Погружной жидкостнозаполненный электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K9/19 

ff 9 3/0 J. // Изобретение относится к области электрических машин, в частности, к погружным жидкостнозаполненным электродвигателям, предназначенным, напр мер, для привода скважинных насосов Известен погружной жидкостнозапол ненный электродвигатель с внутренней циркуляцией жидкости,для обеспечения которой он имеет укрепленные на рото ре специальные турбинки l . Однако турбинки потребляют значитальную мощность и снижают энергетические показатели электродвигателя и. эффективнЪсть циркуляционного охлаждения из-за подогрева охлаждающей жидкости в турбинках и некоторого увеличения тока нагрузки электродвиг теля. Кроме того, такая система охлаждения существенно усложняет конструкцию погружного электродвигателя увеличивает его габариты, а следовательно, стоимость,и снижает надежность. Наиболее близкий к предлагаемому погружной электродвигатель, содержащий статор, ротор с валом, имеющимпродольйый канал и выступающий конец и расположенный противоположно высту пающему концу вала холодильник, соединенный входным и выходным трубопро водами с внутренней полостью электро двигателя 2 . , Недостаток такой конструкции состоит, в том, что электродвигатель в этом случае не является автономным и зависит от режима работы насоса. Кроме того, сетка-радиатор закрывает вход в насос. Прекраи ение подачи жидкости в насос приводит к перегреву электродвигателя и выходу его из строя. Входной трубопровод обязатель но должен быть, расположен на наружной поверхности корпуса электродвига теля /что увеличивает радиальные габариты электронасосного агрегата в целом и приводит к необходимости уве личения лдааметра скважин, а, следова тельно, к увеличению капитальных затрат на ее строительство. При монтаже электронасосного агрегата возможны повреждения входного трубопровода в результате ударов о стенки обсадной трубы. Разместить входной трубопровод под корпусом погружного электродвигателя без ухудшения его энергетических, показаний невозможно изза ограниченны радиальных размеров и высокой степени использования в электромагнитном отношении поперечного сечения погружного электродвигателя. Цель изобретения - упрощение конструкции электродвигателя при уменьшении его «габаритов и улучшении эксплуатационных характеристик. Цель достигается тем, что в погружном жидкостнозаполненном электродвигателе, содержащем статор, ротор с валом, имеющим продольный канал и выступающий конец и расположенный противоположно выступающему концу вала холодильнику соединенный входным и выходным трубопроводами с внутренней полостью электродвигателя, выходной трубопровод холодильника установлен соосно с ротором с зазором относительно вала, а входн 1е отверртие входного трубопровода расположено в диапазоне между внутренней Поверхностью корпуса и.поверхностью расточки статора. Конец выходного трубопровода может быть размещен в полости вала. На фиг. 1 представлен электродвигатель предлагаемой конструкции, продольный разрез;.на фиг. 2 - вариант сочленения выходного трубопровода ° хопод1 льника с валом электродвигателя. Электродвигатель содержит ротор 1 с полым валом 2. Отверстие 3 в валу глухое, имеет .радиальные каналы 4. Холодильник 5 изображен схематично, расположен в противоположной выступающему концу вала части двигателя. Выходной трубопровод б холодильника расположен по оси ротора и заходит в торец вала. Между стенками отверстия вала и выходным трубопроводом имеется зазор 7. Величину зазора 7 и его длину рассчитывают исходя из минимально допустимой утечки цирку1лирующей жидкости через зазор при вращении ротора. Входной трубопровод .С холодильника подсоединен к внутренней полости 9 двигателя по радиусу в диапазоне между внутренней поверхностью 10 корпуса 11 и поверхностью :расточки 12 статора 13. При утечке жидкости через упорный Подшипник 14, приемлемой для конкретной системы охлаждения, длина зазора 7 может быть равна нулю, т.е. выходной трубопровод б может и не заходить в торец вала 2, а образовывать зазор 15 между торцовыми поверхностями вала электродвигателя и выходного трубопровода 6. В процессе работы под действием вращательного движения ротора 1 во внутренней полости электродвигателя, заполненной жидкостью, создается давление, возрастающее в радиальном направлении. Это давление обеспечивает циркуляцию жидкости в направлении, указанном стрелками: внутренняя полость 9 двигателя,вход 8 холодильника 5 и далее жидкость попадает в отверстие 3, радиальный канал 4, затем про-ходит через зазор между ротором и статором, а также через пазы статора (для двигателей с низким коэффициентом заполнения пазов, наприме р, при обмотке, выполненной проводом с водостойкой изоляцией). Циркулирующая таким образом жидкость интенсивно

охлаждает обмотки статора и ротора, а подогретая жидкость эффективно, охлаждается во внешнем холодильнике 5.

Благодаря применению двигателя предложенной конструкции по сравнению с, базовой достигается уменьшение ра диальных и аксисшьных размеров, упрощение конструкции, повышается надежность и нагрузочная спосйбность, уменьшаются энергетические затраты на охлаждение, повышается КПД двигателя.

Испытание макетного образца двигателя мощностью 90 кВт с предложенной :системой охлаждения показало, что максимальная температура.обмотки статора может нть понижена на 13,8с,

т. е. может быть уменьшено пре вышение температуры обмотки статора , в Ц- 1,92 раза.

Предложенное решение может быть внедрено как при создании новых, так и модернизации действующих погружных электродвигателей, при этом мощность двигателя в заданном габарите увеличена в 1,5 раза, или же при заданных габаритах мощности двигателя ресурс его увеличен в 2 - 2,5 раза.

При внедрении предлагаемой конструкции во всех погружных водозаполненных электродвигателях годового выпуска .нашей страны экономический эффект составит не менее 1,0 млн. руб.

1. ПОГРУЖНОЙ ЖИДКОСТНОЗАПОВНЕННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, ротор с валом, имеющим продольный канал -и выступающий конец и расположенный противоположно выступающему концу вала холодильник, соединенный входным и выходным трубопроводами с внутренней полостью электродвигателя, о т личающийся тем, что, с целью упрощения уменьшении габаритов и улучшении эксплуатационных характеристик, выходной трубопровод холодильника установлен соосно с ротором с зазором относительно вала, а входное отверстие входного трубопровода расположено в диапазоне между внутреннй поверхностью корпуса и поверхностью расточки статора. 2. Электродвигатель по п. 1, о т-j личающийся тем, что конец (П выходного трубопровода раемещен в по лpcт вала.

умт

:

s: