ИНТЕРФЕЙС ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ МОТОР-КОМПРЕССОРУ Российский патент 2018 года по МПК F04B45/06 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

[0001] Эта заявка заявляет приоритет по отношению к патентной заявке на изобретение (США) порядковый № 14/468,590, которая была зарегистрирована 26 августа 2014 года, и предварительной патентной заявке (США), имеющей порядковый номер 6 1/871,361, которая была зарегистрирована 29 августа 2013 года. Эти приоритетные заявки, таким образом, включены по ссылке во всей своей полноте в настоящую заявку до степени, согласующейся с настоящей заявкой.

Уровень техники

[0002] Надежные и эффективные системы компрессии были разработаны и используются в многочисленных промышленных процессах (например, нефтеперерабатывающие заводы, морские платформы для добычи нефти и системы управления подводным процессом). Существует, однако, постоянно возрастающая потребность в меньших, более легких и более компактных системах компрессии. Соответственно, были разработаны компактные мотор-компрессоры, которые содержат компрессоры, непосредственно связанные с высокоскоростными электромоторами. Традиционные компактные мотор-компрессоры могут объединять высокоскоростной электромотор с компрессором, таким как центробежный компрессор, в одном, герметично изолированном корпусе. В компактных мотор-компрессорах высокоскоростной электромотор может работать в технологической текучей среде, содержащейся в корпусе, которая может поддерживаться под давлением приблизительно от 1 мегапаскаля (МПа) до 30 МПа. Чтобы передавать электрический ток через границу давления корпуса и мощность высокоскоростного электромотора, зачастую используются высоковольтные пенетраторы (HVP). В палубных или наземных (например, наземного базирования) окружениях с внешними условиями окружающего воздуха множество HVP могут содержаться в сегменте трубопровода, протягивающемся из герметичного корпуса. Эти сегменты трубопровода, однако, не являются ни практичными, ни подходящими для более крупных и более сложных HVP, требуемых в подводных окружениях.

[0003] Ввиду вышесказанного, компактные мотор-компрессоры, используемые в подводных окружениях, могут зачастую включать в себя узел выводов или распределительную коробку вместо участка трубопровода, чтобы связываться с множеством HVP. Узел выводов может быть установлен на изолированный корпус и сконфигурирован, чтобы связываться с одним или более HVP. HVP могут быть сконфигурированы, чтобы принимать электрический ток от источника электрической мощности морского или наземного базирования и передавать электрический ток обмоткам статора высокоскоростного электромотора. В традиционных компактных мотор-компрессорах могут зачастую использоваться изолированные, гибкие кабели, чтобы передавать электрический ток от множества HVP обмоткам статора высокоскоростного электромотора. Гибкие кабели, однако, могут подвергаться воздействию технологической текучей среды, содержащейся в корпусе, тем самым, приводя в результате к проникновению технологической текучей среды в их изоляцию. В некоторых случаях технологическая текучая среда может проникать сквозь изоляцию и контактировать с токопроводящими кабелями, содержащимися в ней. Во время событий быстрой декомпрессии газа технологическая текучая среда, содержащаяся в гибких кабелях, может сбрасывать давление и быстро распространяться в гибких кабелях, тем самым, подвергая опасности структурную целостность изоляции. В некоторых случаях сброс давления и быстрый выпуск технологической текучей среды может вызывать пробой изоляции, тем самым, подвергая воздействию токопроводящие элементы, содержащиеся в ней.

[0004] Таким образом необходима улучшенная система и способ для передачи электрической мощности от высоковольтного пенетратора к мотору компактного мотор-компрессора.

Сущность изобретения

[0005] Варианты осуществления изобретения могут предоставлять интерфейс для передачи электрической мощности мотору мотор-компрессора. Интерфейс может включать в себя штепсельный патрон, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный со статором мотора, и второй конечный фрагмент, определяющий, отверстие, по меньшей мере, частично протягивающееся сквозь него. Интерфейс может также включать в себя штепсель, сконфигурированный, чтобы разъемным образом соединяться со штепсельным патроном. Штепсель может включать в себя жесткий токопроводящий стержень, имеющий первый конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы соединяться с пенетратором мотор-компрессора, и второй конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы, по меньшей мере, частично, располагаться в отверстии штепсельного патрона и разъемным образом соединяться с ним. Жесткий токопроводящий стержень может быть сконфигурирован, чтобы электрически соединять пенетратор со штепсельным патроном, а штепсельный патрон может быть сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность статору.

[0006] Варианты осуществления изобретения могут дополнительно предоставлять другой интерфейс для передачи электрической мощности мотору мотор-компрессора. Интерфейс может включать в себя узел пенетратора, который может быть разъемным образом соединен с корпусом мотор-компрессора около сквозного отверстия, протягивающегося сквозь корпус. Узел пенетратора может быть сконфигурирован, чтобы получать электрическую мощность от источника электрической мощности, расположенного внешним образом по отношению к корпусу, и передавать электрическую мощность мотору, расположенному в корпусе. Интерфейс может также включать в себя штепсельный патрон, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный со статором мотора, и второй конечный фрагмент, определяющий, отверстие, по меньшей мере, частично протягивающееся сквозь него. Интерфейс может дополнительно включать в себя штепсель, сконфигурированный, чтобы разъемным образом соединяться со штепсельным патроном. Штепсель может включать в себя жесткий токопроводящий стержень, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный с узлом пенетратора, и второй конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы, по меньшей мере, частично располагаться в отверстии штепсельного патрона и разъемным образом соединяться с ним. Жесткий токопроводящий стержень может быть сконфигурирован, чтобы электрически соединять узел пенетратора со штепсельным патроном.

