一種致裂器旋頭機及其控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種致裂器旋頭機，支架的底部固設有用于放置儲液管的固定夾具，支架的頂部設有活動夾具；活動夾具的上方設有油缸，并且油缸的活塞桿與活動夾具固定連接；操作臺遠離固定夾具的一端設有旋頭電機M2，操作臺靠近固定夾具的另一端設有旋具，并且旋頭電機M2的輸出軸通過聯軸器與旋具相連接；旋具的軸線與放置在固定夾具上的儲液管的軸線相一致；旋頭電機M2的供電線路上設有變頻器V1；機架的底部設有電氣箱以及泵站，泵站通過電磁換向閥與油缸相連接，泵站包括油泵電機M1。本實用新型對致裂器旋頭機的控制系統進行了改進，通過變頻器來控制流經旋頭電機M2的電流大小，從而實現旋頭電機M2的輸出扭矩大小的高精度控制。
【專利說明】
一種致裂器旋頭機及其控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及二氧化碳致裂器的組裝機器，具體涉及一種致裂器旋頭機及其控制系統。
【背景技術】
[0002]二氧化碳致裂器是由一根高強度可重復使用的儲液管(充滿液態二氧化碳)、發熱裝置、泄能器、充裝閥、點火電路連接組件，以及其他鏈接輔助組件組成。通過化學發熱裝置加熱使液態二氧化碳瞬間氣化，釋放高壓氣體能量，破裂目標材料。致裂器旋頭機的作用是把致裂器的充裝閥、泄能器分別與儲液管按照規定扭矩旋緊，并產生一定的預緊力，使充裝閥、泄能器、儲液管三者形成一個密封的容腔，為致裂器充裝二氧化碳做準備。
[0003]常規的致裂器旋頭機直接通過手動按鈕控制旋頭電機的啟動和停止，不能控制旋緊力矩大小，而且也不能保證多根致裂器旋緊力矩一致。因此，常規致裂器旋頭機對力矩的控制精度達不到要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種致裂器旋頭機及其控制系統，實現對旋緊力矩的高精度控制。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:
[0006]—種致裂器旋頭機，包括機架、固設在機架一端的支架和相對支架固設在機架另一端的操作臺；所述支架的底部固設有用于放置儲液管的固定夾具，支架的頂部設有可向固定夾具相對移動、用于夾緊儲液管的活動夾具;所述活動夾具的上方設有油缸，并且油缸的活塞桿與活動夾具固定連接;所述操作臺遠離固定夾具的一端設有旋頭電機M2，操作臺靠近固定夾具的另一端設有用于使致裂器接頭插入的旋具，并且旋頭電機M2的輸出軸通過聯軸器與旋具相連接;所述旋頭電機M2的供電線路上設有變頻器VI;所述機架的底部設有電氣箱以及栗站，栗站通過電磁換向閥與油缸相連接，所述栗站包括油栗電機Ml。
[0007]進一步的，所述活動夾具的夾口和固定夾具的夾口上均設有摩擦片。
[0008]—種致裂器旋頭機的控制系統，包括接觸器KMl、變壓器Tl、夾緊繼電器KAl、松開繼電器KA2、旋緊繼電器KA3、旋開繼電器KA4、急停按鈕SB 1、松開按鈕SB2、夾緊按鈕SB3、油缸停止按鈕SB4、旋頭停止按鈕SB5、旋緊按鈕SB6和旋松按鈕SB7;電磁換向閥包括夾緊線圈KFl和松開線圈KF2;接觸器KMl常開觸點KMl-1的一端與三相電源L1-L3相連接，接觸器KMl常開觸點KMl-1的另一端與油栗電機Ml的電源端相連接，并且接觸器KMl常開觸點KMl-1的另一端還經變頻器與旋頭電機M2的電源端相連接;變壓器Tl的初級線圈與三相電源L1-L3的任兩相相連接，夾緊繼電器KAl的第一常開觸點KAl-1和夾緊線圈KFl串聯后接在變壓器Tl的次級線圈的第一端與第二端之間，松開繼電器KA2的常開觸點KA2-1和松開線圈KF2串聯后接在變壓器Tl的次級線圈的第一端與第二端之間；急停按鈕SBl的一端接變壓器Tl的次級線圈的第一端，接觸器KMl線圈接在急停按鈕SBl的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間；油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的一端接急停按鈕SBl的另一端，油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的另一端依次與松開按鈕SB2的常閉觸點SB2-1、夾緊按鈕SB3的常開觸點SB3-1和夾緊繼電器KAl線圈串聯后接變壓器Tl的