一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构

1.本实用新型涉及一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，属于电机泵技术领域。

背景技术：

2.混输技术是石油、天然气开采运输过程中的关键技术，与传统的分离输送技术相比，混输技术不需要油气砂分离，即可完成对油气砂的输送，减少了中转站与输送管道的建设，极大地降低了生产成本。油气砂三相混输泵是整个混输技术的核心设备，其性能的高低极大地影响着石油、天然气输送过程中的经济效益。
3.然而，现有油气砂三相混输泵存在四个突出问题。其一，混输泵普遍采用的结构是联轴器加外置电机结构，经联轴器连接后，混输泵的主传动轴与电机轴的同心度不高，并且混输泵主传动轴的轴向尺寸大，导致主传动轴挠度变大，进而引发油气砂三相混输泵的主传动轴振动过大，导致密封失效及油气介质泄露，从而对设备或人体造成危害；其二，电机外置导致油气砂三相混输泵组轴向尺寸较大，需要占用较大空间，电机外置形式的油气砂三相混输泵不能满足其空间要求；其三，对于同步齿轮的润滑方式，常采用的是浸油润滑，此方式会导致泵体振动、产生噪声等，同时电机的输送功率也会因齿轮搅油而产生损耗；其四，在油气砂三相混输泵电机的选型过程中，常规混输泵电机大多是按异步电机进行设计的，其设计出的电机功率因数滞后、调速困难，从而决定了油气砂三相混输泵无法实现精确调速控制的功能。
4.针对以上问题，亟需一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，避免混输泵主传动轴经联轴器连接后所产生的同心度不高、主传动轴挠度变大等原因导致的密封失效，避免油气介质外漏，缩减设备尺寸，减少电机的功率损耗，实现油气砂三相混输泵的精准调速控制。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了避免混输泵主传动轴经联轴器连接后所产生的同心度不高、主传动轴挠度变大等原因导致的密封失效，同时缩减设备尺寸，减少电机的功率损耗，实现油气砂三相混输泵的精准调速控制，设计了一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.本实用新型一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，主要由泵体、主转子、永磁同步电机总成、法兰盘、齿轮轴、同步齿轮、副传动轴、副转子、喷油装置组成；所述泵体由左端盖、外挡板、右端盖、齿轮箱端盖、泵体入口、泵体出口组成；所述主转子上有特征为永磁同步电机安装型腔、法兰盘安装型腔；所述电机总成包含辐射环、辐射环固定板，辐射环压板、垫板、线圈绕组、电机轴、所述电机轴包含线圈绕组支撑板、电机轴引线孔；所述法兰盘上有特征为花键、密封槽；所述喷油装置包含摇杆、弹簧、固定杆、单向阀、进
油管、活塞杆、柱塞泵固定板、柱塞泵、滑动凸台、喷油管等；所述泵体与永磁同步电机总成通过左端盖与电机轴之间的左端盖轴承进行连接，并通过销钉二对永磁同步电机总成的电机轴进行周向固定，永磁同步电机总成固定安装在主转子内部，永磁同步电机总成通过螺钉和销钉一与法兰盘及主转子进行连接，法兰盘与齿轮轴通过花键进行连接，同步齿轮通过平键与齿轮轴及副传动轴进行连接，所述喷油装置通过柱塞泵固定板和销钉三与泵体的齿轮箱端盖进行连接，所述副转子与副传动轴为一体结构。
8.所述永磁同步电机总成安装在主转子内的电机安装型腔中，线圈绕组缠绕固定在电机轴上的线圈绕组支撑板上；辐射环固定安装在辐射环固定板上，利用辐射环压板和垫板对辐射环的轴向位置进行固定，同时辐射环固定板、辐射环压板、垫板及法兰盘通过螺钉和销钉一安装在主转子的法兰盘安装型腔内；电机轴通过电机支撑轴承与主转子进行连接，电机轴通过法兰盘支撑轴承与法兰盘进行连接；线圈绕的电机引线通过左端盖引线孔和电机轴引线孔与外部驱动器相连接。
