專利名稱：油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁閥，尤其涉及一種油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，主要適用于油田油井計(jì)量。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，油田對(duì)油井計(jì)量方法比較多，長(zhǎng)慶油田分公司采用雙容積分離器對(duì)油井進(jìn)行計(jì)量中使用的牽引式交流電磁三通閥就有200多臺(tái)，使用的電磁鐵都是MQl—5151系列。例如，中國(guó)專利號(hào)“CN02208446.0”公開(kāi)的一種原油單井計(jì)量系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式電磁三通閥，
公開(kāi)日為2003年03月05日，包括電磁線圈、防爆外殼、返回彈簧、閥缸、閥芯、下室口、上室口、T型通道、排油出口，防爆外殼內(nèi)有電磁線圈，防爆外殼與閥缸之間有返回彈簧，閥缸內(nèi)有閥芯，閥缸上有T型通道，T型通道兩端分別有下室口、上室口，閥的底部有排油出□。上述結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式電磁三通閥，在使用時(shí)還存在如下不足一、由于采用交流勵(lì)磁控制，吸合電壓采用AC380V，保持電壓也采用AC380V，加上電磁鐵銜鐵本身表面不平吸合不好以及外部諸多因素影響，在頻繁動(dòng)作工況下，極容易造成電磁控制線圈燒壞，更換線圈費(fèi)用大，并且浪費(fèi)電能。據(jù)統(tǒng)計(jì)一個(gè)作業(yè)區(qū)一年的維修費(fèi)用達(dá)30 40萬(wàn)元，全長(zhǎng)慶油田分公司維修費(fèi)用達(dá)到600萬(wàn)元。并且嚴(yán)重影響了計(jì)量工作的正常進(jìn)行。二、起動(dòng)和運(yùn)行噪聲大，百米外都能聽(tīng)見(jiàn)嘎嘎聲，對(duì)環(huán)境造成極大的污染，牽引式三通閥閥體口徑小，排油時(shí)間長(zhǎng)，且電能消耗大；原油漏失大，計(jì)量不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有牽引式交流電磁三通閥存在的上述問(wèn)題，提供一種油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了直流階躍突變控制，克服了牽引式交流電磁閥存在的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，密封性能好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，包括防爆殼、閥體、閥芯、連桿機(jī)構(gòu)和電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電磁驅(qū)動(dòng)線圈，其特征在于還包括階躍突變直流控制電路，所述階躍突變直流控制電路包括第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器并聯(lián)設(shè)置，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器供電端相線和單井計(jì)量?jī)x表的輸出端連接，零線和單井計(jì)量?jī)x表的零線相連接，第一時(shí)間繼電器輸出端與變壓器的初級(jí)連接，變壓器的次級(jí)與第一硅橋整流器的交流端相連，第一硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈連接；第二時(shí)間繼電器的輸出端和第二硅橋整流器的交流端相連，第二硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈連接。所述第一時(shí)間繼電器的輸出端與30W-220V/42V變壓器的初級(jí)220V相連，變壓器的次級(jí)42V和50A第一硅橋整流器的交流端相連，50A第一硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈上。
所述第二時(shí)間繼電器的輸出端和50A第二硅橋整流器的交流端相，50A第二硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈上。所述連桿機(jī)構(gòu)包括撥叉和連桿，撥叉與連桿連接，連桿與閥體內(nèi)的閥芯連接帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)。所述電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括移動(dòng)牽引磁鐵，電磁驅(qū)動(dòng)線圈固定設(shè)置在防爆殼內(nèi)，移動(dòng)牽引磁鐵固定設(shè)置在撥叉上與電磁驅(qū)動(dòng)線圈配合。所述防爆殼與閥體之間設(shè)置有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧一端固定連接在閥體上，另一端連接在撥叉上。采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