次級線圈的第二端；夾緊繼電器KAl的第二常開觸點KA1-2和夾緊按鈕SB3的常開觸點SB3-1并聯;夾緊按鈕SB3的常閉觸點SB3-2、松開按鈕SB2的常開觸點SB2-2和松開繼電器KA2線圈依次串聯后接在油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間；旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的一端接急停按鈕SBl的另一端，旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的另一端依次與旋緊按鈕SB6的常開觸點SB6-1、旋開繼電器KA4的常閉觸點KA4-1和旋緊繼電器KA3線圈串聯后接變頻器的常閉觸點的一端，變頻器Vl的常閉觸點Vl-1的另一端接變壓器Tl的次級線圈的第二端;旋緊繼電器KA3的第一常開觸點KA3-2和旋緊按鈕SB6的常開觸點SB6-1并聯;旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1的一端接旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的另一端，旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1的另一端依次與旋緊繼電器KA3的常閉觸點KA3-1和旋開繼電器KA4線圈串聯后接變頻器Vl的常閉觸點Vl-1的一端;旋開繼電器KA4的第一常開觸點KA4-2和旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1并聯;旋緊繼電器KA3的第二常開觸點KA3-3接在變頻器Vl的公共端與啟動停止控制端之間，旋開繼電器KA4的第二常開觸點KA4-3接在變頻器Vl的公共端腳與正反轉控制端之間。
[0009]進一步的，還包括電源指示燈LI;所述電源指示燈LI接在急停按鈕SBl的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間。
[0010]進一步的，三相電源L1-L3及變壓器Tl的次級線圈的第二端均設有保險RU。
[0011 ]進一步的，所述急停按鈕SBl、松開按鈕SB2、夾緊按鈕SB3、油缸停止按鈕SB4、旋頭停止按鈕SB5、旋緊按鈕SB6和旋松按鈕SB7均設置在操作臺上的操作面板上。
[0012]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:
[0013]本實用新型對致裂器旋頭機的控制系統進行了改進，利用變頻器來控制流經旋頭電機M2的電流大小，從而實現旋頭電機M2的輸出扭矩大小的高精度控制，保證了多根致裂器旋緊力矩一致。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型致裂器旋頭機的結構示意圖；
[0015]圖2是圖1的右視圖；
[0016]圖3是本實用新型致裂器旋頭機的控制系統電氣原理圖；
[0017]圖中，1、機架，2、電氣箱，3、栗站，4、油缸支架，5、油缸，6、旋具，7、聯軸器，8、操作面板，9、旋頭電機M2，10、活動夾具，11、摩擦片，12、固定夾具，13、操作臺。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]如圖1、2所示，本實用新型公開了一種致裂器旋頭機，包括機架1、固設在機架I一端的支架4和相對支架4固設在機架I另一端的操作臺13;所述支架4的底部固設有用于放置儲液管的固定夾具12，支架4的頂部設有可向固定夾具12相對移動、用于夾緊儲液管的活動夾具10 ；活動夾具10的夾口和固定夾具12的夾口上均設有摩擦片11，以增加兩夾具夾持儲液管時的摩擦力。所述活動夾具10的上方設有油缸5，并且油缸5的活塞桿與活動夾具10固定連接;所述操作臺13遠離固定夾具12的一端設有旋頭電機M2，操作臺13靠近固定夾具12的另一端設有用于使致裂器接頭插入的旋具6，并且旋頭電機M2的輸出軸通過聯軸器7與旋具6相連接;所述旋具6的軸線與放置在固定夾具12上的儲液管的軸線相一致;所述旋頭電機M2的供電線路上設有變頻器VI;所述機架I的底部設有電氣箱2以及栗站3，栗站3通過電磁換向閥與油缸5相連接，所述栗站3包括油栗電機Ml。
