抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置及抽油機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置和抽油機(jī)，該抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置包括永磁耦合器、萬向聯(lián)軸器和減速機(jī)，抽油機(jī)的電機(jī)連接所述永磁耦合器的輸入側(cè)，所述永磁耦合器的輸出側(cè)連接所述萬向聯(lián)軸器，進(jìn)而通過所述萬向聯(lián)軸器傳動(dòng)所述減速機(jī)的輸入軸，所述減速機(jī)的輸出軸連接抽油機(jī)的減速箱。
【專利說明】
抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置及抽油機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及抽油機(jī)傳動(dòng)領(lǐng)域，尤其涉及一種抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置及抽油機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)抽油機(jī)傳動(dòng)是利用皮帶連接電機(jī)和減速機(jī)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。由于抽油機(jī)電機(jī)的負(fù)荷曲線上有兩個(gè)峰值，分別為抽油機(jī)上下沖程的“死點(diǎn)”。在皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)，會(huì)有兩次大的負(fù)載變化，對(duì)皮帶產(chǎn)生一定的沖擊，進(jìn)而減少皮帶的使用壽命，在潮濕及雨雪天氣，更因?yàn)槠Т蚧档托实耐瑫r(shí)加速了皮帶磨損。皮帶的損耗和維護(hù)保養(yǎng)成為影響抽油機(jī)可靠性及降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵問題。
[0003]據(jù)保守估計(jì)，我國抽油機(jī)的保有量在10萬臺(tái)以上，電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500MW，每年耗電量逾百億kW.h。抽油機(jī)電機(jī)更是用電大戶，用電約占油田總用電的40%左右。抽油機(jī)為克服啟動(dòng)時(shí)的重力勢能，往往匹配較大的電機(jī)，而實(shí)際運(yùn)行過程中，需要的電機(jī)功率較小，故造成油井開采成本的居高不下。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決以上提到的問題，本實(shí)用新型提供了一種抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，包括永磁耦合器、萬向聯(lián)軸器和減速機(jī)，抽油機(jī)的電機(jī)連接所述永磁耦合器的輸入側(cè)，所述永磁耦合器的輸出側(cè)連接所述萬向聯(lián)軸器，進(jìn)而通過所述萬向聯(lián)軸器傳動(dòng)所述減速機(jī)的輸入軸，所述減速機(jī)的輸出軸連接抽油機(jī)的減速箱。
[0005]可選的，所述永磁耦合器包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子連接所述電機(jī)，所述永磁轉(zhuǎn)子連接所述萬向聯(lián)軸器，在正常工作狀態(tài)下，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間的間隙被固定為特定數(shù)值或區(qū)間，當(dāng)該作用消除或減少時(shí)，所述永磁轉(zhuǎn)子能夠沿軸向自由活動(dòng)。
[0006]可選的，所述永磁耦合器還包括扭矩限制部件，所述扭矩限制部件能夠沿軸向作用于所述永磁轉(zhuǎn)子的與所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子相背的一側(cè)。
[0007]可選的，所述扭矩限制部件包括與所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和/或永磁轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的限位支座，以及連接于所述限位支座上的限位塊，所述限位塊能夠在離心力的驅(qū)使下發(fā)生位置變化，從而通過位置變化減少和/或消除對(duì)所述永磁轉(zhuǎn)子的作用。
[0008]可選的，所述扭矩限制部件還包括彈性件，所述彈性件連接于所述限位支座與限位塊之間，所述限位塊通過所述彈性件實(shí)現(xiàn)位置的恢復(fù)。
[0009]可選的，所述限位塊旋轉(zhuǎn)連接于所述限位支架上。
[0010]可選的，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子通過軸承與中心軸連接，所述軸承和/或中心軸上設(shè)有定位軸肩，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子的間隙被所述定位軸肩限定。
[0011]可選的，所述減速機(jī)的輸入軸與輸出軸呈90度角。
[0012]可選的，所述減速機(jī)的輸入軸與輸出軸間通過錐齒輪結(jié)構(gòu)或者蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)傳動(dòng)。
