[實用新型]應用于抽油機上的彈簧平衡裝置

無效

• 申請號: 200820072672.3
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN201277014Y
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 何帆;李鍇;辛大勇;李凱;王繼新
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F16H21/40;F16H33/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 齊安全;張 晶

技術領域

本實用新型涉及一種平衡裝置，更確切地說，它是涉及一種應用于抽油機上的彈簧平衡裝置。

背景技術

參閱圖1至圖3，目前已有采用彈簧平衡裝置的抽油機獲得中國專利權。他只是在驢頭下移時將能量儲存起來，然后驢頭上移抽油時再將能量釋放以實現節能，但是效果并不明顯。期刊“石油機械”.1999，第3期：3-6頁發表了由楊曉翔，范家齊，高生彬等撰寫的“配置彈簧的游梁式抽油機節能分析”的文章論述了游梁機配置彈簧進行節能的方法。用于儲能的彈簧平衡裝置的配置形式一般采用前置式，我們對配置前置彈簧的游梁抽油機進行了仿真實驗。實驗表明前置彈簧平衡裝置的節能效果并不明顯。因此，探尋合理的彈簧配置形式，才能獲得較好的彈簧平衡效果。

為尋求平衡曲柄軸扭矩的有效方法，對圖2中所示的曲柄軸凈扭矩曲線進行快速傅立葉變換，研究曲線包含的頻率成分，結果如圖3中的曲線所示。由曲柄軸扭矩頻譜可知，扭矩曲線的最主要頻率成分對應頻譜的峰值，其頻率為0.2604Hz，恰為曲柄旋轉頻率0.133Hz的2倍，說明該前置抽油機系統中存在以曲柄轉頻兩倍頻率變化的狀態量。可見，要想盡可能平衡該雙峰曲線，應設置二次平衡裝置，并使之產生一個周期為曲柄旋轉周期一半的正弦扭矩曲線，以平衡曲柄軸扭矩中的主要頻率成分。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有前置彈簧平衡裝置存在的節能效果并不明顯問題，提供了一種應用于抽油機上的彈簧平衡裝置。使之產生一個周期為曲柄旋轉周期一半的正弦扭矩曲線，以平衡曲柄回轉軸扭矩中的主要頻率成分。

為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下的第一種技術方案實現的：應用于抽油機上的彈簧平衡裝置主要由曲軸、內套筒、彈簧和外套筒組成。

曲軸的一端與減速器的輸出軸端固定連接，曲軸的另一端與曲柄的一端固定連接，并且使曲柄與曲軸的夾角為15°-30°，減速器的輸出軸、曲軸、曲柄三者的回轉軸線要共線。內套筒的一端與曲軸中間處的軸徑套裝成滾動連接，插入到內套筒里面的彈簧的一端與內套筒固定連接，內套筒與固定在內套筒里面的彈簧一起由一端插入外套筒的里面，彈簧的另一端與外套筒固定連接，外套筒的另一端與底座鉸接。

為解決上述技術問題，本實用新型又采用如下的第二種技術方案實現的：應用于抽油機上的彈簧平衡裝置主要由曲軸、彈簧、套筒和芯桿組成。

曲軸的一端與減速器的輸出軸端固定連接，曲軸的另一端與曲柄的一端固定連接，并且使曲柄與曲軸的夾角為15°-30°，減速器的輸出軸、曲軸、曲柄三者的回轉軸線要共線，套筒的一端與曲軸中間處的軸徑套裝成滾動連接，插入到套筒里面的彈簧的一端與套筒固定連接，芯桿的一端插入彈簧之中，彈簧的另一端與芯桿固定連接，芯桿的另一端與底座鉸接。

與現有技術相比本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置結構簡單，便于設計制造、使用及維護；

2.本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置相對于現有專利中的二次平衡機構來說不再需要變速機構；

3.本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置的節能效果更明顯。

4.

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明：

圖1是現有技術中采用彈簧平衡裝置的抽油機的結構原理示意圖；

圖2是現有技術中配置前置彈簧平衡裝置前、后抽油機曲柄回轉軸扭矩的曲線圖；

圖3是對圖2所示的抽油機曲柄回轉軸扭矩曲線進行快速傅立葉變換后所得到的曲柄回轉軸扭矩及曲柄回轉軸頻譜曲線圖；

圖4是本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置用于平衡曲柄回轉軸雙峰扭矩曲線的合理扭矩曲線；

圖5是應用本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置的抽油機懸點位移、速度及加速度曲線；

圖6是應用本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置的抽油機曲柄回轉軸扭矩曲線與其它情況下的曲柄回轉軸扭矩曲線；

圖7是應用本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置的抽油機結構示意圖；

圖8是本實用新型所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置的結構示意圖；

圖9是本實用新型第二種技術方案所述的應用于抽油機上的彈簧平衡裝置的結構示意圖；