CN2132154Y

CN2132154Y - 一种小体积大量程位移传感器

Info

Publication number: CN2132154Y
Application number: CN 92206026
Authority: CN
Inventors: 高占坤; 王泽民; 翟爱国
Original assignee: GAO ZHANGKUN
Current assignee: GAO ZHANGKUN
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1993-05-05
Anticipated expiration: 2002-04-07

Abstract

本实用新型是一种小体积大量程位移传感器，特别是适合抽油机井诊断仪配套使用的一种小体积大量程位移传感器。主要由盒式放线收线机构和螺杆式刹车机构两部分组成。其主要特点是：体积小，重量轻，量程大(不小于7米)，既能构成独立的小型位移传感器，也能与载荷传感器组合成一个轻巧方便、功能齐全的复合式传感器，并与载荷传感器共用一条多芯电缆，减少了电缆和插头的数量，这不但极大地降低了测试人员的劳动强度，也提高了电器连接的可靠性。另外，结构简单，零部件少，加工容易，节省原材料。

Description

本实用新型是一种小体积大量程位移传感器，特别是适合抽油机井诊断仪配套使用的一种小体积大量程位移传感器。

在油田生产中，抽油机井占有相当大的比例，为保证油井的正常生产，必须经常对抽油机井的工作状况进行测试和诊断，以便做到及时发现问题，并及时采取相应措施。在实际测试中，由于油井多分布在野外，地理环境又十分复杂，常常需要工作人员携带仪器上井测试诊断。这就要求测试诊断仪器不仅要有良好的可靠性，而且要有较小的体积和较轻的重量。现行的各类便携式抽油机井诊断仪，就其主机而言，已比较轻便了，而与其配套使用的传感器仍较笨重，难以满足上述要求。以美国产的抽油机井诊断仪“DXD－20动力仪”为例，其载荷传感器和位移传感器是各自独立的，且其位移传感器的量程为6米，体积是载荷传感器的四倍多。其原因是：结构设计不合理。主要包括一个由缠绕全部位移线的绕线轮、与绕线轮同轴转动的用于储存发条能量的空发条轮及与空发条轮在同一个平面的卷有发条并释放发条能量的发条轮组成的放线收线机构组件，和一个为防止因意外断位移线后发条快速复位而损坏机电部件的杠杆刹车鼓式刹车机构组件。由于设计结构过于复杂，至使体积庞大，过于笨重，更无法和载荷传感器和为一体，不但给测试人员带来很大的不便，而且因载荷传感器和位移传感器各自独立，增加了电缆线条数和插头的数量，便相对降低了仪器的可靠性。

本实用新型的目的，正是针对上述的位移传感器的缺点而提出的一种特别适合抽油机井诊断仪配套使用的小体积大量程位移传感，即在保证量程不小于6米的前题下，尽可能缩小体积，减轻重量。

本实用新型的目的是这样实现的：省去上述位移传感器的用于释放和储存发条能量的发条轮及空发条轮，而将发条置于中空的线轮当中，三轮合成一轮完成放线收线任务，并进一步减小了三合一线轮的直径，达到简化结构缩小体积的目的。又在此基础上将刹车机构改为螺旋侧顶式，且利用支架兼作挡线板，进一步简化了结构缩小了体积，使其不但能构成独立的小型位移传感器，而且能与载荷传感器组合成一个轻巧方便，功能齐全的复合式传感器。

本实用新型与上述位移传感器相比，量程达到7米，而体积只有它的1／9左右，重量只有它的1／8左右，且与自行设计的载荷传感器合为一体后，与上述载荷传感器相比，体积也只有它的1.2倍左右，重量相当，加之载荷和位移共用一条多芯电缆，减少了电缆和插头的数量，不但给测试人员带来极大的方便，也提高了电器连接的可靠性。另外，结构简单，零部件少，加工容易，节省原材料。

本实用新型的具体结构及工作情况由以下实施例及附图给出。

附图1、附图2分别是根据本实用新型提出的一种小体积大量程位移传感器的主剖视图和A－A剖视图。

下面结合附图详细说明根据本实用新型提出的一种小体积大量程位移传感器的具体细节及工作情况。

一种小体积大量程的位移传感器，特别是适合抽油机井诊断仪配套使用的一种小体积大量程位移传感器。包括由盒轮轴（7）、挡板（1）、挡板（2）和位于挡板中间内有发条（5）开口端有固定小齿轮（8）的盒轮盖（4）且外面绕有位移线（6）的盒轮（3）和挡板螺钉（20）构成的收线放线机构；包括由刹车导向轮（10）、刹车导向轴（11）、刹车臂（12）、刹车螺杆（15）、刹车螺母（9）、刹车弹簧（13）和调节螺丝（14）构成的刹车机构；还包括由电位器（16）、连接盘（17）、大齿轮（18）、引线（19）构成的位移信号形成系统。