[0013]可選的，所述電機(jī)和永磁耦合器之間采用脹緊套或法蘭結(jié)構(gòu)或鍵結(jié)構(gòu)傳動(dòng)連接，和/或所述永磁耦合器和萬向聯(lián)軸器之間采用脹緊套或法蘭結(jié)構(gòu)或鍵結(jié)構(gòu)傳動(dòng)連接。
[0014]本實(shí)用新型還提供了一種抽油機(jī)，包括本實(shí)用新型可選方案所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置。
[0015]本實(shí)用新型通過永磁耦合器、萬向聯(lián)軸器和齒輪箱的連接組合，在取代傳統(tǒng)皮帶聯(lián)接的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的可靠傳遞，減少了耗材的使用，降低了生產(chǎn)成本。進(jìn)一步來說，由于摒棄了皮帶傳送的方式，其解決皮帶的磨損問題，抽油機(jī)的可靠性也得到提高。此外，通過永磁耦合器的引入，還可實(shí)現(xiàn)緩沖啟動(dòng)等功能，從而有效降低抽油機(jī)適配電機(jī)的所需功率。
[0016]在本實(shí)用新型進(jìn)一步可選方案中，通過軸肩和扭矩限制部件的引入實(shí)現(xiàn)了扭矩限制、過載保護(hù)和自動(dòng)復(fù)位功能，其中無易損件，有利于降低抽油機(jī)適配電機(jī)的所需功率，進(jìn)一步提尚了抽油機(jī)系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型一可選實(shí)施例提供的采用抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置的抽油機(jī)的局部示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型一可選實(shí)施例中永磁耦合器的示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型一可選實(shí)施例中扭矩限制部件的示意圖；
[0020]圖中，1-永磁親合器；11-導(dǎo)體轉(zhuǎn)子；12-永磁轉(zhuǎn)子；13-銅盤；14-扭矩限制部件；141-限位支座；142-限位塊；143-彈性件；15-中心軸；16-輸出軸套;2-萬向聯(lián)軸器;3-減速箱;4-電機(jī);5-聯(lián)接盤;6-法蘭;7-減速機(jī);8-電動(dòng)機(jī)安裝支架。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合圖1至圖3對(duì)本實(shí)用新型提供的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置及抽油機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本實(shí)用新型可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本實(shí)用新型精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤色。
[0022]請(qǐng)參考圖1至圖3，本實(shí)用新型提供了一種抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，包括永磁耦合器
1、萬向聯(lián)軸器2和減速機(jī)7，抽油機(jī)的電機(jī)4連接所述永磁耦合器I的輸入側(cè)，所述永磁耦合器I的輸出側(cè)連接所述萬向聯(lián)軸器2，進(jìn)而通過所述萬向聯(lián)軸器2傳動(dòng)所述減速機(jī)7的輸入軸，所述減速機(jī)7的輸出軸連接抽油機(jī)的減速箱3。
[0023]有關(guān)所述永磁親合器I，所述永磁親合器I包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11和永磁轉(zhuǎn)子12，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11連接所述電機(jī)4，所述永磁轉(zhuǎn)子12連接所述萬向聯(lián)軸器2，在正常工作狀態(tài)下，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11和永磁轉(zhuǎn)子12之間的間隙被固定為特定數(shù)值或區(qū)間。
[0024]進(jìn)一步可選的實(shí)施例中，所述永磁耦合器還包括扭矩限制部件14，所述扭矩限制部件14能夠沿軸向作用于所述永磁轉(zhuǎn)子12。進(jìn)一步來說，所述扭矩限制部件14包括與所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11和/或永磁轉(zhuǎn)子12同步旋轉(zhuǎn)的限位支座141，以及連接于所述限位支座141上的限位塊142，所述限位塊142能夠在離心力的驅(qū)使下發(fā)生位置變化，從而通過位置變化減少和/或消除對(duì)所述永磁轉(zhuǎn)子12的作用。這種作用可以指對(duì)永磁轉(zhuǎn)子12提供一個(gè)軸向的作用力，從而對(duì)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11與永磁轉(zhuǎn)子12之間的間隙進(jìn)行了限定，并提供扭矩的過載保護(hù)功能。限位塊142被離心力驅(qū)使脫離永磁轉(zhuǎn)子12之后，即可排除這種作用。
[0025]在本實(shí)用新型可選方案中，所述扭矩限制部件14還包括彈性件143，所述彈性件143連接于所述限位支座141與限位塊142之間，所述限位塊142通過所述彈性件143實(shí)現(xiàn)位置的恢復(fù)。
