Устройство гидравлической защиты погружного электродвигателя нагнетателя

Устройство гидравлической защиты погружного электродвигателя нагнетателя

Реферат

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть применено в погружных электродвигателях для привода нагнетателя и, в частности, гребного винта.

Известно устройство защиты погружного электродвигателя насоса, содержащее механические контактные уплотнения, расположенные вдоль вала, и резервуар для компенсации утечек через уплотнения [1].

Это устройство не обеспечивает высокой надежности работы электродвигателя, поскольку механические контактные уплотнения всегда имеют утечки; устройство не обеспечивает также высокую долговечность электродвигателя, поскольку длительность его работы определяется запасом диэлектрика на компенсацию утечек.

Известно также устройство гидравлической защиты погружного электродвигателя, в котором герметизация по валу электродвигателя выполнена при помощи неподвижной герметичной оболочки (экрана), отделяющей расположенную в герметичном объеме и механически связанную с валом электродвигателя ведущую магнитную полумуфту от расположенной в объеме с жидкостью и механически связанной с валом насоса ведомой магнитной полумуфты. Отвод тепла от магнитов и экрана, а также смазка и охлаждение опор скольжения ведомой магнитной полумуфты осуществляется принудительным прогоном окружающей жидкости с помощью дополнительного маломощного насоса [2]. Однако использование известного устройства для герметизации погружного электродвигателя привода гребного винта затруднительно из-за расположения нагнетателя снаружи корпуса электродвигателя и реверсивной (вращение в обоих направлениях) работы нагнетателя, тогда как скважинный насос работает в одном направлении.

Данное изобретение является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности работы и долговечности электродвигателя.

На чертеже представлено предлагаемое устройство в составе электродвигателя для привода нагнетателя (гребного винта).

Устройство гидравлической защиты устанавливается между электродвигателем 1 и нагнетателем 2. Гидравлическая защита неподвижных соединений электродвигателя и устройства выполнена обычным способом - при помощи уплотнительных колец и прокладок.

Устройство состоит из проницаемой 3 и герметичной 4 камер, которые разделены между собой неподвижным герметичным экраном 5. Камера 4 представляет из себя герметичный объем, образованный корпусом 6 и экраном 5, и сообщается с внутренней герметичной полостью электродвигателя 1. В каждой из камер имеются концентрично расположенные магнитные полумуфты, разделенные между собой немагнитным экраном 5. В камере 4 на валу электродвигателя 1 закреплена ведущая полумуфта 7, внутри камеры 3 проходит вал 8, на котором закреплена ведомая полумуфта 9. Вал 8 вращается в радиальных подшипниках 10 подшипниковых щитов 11, 12. Осевые перемещения вала 8 ограничены упорными подшипниками 13. Подшипниковый щит 11 имеет сквозные отверстия 14 для сообщения проницаемой камеры 3 с объемом между корпусом 15 нагнетателя 2 и корпусом 6 устройства гидрозащиты, в котором встроен реверсивный насос 16, который прокачивает в прямом или обратном направлении (в зависимости от направления вращения нагнетателя) окружающую жидкость через фильтры 17, 18 вдоль экрана 5, через осевые 13 и радиальные 10 подшипники, через осевые 14 и радиальные 19 отверстия, через осевой канал 20 вала 8.

Устройство гидравлической защиты погружного электродвигателя нагнетателя работает следующим образом.

При погружении установки электропривода гребного винта в рабочую жидкость, камера 3 заполняется ею, уплотнительные кольца, прокладки, экран 5 препятствуют проникновению рабочей жидкости в камеру 4 и во внутреннюю полость электродвигателя 1.

При работе установки ведущая 7 и ведомая 9 магнитные полумуфты вращаются синхронно, передавая вращающий момент от электродвигателя 1 к нагнетателю 2, жестко связанному своим корпусом 15 с валом 8 ведомой полумуфты 9. При этом дополнительный встроенный насос 16 в объем между корпусом 15 нагнетателя 2 и корпусом 6 гидрозащиты прокачивает часть рабочей жидкости через фильтры 17, 18 внутрь устройства гидравлической защиты по параллельно-последовательной схеме, отводя тепло от экрана 5 и охлаждая и смазывая подшипники 10, 13. Насос 16 выполняется реверсивным и при изменении направления вращения нагнетателя 2 меняет направление потока охлаждающей жидкости, тем самым обеспечивая самоочистку фильтров 17, 18, что повышает надежность и долговечность в работе фильтров и всего устройства.

Благодаря предлагаемой конструкции устройства гидравлической защиты, полностью устраняются утечки перекачиваемой жидкости в полость электродвигателя, что дает возможность проектировать погружные электродвигатели на подшипниках качения, со сниженными тепловыми загрузками, с применением материалов, используемых в электродвигателях общепромышленного назначения (например, провода обмотки статора с тонкой изоляцией), а следовательно, с повышенными энергетическими показателями и уменьшенными значениями вибрации, при этом повышается надежность работы и долговечность погружных электродвигателей.

При работе устройства на глубинах в сотни метров, электродвигатель может быть заполнен воздухом; при больших глубинах погружения, когда возникают сложности с обеспечением механической прочности экрана как сосуда, нагруженного внутренним давлением, предпочтительно заполнение герметичной камеры устройства и свободного объема электродвигателя жидким диэлектриком. Посредством жидкого диэлектрика и компенсатора давления, например сильфонного типа, создается наружное давление на экран, при этом его механическая прочность не зависит от глубины погружения.

Литература

1. А.с. 843107 СССР, МКИ Н02К 5/12. Устройство для защиты электродвигателя погружного насоса / В.В.Родкин, В.В.Петрова / Открытия. Изобретения. 1984. №27.

2. Устройство гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса. Патент на изобретение РФ №2210160 от 10.08.2003 г.

Устройство гидравлической защиты погружного электродвигателя, содержащее неподвижную герметичную оболочку, ведущую и ведомую магнитные полумуфты, фильтры и насос для охлаждения и смазки гидрозащиты путем принудительного перегона окружающей жидкости через каналы охлаждения и смазки устройства, отличающееся тем, что насос для охлаждения и смазки гидрозащиты выполнен реверсивным и расположен в объеме между наружной поверхностью корпуса устройства гидравлической защиты и внутренней поверхностью корпуса нагнетателя, а фильтры установлены на входе и выходе каналов охлаждения устройства.