一种用于潜油螺杆泵的联轴器的制作方法

本发明属于传送旋转运动的联轴器技术领域，具体涉及一种用于潜油螺杆泵的联轴器。

背景技术：

用于从深井举升流体的潜油螺杆泵机组通常由一系列可互连的模块化组件组成，包括电机、保护器和螺杆泵。每个部分都包括一个外部径向外壳和内部传动轴元件，不同相邻部分的传动轴元件通过一些连接装置在联轴器组件中彼此连接，常规连接装置的是一组配合的花键连接。采用花键连接的常规螺杆泵运行期间，电机驱动各种轴元件传动动力到螺杆泵将流体输送到地表，传动轴元件顺时针旋转且轴向力指向电机，从而产生传动轴元件传递的压缩载荷，压缩载荷使轴和花键转动运行过程中连接完好无损；保护器中的推力轴承可承载轴向力，保护电机。

但是潜油螺杆泵在煤层气排水采气应用时，为解决设备进液口在设备中间造成防气防砂措施实施难度大的问题，通常采用倒置式潜油螺杆泵结构。该结构机组轴向力为拉伸载荷，机组运行过程中会导致花键连接分离脱开，在连接处通过销钉或者键承受拉伸载荷，可防止连接脱开，如采用螺纹连接，反转时亦会脱开。花键或螺纹结构均需加销钉或键防连接脱开，然而，加装销钉或者键均需在轴上钻孔，缩小了轴的承载面积，严重降低轴的力学性能及可承受载荷。螺杆泵转子为行星运动，转子和潜油保护器输出轴须采用柔性杆用于潜油螺杆泵的联轴器，柔性杆受到偏心扭矩，承受交变循环载荷，采用销钉或者键的连接结构，极易出现疲劳断裂破坏。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于潜油螺杆泵的联轴器，以至少解决斜井、水平井机组弯曲及交变载荷导致的轴断裂等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于潜油螺杆泵的联轴器，所述联轴器用于连接螺杆泵转子与保护器输出轴，所述联轴器包括柔性杆、输出轴连接套与转子连接套，所述柔性杆的两端分别是输出轴连接端与转子连接端；

所述输出轴连接端与所述转子连接端上均具有挡止部，所述保护器输出轴或输出轴连接套上设置有挡止结构，所述螺杆泵转子或转子连接套上设置有挡止结构，所述挡止部与所述挡止结构在周向上挡止配合，以使所述柔性杆不会相对于与螺杆泵转子、保护器输出轴发生转动；

所述输出轴连接端与保护器输出轴上均设置有外螺纹，所述输出轴连接套的两端均设置有内螺纹，所述输出轴连接端螺纹连接于所述输出轴连接套的一端、所述保护器输出轴螺纹连接于所述输出轴连接套另一端；

所述转子连接端与螺杆泵转子上均设置有外螺纹，所述转子连接套的两端均设置内螺纹，所述转子连接端螺纹连接于所述转子连接套的一端、所述螺杆泵转子螺纹连接于所述转子连接套的另一端。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，当所述挡止部为四方、六方、八方轴时，所述挡止结构为四方、六方、八方孔；

当所述挡止部为四方、六方、八方孔时，所述挡止结构为四方、六方、八方轴。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述保护器输出轴的最前端为六方柱，在保护器输出轴上六方柱的后部设置有外螺纹结构；

所述输出轴连接端的端部设置有六方孔，所述六方孔用于与保护器输出轴前端的六方柱插接配合，在输出轴连接端的六方孔的外围设置有外螺纹；

所述输出轴连接套的内部沿轴向设置有两段内螺纹，位于前方的内螺纹与保护器输出轴上的外螺纹配合，位于后方的内螺纹与输出轴连接端上的外螺纹配合。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述用于潜油螺杆泵的联轴器还包括压盘与螺钉，所述柔性杆上所述输出轴连接端的后部具有向内倾斜的锥面，所述压盘为环形，所述压盘的内周具有锥形的压紧面，所述螺钉贯穿所述压盘并与所述输出轴连接套螺纹连接，以将所述压盘的压紧面压紧在所述柔性杆的锥面上。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述转子轴端部结构与所述保护器输出轴相同，所述转子连接端的结构与所述输出轴连接端相同，所述转子连接套的结构与所述输出轴连接套相同。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述螺杆泵转子的前段为外螺纹；