一、本發(fā)明由于采用階躍突變直流控制電路進(jìn)行直流勵(lì)磁控制，不受電磁鐵銜鐵本身不平以及外部諸多因素影響，吸合可靠，電壓低運(yùn)行噪聲小，不燒壞電磁控制線圈燒壞，并且節(jié)約電能，有效地改變了工作環(huán)境，閥芯采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，摩擦力小，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，密封性能好，泄漏量極小，能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境，特別適用于粘度高雜質(zhì)多的原油介質(zhì)，無(wú)故障運(yùn)行期長(zhǎng)，同樣也適應(yīng)于其它電磁閥中，節(jié)能、吸合可靠、吸合后無(wú)噪聲。二、本發(fā)明中，所述第一時(shí)間繼電器的輸出端與30W-220V/42V變壓器的初級(jí)220V相連，變壓器的次級(jí)42V和50A第一硅橋整流器的交流端相連，50A第一硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈上，所述第二時(shí)間繼電器的輸出端和50A第二硅橋整流器的交流端相，50A第二硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈上，吸合電壓采用198V，保持電壓采用小電壓36V不掉下，現(xiàn)有技術(shù)的交流電磁系統(tǒng)導(dǎo)體磁體和分磁環(huán)消耗大量電能，本專利采用直流控制驅(qū)動(dòng)線圈，電壓低，牽引力大，行程大，吸合后I秒鐘改用階躍突變直流控制電路36V的直流電壓給驅(qū)動(dòng)線圈供電，由于直流矯頑力基本不變，電磁鐵還能繼續(xù)吸合不掉落，運(yùn)行無(wú)噪音，有效地改變了工作環(huán)境，同時(shí)可節(jié)約大量電能，將交流改用直流維持吸合的運(yùn)行方式，特別適用于油井?dāng)?shù)量多需要頻繁計(jì)量的油田井站場(chǎng)所。三、本發(fā)明中，所述連桿機(jī)構(gòu)包括撥叉和連桿，撥叉與連桿連接，連桿與閥體內(nèi)的閥芯連接帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)，撥叉將電磁力轉(zhuǎn)化為動(dòng)力作用，通過(guò)撥叉向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿又將直行程推拉力轉(zhuǎn)變成角行程的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，從而使閥芯偏離90度，斷電后利用自重和復(fù)位彈簧的作用，自動(dòng)復(fù)位，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。四、本發(fā)明中，所述電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括移動(dòng)牽引磁鐵，電磁驅(qū)動(dòng)線圈固定設(shè)置在防爆殼內(nèi)，移動(dòng)牽引磁鐵固定設(shè)置在撥叉上與電磁驅(qū)動(dòng)線圈配合，便于階躍突變直流控制電路36V的直流電壓給驅(qū)動(dòng)線圈供電，進(jìn)一步保證了移動(dòng)牽引磁鐵保持吸合狀態(tài)的可靠性。五、本發(fā)明采用階躍突變直流控制電路供電，實(shí)現(xiàn)直流階躍突變控制，克服了交流電磁閥存在的缺點(diǎn)，不燒控制線圈，大大降低了維修費(fèi)用以及采油工的勞動(dòng)強(qiáng)度。六、本發(fā)明采用階躍突變直流控制電路供電，降低了勵(lì)磁機(jī)構(gòu)起動(dòng)、運(yùn)行的電能消耗，有效的節(jié)約了電能，達(dá)到了石油天然氣工業(yè)健康、安全、管理體系的要求。七、采用本發(fā)明后，提高了雙容積分離器對(duì)油井計(jì)量的運(yùn)行完好率、降低了維修費(fèi)用和員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障了對(duì)油井正常計(jì)量工作進(jìn)行，達(dá)到了設(shè)備的科學(xué)運(yùn)行，減少生產(chǎn)的運(yùn)行成本，為油田雙容積分離器對(duì)油井正常計(jì)量提供了可靠的設(shè)備。八、本發(fā)明中，所述防爆殼與閥體之間設(shè)置有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧一端固定連接在閥體上，另一端連接在撥叉上，斷電后利用撥叉的自重和復(fù)位彈簧的拉力，使撥叉恢復(fù)到原位，從而使閥芯恢復(fù)到原位，采用此結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中僅利用復(fù)位彈簧復(fù)位相比，本專利結(jié)合撥叉的自重和復(fù)位彈簧的拉力，便于控制移動(dòng)牽引磁鐵保持吸合狀態(tài)。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明階躍突變直流控制電路圖
