自動液壓油脂換油機的製作方法
2023-05-29 16:03:06 1
專利名稱：自動液壓油脂換油機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於對抽油機和其他機械設備進行壓力換油和加油的液壓裝置，尤其是涉及一種可在中央電氣控制單元控制下進行自動工作的自動液壓油脂換油機。
背景技術：
在油田採油領域中，為了保證抽油機上的轉動部件能夠在較小的摩擦阻力下工作，進而提高生產效率，必須在開始使用抽油機時將潤滑油脂加於其中多個轉動部位上，並在使用後定期對其進行油脂的更換。目前，在現有的採油技術中，並沒有專門用於加裝潤滑油脂的裝置，工人們通常都是要爬上6～7米高的抽油機上，然後用手動黃油槍將其中的潤滑油脂硬擠入轉動部件中。這種加油及換油方式，存在的缺點是工人不得不在高空作業，易發生人身安全事故；手動黃油槍一次只能加少量潤滑油脂，加油效率極低。
實用新型內容為了克服現有技術中存在的對抽油機和其他機械設備進行壓力換油和加油時均採用手工操作方式致使操作工人需要高空作業且工作效率低的不足，本實用新型提供一種自動液壓油脂換油機，該種自動液壓油脂換油機具有可實現遠程地面加油、保證操作人員安全及換油效率高的特點。
本實用新型的技術方案是該種自動液壓油脂換油機，主要包括儲油缸、儲油缸雙向液壓千斤頂、加油缸、加油缸雙向液壓千斤頂、電氣自動控制單元、高壓泵站，以及用於分別控制儲油缸雙向液壓千斤頂和加油缸雙向液壓千斤頂的兩個電磁控制閥，其中儲油缸的頂蓋上固定有一個加油口、手動排氣閥以及一個可實現單向自動進氣的單向閥，在儲油缸內部有一儲油缸活塞，所述儲油缸活塞與儲油缸雙向液壓千斤頂內的活塞杆相連接，儲油缸雙向液壓千斤頂的兩根液壓油管通過儲油缸電磁控制閥與高壓泵站中的液壓油箱相連。在加油缸頂部有一單向排油閥，在向抽油機加油或換油時，要在該單向排油閥上連接一個較長的加油管。在加油缸內部有一加油缸活塞，所述加油缸活塞與加油缸雙向液壓千斤頂內的活塞杆相連接，加油缸雙向液壓千斤頂的兩根液壓油管通過加油缸電磁控制閥與高壓泵站中的液壓油箱相連，儲油缸與加油缸之間則通過輸油管相連接。電氣自動控制單元是一個可以由可編程序控制器、單片機作為核心控制部件的控制單元，可以將可編程序控制器或單片機上被定義作為儲油控制信號輸出端、加油控制信號輸出端的端子分別連接至用於控制儲油缸雙向千斤頂動作的電磁控制閥和用於控制加油缸雙向千斤頂動作的電磁控制閥的控制信號輸入端，從而利用可編程序控制器或單片機中存儲的程序來順序控制電磁控制閥的通路狀態。此外，由於高壓泵站中帶動液壓泵轉動的三相交流電動機其工作狀態需要與控制千斤頂中液壓油流動的電磁控制閥的工作狀態相匹配，所以在可編程序控制器或單片機上還需要定義控制電動機轉動的轉動控制信號輸出端，之後將其連接至高壓泵站的控制信號輸入端。
本實用新型具有如下有益效果由於採取上述方案的自動液壓油脂換油機利用液壓傳動機構實現自動送油，所以加油速度快，工作效率高；利用液壓機構對油脂產生較大的舉升力，使油脂可以從地面被直接舉升到抽油機上，加油時操作工人通過一根較長的加油管即可完成對抽油機各個轉動部件的加油，避免了需要人工高空作業，保證了操作者的人身安全；由於在本技術方案中可以安裝一個遙控裝置，使操作人員可以在需要的時候進行遠程遙控操作。
附圖1是本實用新型的外觀立體示意圖；附圖2是本實用新型的組成示意圖；附圖3是本實用新型利用可編程序控制器作為中央控制單元的電氣原理圖；附圖4是本實用新型利用中間繼電器、時間繼電器作為中央控制單元的電氣原理圖。