所述转子连接端的端部为外螺纹，在转子连接端上外螺纹结构的前部为六方轴；

所述转子连接套包括上连接套与下连接套，所述下连接套的内部沿轴向设置有两段内螺纹，位于前方的内螺纹与转子连接端的外螺纹配合，位于后方的内螺纹与螺杆泵转子上的外螺纹配合。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述下连接套前端的外壁上设置有阶梯轴，所述上连接套后端的内壁中设置有阶梯孔，下连接套上的阶梯轴插入到上连接套中的阶梯孔中。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述上连接套与下连接套在外壁相互接触的地方焊接连接。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述下连接套与螺杆泵转子在外壁相互接触的地方焊接连接。

如上所述的用于潜油螺杆泵的联轴器，优选地，所述柔性杆的材质为钛合金。

有益效果：

本发明的连接转动装置结构简单，装配拆卸方便，便于现场安装。连接转动装置通过设置螺纹结构与六方孔或六方轴的结构与保护器输出轴、螺杆泵转子连接，其中六方孔或六方轴连接结构能够传递较大的扭矩，而不会导致柔性杆出现断裂的情况；而螺纹结构防止轴分离脱开，在此基础上，本发明设置压盘与螺钉，或者焊接的方式进一步保证用于潜油螺杆泵的联轴器与保护轴、转子的牢固可靠连接；与现有技术中设置销钉或键的方式相比，本发明的用于潜油螺杆泵的联轴器不破坏轴的截面结构，柔性杆具有较高的强度，可承受螺杆泵复杂运动产生的交变载荷，防止柔性杆发生断裂，降低机组发生故障风险。通过设置连接套配合柔性杆与保护器输出轴、螺杆泵转子连接，解决了钛合金和合金钢不易焊接问题。

附图说明

图1为本发明实施例中用于潜油螺杆泵的联轴器连接示意图；

图2为本发明实施例中柔性杆的输出轴连接端的结构示意图；

图3为本发明实施例中柔性杆的转子连接端的结构示意图；

图4为本发明实施例中压盘与螺钉处的局部放大图。

图中：1、保护器输出轴；2、输出轴连接套；3、压盘；4、螺钉；5、柔性杆；6、上连接套；7、下连接套；8、螺杆泵转子；51、第一外螺纹；52、六方孔；53、六方轴；54、第二外螺纹。

具体实施方式

下面将对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明的具体实施例，如图1-4所示，本发明提供一种用于潜油螺杆泵的联轴器，该用于潜油螺杆泵的联轴器可用于潜油螺杆泵机组，也可用于其他类型潜油泵机组。

联轴器用于连接螺杆泵转子8与保护器输出轴1，该联轴器包括柔性杆5、输出轴连接套2与转子连接套，柔性杆5的两端分别是输出轴连接端与转子连接端；定义柔性杆5的输出轴连接端至转子连接端为前后方向。

输出轴连接端与转子连接端上均具有挡止部，保护器输出轴1或输出轴连接套2上设置有挡止结构，螺杆泵转子8或转子连接套上设置有挡止结构，挡止部与挡止结构在周向上挡止配合，以使柔性杆5不会相对于与螺杆泵转子8、保护器输出轴1发生转动；输出轴连接端与保护器输出轴1上均设置有外螺纹，输出轴连接套2上沿前后方向设置有两段内螺纹，输出轴连接端螺纹连接于输出轴连接套2的一端，保护器输出轴1螺纹连接于输出轴连接套2的另一端；转子连接端与螺杆泵转子8上均设置有外螺纹，转子连接套上沿前后方向设置有两段内螺纹，转子连接端螺纹连接于转子连接套的一端，螺杆泵转子8螺纹连接于转子连接套的另一端。通过设置挡止结构在周向上传递扭矩，而螺纹连接结构在轴向上防止柔性杆5与输出轴、转子分离脱开，使得用于潜油螺杆泵的联轴器能够更加牢固稳定的连接在保护器输出轴1与螺杆泵转子8之间，且稳定的传输作用力。

