与从动齿轮5啮合，进而通过主动齿轮3驱动从动齿轮5转动。

滑动机构4，作为驱动装置2伸缩的机构。如图2所示，滑动机构4设置在所述支架1上，滑动机构4包括滑动部41以及滑动配合部42，滑动部41以及滑动配合部42相互滑动连接，其一设置于所述支架1，另一对应设置于所述驱动装置2。具体的，当滑动部41相对滑动配合部42滑动时，主动齿轮3相对从动齿轮5前后移动。在本实施方式中，滑动部41包括一滑轨411，滑动配合部42包括一滑槽421，滑轨411与滑槽421滑动连接，且滑槽421可沿滑轨411的长度方向滑动。具体的，滑轨411固定在支架1上，滑槽421固定在驱动装置2上。具体的，驱动电机21与所述滑槽421相连。

滑动驱动机构6，作为驱动装置2伸缩的动力机构。本实施例中，滑动驱动机构6设置在支架1上并与滑槽421连接用以驱动所述滑槽421沿所述滑轨411长度方向滑动。具体的，所述滑动驱动机构6包括电动电缸61，所述电动电缸61固定在所述支架1上且与所述滑槽421连接。在另外一些可能的实施例中，滑动驱动机构6也可以为气缸或者液压缸，同样可以起到推动滑槽421的作用，当然还可以为现有技术中别的推动方式，在此不多做解释。

行程开关7，检测主动齿轮3是否与从动齿轮5齐平。本实施例中，如图2所示，行程开关7对固定在滑轨411正滑槽421运动方向的位置。具体的，当滑动驱动机构6控制滑槽421沿滑轨411的长度方向滑动时，行程开关7检测电动电缸61的行程，并将距离值发送至控制器，控制器将该距离值与预设值比较，从而判断主动齿轮3是否与从动齿轮5齐平；若主动齿轮3未与从动齿轮5齐平，滑动驱动机构6带动驱动装置2后移或前进，直至行程开关7检测到主动齿轮3与从动齿轮5齐平。本实施例中，行程开关7也可以是激光传感器和位移传感器，同样可以起到检测电动电缸61行程的作用，在此不再累述。

驱动装置2，用于驱动主动齿轮3转动。本实施例中，如图2所示，驱动装置2包括转盘电机21和电机驱动电路，转盘电机21与滑槽421相连，且转盘电机21的输出轴与主动齿轮3轴连接。具体的，若主动齿轮3未与从动齿轮5齐平时，驱动主动齿轮3转动一定角度，直至主动齿轮3与从动齿轮5齐平；若主动齿轮3与从动齿轮5齐平并且啮合时，驱动装置2驱动主动齿轮3转动，并带动从动齿轮5转动。

本实施例的工作原理为：当需要更换凡尔体时，先将柱塞泵停机，再将主动齿轮3伸出，滑动驱动机构6驱动滑动部41相对滑动配合部42滑动，此时，主动齿轮3相对从动齿轮5前后移动；通过行程开关7检测主动齿轮3是否与从动齿轮5齐平；若主动齿轮3未与从动齿轮5齐平，滑动驱动机构6带动主动齿轮3后移或前进，重复操作，直至行程开关7检测到主动齿轮3与从动齿轮5齐平；齐平但未啮合时，电动电缸61带动主动齿轮3退回，转盘电机21带动主动齿轮3转动一定角度，电动电缸61带动主动齿轮3前移，直至主动齿轮3与从动齿轮5齐平，再次进行对齿，重复操作直至主动齿轮3与从动齿轮5啮合；啮合后，行程开关7发送啮合信号至控制器，控制器控制驱动装置2带动主动齿轮3转动，完成整个操作，最后根据实际情况，控制驱动装置2停止工作，然后使得滑动驱动机构6带动驱动装置2后移，则整个装置的运行完毕。

本实施例的有益效果为：当需要更换凡尔体时，此时在滑动驱动机构6的作用下，与驱动装置2连接的主动齿轮3移动到从动齿轮位置而与从动齿轮啮合，然后在驱动装置2的作用下，主动齿轮3转动带动从动齿轮5转动，而从动齿轮5的转动可以进一步带动压裂车上发动机输出轴的转动，最后使得高压柱塞泵伸缩一端长度，使柱塞泵头部前进或后退，便于对压裂车柱塞泵进行检修维护；