圖中1-儲油缸，2-加油缸，3-儲油缸雙向千斤頂，4-加油缸雙向千斤頂，5-電氣自動控制單元，6-高壓泵站，7-儲油缸電磁控制閥，8-加油缸電磁控制閥，9-儲油缸加油口，10-手動排氣閥，11-單向自動進氣閥，12-儲油缸活塞，13-單向排油閥，14-加油缸活塞，15-輸油管，16-油位指示標杆，17-加油管。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明如圖1結合圖2所示，該種自動液壓油脂換油機，包括儲油缸1、儲油缸雙向液壓千斤頂3、加油缸2、加油缸雙向液壓千斤頂4、電氣自動控制單元5、高壓泵站6，以及用於分別控制儲油缸雙向液壓千斤頂3和加油缸雙向液壓千斤頂4的儲油缸電磁控制閥7、加油缸電磁控制閥8。下面對這些部件作分別敘述其中，在儲油缸1的頂蓋上開有一個加油口9，這個加油口是用來手動加注潤滑油脂的，在儲油缸1的頂蓋上還安裝有一個手動排氣閥10和一個單向自動進氣閥11。其中手動排氣閥10的作用在於排出手動加注潤滑油脂後可能產生的氣體，在實際製造時，這個手動排氣閥可根據需要考慮是否配備，因為在有些情況下，當潤滑油脂不會產生很多氣體時，就不需要配備手動排氣閥10。如圖2所示，在儲油缸內部有一儲油缸活塞12，所述儲油缸活塞12與儲油缸雙向液壓千斤頂3內的活塞杆相連接，即儲油缸活塞12可以隨儲油缸雙向液壓千斤頂3內的活塞共同做升降運動。在這裡需要特別指出的是，單向自動進氣閥11是非常必要的，其由一個帶有壓力感應彈簧的單向自動進氣閥構成，當儲油缸內的壓力小於一定程度時，在彈簧力的作用下，單向自動進氣閥11打開，向儲油缸內自動進氣。設置這一部件的作用在於防止儲油缸內形成負壓，以保證儲油缸活塞12可以在儲油缸雙向液壓千斤頂3內的活塞杆帶動下順利下行。
高壓泵站6可選用常規的結構，即由三相交流異步電動機、液壓泵、壓力表、帶有洩壓閥的液壓油箱及一些電氣過壓、過載、斷相保護裝置構成。
儲油缸雙向液壓千斤頂3的兩根液壓油管通過儲油缸電磁控制閥7與高壓泵站6中的液壓油箱相連，電磁控制閥7可以根據需要選用三位四通閥也可以選用兩位四通閥。在加油缸2的頂部有一單向排油閥13，其內部有一加油缸活塞14，所述加油缸活塞14與加油缸雙向液壓千斤頂4內的活塞杆相連接，即加油缸活塞14可以隨加油缸雙向液壓千斤頂4內的活塞共同做升降運動。加油缸雙向液壓於斤頂4的兩根液壓油管通過加油缸電磁控制閥8與高壓泵站6中的液壓油箱相連。在向抽油機加油時，需要操作人員將加油管17通過快速接頭與單向排油閥13連接，而後將該加油管17置於預定加油部位，即可開始操作。
儲油缸1與加油缸2之間通過輸油管15相連接，輸油管15與儲油缸1之間的連接位置在儲油缸1的上端，而與加油缸2之間的連接位置則可以選擇。如果在加油缸活塞14上裝有單向進油閥，則輸油管15與加油缸2之間的連接位置應選擇在加油缸活塞14復位後所在平面的下端，如果沒有在加油缸活塞14上裝有單向進油閥，則輸油管15與加油缸2之間的連接位置應選擇在加油缸活塞14復位後所在平面的上端，當然這個高度差值不要太大，以儘量大的利用缸體內的空間。
電氣自動控制單元5是控制其它各個部件進行協調工作的部分，在這裡可以選擇工業上常用的可編程序控制器或單片機來作為中央控制器，附圖3是一個以可編程序控制器，簡稱為「PLC」，作為中央控制器的具體實施例的電氣原理圖。圖中PLC選用德國西門子公司生產的logo230-RL型，該種PLC具有12個輸入點和8個輸出點；交流接觸器KM1、KM2其主觸點上端電纜具有不同的相序，其目的在於保證無論外接三相交流電源是何種相序，液壓油泵的電動機始終可以正轉；直流線圈DF1、DF2分別為儲油缸電磁控制閥7、加油缸電磁控制閥8的直流線圈，當線圈得電或失電時，在電磁鐵的作用下，通過電磁閥的內部液壓油路發生變化。在本例中，設置了電動機停止按鈕SB2、電動機啟動按鈕SB1、電動機正反轉控制開關SB3、儲油控制扭子開關K1、加油控制按鈕K2、泵站壓力低聯鎖電接點P1、泵站壓力高電接點P2、電動機運行指示燈HG、儲油運行指示燈HG1、加油運行指示燈HG2以及一個24V的變壓整流迴路。
利用單片機與利用可編程序控制器進行控制的工作原理相同，只是利用單片機控制需要考慮外接驅動電路以使得來自單片機的小電流信號可以驅動較大的外接設備。
將可編程序控制器或單片機上被定義作為儲油控制信號輸出端、加油控制信號輸出端的端子分別連接至用於控制儲油缸雙向千斤頂動作的電磁控制閥和用於控制加油缸雙向千斤頂動作的電磁控制閥的控制信號輸入端，從而利用可編程序控制器或單片機中存儲的程序來順序控制電磁控制閥的通路狀態進而控制液壓油的進程與回程。此外，由於高壓泵站中帶動液壓泵轉動的三相交流電動機其工作狀態需要與控制千斤頂中液壓油流動的電磁控制閥的工作狀態相匹配，所以在可編程序控制器或單片機上還需要定義控制電動機轉動的轉動控制信號輸出端，之後將其連接至高壓泵站的控制信號輸入端。
當然對於控制精度要求不是很高的場合，也可以選用常規的中間繼電器、時間繼電器、按鈕開關等構成一個自動控制單元，其控制原理圖如圖4所示，其中交流接觸器KM1、KM2其主觸點上端電纜具有不同的相序，直流線圈DF1、DF2分別為儲油缸電磁控制閥7、加油缸電磁控制閥8的直流線圈。在本例中，同樣設置了電動機停止按鈕SB2、電動機啟動按鈕SB1、電動機正反轉控制開關SB3、儲油控制扭子開關K1、加油控制按鈕K2、泵站壓力低聯鎖電接點P1、泵站壓力高電接點P2、電動機運行指示燈HG、儲油運行指示燈HG1、加油運行指示燈HG2以及一個24V的變壓整流迴路，較之可編程序控制器增加的部分為兩個時間繼電器KT1、KT2以及一個中間繼電器KA。當將時間繼電器KT1設定為15秒、時間繼電器KT2設定為20秒後，其具體工作過程為1、選擇電動機正反轉控制開關SB3在正轉位置。
2、電動機啟動按鈕SB1為啟動主油泵電動機啟動控制，電動機啟動後檢查壓力油壓指示正確，否則按電動機停止按鈕SB2，選擇電動機正反轉控制開關SB3在反轉位置，再按下電動機啟動按鈕SB1為啟動主油泵電動機啟動，此時油壓壓力表指示正確。
3、油壓正常後，泵站壓力低聯鎖電接點P1閉合，啟動儲油控制扭子開關K1在合位，此時儲油缸電磁控制閥7的直流線圈DDF1得電，儲油指示燈HG1亮，儲油缸內活塞隨著雙向千斤頂上升；時間繼電器KT1得電啟動。
4、隨著儲油缸內活塞上升，潤滑油脂注入加油缸內，當時間繼電器KT1運行15秒後，加油迴路上的由時間繼電器KT1引出的聯鎖點閉合，啟動加油按鈕K2，自保繼電器KA動作自保，且啟動加油缸電磁閥，加油指示燈HG2亮，加油雙向千斤頂向上注油到抽油機，同時啟動加油時間聯鎖繼電器KT2。
5、當油壓高電接點P2動作或時間繼電器KT2運行20秒後，加油缸內注油完畢，聯鎖動作切斷加油控制迴路，自保繼電器KA失電，加油指示燈HG2滅，加油電磁閥直流線圈DF2失電，加油雙向千斤頂返回，油壓高電接點P2動作和時間繼電器KT2失電恢復。
6、此時重新由儲油缸向加油缸注油，重複以上加油工作。
為了使操作者可以清楚知道儲油缸中已經有多少油脂被輸送出，可以在儲油缸雙向液壓千斤頂3外安裝有一個油位指示標杆16，其上端固定於儲油缸1內的儲油缸活塞12之上，當儲油缸的活塞上升時，油位指示標杆16便隨之移動，即送一次油後，標尺便向上走一次。通常情況下，為了計量方便，可以將加油缸的容積正好設定為標尺向上走一次所輸出的油脂量。
本實用新型在應用現場被具體使用時，如果操作者只有一個人，那麼就可能需要該操作者不斷地在設備加油點與本實用新型操作點之間更換位置，將導致工作效率低下。為解決此問題，在本實用新型原有方案的基礎上，可以增加一套遙控裝置18，該遙控裝置18由一個遙控信號發生器和一個遙控信號接收器構成，由該遙控信號接收器引出的四個常開節點分別並聯於電氣自動控制單元5中控制電動機啟動、停止以及控制儲油缸電磁控制閥7與加油缸電磁控制閥8導通的電氣節點處，這樣就可以遠程操作油脂換油機，大大節省了一人操作時的工作時間。
本實用新型的具體工作過程如下首先卸下高壓泵站6中油泵油箱上的油標蓋，用注口把油箱內加滿液壓油，然後把油標蓋旋緊。
用手旋下儲油缸1上的加油口9的旋蓋，把缸內加滿所需的潤滑脂，然後旋緊，放鬆儲油缸1上的手動排氣閥。
準備工作完成後，按下電氣控制單元的啟動按鈕，在中央控制單元的控制作用下，各種元器件按如下過程開始工作1、高壓泵站中的液壓油泵在電動機的帶動下開始旋轉，壓力表顯示工作壓力；2、儲油缸電磁控制閥7在來自中央控制單元的上升控制信號作用下，儲油缸雙向千斤頂3的上升油路被接通，儲油缸雙向千斤頂3內的活塞上升，進而使得儲油缸活塞12上升，此時，待儲油缸內的空氣排盡後，手動擰緊排氣閥。潤滑油脂被通過輸油管15送至加油缸2內，儲油缸雙向千斤頂3內的活塞上升到一定高度自動停止。
3、加油缸電磁控制閥8在來自中央控制單元的上升控制信號作用下，加油缸雙向千斤頂4的上升油路被接通，加油缸雙向千斤頂4內的活塞上升，進而使得加油缸活塞14上升，潤滑油脂被通過加油管17送至抽油機上待加油部位。
4、電氣控制單元5採集來自壓力表的壓力信號，當檢測發現壓力已經達到預定的壓力位置時，確定對抽油機上某一待加油部位加油完畢，然後加油缸電磁控制閥8在來自中央控制單元的下降控制信號作用下，加油缸雙向千斤頂4的下降油路被接通，加油缸雙向千斤頂4內的活塞下行，直至到加油缸底端而停止。
5、儲油缸電磁控制閥7在來自中央控制單元的上升控制信號作用下使得儲油缸雙向千斤頂3的上升油路又被接通，儲油缸雙向千斤頂3內的活塞繼續上升，進而使得儲油缸活塞12從原停止位繼續上升，潤滑油脂被通過輸油管15送至加油缸2內。
6、加油缸電磁控制閥8動作，新注入的油脂通過加油管17被注入抽油機上。
7、依次往復，直至儲油缸1內油脂用光，儲油缸電磁控制閥7在來自中央控制單元的下降控制信號作用下，儲油缸雙向千斤頂3的下降油路被接通，儲油缸雙向千斤頂3內的活塞下降，進而使得儲油缸活塞12下降，直至到儲油缸底部。按下電氣控制單元5上的手動停止按鈕，電動機停止轉動，油泵停止工作。
8、將儲油缸內重新加滿油脂。
利用本實用新型對抽油機和其他機械設備進行壓力換油和加油時，可保證加油速度快，工作效率高，這是因為採取上述方案的自動液壓油脂換油機利用液壓傳動機構實現自動送油，所以加油速度快，工作效率高；此外，本實用新型是利用液壓機構的液壓力對油脂產生了較大的舉升力，使油脂可以從地面被直接舉升到抽油機上，加油時操作工人僅通過一根較長的加油管即可完成對抽油機各個轉動部件的加油，避免了需要人工高空作業，保證了操作者的人身安全；遙控裝置的應用，使得一個操作工就可以完成本應由兩人完成的工作量，大大節約了生產成本，提高了工作效率。
權利要求1.一種自動液壓油脂換油機，包括儲油缸(1)、儲油缸雙向液壓千斤頂(3)、加油缸(2)、加油缸雙向液壓千斤頂(4)、電氣自動控制單元(5)、高壓泵站(6)，以及用於分別控制儲油缸雙向液壓千斤頂(3)和加油缸雙向液壓千斤頂(4)的儲油缸電磁控制閥(7)、加油缸電磁控制閥(8)，其特徵在於儲油缸(1)頂蓋上固定有加油口(9)、手動排氣閥(10)、單向自動進氣閥(11)，其內部有一儲油缸活塞(12)，所述儲油缸活塞(12)與儲油缸雙向液壓千斤頂(3)內的活塞杆相連接，儲油缸雙向液壓千斤頂(3)的兩根液壓油管通過儲油缸電磁控制閥(7)與高壓泵站(6)中的液壓油箱相連，加油缸(2)頂部有一單向排油閥(13)，其內部有一加油缸活塞(14)，所述加油缸活塞(14)與加油缸雙向液壓千斤頂(4)內的活塞杆相連接，加油缸雙向液壓千斤頂(4)的兩根液壓油管通過加油缸電磁控制閥(8)與高壓泵站(6)中的液壓油箱相連，儲油缸(1)與加油缸(2)之間通過輸油管(15)相連接，電氣自動控制單元(5)的儲油控制信號輸出端、加油控制信號輸出端分別連接至儲油缸電磁控制閥(7)與加油缸電磁控制閥(8)的控制信號輸入端。
2.根據權利要求1所述的自動液壓油脂換油機，其特徵在於輸油管(15)與加油缸(2)的連接處位於復位後的加油缸活塞(14)所在平面之上。
3.根據權利要求1或2所述的自動液壓油脂換油機，其特徵在於儲油缸雙向液壓千斤頂(3)外有一油位指示標杆(16)，其上端固定於儲油缸(1)內的儲油缸活塞(12)之上。
4.根據權利要求1、2或3所述的自動液壓油脂換油機，其特徵在於電氣自動控制單元(5)以可編程序控制器作為中央控制器。
5.根據權利要求4所述的自動液壓油脂換油機，其特徵在於所述電氣自動控制單元(5)中還包括一個遙控裝置，所述遙控裝置由一個遙控信號發生器和一個遙控信號接收器構成，由該遙控信號接收器引出的四個常開節點分別並聯於電氣自動控制單元(5)中控制電動機啟動、停止以及控制儲油缸電磁控制閥(7)、加油缸電磁控制閥(8)導通的電氣節點處。
專利摘要一種用於對抽油機進行壓力換油和加油的自動液壓油脂換油機。主要解決現有技術中對抽油機及其配套機械設備進行壓力換油和加油時均採用手工操作方式導致操作工人需要高空作業且工作效率低的問題。其特徵在於帶有儲油缸雙向液壓千斤頂(3)的儲油缸(1)與帶有加油缸雙向液壓千斤頂(4)的加油缸(2)之間通過輸油管(15)相連接，所述儲油缸雙向液壓千斤頂(3)、加油缸雙向液壓千斤頂(4)的液壓油路分別在儲油缸電磁閥(7)、加油缸電磁閥(8)的控制下工作，儲油缸電磁閥(7)、加油缸電磁閥(8)以及高壓泵站(6)在電氣自動控制單元(5)的電氣控制信號作用下工作。具有可實現遠程遙控加油、操作安全可靠及換油效率高的特點。
文檔編號F16N7/14GK2690717SQ200420048248
公開日2005年4月6日 申請日期2004年4月13日 優先權日2004年4月13日
發明者包寅戈, 包慶慶 申請人:包寅戈