圖中標(biāo)記為1、防爆殼，2、電磁驅(qū)動(dòng)線圈，3、移動(dòng)牽引磁鐵，4、撥叉，5、連桿，6、閥體，7、指針，8、閥蘭。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，包括防爆殼1、閥體6、閥芯、連桿機(jī)構(gòu)和電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，閥體6上有三個(gè)開(kāi)口，各外接一個(gè)法蘭8，電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電磁驅(qū)動(dòng)線圈2，還包括階躍突變直流控制電路，所述階躍突變直流控制電路包括第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器并聯(lián)設(shè)置，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器供電端相線和單井計(jì)量?jī)x表的輸出端連接，零線和單井計(jì)量?jī)x表的零線相連接，第一時(shí)間繼電器輸出端與變壓器的初級(jí)連接，變壓器的次級(jí)與第一硅橋整流器的交流端相連，第一硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈連接；第二時(shí)間繼電器的輸出端和第二硅橋整流器的交流端相連，第二硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈連接。本發(fā)明中，所述第一時(shí)間繼電器的輸出端與30W-220V/42V變壓器的初級(jí)220V相連，變壓器的次級(jí)42V和50A第一硅橋整流器的交流端相連，50A第一硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈上。進(jìn)一步地，所述第二時(shí)間繼電器的輸出端和50A第二硅橋整流器的交流端相，50A第二硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈上。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述連桿機(jī)構(gòu)包括撥叉4和連桿5，撥叉4與連桿5連接，連桿5與閥體6內(nèi)的閥芯連接帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步地，所述電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括移動(dòng)牽引磁鐵3，電磁驅(qū)動(dòng)線圈2固定設(shè)置在防爆殼I內(nèi)，移動(dòng)牽引磁鐵3固定設(shè)置在撥叉4上與電磁驅(qū)動(dòng)線圈2配合。進(jìn)一步地，所述防爆殼I與閥體6之間設(shè)置有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧一端固定連接在閥體上，另一端連接在撥叉上，復(fù)位彈簧可設(shè)置在防爆殼與閥體之間的大蓋中。實(shí)施例2
階躍突變直流控制電路的控制原理
雙容積分離器由上分離室和下計(jì)量室組成的，進(jìn)來(lái)的油氣經(jīng)過(guò)上分離室分離后，油通過(guò)連接管道連接電磁三通旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入下計(jì)量室，下計(jì)量室安裝有兩個(gè)浮球液位控制器，當(dāng)油到下液位時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，到上液位時(shí)，單井計(jì)量?jī)x表的輸出端子向外供電，起泵向外排油，單井計(jì)量?jī)x表的五號(hào)端子輸出380V。向階躍突變直流控制電路供電對(duì)零線AC220V。第二時(shí)間繼電器開(kāi)始動(dòng)作，第二時(shí)間繼電器輸出AC220V，經(jīng)第二硅橋整流器整流輸出DC198V，向節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥直流驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng)線圈供電，移動(dòng)牽引磁鐵向上吸合，旋轉(zhuǎn)閥閥芯旋轉(zhuǎn)90度，上室油在旋轉(zhuǎn)閥作用下不在向計(jì)量室進(jìn)油，而是通過(guò)泵向外排油，經(jīng)過(guò)I秒鐘后，第一時(shí)間繼電器開(kāi)始動(dòng)作，一方面切斷第二時(shí)間繼電器向直流驅(qū)動(dòng)線圈供DC198V電，另一方面經(jīng)過(guò)變壓器供AC42V電，再經(jīng)過(guò)第二硅橋整流器整流向節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥直流驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng)線圈供DC36V電，由于直流矯頑力作用，移動(dòng)牽引磁鐵繼續(xù)保持吸合，當(dāng)雙容積分離器下室內(nèi)油排到下液位繼電時(shí)，單井計(jì)量?jī)x表輸出端子不向外供電380V，這時(shí)階躍突變直流控制電路供電失電停止工作。同時(shí)直流驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng)線圈也失去供電，移動(dòng)牽弓I磁鐵在自重和下面復(fù)位彈黃的共同作用下落下，旋轉(zhuǎn)閥閥芯反回90度到原來(lái)位置。這時(shí)雙容積計(jì)量室不再經(jīng)過(guò)泵向外排油，上分離室油再次經(jīng)過(guò)電磁旋轉(zhuǎn)閥向下計(jì)量室進(jìn)油。實(shí)施例3
