ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2001 года по МПК H02K5/124 H02K15/00 

Изобретение относится к области электромашиностороения и применимо преимущественно при проектировании генераторов.

Известна электрическая машина по А. с. СССР N 1297183, МПК 4 H 02 K 21/12, содержащая внешний ротор с постоянными магнитами и внутренний статор с электрообмоткой. Этот двигатель воздушного охлаждения имеет малоэффективную систему смазки подшипников.

Известна электрическая машина по патенту РФ N 2061992, МПК 6 H 02 K 15/00, содержащая ротор, статор, подшипники и уплотнительные устройства. Полость между статором и ротором заполнена смазывающей жидкостью. Гибкая диафрагма, установленная в емкости, заполненной смазывающей жидкостью и сообщающейся с маслозаполненной полостью выполняет роль компенсатора изменения давления и температуры.

Недостатком этой электрический машины является то, что она приспособлена для работы в естественных условиях окружающей среды при атмосферном давлении и незначительном диапазоне изменения температур. Например, электрическая машина не работоспособна при давлении окружающей среды в сотни атмосфер, особенно если эта среда жидкая и содержит абразивные частицы. Жидкость, содержащая абразивные частицы, может проникнуть в полость подшипников, что приведет к их быстрому износу.

Задачей создания изобретения является повышение надежности работы устройства при большом диапазоне изменения давления и температуры окружающей среды.

Это достигается за счет новой компоновки электрической машины.

Электрическая машина содержит устройство для ее крепления, ротор с корпусом, статор, подшипники, уплотняющие устройства и полость, заполненную смазывающей жидкостью, при этом уплотняющее устройство, установленное со стороны устройства для крепления, выполнено в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения и торцового уплотнения, содержащего два контактных кольца, одно из которых подвижно в осевом направлении. Одно из контактных колец выполнено заодно с втулкой.

В одном варианте втулка центрируется в корпусе турбины центратором, а в другом - внутри цилиндрического отверстия поршня, причем поршень подпружинен со стороны устройства для крепления электрической машины.

Предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем. Изобретательский уровень подтверждается тем, что взаимодействие между собой всей совокупности существенных признаков позволило получить новый эффект: возможность надежной работы устройства в любых средах при широком диапазоне изменения их давления и температуры.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 приведен электрогенератор,
на фиг. 2 - вариант исполнения электрогенератора с пружиной,
на фиг. 3 - фиксация корпуса пружин на оси,
на фиг. 4 - фиксация центратора с втулкой.

Электрическая машина (фиг. 1) содержит устройство для ее крепления 1, ротор 2 с турбиной 3 и корпусом 4, статор 5, выполненный с осью 6 и электрообмоткой 7, подшипники 8, уплотнения 9 и уплотняющее устройство, которое выполнено в виде поршня 10, установленного с возможностью осевого перемещения, и торцового уплотнения 11. Торцовое уплотнение 11, в свою очередь, содержит неподвижное в осевом направлении контактное кольцо 12 и подвижное в осевом направлении контактное кольцо 13. В состав уплотняющего устройства входят пружины уплотнения 14. Неподвижное в осевом направлении контактное кольцо 12 выполнено заодно с втулкой 15, по которой передвигается поршень 10. Подвижное в осевом направлении контактное кольцо 13 стыкуется при помощи ограничителя хода 16 с корпусом пружин 17, внутри которых расположены пружины уплотнения 14. Корпус пружин 17 зафиксирован на оси 6 винтом 18 (фиг. 3).

Возможен вариант исполнения (фиг. 2), когда поршень 11 поджат со стороны устройства для крепления 1 пружиной 19.

Один конец втулки 15 может быть установлен внутри центратора 20 (фиг. 1 и 4), который, в свою очередь, закреплен в корпусе 4. Поршень 10 уплотнен относительно корпуса 3 и втулки 15 посредством кольцевых уплотнений 21. Полость 22 между ротором 2 и статором 5 заполнена смазывающей жидкостью.

Устройство работает следующим образом. Рабочая среда высокого давления подается на турбину 3, при этом корпус турбины 4 и внешний ротор 2 вращаются. В электроообмотке 7 статора 3 возникает ЭДС. Давление рабочей среды через поршень 10 передается в полость 22, в результате этого давление смазывающей жидкости в варианте исполнения (фиг. 1) становится равным давлению рабочей среды, а в варианте исполнения (фиг. 2) за счет действия пружины 19 создается избыточное давление.

Применение изобретения позволило:
1) повысить надежность и ресурс работы электрической машины в любых средах, в том числе жидких и содержащих абразивные частицы, кислоты и щелочи, за счет обеспечения давления смазочной жидкости, равного давлению рабочей среды в первом исполнении, или избыточного давления во втором варианте исполнения. Это исключило попадание рабочей среды в систему смазки;
2) обеспечить температурную компенсацию расширения объема смазывающей жидкости;
3) улучшить условия работы деталей торцового уплотнения и кольцевых уплотнений поршня;
4) максимально упростить конструкцию уплотняющего устройства;
5) уменьшить вес и габариты за счет отказа от сложного компенсатора;
6) упростить сборку электрической машины.

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и может быть применено преимущественно при проектировании генераторов. Технической задачей создания данного изобретения является повышение надежности работы электрической машины при большом диапазоне изменения давления и температуры окружающей среды. Электрическая машина содержит устройство для ее крепления, ротор с корпусом статора, подшипники, уплотнение устройства и полость между ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью. Согласно изобретению уплотняющее устройство, размещенное со стороны устройства для крепления, выполнено в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения, и торцового уплотнения, содержащего два контактных кольца, одно из которых подвижно в осевом направлении, при этом неподвижное контактное в осевом направлении кольцо выполнено за одно с втулкой, по которой перемещается поршень. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Электрическая машина, содержащая устройство для ее крепления, ротор с корпусом, статор, подшипники, уплотняющие устройства и полость между ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью, отличающаяся тем, что уплотняющее устройство, размещенное со стороны устройства для крепления, выполнено в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения, и торцового уплотнения, содержащего два контактных кольца, одно из которых подвижно в осевом направлении, при этом неподвижное в осевом направлении контактное кольцо выполнено за одно с втулкой, по которой перемещается поршень. 2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что поршень подпружинен со стороны устройства для крепления. 3. Электрическая машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что один конец втулки установлен внутри центратора, закрепленного в корпусе. 4. Электрическая машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что поршень уплотнен относительно корпуса и втулки.