數控泥漿篩的製作方法

2023-05-07 11:58:36

專利名稱：數控泥漿篩的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機電一體化的新型石油工業機械裝備－－－－數控泥漿篩。它用於石油、地質等行業的作業生產現場。
在油田、礦山的勘探、採掘作業現場，在往地下鑽井過程中冒湧出來的大量泥漿裡伴隨有各種大小不等的巖石、泥塊和其他雜物，必須將這些雜物清除乾淨後才能由泥漿泵將其輸往遠處，以保證鑽採作業現場的文明生產。泥漿篩就是用於淨化泥漿、清除鑽屑雜物的設備。現在的泥漿篩都是採用機械傳動的利用電機驅動結構龐雜的減速齒輪箱後，帶動裝有偏心凸輪的轉軸旋轉，使該凸輪在篩網振動方向產生推動力驅動泥漿篩的振動部分工作。這種機構傳動裝置，結構複雜，設備造價高，動力源和傳動裝置都應就近安裝在振動篩網附近，而大型鑽機和泥漿篩的巨大震動和轟鳴，使其工作條件極其惡劣，傳動零件容易磨損，使用壽命短，而且能量消耗高，還不能隨機調節其振動的工況。
本實用新型的目的是提供一種機電一體化的數控泥漿振動篩。
本實用新型是這樣實現的它由篩網及其振動裝置和振動驅動裝置兩部分構成，本實用新型主要對其驅動裝置改進為由電源整流器，用已製成固態組件的受控脈衝發生電路與大功率電子開關電路構成的受控大功率脈衝發生器和換能器三部分組成，其中電源整流器和受控大功率脈衝發生器被安裝在井場附近靠近電源的金屬屏蔽盒裡，換能器則安裝在篩網振動底座運動受力部分的下方。
本實用新型是利用當代發展迅猛並日趨實用化的電力電子技術，用數控功率脈衝電子電路、驅動機械運動的電路及其相關器件來驅動篩網振動的，由此徹底省卻了機械傳動的原動機和傳動裝置，結構大大簡化，不僅使設備製造費用大為減少，還因沒有機械傳動和由此產生的磨損，使裝置工作可靠穩定，設備的維護工作也減到最低限度。本實用新型使用機電一體化的高效低耗技術，可以方便地調節驅動脈衝的佔空比和頻率使之與設備的機械振動達到同步諧振，從而使裝置的能耗顯著降低和處於最佳工況下操作運行。