[0026]在圖3所示意的實(shí)施例中，所述限位塊142旋轉(zhuǎn)連接于所述限位支架141上。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以通過旋轉(zhuǎn)向的彈簧結(jié)構(gòu)作為彈性件143，以恢復(fù)旋轉(zhuǎn)位置。具體來說，可以理解為，其形成了彈簧臂，在離心力作用下，限位塊142會(huì)彎曲一個(gè)角度，此時(shí)永磁耦合器永磁轉(zhuǎn)子12可在軸上自由滑動(dòng)。一旦發(fā)生過扭矩負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)扭矩保護(hù)功能。
[0027]在其他可選實(shí)施例中，扭矩限制部件14還可以采用其他結(jié)構(gòu)，比如一個(gè)限位塊142，其通過彈性件143沿軸線連接限位支架141，中心軸15上的軸承上或者限位支架141上設(shè)有槽結(jié)構(gòu)，當(dāng)限位塊142插入槽結(jié)構(gòu)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)限位，隨著離心力，限位塊142沿直線運(yùn)動(dòng)，可脫離槽結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)永磁轉(zhuǎn)子12的自由滑動(dòng)。從中可見，本實(shí)用新型所限制的扭矩限制部件4并不限于旋轉(zhuǎn)，還可由其他方式實(shí)現(xiàn)，而本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍涵蓋其所有。
[0028]在本實(shí)用新型可選的實(shí)施例中，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11和永磁轉(zhuǎn)子12通過軸承與中心軸連接，所述軸承和/或中心軸16上設(shè)有定位軸肩，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11和永磁轉(zhuǎn)子12的間隙被所述定位軸肩限定。在該可選方案中，具體描述為:導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11和永磁轉(zhuǎn)子12采用兩個(gè)或多個(gè)軸承通過空心的中心軸16連接，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11上設(shè)有銅盤13，通過軸承軸肩定位的形式限定永磁耦合器磁盤與銅盤13之間的氣隙。限位作用可以由定位軸肩和扭矩限制部件14共同作用來實(shí)現(xiàn)，而不限于任何之一。
[0029]此外，還需指出，本實(shí)用新型圖示的實(shí)施例中，包括對(duì)此布置的兩個(gè)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11和永磁轉(zhuǎn)子12。
[0030]有關(guān)所述減速機(jī)7:
[0031]所述減速機(jī)7的輸入軸與輸出軸呈90度角，即其為直角減速機(jī)。在進(jìn)一步可選方案中，所述減速機(jī)7的輸入軸與輸出軸間通過錐齒輪結(jié)構(gòu)或者蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)傳動(dòng)。
[0032]在連接方式上，所述電機(jī)4和永磁耦合器I之間采用脹緊套或法蘭結(jié)構(gòu)或鍵結(jié)構(gòu)傳動(dòng)連接，和/或所述永磁耦合器I和萬向聯(lián)軸器2之間采用脹緊套或法蘭結(jié)構(gòu)或鍵結(jié)構(gòu)傳動(dòng)連接。
[0033]電動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)過程中，如圖2所示，永磁耦合器的永磁轉(zhuǎn)子12和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11之間會(huì)產(chǎn)生很大的滑差，永磁轉(zhuǎn)子12與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子13之間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使永磁轉(zhuǎn)子12和銅盤3之間間隙放大1.5_?2_，降低永磁耦合器的帶載能力，從而降低了電機(jī)啟動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了緩沖啟動(dòng)，降低了電機(jī)的選配功率，降低了能源損耗。永磁耦合器I轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)萬向聯(lián)軸器2轉(zhuǎn)動(dòng)，萬向聯(lián)軸器2通過直角齒輪箱將動(dòng)力輸入給抽油機(jī)減速箱3，抽油機(jī)即可正常工作。
[0034]當(dāng)發(fā)生卡塞現(xiàn)象時(shí)，若負(fù)載超過永磁耦合器最大扭矩，扭矩限制部件14在離心力作用下被甩開一個(gè)開角，此時(shí)永磁轉(zhuǎn)子12的永磁盤可在空心軸15上自由滑動(dòng)。由于負(fù)載變大，永磁轉(zhuǎn)子12與刀體轉(zhuǎn)子11滑差隨之變大，使得永磁轉(zhuǎn)子12與銅盤13之間產(chǎn)生排斥力，推動(dòng)內(nèi)永磁轉(zhuǎn)子2滑動(dòng)到兩外轉(zhuǎn)子11的中間。導(dǎo)體轉(zhuǎn)子11與永磁轉(zhuǎn)子12之間的氣隙由原先的3_增加到28_左右，電機(jī)與負(fù)載脫離。該過程取代了傳統(tǒng)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中通過皮帶打滑實(shí)現(xiàn)的過載保護(hù)功能。此時(shí)若電機(jī)停轉(zhuǎn)，隨著滑差變小，永磁轉(zhuǎn)子12與銅盤13之間的吸引力逐漸增大，最終使得永磁轉(zhuǎn)子12滑向銅盤3，兩者之間的氣隙恢復(fù)到正常狀態(tài)。此時(shí)電機(jī)可再次正常啟動(dòng)。
