УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ОТ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ТОРЦЕВОГО УПЛОТНЕНИЯ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК F04D13/10 F04D29/70 H02K5/124 

Изобретение относится к области гидромашиностроения, а именно к области производства погружных скважинных электрических насосов и компрессоров, и предназначено для откачки химически активных продуктивных растворов при добыче полезных ископаемых способом подземного выщелачивания, а также нефтепродуктов, йодобромной воды, морской воды, воды из артезианских скважин.

Известно устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя, характеризуемое наличием на наружной цилиндрической поверхности соединительной муфты, соединяющей погружной насос с электродвигателем, пескосбрасывателя, представляющего собой диск с набором лопастей, установленных с возможностью удаления твердых частиц из зоны торцевого уплотнения через отверстия в корпусе электродвигателя, находящиеся на уровне лопастей и подачи свежей скважинной жидкости через отверстия в основании насоса, находящиеся выше лопастей, а также наличием в нижней части соединительной муфты полого цилиндра, образующего совместно с цилиндрической частью неподвижного кольца торцевого уплотнения зазор, представляющий собой канал для удаления твердых частиц из зоны торцевого уплотнения (см. RU 2296244 С1, опубл. 27.03.2007, кл. F04D 13/10), по совокупности существенных признаков принятого за ближайший аналог (прототип) заявляемого изобретения.

Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является то, что сплошной диск пескосбрасывателя перекрывает свободный доступ скважинной жидкости в полость, расположенную под диском, где находится трущаяся пара торцевого уплотнения, что снижает скорость циркуляции жидкости, а следовательно, и охлаждения торцевого уплотнения.

Техническая проблема, решаемая с помощью заявляемого изобретения, заключается в создании средства, позволяющего в наибольшей степени защитить погружной электродвигатель от действия взвешенных частиц, находящихся в перекачиваемом растворе (жидкости).

Технический результат, получаемый при реализации заявляемого изобретения, заключающийся в увеличении времени службы погружного электродвигателя за счет улучшения условий отвода твердых частиц и охлаждения торцевого уплотнения и, как следствие, увеличения его срока службы, обеспечивается за счет того, что в устройстве охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя, являющегося приводом погружного насоса, характеризующимся наличием на наружной цилиндрической поверхности соединительной муфты, соединяющей погружной насос с электродвигателем, пескосбрасывателя, представляющего собой диск с набором лопастей, установленных с возможностью удаления твердых частиц из зоны торцевого уплотнения через отверстия в корпусе электродвигателя, находящиеся на уровне лопастей, и подачи свежей скважинной жидкости через отверстия в основании насоса, находящиеся выше лопастей, а также наличием в нижней части соединительной муфты полого цилиндра, образующего совместно с цилиндрической частью неподвижного кольца торцевого уплотнения зазор, представляющий собой канал для удаления твердых частиц из зоны торцевого уплотнения, согласно изобретению лопасти пескосбрасывателя, расположенного на наружной цилиндрической поверхности соединительной муфты, в количестве шести штук, характеризуются следующими параметрами, а именно: высотой - 5 мм, толщиной - 3 мм, наклонены под углом 30° относительно продольной центральной оси соединительной муфты, дополнительно устройство снабжено погружным сепаратором мелкодисперсных механических примесей для фильтрации отдельных оставшихся абразивных частиц, установленным на входе погружного насоса.

Кроме того, тонкость очистки погружного сепаратора мелкодисперсных механических примесей составляет величину 150-200 мкм.

Кроме того, погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из углеродного волокна.

Кроме того, погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из нержавеющей стали.

Кроме того, погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из пластмассы.

Кроме того, погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из резины.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежом, наиболее полно поясняющим сущность предложенного технического решения.

На чертеже изображено устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя (общий вид), при этом использованы следующие обозначения: соединительная муфта 1 с лопастями, электродвигатель 2, погружной насос 3, погружной сепаратор 4 мелкодисперсных механических примесей.

В предпочтительном варианте реализации устройство может быть воплощено следующим образом.

