Погружной агрегат Советский патент 1989 года по МПК H02K5/12 

1

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к погружным агрегатам привода насосов (для добычи жидкости из скважин, межплас- товой закачки и т.д.),включающий несколько электродвигателей, установленных в последовательности по продольной оси.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повьш1ениё надежности.

На фиг. 1 пока- ан погружной агрегат, общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 2, вариант выполнения запорного элемента в виде обоймы, внутри которой размещен вкла- дьш в виде ролика из материала, коэффициент объемьГого расширения которого меньше, чем у материала обоймы на фиг. 5 - то же, со вкладьш1ем из легкоплавкого материала; на фиг. 6 то же, со вкладышем в виде ролика, имеющего канавку, где размещена установленная в обойме защелка-, на фиг. 7 - .разрез Б-В на фиг. 6.

Погружной агрегат содержит по крайней мере два последовательно установленных вертикальных электродвигателя нижний 1 и верхний 2. Нижний электродвигатель имеет корпус 3 с верхним 4 и нижним 5 торцами, Верхний электродвигатель 2 имеет корпус 6 с верхним 7 и нижним .8 торцами. Торец 4 корпуса 3 электродвигателя 1 и торец 8 корпуса 6 электродвигателя 2 сопряжены между собой. Внутри нижнего электродвигател 1 расположен вал 9 с осевьм ка.налом

10 для протока охлаждающей жидкости, входящим в систему циркуляции жидкости агрегата.

Внутри верхнего электроде иг-ателя 2 расположен вал 11 с осевым каналом 12. В нижнем торце 8 корпуса верхнего электродвигателя 2 имеется отверстие канала 13, соединяющего

внутренние полости электродвигателей 1 и.2 и предназначенного.для протекания охлаждающей жидкости. Каналов 13 может быть несколько. В этом случае каналы 13 в торце корпуса

двигателя расположены равномерно по окружности, центр которой совпадает с продольной осью агрегата.

При трех контактах для электрического соединения двигателей агрегата

количество каналов в поперечном сечении равно трем (см. фиг. 3)

В канале 13 электродвигателя 2 размещен запорный элемент 14. Электродвигатели 1 и 2 имеют радиальные

опоры 15 и 16, удерживающие валы 9 и 1), сердечники роторов 17, 18 и статоры 19, 20 соответственно с обмотками, подключенными к контактам 21 в нижнем электродвигателе 1 и

22 в верхнем электродвигателе 2.

Контакты 21 размещены в изоляторах 23, а контакты 22 - в изоляторах 24. Изоляторы 23 и 24 закреплены на сопрягаемых торцах 4 и 8 корпусов

электродвш-ателей 1 и 2 соответственно.

Запорньй элемент 1 4 состоит из обоймы 25, внутри которой размещен вкладьш 26, при этом вкладыш выполнен из материала, имеющего коэффи10

15

20

25

147301

циент объемного расширения меньше коэффициента объемного расширения материала обоймы 25. Обойма 25 может быть изготовлена из относительно мягкого материала, например свинца или алюминия, предварительно обработана под размер вкладыша, например в виде стального шарика, и впоследствии прокалибрована при определенной температуре, равной температуре срабатьюания запорного элемента, тем шариком 26, который впоследствии составляет пару обойме 25 .

В другом варианте запорный элемент 14 может состоять из обоймы 27 н ролика 28, причем коэффициент объемного расширения материала ролика меньше коэффициента объемного расширения материала обоймы 27.

Вкладьш в еще одном варианте конструкции запорного элемента 14 может быть вьполнен в виде пробки 29 (фиг, 5) из легкоплавкого материала, например парафина.

Кроме перечисленных вариантов конструкция запорного элемента может включать обойму 30, вкладьшг в виде ролика 31 с канавкой и защелки 32.

В обойме 30 выполнено отверстие 33, расположенное в поперечном сечении вдоль хорды. Отверстие 33 раскрыто центральным отверстием обоймы 30.В отверстии 33 и канавке ролика 31 расположена защелка 32, например, в виде скобы, причем материал защелки выбран из условия срабатывания при заданной температуре нагре- до ва, обеспечивающего расфиксацию ролика 32. Это может быть биметалл, металл с памятью и т.д.

Система циркуляции жидкости в агрегате дополнительно включает напорный д элемент 34 с каналом 35, совмещенный супорным подшипником 36, канал 37, соединяющий полость 38 вокруг, упорного подшипника с верхней полостью 39 статора 20 верхнего электродвигатея 2, зазор 40 между статором 20 с обмоткой и сердечником ротора 18,нижнюю полость 41 статора 20 верхнего ) электродвигателя 2, отверстие канала 42 в торце 4 нижнего электродвигателя с 1, верхнюю полость 43 статора 19 нижего электродвигателя I , зазор 44 межу статором 1 9 и сердечником ротора 1 7 ижнего электродвигателя 1, полость

30

35

50

10

15

20

25

о

с

30

35

0

45 статора 19 нижнего дшектоодвига- теля 1, фильтр 46, установленный в нижнем торце 5 нижнего электродвигателя 1 . Осевой канал 12 вала 1I закрьшается клапаном, включающим обойму 47, шарик 48 и сетку 49.

Вкладьпп 26 запорного элемента 14 постоянно удерживается в канале 13 верхнего электродвигателя сеткой 50. После соединения электродвигателей их жидкости остаются разделенньми до момента срабатывания запорного элемента I4.

Циркуляция жидкости в погружном агрегате П1оисходит следующим образом.

Запорный элемент 14 срабатьшает или под воздействием нагрева агрегата от температуры окружающей среды, если жидкость в скважине достаточно х-орячая, или же под воздействием собственного нагрева агрегата до требуемой температуры в процессе работы.

Вкладыш 26 после разогрева обоймы 25 под собственным весом проходит через отверстие в обойме и осаждается на сетке 50, не препятствуя перетеканию жидкости из канала 13 в канал 42.

Напорный элемент 34, вращаясь, поднимает жидкость в каналах О и 12 и выбрасьшает через канал 35 в полость 38 вокруг тюрчо.го подшипника 36-, затем жидкость через канал 37 достигает верхнЕй полости 39 статора 20 электродвигателя 2. Дальнейшее движение жидкости идет по зазору 40 между статором 20 и сердечниками ротора 18, через ниткнюю полость 41 статора 20 электродвш ателя 2, через каналы 13, открывшийся элемент 14, каналы 42 и верхнюю полость 43 статора 1 9 электродвигателя 1 . Через зазор 44 между статором 19 и сердечн1жом ротора 17 нижнего электродвигателя жидкость попадает в нижнюю полость 45 нижнего электродвигателя 1 , в которой находится фипьтр 46.

Пройдя фильтр 46, жидкость поступает в канал 10 вала 9 и канал.12 вала 11 и доходит до напорного элемента 34, замкнув круг системы циркуляции жидкости внутри агрегата. Сечение каналов 13 выбрано так, чтобы вся полость 41 постоянно промьша- лась потоком жидкости, исключая об-

«9

Изобретение относится к области электромашиностроения. Цель изобретения - повышение и упрощение конструкции погружного агрегата в части элементов, обеспечивающих электрическое, гидравлическое и механическое соединение отдельных электродвигателей в агрегате. Это возможно при выполнении приспособления, закрывающего отверстие нижнего конца канала 13 в корпусе двигателя системы для циркуляции жидкости, в виде узла, срабатывающего при нагревании агрегата до заданной температуры. Это может быть наружная обойма и запорный элемент 14 в виде шарика или ролика, причем коэффициент объемного расширения пары выбран из условия обеспечения свободного перемещения запорного элемента в обойме под действием силы тяжести при заданной температуре. Другим вариантом выполнения приспособления может быть обойма, снабженная защелкой. Материал защелки выбран из условия обеспечения расфиксации запорного элемента при заданной температуре. Приспособление может быть выполнено также в виде пробки, например, из парафина, а отверстия в корпусе двигателя для канала системы циркуляции жидкости расположены в поперечном сечении равномерно по окружности, центр которой лежит на продольной оси агрегата. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

-« р//2

50

/5

i3

Фиг.З

Фиг. 5

Фиг. В

Фиг. 7