一种泥浆泵变速箱用换挡控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及变速箱控制技术领域，特别涉及一种泥浆泵变速箱用换挡控制系统。


背景技术：

2.泥浆泵变速箱是为油田钻井泥浆泵组量身定制的传动机构，安装在发动机和泥浆泵之间，用以在不更换缸套的情况下大范围调整泥浆泵排量。
3.泥浆泵变速箱主要结构采用气控离合器与四档齿轮箱集成的方式，传动链模式为发动机直连变速箱，通过传动轴再连接泥浆泵组。第一代泥浆泵变速箱采用手动换挡操作方式，根据作业施工工艺要求，每次需要改变泵组输出排量的时候，就需要人员到泥浆泵变速箱旁边进行手动换挡操作，同时对于变速箱的运行状态参数，也需要到机旁进行查看，对于现场操作带来不便。
4.在油田钻井现场作业时，一方面要考虑现场安全作业，钻井施工现场要求无人，作业设备要求能实现在远程司钻房操作，并能够远程监控设备的运行情况，另一方面是油田对于设备整体集成自动化发展的要求，整个机组包括发动机、变速箱和大泵要集成化监控，而第一代泥浆泵变速箱已经不能满足这些需求。
5.因此，如何实现泥浆泵变速箱的远程控制和控制的安全性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种泥浆泵变速箱用换挡控制系统，实现了能够在远程操控泥浆泵变速箱换挡，保证了作业人员的安全。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种泥浆泵变速箱用换挡控制系统，包括远程控制装置、主控装置、换挡装置和离合器控制装置，所述远程控制装置与所述主控装置通过远程连接线缆通讯连接，所述主控装置通过主控连接线缆与所述换挡装置通讯连接、用于实现换挡，所述主控装置还通过所述主控连接线缆与所述离合器控制装置通讯连接、用于控制离合器动作，且所述主控装置、所述换挡装置和所述离合器控制装置均设置于泥浆泵变速箱上。
8.优选地，所述远程控制装置上设有显示器和换挡按键。
9.优选地，所述显示器上设有报警灯。
10.优选地，所述主控装置设有主控制器和气管，所述主控制器分别通过所述主控连接线缆与所述换挡装置和所述离合器控制装置连接，所述气管的一端与所述换挡装置连通，所述气管的另一端与所述离合器控制装置连通。
11.优选地，所述主控装置还设有温度传感器、速度传感器和油压传感器。
12.优选地，所述换挡装置包括气缸壳体、活塞、进气口、出气口、气路阀块和换挡电磁阀，所述活塞滑动地设置于所述气缸壳体内，所述气路阀块设置于所述进气口上，所述气路
阀块的一条通路与所述气缸壳体连通，且所述换挡电磁阀设置于所述气路阀块的一条通路上，所述气路阀块的另一条通路与所述气管连通。
13.优选地，所述换挡装置还包括气压传感器和位置反馈传感器。
14.优选地，所述离合器控制装置包括离合器电磁阀、离合器进气口和离合器出气口，所述离合器进气口与所述气管的另一端连通，所述离合器电磁阀分别与所述离合器进气口和所述离合器出气口连通。
15.本实用新型所提供的泥浆泵变速箱用换挡控制系统，包括远程控制装置、主控装置、换挡装置和离合器控制装置，远程控制装置与主控装置通过远程连接线缆通讯连接，主控装置通过主控连接线缆与换挡装置通讯连接、用于实现换挡，主控装置还通过主控连接线缆与离合器控制装置通讯连接、用于控制离合器动作，且主控装置、换挡装置和离合器控制装置均设置于泥浆泵变速箱上。本技术公开的泥浆泵变速箱用换挡控制系统，主控装置通过实时监控泥浆泵变速箱的运行状态为操作人员提供操作依据，操作人员通过远程控制装置下达泥浆泵变速箱的控制指令，主控装置接收到控制指令后，向离合器控制装置下达指令，离合器控制装置控制泥浆泵变速箱离合器的切断或者接通，换挡装置则对浆泵变速箱换的挡拨叉驱动进行换挡，实现了远程操作换挡，保证了作业人员的安全，为客户对于成套设备的集成化监控提供了方便。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构主视图；
18.图2为图1所示结构右视图；
19.图3为图1所示结构左视图；
20.图4为本实用新型所提供的一种具体实施方式的远程控制装置结构示意图；
21.图5为图4所示结构的侧视图；
22.图6为图1所示的主控装置结构示意图；
23.图7为图6所示的主控制器防护外壳结构示意图；
24.图8为图6所示的主控连接线缆结构示意图；
25.图9为图1所示的换挡装置剖视图；
26.图10为图1所示的换挡装置俯视图；