9.所述法兰盘上开设密封槽，用于安装o型圈；法兰盘上安装法兰盘轴承与右端盖相连，保证法兰盘随主转子进行转动，法兰盘通过花键与齿轮轴相连。
10.所述右端盖轴承、法兰盘轴承、电机轴支撑轴承及左端盖轴承旁均安装有密封装置。
11.所述喷油装置的柱塞泵通过柱塞泵固定板与齿轮箱端盖进行固定连接，摇杆固定杆通过销钉三与齿轮箱端盖进行固定连接，摇杆一端为三角形结构用于与同步齿轮上的滑动凸台相接触，滑动凸台与同步齿轮为一体结构，摇杆另一端与柱塞泵的活塞杆相连，柱塞泵的进油管和喷油管上均安装有单向阀，其中进油管的管口置齿轮箱端盖底部，喷油管直立向上安装，喷油管的喷口对准同步齿轮的啮合处。
12.本实用新型的优点为：
13.1：采用外转子式的永磁同步电机直接对主转子进行驱动，避免混输泵主传动轴经联轴器连接后所产生的同心度不高、主传动轴挠度变大等原因导致的密封失效等危害；
14.2：永磁同步电机总成整体位于油气砂三相混输泵的腔体内，缩减了电机与油气砂三相混输泵的整机设备尺寸，实现灵活安装的需求；
15.3：齿轮箱端盖上安装的喷油装置，避免了同步齿轮在浸油润滑的过程中导致的泵体振动及电机的功率损耗，并且喷油润滑效果更加优异；
16.4：采用永磁同步电机对油气砂三相混输泵进行驱动，提高了电机工作效率，减少了油气砂三相混输泵工作过程中的电力损失，并且能够实现电机工作工程中的精准调速控制。
附图说明
17.图1为所述一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构的二维剖视图；
18.图2为所述一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构的三维泵体图；
19.图3为所述一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构的三维主转子图；
20.图4为所述一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构的永磁同步电机总成部位局部放大图；
21.图5为所述一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构的三维电机轴图；
22.图6为所述一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构的二维法兰盘图；
23.图7为所述一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构的三维喷油装置示意图；
24.图中:1.泵体；2.主转子；3.永磁同步电机总成；4.法兰盘；5.齿轮轴；6.同步齿轮；7.副传动轴；8.副转子；9.喷油装置；10.左端盖；11.外挡板；12.右端盖；13.齿轮箱端盖；14.泵体入口；15.泵体出口；16.永磁同步电机安装型腔；17.法兰盘安装型腔；18.辐射环；19辐射环固定板；20辐射环压板；21垫板；22.螺钉；23.o型圈；24.花键；25.密封装置；26.右端盖轴承；27.法兰盘轴承；28.销钉一；29.法兰盘支撑轴承；30.线圈绕组支撑板；31.线圈绕组；32.电机轴；33.电机轴支撑轴承；34.左端盖轴承；35.销钉二；36.左端盖引线孔；37.电机引线；38.外部驱动器；39.电机轴引线孔；40.密封槽；41.摇杆；42.弹簧；43.摇杆固定杆；44.销钉三；45.单向阀；46.进油管；47.活塞杆；48.柱塞泵固定板；49.柱塞泵；50.滑动凸台；51.喷油管。
具体实施方式：
25.下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：