[0007] Варианты осуществления изобретения могут дополнительно предоставлять мотор-компрессор. Мотор-компрессор может включать в себя корпус, имеющий мотор, расположенный в нем. Корпус может определять сквозное отверстие, протягивающееюся сквозь него, и пенетратр может быть разъемным образом соединен с корпусом около сквозного отверстия и сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность мотору. Трубопровод может быть соединен с источником электрической мощности, расположенным внешним образом по отношению к корпусу и пенетратору. Трубопровод может быть сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность от источника электрической мощности к пенетратору. Штепсельный патрон может быть соединен со статором мотора. Мотор-компрессор может также включать в себя жесткий токопроводящий штепсель, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный с пенетратором, и второй конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы разъемным образом соединяться со штепсельным патроном. Жесткий токопроводящий штепсель может быть сконфигурирован, чтобы электрически соединять пенетратор со штепсельным патроном.

Краткое описание чертежей

[0008] Настоящее изобретение наилучшим образом понимается из последующего подробного описания, когда читается с сопровождающими чертежами. Подчеркивается, что, в соответствии со стандартной практикой в промышленности, различные детали не начерчены по масштабу. В действительности, размеры различных деталей могут быть произвольно увеличены или уменьшены для ясности обсуждения.

[0009] Фиг. 1 иллюстрирует схематичный вид в разрезе компактного мотор-компрессора, согласно одному или более раскрытым вариантам осуществления.

[0010] Фиг. 2A иллюстрирует перспективный вид в разрезе моторного фрагмента другого компактного мотор-компрессора, согласно одному или более раскрытым вариантам осуществления.

[0011] Фиг. 2B иллюстрирует укрупненный вид фрагмента компактного мотор-компрессора, указанного посредством блока, обозначенного как "2B" на фиг. 2A, согласно одному или более раскрытым вариантам осуществления.

[0012] Фиг. 3A иллюстрирует покомпонентный вид в разрезе интерфейса, который может быть использован в компактных мотор-компрессорах на фиг. 1, 2A и 2B, интерфейс включает в себя штепсель и штепсельный патрон, согласно одному или более раскрытым вариантам осуществления.

[0013] Фиг. 3B иллюстрирует вид в разрезе интерфейса на фиг. 3A, в котором штепсель и штепсельный патрон соединены друг с другом, согласно одному или более раскрытым вариантам осуществления.

Подробное описание изобретения

[0014] Должно быть понятно, что последующее раскрытие описывает несколько примерных вариантов осуществления для реализации различных отличительных признаков, структур или функций изобретения. Примерные варианты осуществления компонентов, компоновок и конфигураций описываются ниже, чтобы упрощать настоящее раскрытие; однако, эти примерные варианты осуществления предоставляются просто в качестве примеров и не предназначены, чтобы ограничивать рамки изобретения. Дополнительно, настоящее раскрытие может повторять ссылочные номера и/или буквы в различных примерных вариантах осуществления и на чертежах, предоставленных в данном документе. Это повторение существует с целью простоты и ясности и само по себе не диктует соотношение между различными примерными вариантами осуществления и/или конфигурациями, обсуждаемыми на различных чертежах. Кроме того, формирование первой детали поверх или на второй детали в описании, которое следует, может включать в себя варианты осуществления, в которых первая и вторая детали формируются в непосредственном контакте, а может также включать в себя варианты осуществления, в которых дополнительные детали могут быть сформированы помещаемыми между первой и второй деталями, так что первая и вторая деталь могут не быть в непосредственном контакте. Наконец, примерные варианты осуществления, представленные ниже, могут быть объединены в любой комбинации способов, т.е. любой элемент из одного примерного варианта осуществления может быть использован в любом другом примерном варианте осуществления, без отступления от рамок изобретения.

[0015] Дополнительно, некоторые термины используются по всему последующему описанию и формуле изобретения, чтобы ссылаться на конкретные компоненты. Как поймет специалист в области техники, различные сущности могут ссылаться на один и тот же компонент посредством различных наименований, и, по существу, соглашение о наименованиях для элементов, описанных в данном документе, не предназначено, чтобы ограничивать рамки изобретения, пока иное специально не определено в данном документе. Дополнительно, соглашение о наименованиях, используемое в данном документе, не предназначено, чтобы различать между компонентами, которые отличаются по названию, но не по функции. Дополнительно, в последующем обсуждении и в формуле изобретения термины "включающий в себя" и "содержащий" используются ничем не ограниченным образом, и, таким образом, должны интерпретироваться, чтобы означать "включающий в себя, но не только". Все числовые значения в этом раскрытии могут быть точными или приблизительными значениями, пока иное специально не установлено. Соответственно, различные варианты осуществления изобретения могут отклоняться от чисел, значений и диапазонов, раскрытых в данном документе, без отступления от задуманных рамок. Кроме того, когда он используется в формуле изобретения или спецификации, термин "или" предназначен, чтобы охватывать как эксклюзивные, так и инклюзивные случаи, т.е. "A или B" подразумевает быть синонимом с "по меньшей мере, одно из A или B", пока иное явно не указано в данном документе.