27.图11为图10所示的换挡装置局部剖视图；
28.图12为图1所示的换挡装置底部示意图；
29.图13为图1所示的离合器控制装置结构示意图。
30.其中，图1
‑
图13中：
31.远程控制装置—1，显示器—101，换挡按键—102，远程连接线缆—103，固定螺栓—104，防护外壳—105，报警灯—106，主控装置—2，温度传感器—201，速度传感器—202，油压传感器—203，主控制器—204，主控制器防护外壳—205，主控连接线缆—206，气
管—207，换挡装置—3，气缸壳体—301，活塞—302，进气口—303，出气口—304，气路阀块—305，气压传感器—306，换挡电磁阀—307，换挡连接线缆—308，位置反馈传感器—309，离合器控制装置—4，离合器防护外壳—401，离合器电磁阀—402，连接器—403，离合器进气口—404，离合器出气口—405。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
33.请参考图1至图8，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构主视图；图2为图1所示结构右视图；图3为图1所示结构左视图；图4为本实用新型所提供的一种具体实施方式的远程控制装置结构示意图；图5为图4所示结构的侧视图；图6为图1所示的主控装置结构示意图；图7为图6所示的主控制器防护外壳结构示意图；图8为图6所示的主控连接线缆结构示意图。
34.在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，主要包括远程控制装置1、主控装置2、换挡装置3和离合器控制装置4，远程控制装置1与主控装置2通过远程连接线缆103通讯连接，主控装置2通过主控连接线缆206与换挡装置3通讯连接、用于实现换挡，主控装置2还通过主控连接线缆206与离合器控制装置4通讯连接、用于控制离合器动作，且主控装置2、换挡装置3和离合器控制装置4均设置于泥浆泵变速箱上。
35.其中，远程控制装置1用于供操作人员进行下达操作指令，主控装置2用于接收远程控制装置1的操作指令并控制换挡装置3对泥浆泵变速箱进行换挡、控制离合器控制装置4进行断开或者结合泥浆泵变速箱离合器，换挡装置3用于驱动浆泵变速箱换挡拨叉进行换挡，离合器控制装置4用于对泥浆泵变速箱进行离合器控制。
36.具体的，在实际的应用过程当中，主控装置2通过实时监控泥浆泵变速箱的运行状态为操作人员提供操作依据，操作人员通过远程控制装置1下达泥浆泵变速箱的控制指令，主控装置2接收到控制指令后，向离合器控制装置4下达指令，离合器控制装置4控制泥浆泵变速箱离合器的切断或者接通，换挡装置3则对浆泵变速箱换的挡拨叉驱动进行换挡，实现了远程操作换挡，保证了作业人员的安全，为客户对于成套设备的集成化监控提供了方便。
37.需要说明的是，远程控制装置1与主控装置2之间通过can通讯进行远程连接，按照250kbps的通讯速率，可实现270m距离的远程操作换挡，主控装置2内置的故障诊断及保护功能，能够实时监控设备的运转情况，同时能够在显示器101上显示变速箱的运行状态参数及故障报警情况，在出现故障时能够及时提醒客户进行排查，紧急情况下能够限制系统功能，从而保护设备免遭进一步的损坏，降低客户损失，延长设备的使用寿命。
38.为了使上述实施例当中换挡控制系统更加容易控制泥浆泵变速箱，远程控制装置1上设有显示器101和换挡按键102，显示器101上设有报警灯106，显示器101通过远程连接线缆103和主控装置2连接，能够通过can通讯获取变速箱的档位、离合器状态、输入和输出转速、油温、油压、气压以及变速箱的故障等状态信息，并在显示器101上显示出来，当有故障发生时，显示器101两侧的红色报警灯106会持续闪烁提醒操作人员进行故障排查，换挡
按键102同样通过远程连接线缆103和主控装置2连接，换挡按键102面板上有n、1、2、3、4、w共计6个可操作按键，分别代表n档、1档、2档、3档、4档、w档(预热档)，当按下某一按键时，通过can通讯将相应的档位命令发送给主控装置2进行判断处理，远程控制装置1通过4个固定螺栓104固定在远程操作平台，远程连接线缆103可按照用户需求的长度进行定制，从而满足远程安装需求。