[0020]根據致裂器接頭與儲液管所需要的旋緊扭矩，經過人工計算得出旋頭電機M2產生此扭矩時所對應的電流數值，并將此電流數值設置到變頻器Vl內，作為變頻器Vl允許旋頭電機M2所通過最大的電流值。本實用新型的旋頭機在旋緊接頭的過程中，旋頭電機M2的電流隨著負載力矩的增加而增大，當變頻器Vl檢測到經過旋頭電機M2的電流達到人工設定的電流數值時，變頻器Vl控制旋頭電機M2停止轉動，以此來達到通過變頻器控制旋頭電機輸出扭矩的目的。
[0021]如圖3所示，本實用新型還公開了一種用于上述致裂器旋頭機的控制系統，包括接觸器KMl、變壓器T1、夾緊繼電器KAl、松開繼電器KA2、旋緊繼電器KA3、旋開繼電器KA4、急停按鈕SB1、松開按鈕SB2、夾緊按鈕SB3、油缸停止按鈕SB4、旋頭停止按鈕SB5、旋緊按鈕SB6和旋松按鈕SB7 ；電磁換向閥包括夾緊線圈KFl和松開線圈KF2 ；接觸器KMl常開觸點KMl-1的一端與三相電源L1-L3相連接，接觸器KMl常開觸點KMl-1的另一端與油栗電機Ml的電源端相連接，并且接觸器KMl常開觸點KMl -1的另一端還經變頻器與旋頭電機M2的電源端相連接；變壓器Tl的初級線圈與三相電源L1-L3的任兩相相連接，夾緊繼電器KAl的第一常開觸點KAl-1和夾緊線圈KFl串聯后接在變壓器Tl的次級線圈的第一端與第二端之間，松開繼電器KA2的常開觸點KA2-1和松開線圈KF2串聯后接在變壓器Tl的次級線圈的第一端與第二端之間；急停按鈕SB I的一端接變壓器TI的次級線圈的第一端，接觸器KMl線圈接在急停按鈕SBl的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間；油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的一端接急停按鈕SBl的另一端，油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的另一端依次與松開按鈕SB2的常閉觸點SB2-1、夾緊按鈕SB3的常開觸點SB3-1和夾緊繼電器KAl線圈串聯后接變壓器Tl的次級線圈的第二端;夾緊繼電器KAl的第二常開觸點KA1-2和夾緊按鈕SB3的常開觸點SB3-1并聯;夾緊按鈕SB3的常閉觸點SB3-2、松開按鈕SB2的常開觸點SB2-2和松開繼電器KA2線圈依次串聯后接在油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間；旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的一端接急停按鈕SBl的另一端，旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的另一端依次與旋緊按鈕SB6的常開觸點SB6-1、旋開繼電器KA4的常閉觸點KA4-1和旋緊繼電器KA3線圈串聯后接變頻器的常閉觸點的一端，變頻器Vl的常閉觸點Vl-1的另一端接變壓器Tl的次級線圈的第二端;旋緊繼電器KA3的第一常開觸點KA3-2和旋緊按鈕SB6的常開觸點SB6-1并聯;旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1的一端接旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的另一端，旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1的另一端依次與旋緊繼電器KA3的常閉觸點KA3-1和旋開繼電器KA4線圈串聯后接變頻器Vl的常閉觸點Vl-1的一端;旋開繼電器KA4的第一常開觸點KA4-2和旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1并聯;旋緊繼電器KA3的第二常開觸點KA3-3接在變頻器Vl的公共端與啟動停止控制端之間，旋開繼電器KA4的第二常開觸點KA4-3接在變頻器Vl的公共端腳與正反轉控制端之間。
[0022]本實用新型的控制系統還包括電源指示燈LI，并且電源指示燈LI接在急停按鈕SBl的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間。三相電源L1-L3及變壓器Tl的次級線圈的第二端均設有保險RU。急停按鈕SBl、松開按鈕SB2、夾緊按鈕SB3、油缸停止按鈕SB4、旋頭停止按鈕SB5、旋緊按鈕SB6和旋松按鈕SB7均設置在操作臺13上的操作面板8上。