26.如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本实用新型一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，主要由泵体1、主转子2、永磁同步电机总成3、法兰盘4、齿轮轴5、同步齿轮6、副传动轴7、副转子8、喷油装置9组成；所述泵体1由左端盖10、外挡板11、右端盖12、齿轮箱端盖13、泵体入口14、泵体出口15组成；所述主转子2包括永磁同步电机安装型腔16和法兰盘安装型腔17；所述永磁同步电机总成3包含辐射环18、辐射环固定板19，辐射环压板20、垫板21、线圈绕组31、电机轴32，所述电机轴32包含线圈绕组支撑板30、电机轴引线孔39；所述法兰盘4上有特征为花键24、密封槽40；所述喷油装置9包含摇杆41、弹簧42、固定杆43、单向阀45、进油管46、活塞杆47、柱塞泵固定板48、柱塞泵49、滑动凸台50、喷油管51等；
27.所述泵体1与永磁同步电机总成3通过左端盖10与电机轴32之间的左端盖轴承34进行连接，并通过销钉二35对永磁同步电机总成3的电机轴32进行周向固定，永磁同步电机总成3固定安装在主转子2内部，永磁同步电机总成3通过螺钉22和销钉一28与法兰盘4及主转子2进行连接，法兰盘4与齿轮轴5通过花键24进行连接，同步齿轮6通过平键与齿轮轴5和副传动轴7进行连接，所述喷油装置9通过柱塞泵固定板48和销钉三44与泵体1的齿轮箱端盖13进行连接，所述副转子8与副传动轴7为一体结构。
28.如图1、图2、图3、图4、图5所示，所述永磁同步电机总成3安装在主转子2内的电机安装型腔16中，线圈绕组31缠绕固定在电机轴上32的线圈绕组支撑板30上；辐射环18固定安装在辐射环固定板19上，利用辐射环压板20和垫板21对辐射环18的轴向位置进行固定，同时辐射环固定板19、辐射环压板20、垫板21及法兰盘4通过螺钉22和销钉一28安装在主转
子2的法兰盘安装型腔17内；电机轴32通过电机支撑轴承33与主转子2进行连接，电机轴32通过法兰盘支撑轴承29与法兰盘4进行连接；线圈绕31的电机引线37通过左端盖引线孔36和电机轴引线孔39与外部驱动器38相连接，通过外部驱动器38实现对永磁同步电机总成3的精准调速控制。
29.如图4所示，所述永磁同步电机总成3采用外转子式的永磁同步电机，减小线圈绕组31体积，降低电机发热量；永磁同步电机总成3整体位于主转子2内部，简化了油气砂三相混输泵的结构，减小了泵的几何尺寸；永磁同步电机总成3直接对主转子2进行驱动，传动更为直接，提升了泵的传动效率；电机轴32与齿轮轴5采用分开制造安装的形式，改变了传统的电机轴与齿轮轴为一体的结构，达到节约原材料、便于热处理以及维修更换等目的。
30.如图4、图6所示，所述法兰盘4上开设密封槽40，用于安装o型圈23实现对永磁同步电机总成3右侧的密封，法兰盘4上安装法兰盘轴承27与右端盖12相连，保证法兰盘4随主转子2的进行转动，法兰盘4通过花键24与齿轮轴5相连，将主转子2的旋转运动传递给齿轮轴5，齿轮轴5带动同步齿轮6及副传动轴7进行转动，实现主转子2与副转子8的同步转动，主转子2与副转子8在左端盖10、外挡板11及右端盖12所围成的空间内做容积运动，实现输送介质的加压过程。
31.所述右端盖轴承26、法兰盘轴承27、电机轴支撑轴承33及左端盖轴承34旁均安装有密封装置25，保证永磁同步电机总成3整体与传动部位不受输送介质污染。
32.如图1、图7所示，所述喷油装置9的柱塞泵49通过柱塞泵固定板48与齿轮箱端盖13进行固定连接，摇杆固定杆43通过销钉三44与齿轮箱端盖13进行固定连接，摇杆41一端为三角形结构用于与同步齿轮6上的滑动凸台50相接触，滑动凸台50与同步齿轮6为一体结构，摇杆41另一端与柱塞泵49的活塞杆47相连，柱塞泵49的进油管46和喷油管51上均安装有单向阀45，其中进油管46的管口置齿轮箱端盖13底部，喷油管51直立向上安装，喷油管51的喷口对准同步齿轮6的啮合处。
33.所述同步齿轮6转动时，滑动凸台50周期性向下挤压摇杆41，摇杆41通过弹簧42进行复位，弹簧42分别连接摇杆41与摇杆固定杆43，摇杆41另一端所连接的活塞杆47在柱塞泵49里做周期性的往复运动，实现喷油装置9的吸油与喷油过程。
34.所述喷油装置9能够对同步齿轮6的啮合处直接进行喷油润滑，带走大量热量，同步齿轮6不使用浸油润滑，能够降低齿轮搅油时产生的振动及功率损耗。

