專利名稱：抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)電磁換向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到供配電的開關(guān)裝置，尤其是二位電源開關(guān)的切換裝置，具體而言是一種抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)電磁換向裝置。
背景技術(shù)：
油田抽油機井供配電系統(tǒng)“大馬拉小車”浪費大量電能，這是全國油田普遍存在的現(xiàn)象。勝利油田近幾年對此進(jìn)行研究攻關(guān)，現(xiàn)已探索到解決這一問題的有效途徑——采用雙電壓自動調(diào)壓變壓器。其中的二位電源切換開關(guān)是雙電壓自動調(diào)壓變壓器的主要配套電器部件之一。目前國內(nèi)外的電源開關(guān)有兩種切換方式。一種是由兩個分離開關(guān)、兩個電磁線圈、機械連鎖機構(gòu)和底板組裝成一體，屬于拼裝結(jié)構(gòu)。當(dāng)A線圈通電時，A開關(guān)閉合；當(dāng)B線圈通電時，B開關(guān)閉合。機械連鎖機構(gòu)始終保證一個開關(guān)閉合而另一個開關(guān)斷開。其主要缺點是體積大而笨重，常因安裝空間大而導(dǎo)致使用范圍受到限制，并且觸頭較多，故障率較高。另一種是韓國產(chǎn)品，用一個電磁線圈驅(qū)動機械換向機構(gòu)，線圈通一次電，A、B回路改變一次相反的狀態(tài)，即A回路由閉合狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)，B回路由斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)。其優(yōu)點是體積較小，并且不用機械連鎖機構(gòu)也能保證只有一路閉合，不會發(fā)生二路同時閉合的現(xiàn)象。其主要缺點是由于機械換向機構(gòu)比較復(fù)雜，有時出現(xiàn)機械卡死現(xiàn)象，導(dǎo)致開關(guān)無法切換，有時觸頭卡在中間位置，A回路不閉合，B回路也不閉合；線圈吸合電壓較高，低于150V就不能切換；為線圈供電的直流電源整流橋常出現(xiàn)過壓擊穿現(xiàn)象；兩個回路都裝有限位開關(guān)，限位開關(guān)的觸點常出現(xiàn)粘連，導(dǎo)致線圈長時間通電而燒壞?，F(xiàn)場使用證明，雖然雙電壓自動調(diào)壓變壓器能很好地解決抽油機供電系統(tǒng)“大馬拉小車”的問題，但與其配套的二位電源開關(guān)的換向裝置穩(wěn)定性和可靠性達(dá)不到要求，故障率較高，影響到進(jìn)一步大量推廣使用。經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)先進(jìn)而實用的二位電源開關(guān)換向裝置。其中有三篇可作為弱相關(guān)對比文件正逆電磁開關(guān)裝置(02243005.9)、電磁開關(guān)裝置(03124899)、雙線圈式電磁開關(guān)(88105784)。其技術(shù)特征都與本發(fā)明有顯著的不同。

發(fā)明內(nèi)容鑒于已有技術(shù)存在上述缺點和不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種與眾不同的抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)電磁換向裝置，作為油田抽油機井雙電壓自動調(diào)壓變壓器的配套裝置，滿足油井供配電和節(jié)電要求。