其结构关系是：收线放线机构中的挡板（1）内侧有个一端开有扁缝（7a）的固定的盒轮轴（7），盒轮（3）可在此轴上转动。发条（5）一端折为″S″形并插入到盒轮轴（7）的扁缝（7a）中，然后沿顺时针方向绕成盘状，并将其另一端折为″P″形后插入到盒轮（3）的″P″形槽（3a）中。盒轮（3）与有固定小齿轮（8）的盒轮盖（4）固定连接后，便形成了盒轮外面的矩形圆槽，位移线（6）一端固定在盒轮盖（4）的小孔（4a）里后绕在此矩形圆槽中，另一端绕过带有与由盒轮（3）、盒轮盖（4）由形成的矩形圆槽等宽的矩形圆槽的刹车导向轮（10）后引出，且内有发条（5）开口端固定着盒轮盖（4）并在其外面绕有位移线（6）的盒轮（3）和刹车导向轮（10）被有圆形凹槽（1a）、（2a）及弧形凹槽（1c）、（2c）和弧形孔（1b）、（2b）的挡板（1）、（2）以能自由转动的方式夹在中间。圆形凹槽（1a）、（2a）以盒轮轴（7）的轴线为圆心，直径比盒轮盖（4）和盒轮（3）的直径稍大；弧形凹槽（1c）和（2c）是在以刹车螺杆（15）的轴线为圆心以刹车螺杆（15）的轴线到刹车导向轴（11）的轴线的距离为半径的弧线上开出的以此弧线为中心线且比刹车导向轮（10）直径稍宽的弧形凹槽；弧形孔（1b）、（2b）是在弧形凹槽（1c）、（2c）中与弧形凹槽（1c）、（2c）在同一弧线开通的且稍宽于刹车导向轴（11）直径的弧形孔。用四个挡板螺钉（20）固定后，挡板（1）、（2）间的踞离正好与由盒轮盖（4）和盒轮（3）形成的矩形圆槽及刹车导向轮（10）的矩形圆槽的宽度相等。挡板（2）上有一固定连接的刹车螺母（9），其中旋有外端绕着刹车弹簧（13）的刹车螺杆（15）。刹车弹簧（13）的一端固定在挡板（2）上，一端固定在由调节螺丝（14）固定到刹车螺杆（15）上的刹车臂（12）上，而固定在刹车臂（12）上的刹车导向轴（11）的一端穿入到刹车导向轮（10）中，且刹车导向轮（10）能在刹车导向轴（11）上灵活转动。在刹车弹簧（13）的作用下，刹车螺杆（15）趋向右旋并顶到盒轮盖（4）上，同时，通过刹车臂（12）、刹车导向轴（11）带动在弧形凹槽（1c）、（2c）中的刹车导向轮（10）亦产生右旋力。挡板（2）上固定有连接电位器（16）的连接盘（17），电位器（16）轴上有与小齿轮（8）啮合的大齿轮（18），且电位器（16）上有引线（19）。挡板（1）上有用来与外壳固定的螺孔（1a）。

照上述结构关系装配时应注意以下要点：1.盒轮（3）应无明显轴向和径向跳动，使其边沿与挡板（1）、挡板（2）上的圆形凹槽（1a）、（2a）间隙最小（防止夹住位移线）又不磨擦，以保证其转动灵活；同样，刹车导向轮（10）也应在弧形凹槽（1c）、（2c）中转动灵活。2.旋动刹车螺杆（15）使其顶住盒轮盖（4），把刹车导向轮（10）调整到如图2所示的位置处并用调节螺丝（14）顶死。3.位移线（6）必须沿图2所示的方向绕过刹车导向轮（10）后引出。

使用时，拉动位移线（6）且其拉力通过刹车导向轮（10）、刹车导向轴（11）、刹车臂（12）带动刹车螺杆（15）产生大于刹车弹簧（13）所形成的右旋力的左旋的力，使顶到盒轮盖（4）上的刹车螺杆（15）端部离开盒轮盖（4），解除刹车制动状态。此时位移线（6）可带动盒轮（3）沿如图2所示″S向″顺时针方向旋转，而发条（5）则逐渐绕紧在盒轮轴（7）上，储存能量，并在同时，由小齿轮（8）带动大齿轮（18）和电位器（16）转动；当位移线（6）的拉力对盒轮（3）所产生的扭矩小于发条（5）对盒轮（3）所产生的反向扭矩时，盒轮（3）在发条（5）的作用下，沿如图2所示的″F向″反时针方向旋转，位移线（6）被收回，与此同时，小齿轮（8）带动大齿轮（18）和电位器（16）沿着与原方向相反的方向转动；位移的变化量和方向由电位器（16）转换成电信号并从引线（19）输出。当位移线（6）突然断开时，刹车导向轮（10）也突然失去来自位移线（6）的拉力，在刹车弹簧（13）的作用下刹车螺杆（15）迅速右旋并顶住盒轮盖（4），进入刹车制动状态，盒轮（3）止动，达到保护发条（5）和电位器（16）及其他零部件的目的。因为位移线（6）是绕在由盒轮（3）、盒轮盖（4）构成的有矩形圆槽的轮上的，且其矩形圆槽的宽度及刹车导向轮（10）矩形圆槽的宽度都正好与挡板（1）、挡板（2）间的踞离相等，位移线（6）被两轮的矩形圆槽和挡板（1）、挡板（2）挡在了中间，且又有四个挡板螺钉（20）限制，所以，位移线（6）永远不会逃出线槽。