[0016] Фиг. 1 иллюстрирует схематичный вид в разрезе примерного компактного мотор-компрессора 100, включающего в себя примерный узел 150 высоковольтного пенетратора, согласно одному или более вариантам осуществления. Мотор-компрессор 100 может включать в себя корпус 102, имеющий фрагмент 104 компрессора и моторный фрагмент 106. Корпус 102 может содержать герметично изолированный мотор 130, компрессор 140, интегрированный сепаратор 108 или любую их комбинацию. Мотор 130 может быть расположен в моторном фрагменте 106 корпуса 102, а компрессор 140 может быть расположен в фрагменте 104 компрессора корпуса 102. Мотор 130 может быть соединен с компрессором 140 через вращающийся вал 110, протягивающийся практически по осевой протяженности корпуса 102.

[0017] Мотор 130 может быть электромотором, таким как индукционный мотор, и может включать в себя статор 132 и ротор 134. Может быть принято во внимание, однако, что другие варианты осуществления могут использовать различные типы электромоторов, включающие в себя, но не только, синхронные моторы, моторы с постоянными магнитами, DC-моторы или т.п. Компрессор 140 может быть многоступенчатым центробежным компрессором с одним или более крыльчатыми колесами ступеней компрессора (три показано по ссылке 142). Может быть принято во внимание, однако, что любое число крыльчатых колес 142 может быть реализовано или использовано без отступления от рамок изобретения.

[0018] По меньшей мере, в одном варианте осуществления мотор-компрессор 100 может включать в себя интегрированный сепаратор 108, соединенный с мотором 130 через вращающийся вал 110. В другом варианте осуществления интегрированный сепаратор 108 может быть опущен из мотор-компрессора 100. Интегрированный сепаратор 108 может быть сконфигурирован, чтобы отделять и устранять компоненты более высокой плотности от компонентов более низкой плотности, содержащихся в технологической текучей среде, введенной в него. Компоненты более высокой плотности (т.е. жидкости и/или твердые тела), устраненные из технологической текучей среды, могут быть выпущены из интегрированного сепаратора 108 через сливной трубопровод (не показан), тем самым, обеспечивая относительно сухую технологическую текучую среду, которая должна быть введена в компрессор 140. Особенно в подводных применениях, где технологическая текучая среда может обычно быть многофазной, любые отделенные жидкости, выпущенные через сливной трубопровод, могут накапливаться в резервуаре для сбора (не показан) и впоследствии закачиваться обратно в технологическую текучую среду в трубопроводе (не показан), расположенном ниже по потоку от компрессора 140. В ином случае, отделенные жидкости могут альтернативно быть слиты в резервуар для сбора для последующего устранения.

[0019] По меньшей мере, в одном варианте осуществления узел 150 высоковольтного пенетратора может быть соединен с корпусом 102 и сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность от дистанционно расположенного источника 101 электрической мощности морского или наземного базирования к мотору 130. Например, моторный фрагмент 106 корпуса может определять одно или более сквозных отверстий (одно показано по ссылке 112), протягивающихся сквозь него и сконфигурированных, чтобы обеспечивать связь или доступ к мотору 130, расположенному в нем, и узел 150 высоковольтного пенетратора может быть соединен с корпусом 102 около сквозного отверстия 112, чтобы предоставлять электрическую мощность от источника 101 электрической мощности к мотору 130. Узел 150 высоковольтного пенетратора может включать в себя один или более высоковольтных пенетраторов (HVP) (один показан по ссылке 152), сконфигурированных, чтобы получать электрическую мощность и передавать электрическую мощность через границу давления корпуса 102 к мотору 130, расположенному внутри него. По меньшей мере, в одном варианте осуществления электрическая мощность, направленная к мотору 130, может быть использована, чтобы задействовать или приводить в действие любой находящийся под давлением, приводимый от мотора прибор. Например, электрическая мощность, направленная к мотору 130, может быть использована, чтобы задействовать компрессор 140, интегрированный сепаратор 108, насос (не показан), привод клапана (не показан) или т.п., или любую их комбинацию. По меньшей мере, в одном варианте осуществления HVP 152 может включать в себя или быть соединен с токопроводящим стержнем 154, сконфигурированным, чтобы передавать электрическую мощность к статору 132 мотора 130. Например, HVP 152 может включать в себя один или более токопроводящих выводов (не показаны), соединенных с токопроводящим стержнем 154. В другом примере, как дополнительно описано в данном документе, токопроводящий стержень 154 может протягиваться насквозь и соединяться, по меньшей мере, с фрагментом HVP 152. Как дополнительно описано в данном документе, HVP 152 и/или токопроводящий стержень 154 могут быть разъемным образом соединены со статором 132, и/или их компонентами, через интерфейс 160.

[0020] В примерном варианте осуществления узел 150 высоковольтного пенетратора может включать в себя трубопровод или шланг 156, имеющий один или более электрических кабелей или соединителей (не показаны), расположенные внутри него. По меньшей мере, в одном варианте осуществления трубопровод 156 может быть трубопроводом с равновесным давлением, соединенным с множеством HVP 152 и сконфигурированным, чтобы изолировать электрические кабели, расположенные внутри него, от окружающей среды (например, морской воды). Например, трубопровод с равновесным давлением может быть заполнен непроводящей жидкостью, такой как масло, и непроводящая жидкость может окружать и/или изолировать электрические кабели от окружающей среды. По меньшей мере, в одном варианте осуществления высоковольтная распределительная коробка 158 может быть соединена с трубопроводом 156 и/или электрическими кабелями, расположенными внутри него. Высоковольтная распределительная коробка 158 может быть электрически соединена с источником 101 электрической мощности морского или наземного базирования и сконфигурирована, чтобы передавать электрическую мощность от источника 101 электрической мощности к множеству HVP 152 узла 150 пенетратора через электрические кабели трубопровода 156. По меньшей мере, в одном варианте осуществления высоковольтная распределительная коробка 158 может быть электрически соединена с источником 101 электрической мощности через один или более кабелей, как указано стрелкой 103.