圖1是本實用新型的振動驅動裝置工作原理圖。
圖2是驅動裝置中受控大功率脈衝發生器的電原理圖(A)和結構圖(B)(C)。
圖3是本實用新型的一個實施例外型簡圖。
本實用新型的工作原理是把交流電源(三相380V或單相220V)經整流橋組件1和濾波電容2構成的整流器轉換成直流後加到一個由受控脈衝發生電路5和大功率電子開關電路6構成的大功率數控脈衝電子發生器3的兩端(參見圖2)，由此產生大功率的受控脈衝電流，再經電磁換能器4就把該能量轉化為泥漿篩的振動驅動能量了。調節功率電子電路輸出的脈衝頻率和幅度就可調整泥漿篩的振動工況，使其處在優化工況下工作。實際上，本實用新型是個移植實用新型，即把目前已經發展比較成熟的大功率數控調壓變頻裝置用於替代傳統泥漿篩的機械傳動部分，從而使該設備也進入機電一體化的電力拖動技術領域，為設備的技術改造和更新換代作出貢獻。
本實用新型是用VMOS管做大功率開關的。因為VMOS管的導通和關斷完全取決於柵極電位，且響應速度高，導通與關斷方便。再者，VMOS管輸入阻抗極高，即使用數百個管並聯時，用一個簡單的驅動電路也可推動其工作；而且輸出阻抗呈正阻特性和具有正的溫度係數，如使用若干個VMOS管並聯後，由該管性能決定能將電流均勻分配到各管，這樣就可通過並聯多個VMOS管來達到設備所需的大控制功率，並通過選擇並聯管子的數目就很方便地得到不同的額定功率，使之與泥漿篩機械部分配成系列。參見圖2，本實用新型中受控大功率脈衝開關電路6是用多個VMOS大功率場效應管組成的，這些VMOS管的源都並聯於源極板7，所有VMOS管的漏也並聯於漏極板8，此兩極板把VMOS管夾緊在中間並有很好的熱接觸，各VMOS管的源與柵極分別並聯一個電阻R1，同時各管的柵極分別通過串聯一個電阻R2與受控脈衝發生電路5的輸出控制端相連。圖2(B)(C)示了本電路的固定結構。
本實用新型中的受控脈衝發生電路5可以是用集成電路加阻容反饋構成的多諧振蕩器，也可以由計算機直接輸出不同頻率和不同佔空比的各種脈衝數位訊號來模擬之，這樣更可以達到直接數控泥漿篩的工況，並隨機調節之的最終生產目的，從而把泥漿篩也納入油田生產機電一體化的控制系統中。
換能器裝在篩網底座受力的下方，換能器可以是普通的電磁鐵，其中的銜鐵可以採有稀土永磁材料製成，因其磁能積密度大，使用效果更好。脈衝電流來至電磁鐵線圈，通電時吸引銜鐵向下動作，振動篩網也隨之向下運動；線圈掉電時，則在振動篩四角的壓簧恢復彈力作用下，篩網向上動作，如此周期往復上下直線動作，就使篩網不停上下來回振動。整流器和大功率脈衝發生器基本上是由電子器件構成，可裝在金屬屏蔽盒裡安放在工作環境較好的靠近電源的地方，使作業現場更為簡潔寬敞。
本實用新型進行試驗實施的產品是寶雞石油機械廠生產的222S－871直線振動泥漿篩，把原機械驅動裝置去除改換成本實用新型的功率電子驅動部件和在篩網下方裝上換能器就可以了，該機原配備驅動電機功率為4＊3KW(採用雙電機驅動)，改進後耗能僅為2KW左右，能耗大為降低；易損件幾乎減至零，操作維護也很簡便，而仍能保持原設備振動篩為上下直線振動，篩分效率高，篩面清爽，便於鑽井工人清潔篩面等許多優點。
權利要求1.一種數控泥漿篩，它由篩網及其振動裝置和振動驅裝置兩部分構成，其特徵在于振動驅動裝置是由電源整流器、用已製成固態組件的受控脈衝發生電路與大功率電子開關電路構成的受控大功率脈衝發生器和換能器三部分構成的，其中電源整流器和受控大功率脈衝發生器被安裝在井場附近靠電源的金屬屏蔽盒裡，換能器則安裝在篩網振動底座運動受力部分的下方。
2.如權利要求1所述的數控泥漿篩，其特徵在於其中大功率電子開關電路可以用多個並聯的VMOS大功率場效應管組成，所有VMOS管的源並聯於源極板和所有的VMOS管的漏也並聯於漏極板，此兩極板把VMOS管夾緊在中間並有很好的熱接觸，各VMOS管的源與柵之間分別並聯一個電阻R1，同時各VMOS管的柵極分別通過串聯一個電阻R2與控制電路相連。
3.如權利要求1所述的數控泥漿篩，其特徵在於換能器可以是電磁鐵，其中的銜鐵可以採用稀土永磁材料製成。
專利摘要一種數控泥漿篩，由篩網及其振動裝置和振動驅動裝置構成，其特點是用電源整流器、受控大功率脈衝發生器和換能器三者組成的數控功率電子器件和驅動電路來替代由傳統的電機、減速箱和凸輪軸組成的機械驅動裝置，使設備結構大為簡化，沒有機械傳動及由此產生的磨損，裝置工作穩定可靠，能耗顯著降低，並可籍此把泥漿篩納入油田鑽井作業的機電一體化控制系統中。
文檔編號B07B1/28GK2106667SQ91226098
公開日1992年6月10日 申請日期1991年10月9日 優先權日1991年10月9日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