上述目的是由下述技術(shù)方案實現(xiàn)的該裝置包括機械傳動機構(gòu)、電磁線圈總成和控制電路三大部分。其特征是機械傳動機構(gòu)裝在基座的垂直豎板上，電磁線圈總成裝在基座的水平底板上，控制電路板裝在電磁線圈總成固定罩的上方。機械傳動機構(gòu)由傳動頭擺臂、左右傳動桿、左右傳動臂、左右小連桿、大連桿、左右小傳動臂、左右動力輸出桿、左傳動桿軸套和銷軸組成。傳動頭擺臂上端用銷軸與傳動頭相連，下端裝在右傳動桿的中部。右傳動臂的下端裝在右傳動桿的后端，上端用銷軸與右小連桿相連。右小連桿用銷軸與右小傳動臂相連，此銷軸也將右小傳動臂與大連桿的右端相連。大連桿的左端及左小連桿用同一個銷軸與左小傳動臂相連。左小連桿用銷軸與左傳動臂的上端相連。左傳動臂的下端裝在左傳動桿的后端。左傳動桿的前端通過其軸套裝在基座上。右傳動桿的前端裝在基座上。左、右動力輸出桿穿過基座垂直豎板的上部與后方的電源開關(guān)總成相連。兩只小限位開關(guān)裝在基座垂直豎板中部靠近左、右傳動臂的內(nèi)側(cè)。電磁線圈總成由外殼、內(nèi)套管、骨架、線包、隔板和活動鐵芯組成?；顒予F芯和隔板各一件，其它各兩件，由隔板隔開，對稱組裝。骨架裝在內(nèi)套管上，線包纏繞在骨架上，活動鐵芯裝在內(nèi)套管內(nèi)。內(nèi)套管外端部和隔板的外沿處與外殼點焊住，使其成為一個整體。
上述基座用一塊鋼板煨制成L形狀，電磁線圈總成的左、右兩塊固定板焊接在基水平底板的上面。
該裝置的控制電路由整流橋、集成塊、場效應(yīng)管、三極管、二極管和電阻、電容等組成。整流橋正極連接電磁線圈首端，線圈尾端再連接場效應(yīng)管，再返回整流橋負(fù)極。整流橋同時為集成塊和三極管提供直流電源。場效應(yīng)管的柵極與三極管的集電極連接。三極管的基極經(jīng)過一個電阻與集成塊連接。二極管的負(fù)極連接整流橋的正極，二極管的正極連接電磁線圈的尾端。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是
1、兩個線圈組裝在起，共用一個活動鐵芯(街鐵)，使換向裝置體積減小。
2、開關(guān)位置的切換由兩個電磁線圈直接換向完成，即A、B兩線圈產(chǎn)生的磁力，大小相等，方向相反，可以直接改換開關(guān)的位置，使機械傳動部分大大簡化，極大的增強了機械傳動機構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。
3、線圈結(jié)構(gòu)更加合理，內(nèi)外增加了鐵磁材料，減少了磁路的磁阻，提高了對活動鐵芯(街鐵)的電磁吸力。
4、線圈的吸合電壓很低，在額定電壓的45％時仍然可以吸合。這一特點更適用于切換時電壓波動大的場合。
5、其限位開關(guān)控制5V的電壓信號，經(jīng)集成塊進(jìn)行比較后，再控制無觸點開關(guān)(場效應(yīng)管)，實現(xiàn)了以弱控強(控5V代替原來的控220V)，徹底避免了因打火先燒限位開關(guān)的觸點(粘連)，再燒線圈的問題。
6、線圈回路中采用了無觸點開關(guān)(場效應(yīng)管)和續(xù)流二極管，徹底解決了燒壞整流橋的問題。
7、該裝置不但能在油田抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)上應(yīng)用，滿足了油井供配電和節(jié)電的要求，而且可以在其它行業(yè)類似場合應(yīng)用。


附圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視示意圖。
附圖2是圖1的A向俯視示意圖。
附圖3是圖1的B向右視示意圖。
附圖4是其電磁線圈總成的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
附圖5、6是其控制電路圖。
附圖1、2、3是在去掉防護罩的情況下繪制的。
具體實施方式
結(jié)合

一個實施例附圖1、2、3中，1是基座，2是電磁線圈總成(也是其外殼)，3是電磁線圈總成固定罩，4是固定螺栓，5是電磁線圈總成固定板，6是電磁線圈動力螺桿，7是傳動頭，8、12、14、18、22是銷軸，9是傳動頭擺臂，10是右傳動桿，11是右傳動臂，13是右小連桿，15是大連桿，16是右小傳動臂，17是右動力輸出桿，19左小連桿，20是左小轉(zhuǎn)動臂，21是左動力輸出桿，23是左傳動臂，24是左傳動桿軸套，25是左傳動桿(手動桿)，26是控制電路板，27是電路板固定螺桿，28是兩只限位開關(guān)，34是電源開關(guān)總成。