[0021] Фиг. 2A иллюстрирует перспективный вид в разрезе примерного моторного фрагмента 201 другого примерного компактного мотор-компрессора 200, согласно одному или более раскрытым вариантам осуществления. Фиг. 2B иллюстрирует укрупненный вид фрагмента компактного мотор-компрессора 200, указанного посредством блока, обозначенного как "2B" на фиг. 2A, согласно одному или более раскрытым вариантам осуществления. Мотор-компрессор 200, иллюстрированный на фиг. 2A и 2B, может быть аналогичен в некоторых отношениях мотор-компрессору 100, описанному выше, и, следовательно, может быть лучше понят со ссылкой на описание фиг. 1, где аналогичные номера обозначают аналогичные компоненты и не будут описаны снова подробно.

[0022] Как иллюстрировано на фиг. 2A и 2B, статор 132 может включать в себя одно или более статорных колец (три показаны по ссылкам 202, 204, 206), соединенных с обмотками 208 статора мотора 130. Например, каждое из статорных колец 202, 204, 206 может быть соединено с обмотками 208 статора через один или более шинопроводов (три показаны по ссылкам 212, 214, 216). Шинопроводы 212, 214, 216 могут быть сконфигурированы, чтобы получать электрическую мощность от статорных колец 202, 204, 206, соответственно соединенных с ними, и передавать электрическую мощность обмоткам 208 статора, чтобы приводить в действие мотор 130.

[0023] Как иллюстрировано на фиг. 2A и 2B, мотор-компрессор 200 может включать в себя один или более HVP (три показано по ссылкам 222, 224, 226), соединенных с корпусом 102. Может быть принято во внимание, что каждый из HVP 222, 224, 226 и/или статорных колец 202, 204, 206, раскрытых в данном документе, может включать в себя аналогичные компоненты и части. Соответственно, обсуждения в данном документе, касающиеся одного HVP 222 и/или статорного кольца 202, могут быть в равной мере применимы к остальным HVP 224, 226 и/или статорным кольцам 204, 206.

[0024] Как иллюстрировано на фиг. 2B, HVP 222 может включать в себя корпус 230 пенетратора, сконфигурированный, чтобы соединять HVP 222 с корпусом 102 компактного мотор-компрессора 200. Например, корпус 230 пенетратора может включать в себя кольцо или фланец 232, сконфигурированный, чтобы соединять HVP 222 с корпусом 102 около сквозного отверстия 112, протягивающегося сквозь него. Фланец 232 может определять одно или более размещенных по окружности перфорационных отверстий (не показаны), и перфорационные отверстия могут быть сконфигурированы, чтобы принимать одно или более механических креплений (не показаны), чтобы обеспечивать соединение HVP 222 с корпусом 102. Иллюстративные механические крепления могут включать в себя, но не только, последовательность болтов, заклепок, гаек и/или любые другие известные механические крепления. Соединение фланца 232 HVP 222 с корпусом 102 может предусматривать влагонепроницаемое уплотнение между ними. Соответственно, HVP 222 может быть способен предоставлять содержащее давление устройство или барьер между окружающей средой (например, морской водой) и внутренностью корпуса 102.

[0025] По меньшей мере, в одном варианте осуществления корпус 230 пенетратора может определять канал 234, протягивающийся от первого конечного фрагмента 236 ко второму его конечному фрагменту 238. Как иллюстрировано на фиг. 2A и 2B, токопроводящий стержень 240 может протягиваться через канал 234 корпуса 230 пенетратора и в корпус 102 мотор-компрессора 200. Токопроводящий стержень 240 может быть сконфигурирован, чтобы получать электрическую мощность и направлять электрическую мощность к статору 132 мотора 130. Например, первый конечный фрагмент 244 токопроводящего стержня 240 может быть соединен с одним или более электрическими кабелями, такими как электрические кабели, содержащиеся в трубопроводе 156, ранее обсужденном со ссылкой на фиг. 1, а второй конечный фрагмент 246 токопроводящего стержня 240 может быть разъемным образом соединен со статором 132 через интерфейс 160. В другом примере второй конечный стержень 246 токопроводящего стержня 240 может быть разъемным образом соединен со статорным кольцом 202 статора 132 через интерфейс 160. Соответственно, токопроводящий стержень 240 может получать электрическую мощность и передавать электрическую мощность к обмоткам 208 статора через интерфейс 160, статорное кольцо 202 и/или шинопровод 212, чтобы, тем самым, приводить в действие мотор 130 и задействовать мотор-компрессор 200.

[0026] По меньшей мере, в одном варианте осуществления токопроводящий стержень 240 может включать в себя муфту 242, протягивающуюся по окружности вокруг и/или в осевом направлении вдоль, по меньшей мере, его фрагмента и соединенную с ним. Муфта 242 может быть сконфигурирована, чтобы изолировать и/или защищать токопроводящий стержень 240 от технологической текучей среды, содержащейся в корпусе 102. По меньшей мере, в одном варианте осуществления муфта 242 может быть, по меньшей мере, частично расположена между токопроводящим стержнем 240 и каналом 234 корпуса 230 пенетратора, чтобы обеспечивать влагонепроницаемое уплотнение между ними. Муфта 242 может быть или включать в себя термопластичный материал, такой как полиэстровый эфир оксикетона (PEEK) и т.п.

