[发明专利]螺杆泵速度监控与保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺杆泵速度监控与保护装置，具体针对螺杆泵速度监控及其保护方 法，它可以用于大功率电机带动的螺杆泵速度过快以及过慢故障保护。

背景技术

螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转， 两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。

由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之 间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的 吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排 出端，将封闭在各空间中的液体不断排出。

螺杆泵在各种实际的应用场合可能由于一些原因造成阻塞或者其他一些故障。比如 抽油机是油田采油的主要生产设备，我国的油田绝大部分要靠注水来压油入井，靠抽油 机把油从地层中提升上来。当井下发生短时砂堵时，油井会出现各种情况，比如油井结 蜡造成活塞卡、阀卡、使抽油螺杆泵不能正常工作或将油管堵死；砂卡、砂堵；抽油 杆的脱扣；抽油杆的断裂等等各种原因。

那么通过速度监控与保护装置，对螺杆泵进行监控以及保护将十分重要。现有的螺 杆泵的保护装置都是有关机械方面的保护，比如加入传动轴，平移滑动机构和止推轴承 机构等机械结构来对螺杆泵进行保护，缺少对螺杆泵的速度进行实时电气监控和保护的 装置。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种螺杆泵速度监控与保护装置。

本发明具体采用以下技术方案：

一种螺杆泵速度监控与保护装置，包括螺杆泵变速箱齿轮速度检测电路、中央处理 器13、三相继电器3及继电器驱动电路6，其中所述三相继电器3串接在电机控制器2 与三相电机4的电源回路中，其特征在于：

螺杆泵变速箱齿轮速度检测电路包括光电耦合检测电路7和接近开关8，当变速箱 5的齿轮靠近接近开关8做圆周运动时，接近开关信号正端9与接近开关信号负端10 之间将发出高低电平的脉冲信号，光电耦合检测电路7将接近开关信号正端9与接近开 关信号负端10之间所发出高低电平脉冲信号进一步处理转换为变速箱齿轮脉冲信号12 并送到中央处理器13，中央处理器13内部的螺杆泵速度监控与保护程序15将对变速箱 齿轮脉冲信号12进行计数和计算并得到变速箱齿轮速度14。速度监控与保护程序15 将变速箱齿轮速度14与变速箱齿轮速度上限16和变速箱齿轮速度下限17进行比较并 输出继电器控制信号11，所述中央处理器13的继电器控制信号11与继电器驱动电路6 相连，当中央处理器13所计算出变速箱齿轮速度14高于变速箱齿轮速度上限16或者 低于变速箱齿轮速度下限17时，所述中央处理器13所输出的继电器控制信号11为高 电平，继电器控制信号11所输出的高电平信号至继电器驱动电路6，控制三相继电器3 断开，从而保护大功率电机4及其负载。

所述中央处理器可以使用DSP或FPGA或同样功能的其它芯片。

该螺杆泵速度监控和保护装置可以用于大功率电机带动的螺杆泵速度过快以及过 慢故障保护。其特点是结构简单，器件很少，成本低，非常容易与整体电机控制系统进行 集成。

本发明用于任何电机所带的螺杆泵的速度监控与保护。通过接近开关8与光电耦合 检测电路7将螺杆泵变速箱齿轮脉冲信号12传送到中央处理器13，通过控制面板设置变 速箱齿轮速度上限16与变速箱齿轮速度下限17，根据螺杆泵变速箱齿轮速度脉冲信号 12，中央处理器程序通过计数和计算得到螺杆泵变速箱齿轮速度14，变速箱齿轮速度14 高于变速箱齿轮速度上限16或者低于变速箱齿轮速度下限17时，中央处理器13所发出 继电器控制信号11将为低电平，通过继电器驱动电路6，控制继电器3关断，保护电机 4及其负载。

通过螺杆泵速度监控与保护装置，电机所带动的螺杆泵在速度过快，速度过慢等故 障时，螺杆泵监控与保护装置将迅速有效的检测到故障信号，并对运行设备进行保护，防 止损坏电机、螺杆泵以及它们所连接的其它装置，可有效地延长螺杆泵及其附属设备的 使用寿命。

附图说明

图1螺杆泵速度监控与保护装置系统连接图；

图2光电耦合检测电路图；

图3螺杆泵速度监控与保护程序框图；

图4继电器驱动电路图。