КОМПЕНСАТОР ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОМПАУНДА ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК F04D13/08 F04D29/02 H02K1/04 

Изобретение относится к насосостроению, а именно к погружным скважинным электрическим насосам, и может быть использовано при производстве электродвигателей погружных насосов.

Известна конструкция компенсатора объемного расширения диэлектрического компаунда погружного электродвигателя, представляющего собой элемент протяженностью не менее длины лобовой части обмотки, не взаимодействующий с диэлектрическим компаундом и расположенный в слое диэлектрического компаунда в полости статора, при этом полость статора отделена от полости ротора тонкостенной гильзой (см. RU, 2296407 С1, опубл. 27.03.2007, кл. F04D 13/08), по совокупности существенных признаков принятого за ближайший аналог (прототип) заявляемого изобретения.

Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является то, что помещенный в зазор между лобовой частью обмотки, величина которого в силу конструктивных особенностей электродвигателей составляет максимальную величину 4 мм, полимерный пористый эластичный материал при заполнении внутренней полости статора компаундом, а затем последующей его полимеризацией, частично теряет свою эластичность из-за проникновения компаунда в поры материала компенсатора на его наружной поверхности. При нагреве обмотки электродвигателя большой нагрузкой, превышающей номинальные рабочие режимы, узкого слоя компенсатора недостаточно для поглощения объемного расширения компаунда и для предотвращения его воздействия на тонкостенную стальную гильзу, закрывающую внутреннюю полость статора, где находится электрическая обмотка, то есть при критических режимах работы электродвигателя возможна деформация тонкостенной гильзы диэлектрическим компаундом внутрь полости ротора через слой материала компенсатора, что влечет за собой касание гильзы вращающимся ротором в местах деформации. Гильза через некоторое время протирается, полость статора разгерметизируется, как следствие, величина сопротивления изоляции обмотки статора резко снижается, и электродвигатель выходит из строя.

Техническая проблема, решаемая с помощью заявляемого изобретения, заключается в создании средства, позволяющего в наибольшей степени компенсировать объемное расширение компаунда в статоре погружного электродвигателя.

Технический результат, получаемый при реализации заявляемого изобретения, заключающийся в увеличении степени деформации компенсатора объемного расширения диэлектрического компаунда погружного электродвигателя, гарантирующего поглощение максимального объемного расширения диэлектрического компаунда на критических режимах работы электродвигателя, обеспечивается за счет того, что в конструкции компенсатора объемного расширения диэлектрического компаунда погружного электродвигателя, представляющего собой элемент протяженностью не менее длины лобовой части обмотки, не взаимодействующий с диэлектрическим компаундом и расположенный в слое диэлектрического компаунда в полости статора, при этом полость статора отделена от полости ротора тонкостенной гильзой, согласно изобретению статор погружного электродвигателя выполнен стальным, компенсатор объемного расширения выполнен в виде цилиндра с двойной стенкой, толщина которой составляет 0,3-0,5 мм, тонкостенная гильза изготовлена из нержавеющей стали, при этом величина разрушающего напряжения при статическом изгибе диэлектрического компаунда, расположенного в полости статора, составляет 20 МПа, величина удельного объемного сопротивления составляет 1×10¹³ Ом⋅м.

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

На чертеже изображен разрез статора погружного электродвигателя.

Компенсатор 4 объемного расширения диэлектрического компаунда 1 погружного электродвигателя представляет собой элемент протяженностью не менее длины лобовой части 5 обмотки, не взаимодействующий с диэлектрическим компаундом 1 и расположенный в слое диэлектрического компаунда 1 в полости статора 2, при этом полость статора 2 отделена от полости ротора 6 электродвигателя тонкостенной гильзой 3, при этом статор 2 погружного электродвигателя выполнен стальным, компенсатор 4 объемного расширения выполнен в виде цилиндра с двойной стенкой, толщина которой составляет 0,3-0,5 мм, тонкостенная гильза 3 изготовлена из нержавеющей стали, при этом величина разрушающего напряжения при статическом изгибе диэлектрического компаунда 1, расположенного в полости статора 2, составляет 20 МПа, величина удельного объемного сопротивления составляет 1×10¹³ Oм⋅м.