由圖1、2、3所示，該裝置的機械傳動機構(gòu)由傳動頭擺臂9、左右傳動桿25和10、左右傳動臂23和11、左右小連桿19和13、大連桿15、左右小傳動臂20和16、左右動力輸出桿21和17、左傳動桿軸套24和銷軸8、12、14、18、22組成。傳動頭擺臂9上端用銷軸8與傳動頭7相連，下端裝在右傳動桿10的中部。右傳動臂11的下端裝在右傳桿10的后端，上端用銷軸12與右小連桿13相連。右小連桿13用銷軸14與右小傳動臂16相連，銷軸14也將右小傳動臂16與大連桿15的右端相連。大連桿15的左端及右小連桿19用同一個銷軸18與左小傳動臂20相連。左小連桿19又用銷軸22與左傳動臂23的上端相連。左傳動臂23的下端裝在左傳動桿25的后端。左傳動桿25的前端通過其軸套24裝在基座1上。右傳動桿10的前端裝在基座1上。左、右動力輸出桿21、17穿過基座1垂直豎板的上部，與后方的電源開關(guān)總成34相連。圖1中的兩只小限位開關(guān)28裝在基座1垂直豎板中部靠近左、右傳動臂23、11的內(nèi)側(cè)。
由圖4所示，電磁線圈總成由外殼2、內(nèi)套管29、骨架30、線包31、隔板32和活動鐵芯33組裝?；顒予F芯33和隔板32各一件，其它各兩件，由隔板32隔開，對稱組成。骨架30裝在內(nèi)套管29上，線包31纏繞在骨架30上，活動鐵芯33裝在內(nèi)套管29內(nèi)。內(nèi)套管29的外端部和隔板32的外沿處與外殼2點焊住，使其成為一個整體。
由圖3所示，基座1用一塊鋼煨制成L形狀，電磁線圈總成2的左、右兩塊固定板5焊在基座1水平底板的上面。
由圖5和6所示，該裝置有兩套完全相同的控制電路，裝在圖1所示的同一塊電路板26上，分別控制兩個電磁線圈LA、LB。該電路由整流橋ZQ、集成塊IC、場效應(yīng)管T1、三極管Q1、二極管D3和電阻、電容等組成。整流橋ZQ的正極連接電磁線圈LA(或LB)首端，線圈尾端再連接場效應(yīng)管T1，再返回ZQ的負(fù)極。整流橋ZQ同時為集成塊IC和三極管Q1提供直流電源。場效應(yīng)管T1的柵極與三極管Q1的集電極連接。三極管Q1基極經(jīng)過電阻R5與集成塊IC的第1腳連接。二極管D3的負(fù)極連接整流橋ZQ的正極，D3的正極連接電磁線圈LA(或LB)的尾端。
該裝置的工作過程是當(dāng)二位電源開關(guān)34需要與A回路閉合時，則給圖5中的整流橋ZQ提供220V交流電源。ZQ輸出的直流電壓使場效應(yīng)管T1處于導(dǎo)通狀態(tài)，ZQ的直流電流由正極經(jīng)線圈LA、再經(jīng)場效應(yīng)管T1，返回到ZQ的負(fù)極，形成直流回路。因LA線圈通電而產(chǎn)生電磁力，使圖4中的活動鐵芯33動作，帶動圖1中的擺臂9向一個方向擺動，使右傳動桿10轉(zhuǎn)動，右傳動臂11擺動，右小連13又帶動大連桿15，使小傳動臂16和20同步擺動，使動輸出桿17和21同步轉(zhuǎn)動，使圖2、3中的二位電源開關(guān)34與A回路閉合，與B回路斷開。與此同時，圖1中的傳動臂11或23壓住一只限位開關(guān)28(即圖5中的XKA)，使其閉合。如圖5所示，A回路的閉合信號經(jīng)R7送到IC的第3腳。此時IC的第1腳輸出高電平，高電平信號經(jīng)R5送到三極管Q1的基極，Q1飽和導(dǎo)通，Q1的集電極輸出低電位，低電位信號送到場效應(yīng)管T1的柵極，T1關(guān)斷，線圈LA斷電。二極管D3為續(xù)流二極管，其作用是把LA斷電瞬間的能量釋放掉，避免LA的自感電勢與整流橋ZQ疊加而損壞電器無件。
當(dāng)二位電源開關(guān)34需要與B回路閉合時，則給圖6中的整流橋ZQ提供220V交流電源，其工作過程同上，不再贅述。
當(dāng)需要手動操作切換電源開關(guān)時，用扳手卡住圖2、3中的左傳動桿25的向外伸出端用力轉(zhuǎn)動即可。
權(quán)利要求