[0023 ] 本實用新型的變頻器VI采用松下VF200，接觸器KM I的型號為C JX1-12，油栗電機MI的型號為MN 2-100L-4，旋頭電機M2的型號為GD90L-4，變壓器Tl的型號控制變壓器BK-100，七個按鈕均為NP2型按鈕。
[0024]本實用新型的具體控制過程如下:
[0025]旋開操作面板8上的急停按鈕SBl，此時操作面板8上電源指示燈LI亮，接觸器KMl線圈得電，KMl的常開觸點KMl-1閉合，油栗電機Ml啟動，同時變頻器Vl電源得電；將致裂器接頭與儲液管的連接螺紋引扣并人工手動旋合后，把儲液管放到圖1中的固定夾具12與活動夾具10之間，旋轉儲液管，使致裂器接頭與旋具6對準方向后插入旋具6內；按下操作面板8上的夾緊按鈕SB3，圖3中夾緊按鈕SB3的常開觸點SB3-1閉合、常閉觸點SB3-2斷開，夾緊繼電器KAl線圈得電，夾緊繼電器KAl的第一常開觸點KAl-1閉合、第二常開觸點KA1-2閉合自鎖，電磁換向閥的線圈KFl得電，電磁閥換向，圖1中油缸5的活塞桿帶動活動夾具10向下方的固定夾具12移動，將儲液管夾緊;將儲液管夾緊后，油缸5上腔繼續供給壓力油進行保壓;按下操作面板8上的旋緊按鈕SB6，旋緊按鈕SB6的常開觸點SB6-1閉合，旋緊繼電器KA3的線圈得電，旋緊繼電器KA3的常閉觸點KA3-1斷開、第一常開觸點KA3-2閉合自鎖、第二常開觸點KA3-3閉合，變頻器Vl得電，控制旋頭電機M2轉動，通過帶動旋具6將致裂器接頭旋緊。旋緊過程中，隨著致裂器接頭與儲液管力矩的增加，經過變頻器Vl和旋頭電機M2的電流值增大；當通過變頻器Vl的電流達到變頻器Vl內的人工設定的電流數值時，圖3中B、C處變頻器Vl的常閉觸點Vl-1斷開，旋緊繼電器KA3的線圈失電，旋緊繼電器KA3的第一常開觸點KA3-2斷開、第二常開觸點KA3-3斷開，變頻器Vl的啟動停止控制端失電，變頻器Vl控制旋頭電機M2停止轉動，變頻器Vl的常閉觸點Vl-1閉合。按下操作面板8上的旋松按鈕SB7，旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1閉合，旋開繼電器KA4的線圈得電，旋開繼電器KA4的常閉觸點KA4-1斷開、第一常開觸點KA4-2閉合、第二常開觸點KA4-3閉合，變頻器Vl控制旋頭電機M2反向轉動，可將旋具6復位。
[0026]按住操作面板8上的松開按鈕SB2，松開按鈕SB2的常閉觸點SB2-1斷開，夾緊繼電器KAl線圈失電，夾緊繼電器KAl的第一常開觸點KAl-1斷開，電磁換向閥的線圈KFl失電，電磁閥換向，油缸5上腔停止供給壓力油；與此同時，松開按鈕SB2的常開觸點SB2-2閉合，松開繼電器KA2的線圈得電，松開繼電器KA2的常開觸點KA2-1閉合，電磁換向閥的松開線圈KF2得電，電磁閥換向，圖1中油缸5的活塞桿帶動活動夾具10向上移動，將儲液管松開；當上升到一定高度后，松開操作面板8上的松開按鈕SB2，松開繼電器KA2的線圈失電，松開繼電器KA2的常開觸點KA2-1斷開，電磁換向閥的松開線圈KF2失電，電磁換向閥回到中位。油缸5的活塞桿、活動夾具1停止移動。將儲液管取出。
[0027]最后，按下操作面板8上的急停按鈕SBl，接觸器KMl線圈失電，接觸器KMl的常開觸點KMl-1斷開，變頻器Vl的電源失電，油栗電機Ml停止轉動，電源指示燈LI滅。最后斷開主電源。
【主權項】
1.一種致裂器旋頭機，其特征在于:包括機架(I)、固設在機架(I) 一端的支架(4)和相對支架(4)固設在機架(I)另一端的操作臺(13);所述支架(4)的底部固設有用于放置儲液管的固定夾具(12)，支架(4)的頂部設有可向固定夾具(12)相對移動、用于夾緊儲液管的活動夾具(10);所述活動夾具(10)的上方設有油缸(5)，并且油缸(5)的活塞桿與活動夾具(10)固定連接;所述操作臺(13)遠離固定夾具(12)的一端設有旋頭電機M2(9)，操作臺(13)靠近固定夾具(12)的另一端設有用于使致裂器接頭插入的旋具(6)，并且旋頭電機M2(9)的輸出軸通過聯軸器(7)與旋具(6)相連接;所述旋頭電機M2(9)的供電線路上設有變頻器VI;所述機架(I)的底部設有電氣箱(2)以及栗站(3)，栗站(3)通過電磁換向閥與油缸(5)相連接，所述栗站(3)包括油栗電機Ml。2.