通过行程开关7检测电动电缸61的行程，并将距离值发送至控制器，控制器将该距离值与预设值比较，从而判断主动齿轮3是否与从动齿轮5齐平，并通过转盘电机21转动一定夹角，反复对齿直至主动齿轮3与从动齿轮5啮合，进而便于控制整个机械的运行。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，提供一种实现压裂车柱塞泵维护装置自动对齿的控制电路，具体包括电机驱动电路、电缸驱动电路和控制器。

电缸驱动电路，用于驱动电动电缸61内置电机正反转，进而控制电动电缸61内置电动缸的伸出长度。本实施例中，如图3和图4所示，电缸驱动电路包括：防堵转保护器、交流继电器KM、中间继电器KA1、中间继电器KA2和按钮SB1；具体的，防堵转保护器的电源正负极分别与直流电源的正负极一一对应电性连接，防堵转保护器的电缸正转控制端、电缸反转控制端和通信端分别与控制器的三个输出端一一对应电性连接，防堵转保护器的OL-反馈输出端与控制器的输入端电性连接。本实施例中，控制器的Q02、Q03和COM9端子分别与防堵转保护器的电缸正转控制端、电缸反转控制端和通信端一一对应电性连接；直流电源的正极、中间继电器KA1的常闭触点KA1、按钮SB1、中间继电器KA2和直流电源的负极依次串联，中间继电器KA2的常开触点KA2并联在按钮SB1的两端，中间继电器KA1与控制器的输出端电性连接，交流继电器KM并联在中间继电器KA2的两端，交流继电器KM的常开触点串联在直流电源的正极与防堵转保护器之间。

电缸驱动电路的工作原理为：按下按钮SB1，中间继电器KA2和交流继电器KM受电，中间继电器KA2的常开触点闭合，并且与按钮SB1形成互锁，交流继电器KM的常开触点KM闭合，直流电源的电压信号经过交流继电器KM的常开触点KM到达防堵转保护器的电源端，防堵转保护器上电，此时，控制器通过Q02或Q03实现电动电缸61的正转或反转，防堵转保护器通过其OL-反馈输出端将过载、过流、缺相、堵转、短路或过压信号发送至控制器，形成闭环控制。

行程开关7，检测电动电缸61的行程，并将距离值发送至控制器，如图所示，行程开关7的输出端与控制器的X1输入端电性连接。

电机驱动电路，用于控制转盘电机21正反转。本实施例中，如图3和图4所示，电机驱动电路包括：转盘电机驱动器、电位器和直流电源；具体的，转盘电机驱动器的BAT+和BAT-端子分别与直流电源的正负极一一对应电性连接，转盘电机驱动器的M+和M-端子分别与转盘电机21的正反转接线端子一一对应电性连接，转盘电机驱动器的使能端和通信端分别与控制器的一个输出端和通信端一一对应电性连接，转盘电机驱动器的调节端分别与电位器的三个端子一一对应电性连接。本实施例中，控制器的Q00端子和COM端子分别与转盘电机驱动器的使能端和通信端一一对应电性连接。

电机驱动电路的工作原理为：控制器的Q00端子输出使能信号使转盘电机驱动器使能，转盘电机驱动器上电以后，控制转盘电机21正反转。

本实施例的工作原理为：按下旋钮SB1，交流继电器KM受电，交流继电器KM的常开触点KM闭合，直流电源的电压信号经过交流继电器KM的常开触点KM到达防堵转保护器的电源端，防堵转保护器上电，此时，控制器根据行程开关7反馈电动电缸61的行程判断主动齿轮3与从动齿轮5是否对上；若没有对上，则控制器通过Q02或Q03输出控制电动电缸61的正转或反转的控制信号，在电动电缸61的正转或反转的过程中，行程开关7实时检测电动电缸61的行程，直至主动齿轮3与从动齿轮5对上；主动齿轮3与从动齿轮5对上以后，还需要此时主动齿轮3恰好与从动齿轮5啮合，若没有啮合，则通过控制转盘电机21正反转带动主动齿轮3转动一定夹角，再次对齿，直至主动齿轮3与从动齿轮5啮合；啮合后，行程开关7发送啮合信号至控制器，控制器控制转盘电机21转动并带动主动齿轮3和从动齿轮5转动，使得压裂车柱塞泵伸缩一端长度，使柱塞泵头部前进或后退，便于维修人员更换凡尔体。

本实施例的有益效果为：通过在电缸驱动电路中设置防堵转保护器，可给电机全面的保护，在电机出现过载、过流、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时，予以报警或保护；

