一种直线电机动子简谐运动的往复泵及其电流控制方法技术

本发明专利技术公开一种直线电机动子简谐运动的往复泵及其电流控制方法，涉及直线电机往复泵技术领域，包括定子绕组、动子组件、泵筒和柱塞，所述定子绕组套设在所述动子推杆外部，所述动子组件的顶端与所述柱塞固定连接，且二者之间还连接有压缩弹簧，所述柱塞均位于泵筒中；本发明专利技术通过控制电流沿正弦曲线进行变化，能够避免上行时动子推杆的力突然增大，造成动子推杆与柱塞之间产生过度挤压的问题，同时在下行时，也能够防止柱塞和液柱在惯性的作用下对动子推杆产生较大冲击的问题，从而能够降低动子推杆在往复过程中的损耗，延长直线电机的使用寿命。使用寿命。使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种直线电机动子简谐运动的往复泵及其电流控制方法


[0001]本专利技术涉及直线电机往复泵
，特别是涉及一种直线电机动子简谐运动的往复泵及其电流控制方法。

技术介绍

[0002]目前，在油田生产中往复泵一般采用曲柄连杆机构、凸轮机构等作为动力端。但是曲柄连杆往复泵流量大，压力脉动大；凸轮机构往复泵的动力端凸轮机构易磨损，可靠性低，仍有流量脉动。直线电机往复泵能够很好的优化上述缺点。
[0003]直线电机是一种将电能直接转化成直线运动机械能而不需要任何转换装置，简化了装置，有效的提高了往复泵的可靠性和传递效率，由于直线电机运动平稳，速度恒定，理论上基本消除了往复泵输出流量和压力的脉动性。
[0004]直线电机往复泵就是通入交流电后，通过动子和定子绕组在动子推杆上产生推力，施加在柱塞上，从而实现往复泵的上、下行运动，上行过程由于压力差顶开固定凡尔，液体进入油管，下行过程中由于压力差顶开游动凡尔，液体进入泵筒，如申请号为“200510085297.7”，名称为“双作用往复泵直线电机举升装置”的专利技术专利及申请号为“202110079065.X”，名称为“一种适用于高气液比的直线电机往复泵”的专利技术专利。
[0005]但是，直线电机往复泵实际工作中，在柱塞上行时，电流突然增大，产生的推力会随之立即增大，对动子推杆和柱塞都会造成一定的损坏。同时在柱塞下行时只靠柱塞重力下行，柱塞骤停，存在于油管和泵筒内的液柱会因为惯性力间接的对动子推杆造成很大程度的损坏，产量越大，造成的损害也就越大。电流与时间关系如图5，柱塞速度与时间关系如图6。
[0006]因此，如果通过对电流大小进行控制，从而使定子绕组产生不同的感应电压，动子推杆的力也会随之变化，最终在保证直线电机往复泵正常工作的条件下，改变柱塞上行和下行过程的速度，减小液柱和柱塞由于惯性产生的对动子推杆的冲击力，以达到保护动子推杆，延长其寿命具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种直线电机动子简谐运动的往复泵及其电流控制方法，以解决现有技术存在的问题，能够降低动子推杆在往复过程中的损耗，延长直线电机的使用寿命。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种直线电机动子简谐运动的往复泵，包括定子绕组、动子组件、泵筒和柱塞，所述定子绕组套设在所述动子推杆外部，所述动子组件的顶端与所述柱塞固定连接，且二者之间还连接有压缩弹簧，所述柱塞均位于泵筒中。
[0009]优选的，所述动子组件包括动子本体和固定在所述动子本体上的动子推杆，所述动子推杆与所述柱塞固定连接，所述动子推杆与所述柱塞之间连接有压缩弹簧。
[0010]优选的，所述泵筒的顶部连通有油管。
[0011]优选的，所述柱塞中设置有游动凡尔阀，所述泵筒上部设置有固定凡尔阀。
[0012]优选的，还包括套管，所述泵筒、所述油管均设置在所述套管内部。
[0013]优选的，所述定子绕组通过固定件固定在所述套管内部。
[0014]本专利技术还提供一种直线电机动子简谐运动的往复泵中电流控制方法，动子推杆带动柱塞上行时，直线电机通入的电流大小从0增加到峰值i
max1
，随后降低到0，柱塞运动至行程顶端，电流大小随时间的变化符合正弦曲线变化规律，且当i＝a<i
max1
时，动子推杆推力大小与柱塞重力相等；动子推杆下行时，直线电机通入的电流大小从0增加到峰值i