[0027] Фиг. 3A иллюстрирует покомпонентный вид в разрезе интерфейса 160, который может быть использован в компактных мотор-компрессорах на фиг. 1, 2A и 2B, интерфейс 160 включает в себя штепсель 350 и штепсельный патрон 300, согласно одному или более вариантам осуществления. По меньшей мере, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, фрагмент токопроводящего стержня 240 (см. фиг. 2A и 2B) может быть или может формировать, по меньшей мере, фрагмент интерфейса 160. Например, по меньшей мере, фрагмент токопроводящего стержня 240 может быть или может формировать, по меньшей мере, фрагмент вставного компонента, или штепселя 350, интерфейса 160, сконфигурированный, чтобы сопрягаться с принимающим компонентом, или штепсельным патроном 300, интерфейса 160, соединенным со статорным кольцом 202.

[0028] Как иллюстрировано на фиг. 3A, штепсельный патрон 300 может включать в себя токопроводящую основную часть 302, соединенную со статорным кольцом 202 на ее первом конечном фрагменте 304. Основная часть 302 штепсельного патрона 300 может быть электрически соединена со статорным кольцом 202. Например, первый конечный фрагмент 340 основной части 302 может быть соединен со статорным кольцом 202 посредством процесса пайки или любого другого процесса термической сварки. Основная часть 302 штепсельного патрона 300 может определять отверстие 308, по меньшей мере, частично протягивающееся от ее второго конечного фрагмента 306 по направлению к первому конечному фрагменту 304, соединенному со статорным кольцом 202. Отверстие 308 может быть сконфигурировано, чтобы сопрягаться или принимать, по меньшей мере, фрагмент токопроводящего стержня 240. Например, как дополнительно описано в данном документе, по меньшей мере, фрагмент токопроводящего стержня 240 может быть или может формировать, по меньшей мере, фрагмент штепселя 350 интерфейса 160. Соответственно, штепсельный патрон 300 может быть сконфигурирован, чтобы принимать, по меньшей мере, фрагмент токопроводящего стержня 240, чтобы электрически соединять токопроводящий стержень 240 со статорным кольцом 202.

[0029] По меньшей мере, в одном варианте осуществления интерфейс 160 может включать в себя один или более токопроводящих контактов (три показаны по ссылке 310), сконфигурированных, чтобы обеспечивать и/или улучшать электрическое соединение штепселя 350 со штепсельным патроном 300. Например, как иллюстрировано на фиг. 3A, токопроводящие контакты 310 могут быть расположены в отверстии 308 и могут протягиваться по окружности вокруг, по меньшей мере, фрагмента внутренней поверхности 312 штепсельного патрона 300. По меньшей мере, в одном варианте осуществления, как иллюстрировано на фиг. 3A, токопроводящие контакты 310 могут быть подпружиненными токопроводящими контактами 310, имеющими одни или более отклоняемых наружу выступов 314, сконфигурированных, чтобы зацепляться или касаться соответствующей поверхности, такой как токопроводящая поверхность штепселя 350. Например, подпружиненные токопроводящие контакты 310 могут быть многоконтактной шиной, известной в области техники как MULTILAM®, коммерчески доступная от компании Multi-Contact из Виндзора, Калифорния. Токопроводящие контакты 310 могут быть изготовлены из бериллиевой меди (BeCu), коррозийно-стойкой стали или любого другого подходящего токопроводящего материала.

[0030] По меньшей мере, в одном варианте осуществления штепсельный патрон 300 может включать в себя оболочку 316, протягивающуюся по окружности вокруг основной части 302 и сконфигурированную, чтобы изолировать и/или защищать штепсельный патрон 300 от технологической текучей среды, содержащейся в корпусе 102. Оболочка 316 может также протягиваться практически от второго конечного фрагмента 306 основной части 302 к первому конечному фрагменту 304 основной части 302. Оболочка 316 может быть или включать в себя тот же материал, который используется в муфте 242 токопроводящего стрежня 240, ранее обсужденной со ссылкой на фиг. 2B. Например, оболочка 316 может быть или включать в себя термопластичный материал, такой как PEEK и т.п.

[0031] По меньшей мере, в одном варианте осуществления покрытие 318 может быть нанесено, по меньшей мере, на фрагмент штепсельного патрона 300 и/или статорное кольцо 202, соединенное с ним. Покрытие 318 может быть сконфигурировано, чтобы, по меньшей мере, частично изолировать и/или увеличивать теплопроводность штепсельного патрона 300 и/или статорного кольца 202, соединенного с ним. Покрытие 318 может также быть сконфигурировано, чтобы, по меньшей мере, частично обеспечивать влагонепроницаемое уплотнение вокруг оболочки 316 штепсельного патрона 300. Покрытие 318 может быть или включать в себя любой материал, способный обеспечивать барьер для технологической текучей среды, содержащейся в мотор-компрессоре 200. Покрытие 318 может также быть или включать в себя любой материал, способный выдерживать или подвергаемый событиям быстрой декомпрессии газа (RGD). Например, покрытие 318 может быть или включать в себя одну или более смол, таких как эпоксидная смола или т.п. Покрытие 318 может быть нанесено посредством любого процесса или способа, известного в области техники, такого как пропитка в вакууме под давлением (VPI) или т.п. По меньшей мере, в одном варианте осуществления покрытие 318 может быть нанесено на штепсельный патрон 300 во время производства статора 132. Например, во время производства статора 132 статор 132 и/или его компоненты (например, статорные кольца 202, 204, 206) могут подвергаться VPI, чтобы наносить RGD-совместимый изолирующий материал, такой как покрытие из эпоксидной смолы, на него. Покрытие из эпоксидной смолы, примененное для покрытия, может быть одновременно нанесено на штепсельный патрон 300, чтобы обеспечивать покрытие 318 штепсельного патрона 300.