Claims

1、一种小体积大量程位移传感器，特别是适合抽油机井诊断仪配套使用的一种小体积大量程的位移传感器，它包括由挡板(1)、挡板(2)、盒轮轴(7)、盒轮(3)、发条(5)、盒轮盖(4)、小齿轮(8)和位移线(6)构成的收线放线机构，包括由刹车导向轮(10)、刹车导向轴(11)、刹车臂(12)、刹车螺杆(15)、刹车螺母(9)、刹车弹簧(13)和调节螺丝(14)构成的刹车机构，包括由电位器(16)、连接盘(17)、大齿轮(18)和引线(19)构成的位移电信号形成系统；其特征是：内有发条(5)的盒轮(3)开口端固定着带小齿轮(8)的盒轮盖(4)，且盒轮(3)的外面绕有一端固定在盒轮盖边沿上小孔(4a)的位移线(6)，它们穿在盒轮轴(7)上，并被挡板(1)和挡板(2)以可转动方式夹在中间，挡板(1)和挡板(2)中还夹有能在弧形凹槽(1c)、(2c)中自由砖动的刹车导向轮(10)，挡板(2)上的刹车螺母(9)中有绕着刹车弹簧(13)的刹车螺杆(15)，刹车螺杆(15)上固定着刹车臂(12)，刹车臂(12)另一端固定着插入到刹车导向轮(10)中的刹车导向轴(11)，小齿轮(8)通过大齿轮(18)带动由连接盘(17)固定到挡板(2)上的电位器(16)。

2、如权利要求1所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：挡板（1）、挡板（2）的内侧有直径稍大于盒轮（3）的外径或带有与大齿轮（18）啮合的小齿轮（8）的盒轮盖（4）外径的圆形凹槽（1a）、（2a）。

3、如权利要求1或2所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：挡板（1）、挡板（2）内侧还在有以刹车螺杆（15）轴线为圆心以刹车螺杆（15）的轴线到刹车导向轴（11）的轴线的距离为半径的弧线上开出的以此弧线为中心线且其宽度稍大于刹车导向轮（10）直径的弧形凹槽（1c）、（2c）。

4、如权利要求1或2所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：在弧形凹槽（1c）、（2c）中，又有与弧形凹槽（1c）、（2c）在同一弧线上开通的以此弧线为中心线宽度稍大于刹车导向轴（11）直径的弧形孔（1b）、（2b）。

5、如权利要求1或2所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：挡板（1）内侧的圆形凹槽（1a）的中心固定有一个可使盒轮（3）在其上转动的盒轮轴（7）。

6、如权利要求1所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：盘绕于盒轮（3）内的发条（5）一端固在盒轮（3）的″P″形槽（3a）中，另一端固定在盒轮轴（7）的扁缝（7a）中。

7、如权利要求1所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：当外侧固定有小齿轮（8）的盒轮盖（4）与盒轮（3）固定连接为一体后，盒轮盖（4）上的边沿与盒轮（3）上的边沿共同形成了可以在外面缠绕位移线（6）的矩形圆槽，而且此矩形圆槽的宽度及刹车导向轮（10）的矩形圆槽均与正好与挡板（1）、（2）间的踞离相等。

8、如权利要求1所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：固定在挡板（2）上的刹车螺母（9）中旋有刹车螺杆（15），且其外端固定在刹车臂（12）上，而刹车臂另一端又固定在穿入到夹在弧形凹槽（1c）、（2c）中间但能灵活转动的刹车导向轮（10）中的刹车导向轴（11）上。

9、如权利要求1或8所述的小体积大量程位移传感器，其特征是：在刹车螺杆（15）上绕有一端固定在刹车臂（12）上而另一端固定在挡板（2）的刹车弹簧（13），并且在刹车弹簧（13）和位移线（6）的拉力作用下，刹车螺杆（15）能右旋或左旋一定角度，使刹车螺杆（15）的里端能顶死或放松盒轮盖（4）及盒轮（3）。