1.一種抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)電磁換向裝置，包括機械傳動機構(gòu)、電磁線圈總成和控制電路三大部分，其特征是機械傳動機構(gòu)裝在基座(1)的垂直豎板上，電磁線圈總成(2)裝在基座(1)的水平底板上，控制電路板(26)裝在電磁線圈總成固定罩(3)的上方，機械傳動機構(gòu)由傳動頭擺臂(9)、左右傳動桿(25)和(10)、左右傳動臂(23)和(11)、左右小連桿(19)和(13)、大連桿(15)、左右小傳動臂(20)和(16)、左右動力輸出桿(21)和(17)、左傳動桿軸套(24)和銷軸(8)、(12)、(14)、(18)、(22)組成，傳動頭擺臂(9)上端用銷軸(8)與傳動頭(7)相連，下端裝在右傳動桿(10)的中部，右傳動臂(11)的下端裝在右傳動桿(10)的后端，上端用銷軸(12)與右小連桿(13)相連，右小連桿(13)用銷軸(14)與右小傳動臂(16)相連，銷軸(14)也將右小傳動臂(16)與大連桿(15)的右端相連，大連桿(15)的左端及左小連桿(19)用同一個銷軸(18)與左小傳動臂(20)相連，左小連桿(19)又用銷軸(22)與左傳動臂(23)的上端相連，左傳動臂(23)的下端裝在左傳動桿(25)的后端，左傳動桿(25)的前端通過其軸套(24)裝在基座(1)上，右傳動桿(10)的前端裝在基座(1)上，左、右動力輸出桿(21)、(17)穿過基座(1)垂直豎板的上部，與后方的電源開關(guān)總成(34)相連，兩只小限位開關(guān)(28)裝在基座(1)垂直豎板中部靠近左、右傳動臂(23)、(11)的內(nèi)側(cè)，電磁線圈總成由外殼(2)、內(nèi)套管(29)、骨架(30)、線包(31)、隔板(32)和活動鐵芯(33)組成，活動鐵芯(33)和隔板(32)各一件，其它各兩件，由隔板(32)隔開，對稱組裝，骨架(30)裝在內(nèi)套管(29)上，線包(31)纏繞在骨架(30)上，活動鐵芯(33)裝在內(nèi)套管(29)內(nèi)，內(nèi)套管(2)的外端部和隔板(32)的外沿處與外殼(29)點焊住，使其成為一個整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)電磁換向裝置，其特征是基座(1)用一塊鋼板煨制成L形狀，電磁線圈(2)的左、右兩塊固定板(5)焊在基座(1)水平底板的上面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)電磁換向裝置，其特征是有兩套完全相同的控制電路分別控制兩個電磁線圈，該電路由整流橋、集成塊、場效應(yīng)管、三極管、二極管和電阻、電容組成，整流橋的正極連接電磁線圈的首端，線圈尾端再連接場效應(yīng)管，再返回整流橋負(fù)極，整流橋同時為集成塊和三極管提供直流電源，場效應(yīng)管的柵極與三極管的集電極連接，三極管的基極經(jīng)過電阻與集成塊的1腳連接，二極管負(fù)極連接整流橋正極，二極管正極連接電磁線圈的尾端。
全文摘要
本發(fā)明是一種抽油機井供電系統(tǒng)二位開關(guān)電磁換向裝置，屬于供配電開關(guān)的切換裝置。其機械傳動機構(gòu)裝在基座的豎板上，電磁線圈總成裝在基座的水平底板上，控制電路板裝在電磁線圈固定罩上方。機械傳動機構(gòu)由傳動擺臂、傳動桿、傳動臂、小連桿、大連桿、小傳動臂和動力輸出桿等組成，用銷軸互相連接。電磁線圈總成由外殼、內(nèi)套管、骨架、線包、隔板和活動鐵芯組成?；顒予F芯和隔板各一個，其它各兩件，對稱組裝成一體?？刂齐娐酚袃商祝骺刂埔粋€電磁線圈的通斷電。主要優(yōu)點是體積較??；機械傳動機構(gòu)簡化可靠；線圈總成結(jié)構(gòu)合理、磁阻小、磁力大、維持電壓低；采用無觸點開關(guān)和續(xù)流二極管，確保電器元件不被燒壞?？捎糜谟吞锛捌渌愃茍龊?。
文檔編號H01H47/22GK1728314SQ20051004228
公開日2006年2月1日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者閆敬東, 王同義, 師祥洪, 馬猛, 龍鳳樂 申請人:中國石化勝利油田有限公司