[0032] Фиг. 3B иллюстрирует вид в разрезе интерфейса 160 на фиг. 3A, в котором штепсель 350 и штепсельный патрон 300 соединены друг с другом, согласно одному или более вариантам осуществления. Как ранее обсуждалось, по меньшей мере, фрагмент токопроводящего стержня 240 может быть или может формировать, по меньшей мере, фрагмент штепселя 350 и может быть сконфигурирован, чтобы разъемным образом соединяться со штепсельным патроном 300. Например, как иллюстрировано на фиг. 3B, второй конечный фрагмент 246 токопроводящего стержня 240 может формировать, по меньшей мере, фрагмент штепселя 350 и может быть, по меньшей мере, частично расположен в отверстии 308 штепсельного патрона 300, чтобы соединять штепсель 350 и штепсельный патрон 300 друг с другом. Второй конечный фрагмент 246 токопроводящего стержня 240 может также, по меньшей мере, частично располагаться в отверстии 308 штепсельного патрона 300, чтобы электрически соединять штепсель 350 и штепсельный патрон 300 друг с другом. Дополнительно, как ранее обсуждалось, токопроводящие контакты 310 протягивающиеся по окружности вокруг внутренней поверхности 312 штепсельного патрона 300, могут обеспечивать и/или улучшать электрическое соединение штепселя 350 со штепсельным патроном 300. Например, отклоняющиеся наружу выступы 314 токопроводящих контактов 310 могут зацепляться или касаться второго конечного фрагмента 246 токопроводящего стержня 240, чтобы обеспечивать и/или улучшать электрическое соединение штепселя 350 со штепсельным патроном 300.

[0033] По меньшей мере, в одном варианте осуществления токопроводящий стержень 240 может иметь ступенчатый диаметр вдоль одного или более своих фрагментов. Например, как иллюстрировано на фиг. 3A и 3B, второй конечный фрагмент 246 токопроводящего стержня 240 может иметь уменьшенный диаметр по сравнению с фрагментом 352 основной части токопроводящего стержня 240, расположенным между его первым конечным фрагментом 244 (фиг. 2A и 2B) и вторым конечным фрагментом 246. По меньшей мере, в одном варианте осуществления муфта 242 может быть соединена и/или скреплена с фрагментом 352 основной части токопроводящего стержня 240. Например, как иллюстрировано на фиг. 3A и 3B, фрагмент 352 основной части может определять витки резьбы, сконфигурированные, чтобы зацепляться или соединяться с соответствующими витками резьбы муфты 242. Может быть принято во внимание, однако, что муфта 242 может быть соединена с токопроводящим стержнем 240 через любую подходящую систему или способ соединения, известные в области техники. Например, муфта 242 может также быть соединена с токопроводящим стержнем 240 посредством клея, такого как эпоксидный клей или т.п.

[0034] По меньшей мере, в одном варианте осуществления муфта 242 может включать в себя губу или выступ 354, расположенный радиально снаружи от второго конечного фрагмента 246 токопроводящего стержня 240. Как иллюстрировано на фиг. 3A, выступ 354 и второй конечный фрагмент 246 токопроводящего стержня 240 могут, по меньшей мере, частично определять объем 356 кольцевого пространства между ними. Как иллюстрировано на фиг. 3B, объем 356 кольцевого пространства может быть сконфигурирован, чтобы принимать, по меньшей мере, фрагмент штепсельного патрона 300, когда штепсель 350 и штепсельный патрон 300 соединяются друг с другом. Как дополнительно иллюстрировано на фиг. 3B, выступ 354 может зацеплять внешнюю круговую поверхность 320 штепсельного патрона 300, когда штепсель 350 и штепсельный патрон 300 соединяются друг с другом. Зацепление выступа 354 с внешней круговой поверхностью 320 штепсельного патрона 300 может обеспечивать влагонепроницаемое уплотнение между ними, тем самым, практически предотвращая протекание технологической текучей среды, содержащейся в мотор-компрессоре 200, в объем 356 кольцевого пространства и/или касание второго конечного фрагмента 246 токопроводящего стержня 240.

[0035] По меньшей мере, в одном варианте осуществления выступ 354 может определять один или более круговых каналов или канавок (одна показана по ссылке 358), протягивающихся вокруг его внутренней поверхности и имеющих уплотнение 360 (например, уплотнительное кольцо), расположенное в нем. Уплотнение 360 может зацеплять внешнюю круговую поверхность 320 штепсельного патрона 300, чтобы обеспечивать влагонепроницаемое уплотнение между ними. По меньшей мере, в одном варианте осуществления объем 356 кольцевого пространства штепселя 350 может содержать один или более диэлектрических материалов, сконфигурированных, чтобы практически предотвращать оседание технологической текучей среды (например, газообразной технологической текучей среды) в нем. Например, диэлектрические материалы могут быть расположены в объеме 356 кольцевого пространства, чтобы занимать или заполнять какие-либо пустоты, содержащиеся в нем, тем самым, предотвращая оседание технологической текучей среды в нем. Иллюстративные диэлектрические материалы могут включать в себя, но не только, силиконовое масло, диэлектрический гель или т.п.