根據權利要求1所述的致裂器旋頭機，其特征在于:所述活動夾具(10)的夾口和固定夾具(12)的夾口上均設有摩擦片(11)。3.一種用于權利要求1所述的致裂器旋頭機的控制系統，其特征在于:包括接觸器KMl、變壓器T1、夾緊繼電器KA1、松開繼電器KA2、旋緊繼電器KA3、旋開繼電器KA4、急停按鈕SB 1、松開按鈕SB2、夾緊按鈕SB3、油缸停止按鈕SB4、旋頭停止按鈕SB5、旋緊按鈕SB6和旋松按鈕SB7;電磁換向閥包括夾緊線圈KFl和松開線圈KF2; 接觸器KMl常開觸點KMl-1的一端與三相電源L1-L3相連接，接觸器KMl常開觸點KMl-1的另一端與油栗電機Ml的電源端相連接，并且接觸器KMl常開觸點KMl-1的另一端還經變頻器Vl與旋頭電機M2的電源端相連接;變壓器Tl的初級線圈與三相電源L1-L3的任兩相相連接，夾緊繼電器KAl的第一常開觸點KAl-1和夾緊線圈KFl串聯后接在變壓器Tl的次級線圈的第一端與第二端之間，松開繼電器KA2的常開觸點KA2-1和松開線圈KF2串聯后接在變壓器Tl的次級線圈的第一端與第二端之間；急停按鈕SBl的一端接變壓器Tl的次級線圈的第一端，接觸器KMl線圈接在急停按鈕SBl的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間；油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的一端接急停按鈕SBl的另一端，油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的另一端依次與松開按鈕SB2的常閉觸點SB2-1、夾緊按鈕SB3的常開觸點SB3-1和夾緊繼電器KAl線圈串聯后接變壓器Tl的次級線圈的第二端;夾緊繼電器KAl的第二常開觸點KA1-2和夾緊按鈕SB3的常開觸點SB3-1并聯;夾緊按鈕SB3的常閉觸點SB3-2、松開按鈕SB2的常開觸點SB2-2和松開繼電器KA2線圈依次串聯后接在油缸停止按鈕SB4的常閉觸點SB4-1的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間；旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的一端接急停按鈕SBl的另一端，旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的另一端依次與旋緊按鈕SB6的常開觸點SB6-1、旋開繼電器KA4的常閉觸點KA4-1和旋緊繼電器KA3線圈串聯后接變頻器Vl的常閉觸點Vl-1的一端，變頻器Vl的常閉觸點Vl-1的另一端接變壓器Tl的次級線圈的第二端;旋緊繼電器KA3的第一常開觸點KA3-2和旋緊按鈕SB6的常開觸點SB6-1并聯;旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1的一端接旋頭停止按鈕SB5的常閉觸點SB5-1的另一端，旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1的另一端依次與旋緊繼電器KA3的常閉觸點KA3-1和旋開繼電器KA4線圈串聯后接變頻器Vl的常閉觸點Vl-1的一端；旋開繼電器KA4的第一常開觸點KA4-2和旋松按鈕SB7的常開觸點SB7-1并聯;旋緊繼電器KA3的第二常開觸點KA3-3接在變頻器Vl的公共端與啟動停止控制端之間，旋開繼電器KA4的第二常開觸點KA4-3接在變頻器Vl的公共端腳與正反轉控制端之間。4.根據權利要求3所述的致裂器旋頭機的控制系統，其特征在于:還包括電源指示燈LI;所述電源指示燈LI接在急停按鈕SBl的另一端與變壓器Tl的次級線圈的第二端之間。5.根據權利要求3所述的致裂器旋頭機的控制系統，其特征在于:三相電源L1-L3及變壓器Tl的次級線圈的第二端均設有保險RU。6.根據權利要求3所述的致裂器旋頭機的控制系統，其特征在于:所述急停按鈕SB1、松開按鈕SB2、夾緊按鈕SB3、油缸停止按鈕SB4、旋頭停止按鈕SB5、旋緊按鈕SB6和旋松按鈕SB7均設置在操作臺(13)上的操作面板(8)上。
【文檔編號】H02P25/16GK205496908SQ201521027878
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月11日
【發明人】郭溫賢
【申請人】郭溫賢