max2
，随后降低到a，柱塞运动至行程底端，电流大小随时间的变化符合正弦曲线变化规律，且a<i
max2
<i
max1
。
[0015]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0016]1、本专利技术通过控制电流沿正弦曲线进行变化，能够避免上行时动子推杆的力突然增大，造成动子推杆与柱塞之间产生过度挤压的问题，同时在下行时，也能够防止柱塞和液柱在惯性的作用下对动子推杆产生较大冲击的问题，从而能够降低动子推杆在往复过程中的损耗，延长直线电机的使用寿命；
[0017]2、本专利技术中在动子推杆与柱塞之间还设置有压缩弹簧，当直线电机在产生故障时，弹簧能够对柱塞起到缓冲作用，防止其在惯性的作用下距离撞击动子推杆。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术中直线电机往复泵上部分的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术中直线电机往复泵下部分的结构示意图
[0021]图3为直线电机中动子和定子绕组的基本工作原理图；
[0022]图4为本专利技术中电流与时间的关系曲线图；
[0023]图5为本专利技术中柱塞速度与时间的关系曲线图；
[0024]图6为现有技术中电流与时间的关系曲线图；
[0025]图7为现有技术中柱塞速度与时间的关系曲线图；
[0026]其中，1、油管；2、固定凡尔阀；3、游动凡尔阀；4、柱塞；5、泵筒；6.弹簧；7、动子推杆；8、套管；9、动子本体；10、固定件；11、定子绕组。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术的目的是提供一种直线电机动子简谐运动的往复泵及其电流控制方法，以
解决现有技术存在的问题，能够降低动子推杆在往复过程中的损耗，延长直线电机的使用寿命。
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]实施例1：
[0031]如图1～图2所示，本实施例提供一种直线电机动子简谐运动的往复泵，包括定子绕组11、动子组件、泵筒5和柱塞4，定子绕组11套设在动子组件外部，动子组件的顶端与柱塞4固定连接，且二者之间还连接有压缩弹簧6，柱塞4均位于泵筒5中。
[0032]进一步的，动子组件包括动子本体9和固定在动子本体9上的动子推杆7，动子推杆7与柱塞4固定连接，动子推杆7与柱塞4之间连接有压缩弹簧6。
[0033]进一步的，本实施例中泵筒5的顶部连通有油管1。
[0034]进一步的，本实施例中柱塞4中设置有游动凡尔阀3，泵筒5上部设置有固定凡尔阀2。
[0035]进一步的，本实施例中还包括套管8，泵筒5、油管1均设置在套管8内部。
[0036]进一步的，本实施例中定子绕组11通过固定件1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线电机动子简谐运动的往复泵，其特征在于，包括定子绕组、动子组件、泵筒和柱塞，所述定子绕组套设在所述动子推杆外部，所述动子组件的顶端与所述柱塞固定连接，且二者之间还连接有压缩弹簧，所述柱塞均位于泵筒中。2.根据权利要求1所述的直线电机动子简谐运动的往复泵，其特征在于，所述动子组件包括动子本体和固定在所述动子本体上的动子推杆，所述动子推杆与所述柱塞固定连接，所述动子推杆与所述柱塞之间连接有压缩弹簧。3.根据权利要求2所述的直线电机动子简谐运动的往复泵，其特征在于，所述泵筒的顶部连通有油管。4.根据权利要求3所述的直线电机动子简谐运动的往复泵，其特征在于，所述柱塞中设置有游动凡尔阀，所述泵筒上部设置有固定凡尔阀。5.根据权利要求4所述的直线电机动子简谐运动的往复泵，其特征在于，还包括套管，所述泵筒、所述油管均设置在所述套管内部。...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玉杰，刘鑫成，杜雨洋，曹广胜，王哲，张宁，徐谦，邢沛东，赵小萱，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：