[0035]基于以上實(shí)施例，本實(shí)用新型還提供了一種抽油機(jī)，包括本實(shí)用新型可選方案所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置。
[0036]綜上所述，本實(shí)用新型通過永磁耦合器、萬向聯(lián)軸器和齒輪箱的連接組合，在取代傳統(tǒng)皮帶聯(lián)接的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的可靠傳遞，減少了耗材的使用，降低了生產(chǎn)成本。進(jìn)一步來說，由于摒棄了皮帶傳送的方式，其解決皮帶的磨損問題，抽油機(jī)的可靠性也得到提高。此外，通過永磁耦合器的引入，還可實(shí)現(xiàn)緩沖啟動(dòng)等功能，從而有效降低抽油機(jī)適配電機(jī)的所需功率。
[0037]在本實(shí)用新型進(jìn)一步可選方案中，通過軸肩和扭矩限制部件的引入實(shí)現(xiàn)了扭矩限制、過載保護(hù)和自動(dòng)復(fù)位功能，其中無易損件，有利于降低抽油機(jī)適配電機(jī)的所需功率，進(jìn)一步提尚了抽油機(jī)系統(tǒng)的可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:包括永磁親合器、萬向聯(lián)軸器和減速機(jī)，抽油機(jī)的電機(jī)連接所述永磁耦合器的輸入側(cè)，所述永磁耦合器的輸出側(cè)連接所述萬向聯(lián)軸器，進(jìn)而通過所述萬向聯(lián)軸器傳動(dòng)所述減速機(jī)的輸入軸，所述減速機(jī)的輸出軸連接抽油機(jī)的減速箱。2.如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述永磁耦合器包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子連接所述電機(jī)，所述永磁轉(zhuǎn)子連接所述萬向聯(lián)軸器，在正常工作狀態(tài)下，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間的間隙被固定為特定數(shù)值或區(qū)間。3.如權(quán)利要求2所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述永磁耦合器還包括扭矩限制部件，所述扭矩限制部件能夠沿軸向作用于所述永磁轉(zhuǎn)子的與所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子相背的一偵U，當(dāng)該作用消除或減少時(shí)，所述永磁轉(zhuǎn)子能夠沿軸向自由活動(dòng)。4.如權(quán)利要求3所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述扭矩限制部件包括與所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和/或永磁轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的限位支座，以及連接于所述限位支座上的限位塊，所述限位塊能夠在離心力的驅(qū)使下發(fā)生位置變化，從而通過位置變化減少和/或消除對(duì)所述永磁轉(zhuǎn)子的作用。5.如權(quán)利要求4所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述扭矩限制部件還包括彈性件，所述彈性件連接于所述限位支座與限位塊之間，所述限位塊通過所述彈性件實(shí)現(xiàn)位置的恢復(fù)。6.如權(quán)利要求4所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述限位塊旋轉(zhuǎn)連接于所述限位支架上。7.如權(quán)利要求2所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子通過軸承與中心軸連接，所述軸承和/或中心軸上設(shè)有定位軸肩，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子的間隙被所述定位軸肩限定。8.如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述減速機(jī)的輸入軸與輸出軸呈90度角，所述減速機(jī)的輸入軸與輸出軸間通過錐齒輪結(jié)構(gòu)或者蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)傳動(dòng)。9.如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述電機(jī)和永磁耦合器之間采用脹緊套或法蘭結(jié)構(gòu)或鍵結(jié)構(gòu)傳動(dòng)連接，和/或所述永磁耦合器和萬向聯(lián)軸器之間采用脹緊套或法蘭結(jié)構(gòu)或鍵結(jié)構(gòu)傳動(dòng)連接。10.—種抽油機(jī)，其特征在于:包括如權(quán)利要求1至9任意之一所述的抽油機(jī)永磁傳動(dòng)裝置。
【文檔編號(hào)】F16H35/10GK205639517SQ201620469063
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】匡俊, 馬玉順, 范欣, 于清波, 劉建頻
【申請(qǐng)人】上海市東方海事工程技術(shù)有限公司