当挡止部为四方、六方、八方轴时，挡止结构为四方、六方、八方孔；当挡止部为四方、六方、八方孔时，挡止结构为四方、六方、八方轴。在本实施例中，输出轴连接端上的挡止部采用六方孔52结构，转子连接端上的挡止部采用六方轴53结构，而无论是六方孔52或者六方轴53，其自身形状为轴对称结构，结构均匀，能够承受较大的扭矩作用，避免柔性杆5不会发生断裂。在其他实施例中，挡止部也可以采用三方、四方、八方等多方的轴或孔结构。

保护器输出轴1的最前端为六方柱，在保护器输出轴1上六方柱的后部设置有外螺纹结构；输出轴连接端的端部设置有六方孔52，六方孔52用于与保护器输出轴1前端的六方柱插接配合，在输出轴连接端的六方孔52的外围设置有第一外螺纹51；输出轴连接套2的内部沿轴向设置有两段内螺纹，位于前方的内螺纹与保护器输出轴1上的外螺纹配合，位于后方的内螺纹与输出轴连接端上的第一外螺纹51配合。

输出轴连接套2内部为阶梯孔结构，输出轴连接套2内部位于前方的内螺纹直径小于位于后方的内螺纹直径，前方的内螺纹与后方内螺纹的螺距相同，输出轴连接套2从前向后进行安装。

用于潜油螺杆泵的联轴器还包括压盘3与螺钉4，柔性杆5上输出轴连接端的后部具有向内倾斜的锥面，压盘3为环形，压盘3的内周具有锥形的压紧面，螺钉4贯穿压盘3并与输出轴连接套2螺纹连接，以将压盘3的压紧面压紧在柔性杆5的锥面上。

压盘3从后向前抵压在输出轴连接套2的端面上，压盘3上设置有孔螺钉4穿过的通孔，通过拧紧螺钉4，将压盘3压紧在输出轴连接套2的后端面，压紧面与柔性杆5上的锥面在前后方向上相互挡止。通过压盘3与螺钉4的设置，以防止输出轴连接套2与保护器输出轴1、柔性杆5之间的螺纹连接松弛，保证连接的牢固可靠。

螺杆泵转子8的前段为外螺纹；转子连接端的端部为第二外螺纹54，在转子连接端上第二外螺纹54的前部为六方轴53；转子连接套包括上连接套6与下连接套7，下连接套7的内部沿轴向设置有两段内螺纹，位于前方的内螺纹与转子连接端的第二外螺纹54配合，位于后方的内螺纹与螺杆泵转子8上的外螺纹配合。

下连接套7前端的外壁上设置有阶梯轴，上连接套6后端的内壁中设置有阶梯孔，下连接套7上的阶梯轴插入到上连接套6中的阶梯孔中。

由于螺杆泵转子8上仅有外螺纹结构，而没有六方结构，通过设置两个连接套，其中上连接套6上这是六方孔52，下连接套7上设置两端内螺纹，将柔性杆5与螺杆泵转子8连接在一起。也即通过上连接套6与下连接套7的转接，将两段外螺纹结构与一个六方轴53结构牢固连接在一起。

上连接套6与下连接套7在外壁相互接触的地方焊接连接；下连接套7与螺杆泵转子8在外壁相互接触的地方焊接连接。通过焊接连接避免下连接套7与螺杆泵转子8、柔性杆5之间的螺纹连接出现松弛的情况，保证连接的可靠性。

在其他实施例中，转子轴端部结构与保护器输出轴1相同，转子连接端的结构与输出轴连接端相同，转子连接套的结构与输出轴连接套2相同。如此设置，使得柔性杆5的结构在两端对称相同，而且能够减少焊接工艺，装配拆卸更加方便。

柔性杆5的材质为钛合金。本申请通过柔性杆5与输出轴连接套2、转子连接套配合使用，将保护器输出轴1与螺杆泵转子8连接起来，不用将柔性杆5与保护器输出轴1、螺杆泵转子8(材质为合金钢)焊接连接，解决了钛合金和合金钢不易焊接问题。

综上所述，本发明的连接转动装置结构简单，装配拆卸方便，便于现场安装。连接转动装置通过设置螺纹结构与六方孔或六方轴的结构与保护器输出轴、螺杆泵转子连接，其中六方孔或六方轴连接结构能够传递较大的扭矩，而螺纹结构防止轴分离脱开。本发明的用于潜油螺杆泵的联轴器可承受螺杆泵复杂运动产生的交变载荷，防止柔性杆发生断裂，降低机组发生故障风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。