Компенсатор 4 объемного расширения диэлектрического компаунда 1, выполненный в виде цилиндра с двойной стенкой, надевается с зазором или без него на тонкостенную гильзу 3 после установки обмотки 5 статора 2 и формирования лобовых частей. Затем заполняют полость диэлектрическим компаундом 1 с последующим его отверждением.

Цилиндр с двойной стенкой компенсатора 4 объемного расширения диэлектрического компаунда 1 изготавливается следующим образом. Сначала в пресс-форме изготавливается заготовка, характеризующаяся следующими основными параметрами: D (величина, равная внутреннему диаметру электрической обмотки статора), d (величина, равная наружному диаметру гильзы статора, герметизирующей его), h (величина, равная длине лобовых частей обмотки статора), s (величина толщины стенки компенсатора, составляющая 0,3-0,5 мм). Затем, края заготовки склеиваются (вулканизируются), образуя закрытый воздушный объем, подобно колбе термоса, образуя тем самым цилиндр с двойной стенкой.

В предлагаемой конструкции компенсатора 4 объемного расширения, воздействие объемного расширения диэлектрического компаунда 1 будет воспринимать воздух, находящийся в кольцевом замкнутом пространстве компенсатора 4.

Степень деформации воздуха, при сжатии его диэлектрическим компаундом 1 в несколько раз превышает степень деформации полимерного пористого эластичного материала трубчатой формы, из которого изготовлен компенсатор объемного расширения в устройстве, принятом за ближайший аналог (прототип) изобретения.

Следовательно, предлагаемая конструкция компенсатора объемного расширения диэлектрического компаунда в статоре электродвигателя, по сравнению с ближайшим аналогом (прототипом) увеличивает степень защиты от воздействия объемного расширения диэлектрического компаунда в лобовых частях электрической обмотки на гильзу статора.

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 насосостроению, а именно к погружным скважинным электрическим насосам, и может быть использовано при производстве электродвигателей к ним. Компенсатор объемного расширения диэлектрического компаунда погружного электродвигателя представляет собой элемент протяженностью не менее длины лобовой части обмотки, не взаимодействующий с диэлектрическим компаундом и расположенный в слое диэлектрического компаунда в полости статора. Полость статора отделена от полости ротора тонкостенной гильзой. Статор электродвигателя выполнен стальным, компенсатор объемного расширения выполнен в виде цилиндра с двойной стенкой, толщина которой составляет 0,3-0,5 мм. Тонкостенная гильза изготовлена из нержавеющей стали, при этом величина разрушающего напряжения при статическом изгибе диэлектрического компаунда, расположенного в полости статора, составляет 20 МПа, величина удельного объемного сопротивления составляет 1×10¹³ Ом⋅м. Изобретение направлено на увеличение степени деформации компенсатора объемного расширения диэлектрического компаунда погружного электродвигателя, гарантирующего поглощение максимального объемного расширения диэлектрического компаунда на критических режимах работы электродвигателя. 1 ил.

Компенсатор объемного расширения диэлектрического компаунда погружного электродвигателя, представляющий собой элемент протяженностью не менее длины лобовой части обмотки, не взаимодействующий с диэлектрическим компаундом и расположенный в слое диэлектрического компаунда в полости статора, при этом полость статора отделена от полости ротора тонкостенной гильзой, отличающийся тем, что статор погружного электродвигателя выполнен стальным, компенсатор объемного расширения выполнен в виде цилиндра с двойной стенкой, толщина которой составляет 0,3-0,5 мм, тонкостенная гильза изготовлена из нержавеющей стали, при этом величина разрушающего напряжения при статическом изгибе диэлектрического компаунда, расположенного в полости статора, составляет 20 МПа, величина удельного объемного сопротивления составляет 1×10¹³ Ом·м.