转盘电机21采用变频启动的方式，通过调节电位器的电阻值，调节转盘电机驱动器输出频率，并且控制转盘电机21加减速时间比较平缓，起动电流较小，可以进行较高频率的起停。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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.压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其包括电动盘泵装置和控制器，其特征在于：还包括行程开关(7)；

所述电动盘泵装置包括支架(1)、驱动装置(2)、主动齿轮(3)、滑动机构(4)、从动齿轮(5)和滑动驱动机构(6)；

所述滑动机构(4)包括滑动部(41)以及滑动配合部(42)，所述滑动部(41)以及滑动配合部(42)相互滑动连接，其一设置于所述支架(1)，另一对应设置于所述驱动装置(2)；

且当所述滑动部(41)相对所述滑动配合部(42)滑动时，所述主动齿轮(3)相对从动齿轮(5)前后移动；

所述滑动驱动机构(6)设置在支架(1)上并驱动滑动配合部(42)在滑动部(41)上滑动；

所述驱动装置(2)驱动主动齿轮(3)转动；

所述从动齿轮(5)与压裂车柱塞泵减速器的输入轴轴连接，且从动齿轮(5)选择性的与所述主动齿轮(3)啮合连接；

所述行程开关(7)设置在滑动部(41)上正对滑动配合部(42)运动方向的位置；

所述行程开关(7)与控制器的输入端电性连接，控制器的输出端分别与驱动装置(2)和滑动驱动机构(6)连接。

2.如权利要求1所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述滑动部(41)包括滑轨(411)，所述滑动配合部(42)包括滑槽(421)；

所述滑轨(411)与滑槽(421)滑动连接，且所述滑槽(421)沿所述滑轨(411)的长度方向滑动。

3.如权利要求2所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述行程开关(7)对固定在滑轨(411)正滑槽(421)运动方向的位置。

4.如权利要求2所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述滑轨(411)固定在所述支架(1)上，所述滑槽(421)固定在所述驱动装置(2)上。

5.如权利要求4所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述驱动装置(2)包括转盘电机(21)和电机驱动电路，所述转盘电机(21)与所述滑槽(421)相连，且所述转盘电机(21)的输出轴与所述主动齿轮(3)轴连接；

所述电机驱动电路的输入端与控制器的输出端电性连接，电机驱动电路的输出端与转盘电机(21)的控制端电性连接。

6.如权利要求5所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述电机驱动电路包括：转盘电机驱动器、电位器和直流电源；

所述转盘电机驱动器的BAT+和BAT-端子分别与直流电源的正负极一一对应电性连接，转盘电机驱动器的M+和M-端子分别与转盘电机(21)的正反转接线端子一一对应电性连接，转盘电机驱动器的使能端和通信端分别与控制器的一个输出端和通信端一一对应电性连接，转盘电机驱动器的调节端分别与电位器的三个端子一一对应电性连接。

7.如权利要求2所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述滑动驱动机构(6)与所述滑槽(421)连接并驱动所述滑槽(421)沿所述滑轨(411)长度方向滑动。

8.如权利要求7所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述滑动驱动机构(6)包括电动电缸(61)和电缸驱动电路，所述电动电缸(61)固定在所述支架(1)上且与所述滑槽(421)连接；

所述电缸驱动电路输入端与控制器的输出端电性连接，电缸驱动电路的输出端与电动电缸(61)的控制端电性连接。

9.如权利要求8所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述电缸驱动电路包括：防堵转保护器；

所述防堵转保护器的电源正负极分别与直流电源的正负极一一对应电性连接，防堵转保护器的电缸正转控制端、电缸反转控制端和通信端分别与控制器的三个输出端一一对应电性连接，防堵转保护器的OL-反馈输出端与控制器的输入端电性连接。

10.如权利要求9所述的压裂车柱塞泵维护装置自动对齿机构，其特征在于：所述电缸驱动电路还包括交流继电器KM、中间继电器KA1、中间继电器KA2和按钮SB1；

所述直流电源的正极、中间继电器KA1的常闭触点KA1、按钮SB1、中间继电器KA2和直流电源的负极依次串联，中间继电器KA2的常开触点KA2并联在按钮SB1的两端，中间继电器KA1与控制器的输出端电性连接，交流继电器KM并联在中间继电器KA2的两端，交流继电器KM的常开触点串联在直流电源的正极与防堵转保护器之间。

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