[0036] Может быть понятно, что интерфейс 160, описанный в данном документе, может электрически соединять HVP 222 со статором 132 без использования гибких кабелей. Например, интерфейс 160, описанный в данном документе, может использовать жесткий или полужесткий токопроводящий стержень 240 и жесткий или полужесткий токопроводящий штепсельный патрон 300, чтобы передавать электрическую мощность от HVP 222 к статору 132. Жесткий или полужесткий токопроводящий стержень 240 и жесткий или полужесткий штепсельный патрон 300 могут иметь большее сопротивление к деформации по сравнению с гибкими кабелями. Устранение использования гибких кабелей может практически предотвращать отказ мотор-компрессора 200. Например, гибкие кабели, используемые в традиционных компактных мотор-компрессорах, включают в себя гибкие изолирующие материалы, которые подвержены поломке (например, разрыву) в RGD-событиях. Использование жесткого или полужесткого токопроводящего стержня 240 и жесткого или полужесткого штепсельного патрона 300 вместо гибких кабелей может предоставлять возможность изоляции интерфейса 160, и/или его компонентов, с помощью того же изолирующего материала (например, RGD-совместимого изолирующего материала), который используется для статора 132, который может показывать уменьшенную чувствительность к отказу в RGD-событиях. Дополнительно, использование жесткого или полужесткого токопроводящего стержня 240 и жесткого или полужесткого штепсельного патрона 300 может предоставлять возможность штепселю 350 отсоединяться или отделяться от штепсельного патрона 300 без повреждения и/или нарушения структурной целостности изолирующего материала. Соответственно, интерфейс 160, описанный в данном документе, может предоставлять возможность техобслуживания мотора 130, статора 132, узла 150 пенетратора и их компонентов без повреждения и/или нарушения структурной целостности изолирующего материала.

[0037] Вышеприведенное описание обрисовало отличительные признаки нескольких вариантов осуществления, так что специалисты в области техники могут лучше понимать настоящее изобретение. Специалисты в области техники должны понимать, что они могут легко использовать настоящее изобретение как основу для проектирования или модифицирования других процессов и структур для выполнения тех же задач и/или достижения тех же преимуществ вариантов осуществления, представленных в данном документе. Специалисты в области техники также должны представлять себе, что такие эквивалентные конструкции не отступают от духа и рамок настоящего изобретения, и что они могут выполнять различные изменения, замены и переделки в них без отступления от духа и рамок настоящего изобретения.

Предоставляется интерфейс для передачи электрической мощности мотору мотор-компрессора. Интерфейс может включать в себя штепсельный патрон, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный со статором мотора, и второй конечный фрагмент, определяющий отверстие, по меньшей мере, частично протягивающееся сквозь него. Интерфейс может также включать в себя штепсель, сконфигурированный, чтобы разъемным образом соединяться со штепсельным патроном. Штепсель может включать в себя жесткий токопроводящий стержень, имеющий первый конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы соединяться с пенетратором мотор-компрессора, и второй конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы, по меньшей мере, частично располагаться в отверстии штепсельного патрона и разъемным образом соединяться с ним. Жесткий, токопроводящий стержень может быть сконфигурирован, чтобы электрически соединять пенетратор со штепсельным патроном, а штепсельный патрон может быть сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность статору. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Интерфейс для передачи электрической мощности мотору мотор-компрессора, содержащий:

штепсельный патрон, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный со статором мотора, и второй конечный фрагмент, определяющий отверстие, по меньшей мере, частично протягивающееся сквозь него; и

штепсель, содержащий жесткий токопроводящий стержень, имеющий первый конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы соединяться с пенетратором мотор-компрессора, и второй конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы, по меньшей мере, частично располагаться в отверстии штепсельного патрона и разъемным образом соединяться с ним,

при этом жесткий токопроводящий стержень сконфигурирован, чтобы электрически соединять пенетратор со штепсельным патроном, а штепсельный патрон сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность статору.

2. Интерфейс по п. 1, при этом статор дополнительно содержит статорное кольцо и обмотки статора, соединенные друг с другом, и первый конечный фрагмент штепсельного патрона соединяется со статорным кольцом и сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность обмоткам статора через статорное кольцо.

3. Интерфейс по п. 1, дополнительно содержащий токопроводящий контакт, расположенный в отверстии штепсельного патрона и протягивающийся по окружности вокруг внутренней поверхности второго конечного фрагмента, определяющего отверстие, токопроводящий контакт сконфигурирован, чтобы зацеплять второй конечный фрагмент жесткого токопроводящего стержня и электрически соединять штепсель и штепсельный патрон друг с другом.

4. Интерфейс по п. 1, дополнительно содержащий муфту, расположенную по окружности вокруг и соединенную с жестким токопроводящим стержнем между первым конечным фрагментом и вторым конечным фрагментом жесткого токопроводящего стержня.

5. Интерфейс по п. 4, при этом муфта дополнительно содержит выступ, расположенный радиально снаружи от второго конечного фрагмента жесткого токопроводящего стержня, выступ сконфигурирован, чтобы зацеплять внешнюю круговую поверхность штепсельного патрона, чтобы, таким образом, обеспечивать влагонепроницаемое уплотнение между ними.

6. Интерфейс по п. 1, дополнительно содержащий оболочку, протягивающуюся по окружности вокруг и соединенную со штепсельным патроном, оболочка сконфигурирована, чтобы, по меньшей мере, частично изолировать штепсельный патрон от технологической текучей среды, содержащейся в мотор-компрессоре.