本實(shí)施例為本發(fā)明應(yīng)用到雙容積分離器計(jì)量室時(shí)的具體說(shuō)明。當(dāng)雙容積分離器計(jì)量室里的液位上升到上浮球液位控制器時(shí)，直流控制器給電磁驅(qū)動(dòng)線圈2發(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這時(shí)移動(dòng)牽引磁鐵3被電磁驅(qū)動(dòng)線圈2吸合，帶動(dòng)撥叉4及連桿5，使閥體6內(nèi)的閥芯按逆時(shí)針?lè)较?以圖示方向)旋轉(zhuǎn)，指針7由水平位置移動(dòng)到垂直位置，閥體6連接的左右水平管線相互不通，而閥體6連接的左邊管線與閥體6連接的垂直下管線相通(即指針旋轉(zhuǎn)90°時(shí)兩管線相通)，而閥體6連接的右邊管線與閥體6連接垂直的下管線不相通。這時(shí)雙容積分離器計(jì)量室里的原油從閥體6的左邊管線流入，從閥體下垂直的管線流出，通過(guò)泄油泵向外排油。當(dāng)雙容積分離器計(jì)量室油面降至下浮球液位控制器時(shí)，直流控制器切斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)，移動(dòng)牽引磁鐵3在自重及復(fù)位彈簧拉力的作用下，帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)復(fù)位，從而使閥芯復(fù)位，此時(shí)指針7由垂直位置返回到水平位置，停止工作。這時(shí)閥體6連接的左右水平管線相通，閥體6連接的左邊管線和閥體6連接垂直下管線不相通，雙容積分離器分離室的原油從閥體6連接的右邊管線流入經(jīng)過(guò)閥體6連接的左邊管線流出，進(jìn)入雙容積分離器的計(jì)量室，這樣不斷地對(duì)原油進(jìn)行正常的循環(huán)計(jì)量。
權(quán)利要求
1.一種油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，包括防爆殼(I)、閥體(6 )、閥芯、連桿機(jī)構(gòu)和電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電磁驅(qū)動(dòng)線圈(2)，其特征在于還包括階躍突變直流控制電路，所述階躍突變直流控制電路包括第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器并聯(lián)設(shè)置，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器供電端相線和單井計(jì)量?jī)x表的輸出端連接，零線和單井計(jì)量?jī)x表的零線相連接，第一時(shí)間繼電器輸出端與變壓器的初級(jí)連接，變壓器的次級(jí)與第一硅橋整流器的交流端相連，第一硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈(2)連接；第二時(shí)間繼電器的輸出端和第二硅橋整流器的交流端相連，第二硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于所述第一時(shí)間繼電器的輸出端與30W-220V/42V變壓器的初級(jí)220V相連，變壓器的次級(jí)42V和50A第一硅橋整流器的交流端相連，50A第一硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于所述第二時(shí)間繼電器的輸出端和50A第二硅橋整流器的交流端相，50A第二硅橋整流器的直流端連接到電磁驅(qū)動(dòng)線圈(2)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于所述連桿機(jī)構(gòu)包括撥叉(4)和連桿(5 )，撥叉(4)與連桿(5 )連接，連桿(5 )與閥體(6 )內(nèi)的閥芯連接帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括移動(dòng)牽弓丨磁鐵(3 )，電磁驅(qū)動(dòng)線圈(2 )固定設(shè)置在防爆殼(I)內(nèi)，移動(dòng)牽弓I磁鐵(3 )固定設(shè)置在撥叉(4)上與電磁驅(qū)動(dòng)線圈(2)配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于所述防爆殼(I)與閥體(6)之間設(shè)置有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧一端固定連接在閥體(6)上，另一端連接在撥叉(4)上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種油田用節(jié)能電磁三通旋轉(zhuǎn)閥，包括階躍突變直流控制電路，所述階躍突變直流控制電路包括第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器并聯(lián)設(shè)置，第一時(shí)間繼電器和第二時(shí)間繼電器供電端相線和單井計(jì)量?jī)x表的輸出端連接，零線和單井計(jì)量?jī)x表的零線相連接，第一時(shí)間繼電器輸出端與變壓器的初級(jí)連接，變壓器的次級(jí)與第一硅橋整流器的交流端相連，第一硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈連接；第二時(shí)間繼電器的輸出端和第二硅橋整流器的交流端相連，第二硅橋整流器的直流端與電磁驅(qū)動(dòng)線圈連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了直流階躍突變控制，克服了牽引式交流電磁閥存在的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，密封性能好。
文檔編號(hào)F16K31/06GK102996886SQ201210503079
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者高寶元, 詩(shī)林, 陳濤 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司