技术特征：

1.一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，其特征在于：所述结构主要包括泵体(1)、主转子(2)、永磁同步电机总成(3)、法兰盘(4)、齿轮轴(5)、同步齿轮(6)、副传动轴(7)、副转子(8)、喷油装置(9)；所述泵体(1)包括左端盖(10)、外挡板(11)、右端盖(12)、齿轮箱端盖(13)、泵体入口(14)、泵体出口(15)；所述主转子(2)上有特征为永磁同步电机安装型腔(16)、法兰盘安装型腔(17)；所述永磁同步电机总成(3)包括辐射环(18)、辐射环固定板(19)，辐射环压板(20)、垫板(21)、线圈绕组(31)、电机轴(32)、所述电机轴(32)包含线圈绕组支撑板(30)、电机轴引线孔(39)；所述法兰盘(4)上有为特征花键(24)、密封槽(40)；所述喷油装置(9)包括摇杆(41)、弹簧(42)、固定杆(43)、单向阀(45)、进油管(46)、活塞杆(47)、柱塞泵固定板(48)、柱塞泵(49)、滑动凸台(50)、喷油管(51)；所述泵体(1)与永磁同步电机总成(3)通过左端盖(10)与电机轴(32)之间的左端盖轴承(34)进行连接，并通过销钉二(35)对永磁同步电机总成(3)的电机轴(32)进行周向固定，永磁同步电机总成(3)固定安装在主转子(2)内部，永磁同步电机总成(3)通过螺钉(22)和销钉一(28)与法兰盘(4)及主转子(2)进行连接，法兰盘(4)与齿轮轴(5)通过花键(24)进行连接，同步齿轮(6)通过平键与齿轮轴(5)和副传动轴(7)进行连接，所述喷油装置(9)通过柱塞泵固定板(48)和销钉三(44)与泵体(1)的齿轮箱端盖(13)进行连接，所述副转子(8)与副传动轴(7)为一体结构。2.根据权利要求1所述的一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，其特征在于：所述永磁同步电机总成(3)安装在主转子(2)内的电机安装型腔(16)中，所述线圈绕组(31)缠绕固定在电机轴(32)上的线圈绕组支撑板(30)上；辐射环(18)固定安装在辐射环固定板(19)上，利用辐射环压板(20)和垫板(21)对辐射环(18)的轴向位置进行固定，同时辐射环固定板(19)、辐射环压板(20)、垫板(21)及法兰盘(4)通过螺钉(22)和销钉一(28)安装在主转子(2)的法兰盘安装型腔(17)内；电机轴(32)通过电机轴支撑轴承(33)与主转子(2)进行连接，电机轴(32)通过法兰盘支撑轴承(29)与法兰盘(4)进行连接；线圈绕组(31)的电机引线(37)通过左端盖引线孔(36)和电机轴引线孔(39)与外部驱动器(38)相连接；所述法兰盘(4)上开设密封槽(40)，用于安装o型圈(23)；法兰盘(4)上安装法兰盘轴承(27)与右端盖(12)相连，法兰盘(4)通过花键(24)与齿轮轴(5)相连。3.根据权利要求1所述的一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，其特征在于：所述喷油装置(9)的柱塞泵(49)通过柱塞泵固定板(48)与齿轮箱端盖(13)进行固定连接，摇杆固定杆(43)通过销钉三(44)与齿轮箱端盖(13)进行固定连接，摇杆(41)一端的三角形结构与同步齿轮(6)上的滑动凸台(50)相接触，滑动凸台(50)与同步齿轮(6)为一体结构，摇杆(41)另一端与柱塞泵(49)的活塞杆(47)相连，柱塞泵(49)的进油管(46)和喷油管(51)上均安装有单向阀(45)，其中进油管(46)的管口置齿轮箱端盖(13)底部，喷油管(51)直立向上安装，喷油管(51)的喷口对准同步齿轮(6)的啮合处。

技术总结

本实用新型一种齿轮主动润滑电机内置式的油气砂三相混输泵结构，主要由泵体、主转子、永磁同步电机总成、法兰盘、齿轮轴、同步齿轮、副传动轴、副转子、喷油装置组成；所述泵体由左端盖、外挡板、右端盖、齿轮箱端盖、泵体入口、泵体出口组成；所述主转子上有特征永磁同步电机安装型腔、法兰盘安装型腔；所述电机总成包含辐射环、辐射环固定板，辐射环压板、垫板、线圈绕组、电机轴，本实用新型采用外转子永磁同步电机内嵌的方式克服了电机外置的整机设备尺寸大、易密封失效等缺陷，并且设计了一套齿轮自润滑系统。自润滑系统。自润滑系统。