7. Интерфейс по п. 6, дополнительно содержащий покрытие, расположенное вокруг, по меньшей мере, фрагмента оболочки и, по меньшей мере, фрагмента статора мотора, покрытие сконфигурировано, чтобы, по меньшей мере, частично изолировать штепсельный патрон и статор от технологической текучей среды, содержащейся в мотор-компрессоре.

8. Интерфейс для передачи электрической мощности мотору мотор-компрессора, содержащий:

узел пенетратора, разъемным образом соединенный с корпусом мотор-компрессора вокруг сквозного отверстия, протягивающегося сквозь корпус, узел пенетратора сконфигурирован, чтобы получать электрическую мощность от источника энергии, расположенного внешним образом по отношению к корпусу, и передавать электрическую мощность мотору, расположенному в корпусе;

штепсельный патрон, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный со статором мотора, и второй конечный фрагмент, определяющий, отверстие, по меньшей мере, частично протягивающееся сквозь него; и

штепсель, содержащий жесткий токопроводящий стержень, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный с узлом пенетратора, и второй конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы, по меньшей мере, частично располагаться в отверстии штепсельного патрона и разъемным образом соединяться с ним, жесткий токопроводящий стержень сконфигурирован, чтобы электрически соединять узел пенетратора со штепсельным патроном.

9. Интерфейс по п. 8, при этом статор дополнительно содержит статорное кольцо и обмотки статора, соединенные друг с другом через шинопровод, и первый конечный фрагмент штепсельного патрона соединяется со статорным кольцом и сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность обмоткам статора через статорное кольцо и шинопровод.

10. Интерфейс по п. 8, дополнительно содержащий токопроводящий контакт, расположенный в отверстии штепсельного патрона и протягивающийся по окружности вокруг внутренней поверхности второго конечного фрагмента, определяющей отверстие, токопроводящий контакт сконфигурирован, чтобы электрически соединять штепсель и штепсельный патрон друг с другом.

11. Интерфейс по п. 8, дополнительно содержащий муфту, расположенную по окружности вокруг и соединенную с жестким токопроводящим стержнем между первым конечным фрагментом и вторым конечным фрагментом жесткого токопроводящего стержня.

12. Интерфейс по п. 11, при этом муфта дополнительно содержит выступ, расположенный радиально снаружи от второго конечного фрагмента жесткого токопроводящего стержня и сконфигурированный, чтобы зацеплять внешнюю круговую поверхность штепсельного патрона, чтобы, таким образом, обеспечивать влагонепроницаемое уплотнение между ними.

13. Интерфейс по п. 12, при этом выступ и второй конечный фрагмент жесткого токопроводящего стержня, по меньшей мере, частично определяют объем кольцевого пространства между ними, объем кольцевого пространства имеет диэлектрический гель, расположенный в нем.

14. Интерфейс по п. 8, дополнительно содержащий оболочку, протягивающуюся по окружности вокруг и соединенную со штепсельным патроном, оболочка сконфигурирована, чтобы, по меньшей мере, частично изолировать штепсельный патрон от технологической текучей среды, содержащейся в мотор-компрессоре.

15. Интерфейс по п. 14, дополнительно содержащий покрытие, расположенное вокруг, по меньшей мере, фрагмента оболочки и, по меньшей мере, фрагмента статора мотора, покрытие сконфигурировано, чтобы, по меньшей мере, частично изолировать штепсельный патрон и статор от технологической текучей среды, содержащейся в мотор-компрессоре.

16. Мотор-компрессор, содержащий:

корпус, имеющий мотор, расположенный в нем, корпус определяет сквозное отверстие, протягивающееся сквозь него;

пенетратор, разъемным образом соединенный с корпусом около сквозного отверстия и сконфигурированный, чтобы передавать электрическую мощность к мотору;

трубопровод, соединенный с источником электрической мощности, расположенным внешним образом по отношению к корпусу и пенетратору, трубопровод сконфигурирован, чтобы передавать электрическую мощность от источника электрической мощности к пенетратору;

штепсельный патрон, соединенный со статором мотора;

жесткий токопроводящий штепсель, имеющий первый конечный фрагмент, соединенный с пенетратором, и второй конечный фрагмент, сконфигурированный, чтобы разъемным образом соединяться со штепсельным патроном, жесткий токопроводящий штепсель сконфигурирован, чтобы электрически соединять пенетратор со штепсельным патроном.

17. Мотор-компрессор по п. 16, дополнительно содержащий покрытие, расположенное вокруг, по меньшей мере, фрагмента штепсельного патрона и, по меньшей мере, фрагмента статора мотора, покрытие сконфигурировано, чтобы, по меньшей мере, частично изолировать штепсельный патрон и статор от технологической текучей среды, содержащейся в мотор-компрессоре.

18. Мотор-компрессор по п. 17, при этом покрытие является полиэстерным эфиром оксикетона.

19. Мотор-компрессор по п. 16, при этом первый конечный фрагмент штепсельного патрона соединяется со статором, а второй конечный фрагмент определяет отверстие, по меньшей мере, частично протягивающееся сквозь него, отверстие сконфигурировано, чтобы принимать второй конечный фрагмент жесткого токопроводящего штепселя.

20. Мотор-компрессор по п. 16, дополнительно содержащий муфту, расположенную по окружности вокруг и соединенную с жестким токопроводящим штепселем, муфта сконфигурирована, чтобы зацеплять внешнюю круговую поверхность штепсельного патрона, чтобы, тем самым, обеспечивать влагонепроницаемое уплотнение между ними.