На наружной поверхности муфты 1, соединяющей погружной насос 3 с электродвигателем 2, установлены лопасти в количестве шести штук и характеризующиеся следующими параметрами: высотой 5 мм, толщиной 3 мм, наклоненные под углом 30° относительно продольной центральной оси соединительной муфты 1, способствующие закручиванию жидкости, находящейся в корпусе (не показан). Под действием центробежных сил твердые частицы, находящиеся в перекачиваемом растворе (жидкости), смещаются к внутренней стенке корпуса и удаляются впоследствии через отверстия (не показаны) в корпусе в скважину. То есть жидкость, поступающая в зону трения колец торцевого уплотнения, практически не содержит абразивных частиц.

Таким образом, образуется центробежная турбинка, направляющая поток жидкости радиально с твердыми частицами в выводные отверстия в корпусе подшипника (процесс сепарации) и в полость, расположенную под турбинкой. Опытным путем установлено, что величина зазора между лопатками турбинки и корпусом подшипника (не показаны) составляет величину, равную 2 мм. Это позволяет многократно увеличить скорость и объем жидкости, омывающей торцевое уплотнение, увеличивается теплосъем, т.е. охлаждение торцевого уплотнения. При этом скорость циркуляции жидкости не дает возможности осаждения и накапливания твердых частиц в полости торцевого уплотнения, что повышает надежность и долговечность узла и всего электродвигателя. Дополнительно устройство снабжено погружным сепаратором 4 мелкодисперсных механических примесей для фильтрации отдельных оставшихся абразивных частиц, установленным на входе погружного насоса.

В результате проведенного патентно-информационного поиска не было найдено ни одного источника информации, содержащего всю совокупность существенных признаков заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Изобретение относится к области производства погружных скважинных электрических насосов и компрессоров. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя, соединенного соединительной муфтой с насосом, имеет на наружной цилиндрической поверхности муфты пескосбрасыватель, а в нижней части муфты - полый цилиндр. Цилиндр образует совместно с цилиндрической частью неподвижного кольца торцевого уплотнения зазор для удаления твердых частиц из зоны уплотнения. Пескосбрасыватель представляет диск с шестью лопастями, установленными с возможностью удаления твердых частиц из зоны торцевого уплотнения через отверстия в корпусе электродвигателя, находящиеся на уровне лопастей, и подачи свежей скважинной жидкости через отверстия в основании насоса, находящиеся выше лопастей. Лопасти имеют высоту 5 мм, толщину 3 мм и наклонены под углом 30° относительно продольной центральной оси муфты. Устройство снабжено погружным сепаратором мелкодисперсных механических примесей для фильтрации отдельных оставшихся абразивных частиц, установленным на входе погружного насоса. Изобретение направлено на увеличение времени службы электродвигателя за счет улучшения условий отвода твердых частиц и охлаждения торцевого уплотнения. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя, являющегося приводом погружного насоса, характеризуемое наличием на наружной цилиндрической поверхности соединительной муфты, соединяющей погружной насос с электродвигателем, пескосбрасывателя, представляющего собой диск с набором лопастей, установленных с возможностью удаления твердых частиц из зоны торцевого уплотнения через отверстия в корпусе электродвигателя, находящиеся на уровне лопастей, и подачи свежей скважинной жидкости через отверстия в основании насоса, находящиеся выше лопастей, а также наличием в нижней части соединительной муфты полого цилиндра, образующего совместно с цилиндрической частью неподвижного кольца торцевого уплотнения зазор, представляющий собой канал для удаления твердых частиц из зоны торцевого уплотнения, отличающееся тем, что лопасти пескосбрасывателя, расположенного на наружной цилиндрической поверхности соединительной муфты, в количестве шести штук, характеризуются следующими параметрами, а именно: высотой - 5 мм, толщиной - 3 мм, наклонены под углом 30° относительно продольной центральной оси соединительной муфты, дополнительно устройство снабжено погружным сепаратором мелкодисперсных механических примесей для фильтрации отдельных оставшихся абразивных частиц, установленным на входе погружного насоса.

2. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя по п. 1, отличающееся тем, что тонкость очистки погружного сепаратора мелкодисперсных механических примесей составляет величину 150-200 мкм.

3. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя по п. 1, отличающееся тем, что погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из углеродного волокна.

4. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя по п. 1, отличающееся тем, что погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из нержавеющей стали.

5. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя по п. 1, отличающееся тем, что погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из пластмассы.

6. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя по п. 1, отличающееся тем, что погружной сепаратор мелкодисперсных механических примесей выполнен из резины.