39.进一步地，主控装置2设有主控制器204和气管207，主控制器204分别通过主控连接线缆206与换挡装置3和离合器控制装置4连接，气管207的一端与换挡装置3连通，气管207的另一端与离合器控制装置4连通，主控装置2还设有温度传感器201、速度传感器202和油压传感器203，其中主控制器204为主要控制单元，负责采集泥浆泵变速箱信息执行逻辑运算后发送控制信号，主控制器204通过主控连接线缆206分别和温度传感器201、速度传感器202、油压传感器203连接获取泥浆泵变速箱的油温、转速以及油压信息，主控制器204通过主控连接线缆206的can通讯端口和远程控制装置1连接获取换挡按键102选择信息，并向显示器101反馈泥浆泵变速箱的运行状态信息，主控制器204通过主控连接线缆206和换挡按键102连接，获取气压信息，同时发送换挡电磁阀307的控制信号，控制换挡电磁阀307动作实现换挡，主控制器204通过主控连接线缆206和离合器控制装置4连接，发送离合器电磁阀402控制信号，控制离合器动作，气管207一端连接换挡装置3的出气口304，一端连接离合器控制装置4的离合器进气口404，提供气路管道。
40.请参考图9至图12，图9为图1所示的换挡装置剖视图；图10为图1所示的换挡装置俯视图；图11为图10所示的换挡装置局部剖视图；图12为图1所示的换挡装置底部示意图。
41.需要说明的是，换挡装置3包括气缸壳体301、活塞302、进气口303、出气口304、气路阀块305和换挡电磁阀307，活塞302滑动地设置于气缸壳体301内，气路阀块305设置于进气口303上，气路阀块305的一条通路与气缸壳体301连通，且换挡电磁阀307设置于气路阀块305的一条通路上，气路阀块305的另一条通路与气管207连通，换挡装置3还包括气压传感器306和位置反馈传感器309，换挡装置3属于执行换挡的模块，气源动力由进气口303进入气路阀块305，在气路阀块305内部分为2路，1路为驱动气缸活塞302动作提供气源动力，1路通过出气口304和主控装置2的气管207一端相连，为离合器控制装置4提供气源动力，换挡装置3通过换挡连接线缆308和主控装置2的主控连接线缆206连接，把气压传感器306采集的气压信息反馈给主控装置2，同时接收主控装置2发出的换挡电磁阀307控制信号，驱动对应的换挡电磁阀307动作，此时气路阀块305内部对应的气路打开，驱动对应的活塞302往复动作，从而实现驱动泥浆泵变速箱内部的换挡拨叉动作动作，最终实现换挡；位置反馈传感器309和主控装置2的主控连接线缆206连接，将每个活塞302的位置实时反馈给主控装置，用于进行换挡逻辑判断。
42.请参考图13，图13为图1所示的离合器控制装置结构示意图。
43.进一步地，离合器控制装置4包括离合器电磁阀402、离合器进气口404和离合器出气口405，离合器进气口404与气管207的另一端连通，离合器电磁阀402分别与离合器进气口404和离合器出气口405连通，离合器控制装置4通过离合器进气口404和主控装置2的气管207的另一端相连，气源动力由此进入离合器电磁阀402气路中，离合器控制装置4通过连接器403和主控装置2的主控连接线缆206连接，接收主控装置2发出的离合器电磁阀402控制信号，当离合器电磁阀402驱动离合器打开时，离合器电磁阀402内部气路接通，气源动力
通过离合器出气口—405进入到后续的气路中，从而使泥浆泵变速箱的离合器结合传递动力，当离合器电磁阀402驱动离合器断开时，即切断气路，使泥浆泵变速箱的离合器分离，切断动力。对于换挡电磁阀307和离合器电磁阀402控制时机，完全由主控装置2的内部控制逻辑决定。
44.综上所述，本实施例所提供的泥浆泵变速箱用换挡控制系统主要包括远程控制装置、主控装置、换挡装置和离合器控制装置，远程控制装置与主控装置通过远程连接线缆通讯连接，主控装置通过主控连接线缆与换挡装置通讯连接、用于实现换挡，主控装置还通过主控连接线缆与离合器控制装置通讯连接、用于控制离合器动作，且主控装置、换挡装置和离合器控制装置均设置于泥浆泵变速箱上。本技术公开的泥浆泵变速箱用换挡控制系统，主控装置通过实时监控泥浆泵变速箱的运行状态为操作人员提供操作依据，操作人员通过远程控制装置下达泥浆泵变速箱的控制指令，主控装置接收到泥浆泵变速箱的控制指令后，向离合器控制装置下达指令，离合器控制装置控制泥浆泵变速箱离合器的切断或者接通，换挡装置则对浆泵变速箱换的挡拨叉驱动进行换挡，实现了远程操作换挡，保证了作业人员的安全，为客户对于成套设备的集成化监控提供了方便。
45.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。