专利名称：数控泥浆筛的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机电一体化的新型石油工业机械装备－－－－数控泥浆筛。它用于石油、地质等行业的作业生产现场。
在油田、矿山的勘探、采掘作业现场，在往地下钻井过程中冒涌出来的大量泥浆里伴随有各种大小不等的岩石、泥块和其他杂物，必须将这些杂物清除干净后才能由泥浆泵将其输往远处，以保证钻采作业现场的文明生产。泥浆筛就是用于净化泥浆、清除钻屑杂物的设备。现在的泥浆筛都是采用机械传动的利用电机驱动结构庞杂的减速齿轮箱后，带动装有偏心凸轮的转轴旋转，使该凸轮在筛网振动方向产生推动力驱动泥浆筛的振动部分工作。这种机构传动装置，结构复杂，设备造价高，动力源和传动装置都应就近安装在振动筛网附近，而大型钻机和泥浆筛的巨大震动和轰鸣，使其工作条件极其恶劣，传动零件容易磨损，使用寿命短，而且能量消耗高，还不能随机调节其振动的工况。
本实用新型的目的是提供一种机电一体化的数控泥浆振动筛。
本实用新型是这样实现的它由筛网及其振动装置和振动驱动装置两部分构成，本实用新型主要对其驱动装置改进为由电源整流器，用已制成固态组件的受控脉冲发生电路与大功率电子开关电路构成的受控大功率脉冲发生器和换能器三部分组成，其中电源整流器和受控大功率脉冲发生器被安装在井场附近靠近电源的金属屏蔽盒里，换能器则安装在筛网振动底座运动受力部分的下方。
本实用新型是利用当代发展迅猛并日趋实用化的电力电子技术，用数控功率脉冲电子电路、驱动机械运动的电路及其相关器件来驱动筛网振动的，由此彻底省却了机械传动的原动机和传动装置，结构大大简化，不仅使设备制造费用大为减少，还因没有机械传动和由此产生的磨损，使装置工作可靠稳定，设备的维护工作也减到最低限度。本实用新型使用机电一体化的高效低耗技术，可以方便地调节驱动脉冲的占空比和频率使之与设备的机械振动达到同步谐振，从而使装置的能耗显著降低和处于最佳工况下操作运行。
图1是本实用新型的振动驱动装置工作原理图。
图2是驱动装置中受控大功率脉冲发生器的电原理图(A)和结构图(B)(C)。
图3是本实用新型的一个实施例外型简图。
本实用新型的工作原理是把交流电源(三相380V或单相220V)经整流桥组件1和滤波电容2构成的整流器转换成直流后加到一个由受控脉冲发生电路5和大功率电子开关电路6构成的大功率数控脉冲电子发生器3的两端(参见图2)，由此产生大功率的受控脉冲电流，再经电磁换能器4就把该能量转化为泥浆筛的振动驱动能量了。调节功率电子电路输出的脉冲频率和幅度就可调整泥浆筛的振动工况，使其处在优化工况下工作。实际上，本实用新型是个移植实用新型，即把目前已经发展比较成熟的大功率数控调压变频装置用于替代传统泥浆筛的机械传动部分，从而使该设备也进入机电一体化的电力拖动技术领域，为设备的技术改造和更新换代作出贡献。
本实用新型是用VMOS管做大功率开关的。因为VMOS管的导通和关断完全取决于栅极电位，且响应速度高，导通与关断方便。再者，VMOS管输入阻抗极高，即使用数百个管并联时，用一个简单的驱动电路也可推动其工作；而且输出阻抗呈正阻特性和具有正的温度系数，如使用若干个VMOS管并联后，由该管性能决定能将电流均匀分配到各管，这样就可通过并联多个VMOS管来达到设备所需的大控制功率，并通过选择并联管子的数目就很方便地得到不同的额定功率，使之与泥浆筛机械部分配成系列。参见图2，本实用新型中受控大功率脉冲开关电路6是用多个VMOS大功率场效应管组成的，这些VMOS管的源都并联于源极板7，所有VMOS管的漏也并联于漏极板8，此两极板把VMOS管夹紧在中间并有很好的热接触，各VMOS管的源与栅极分别并联一个电阻R1，同时各管的栅极分别通过串联一个电阻R2与受控脉冲发生电路5的输出控制端相连。图2(B)(C)示了本电路的固定结构。
本实用新型中的受控脉冲发生电路5可以是用集成电路加阻容反馈构成的多谐振荡器，也可以由计算机直接输出不同频率和不同占空比的各种脉冲数字信号来模拟之，这样更可以达到直接数控泥浆筛的工况，并随机调节之的最终生产目的，从而把泥浆筛也纳入油田生产机电一体化的控制系统中。
换能器装在筛网底座受力的下方，换能器可以是普通的电磁铁，其中的衔铁可以采有稀土永磁材料制成，因其磁能积密度大，使用效果更好。脉冲电流来至电磁铁线圈，通电时吸引衔铁向下动作，振动筛网也随之向下运动；线圈掉电时，则在振动筛四角的压簧恢复弹力作用下，筛网向上动作，如此周期往复上下直线动作，就使筛网不停上下来回振动。整流器和大功率脉冲发生器基本上是由电子器件构成，可装在金属屏蔽盒里安放在工作环境较好的靠近电源的地方，使作业现场更为简洁宽敞。
本实用新型进行试验实施的产品是宝鸡石油机械厂生产的222S－871直线振动泥浆筛，把原机械驱动装置去除改换成本实用新型的功率电子驱动部件和在筛网下方装上换能器就可以了，该机原配备驱动电机功率为4＊3KW(采用双电机驱动)，改进后耗能仅为2KW左右，能耗大为降低；易损件几乎减至零，操作维护也很简便，而仍能保持原设备振动筛为上下直线振动，筛分效率高，筛面清爽，便于钻井工人清洁筛面等许多优点。
权利要求1.一种数控泥浆筛，它由筛网及其振动装置和振动驱装置两部分构成，其特征在于振动驱动装置是由电源整流器、用已制成固态组件的受控脉冲发生电路与大功率电子开关电路构成的受控大功率脉冲发生器和换能器三部分构成的，其中电源整流器和受控大功率脉冲发生器被安装在井场附近靠电源的金属屏蔽盒里，换能器则安装在筛网振动底座运动受力部分的下方。
2.如权利要求1所述的数控泥浆筛，其特征在于其中大功率电子开关电路可以用多个并联的VMOS大功率场效应管组成，所有VMOS管的源并联于源极板和所有的VMOS管的漏也并联于漏极板，此两极板把VMOS管夹紧在中间并有很好的热接触，各VMOS管的源与栅之间分别并联一个电阻R1，同时各VMOS管的栅极分别通过串联一个电阻R2与控制电路相连。
3.如权利要求1所述的数控泥浆筛，其特征在于换能器可以是电磁铁，其中的衔铁可以采用稀土永磁材料制成。
专利摘要一种数控泥浆筛，由筛网及其振动装置和振动驱动装置构成，其特点是用电源整流器、受控大功率脉冲发生器和换能器三者组成的数控功率电子器件和驱动电路来替代由传统的电机、减速箱和凸轮轴组成的机械驱动装置，使设备结构大为简化，没有机械传动及由此产生的磨损，装置工作稳定可靠，能耗显著降低，并可籍此把泥浆筛纳入油田钻井作业的机电一体化控制系统中。
文档编号B07B1/28GK2106667SQ91226098
公开日1992年6月10日 申请日期1991年10月9日 优先权日1991年10月9日
发明者石行 申请人:北京市西城区新开通用试验厂