Электродвигатель для погружного электронасоса Советский патент 1991 года по МПК H02K5/12 

И

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности путем исключения попадания вредных веществ в окружающую среду. Электродвигатель для погружного электронасоса с использованием в качестве охлаждающей жидкости масла содержит компенсатор и уплотнитель вала. Благодаря тому, что уплотнитель выполнен в виде камеры, коаксиальной по отношению к валу, с боковой цилиндрической стенкой из эластичного материала, с заполнением консистентной смазкой, обеспечивается достижение поставленной цели. 2 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в центробежных погружных электронасосах, предназначенных для откачки воды из буровых скважин с целью понижения уровня грунтовых вод в горно-добывающей промышленности и при устройстве котлованов на объектах гидротехнического строительства, а также для проведения откачек воды на инженерных изысканиях и для водоснабжения.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности путем исключения попадания вредных веществ в окружающую среду.

На фиг. 1 показан электродвигатель в сборе с погружным центробежным насосом, общий вид; на фиг. 2 - часть электродвигателя с уплотнителем в виде камеры.

Электродвигатель состоит из корпуса 1, в котором размещ ен статор 2 с электрообмоткой. Вал 3 электродвигателя несет на

себе короткозамкнутый ротор 4 и установлен в корпусе 1 на радиально-упорном (верхний) и радиальном (нижний) подшипниках 5 и 6 качения соответственно.

Уплотнительное устройство для вала 3 размещено на верхней крышке корпуса 1 и включает в себя жестко закрепленный соос- но с валом 3 стакан 7, стенки которого снабжены отверстиями 8, встречно сдвоенные уплотнительные элементы 9 манжетного типа, перекрывающие кольцевой зазор между валом 3 и стаканом 7 с обоих концов стакана 7. и эластичный, например резиновый, цилиндр 10, надетый снаружи на стакан 7.

Верхний конец вала 3 снабжен каналом 11, сообщающим пресс-масленку 12 с внутренней полостью уплотнительного устройства, ограниченной по торцам сдвоенными уплотнительными элементами 9, а по боковой поверхности - эластичным цилиндром 10.

О VI Os

о о ю

Нижний конец корпуса 1 снабжен компенсатором, содержащим эластичную диафрагму 13, закрытую снаружи крышкой 14, при этом пространство между эластичной диафрагмой 13 и крышкой 14 сообщается со скважиной через отверстия, имеющиеся в крышке 14,

Вдоль оси вала 3 -электродвигателя выполнен заглушенный с: ториов канал 15, пересекаемый выше и ниже ротора 4 перпендикулярными к. оси нала 3 каначами 16 м 17, причем диаметр вала 3 в месте выхода канала 16 выполнен больше диаметра вала 3 в районе кан,эла 17.

На нижнем конце вала 3 закреплено центробежное колесо 18, входная часть которого непосредственно сообщается с внутренней полостью компенсатора. Верхняя часть внутренней полости электродвигателя сообщается с нижней частью внутренней полости компенсатора, например, посредством трубопровода 19. Однако это может быть выполнено с помощью дополнительного корпуса-рубашки, размещенного снаружи корпуса 1 и соединенного вверху с полостью электродвигателя, а снизу - с полостью-компенсатора.

На верхней крышке корпуса 1, помимо уплотнительногоустройства, размещен также узеп для механического соединения кор- пуса электродвигателя с корпусом центробежного нэсоса,

При этом вал насоса соединяется с валом 3 электродвигателя с помощью втулки, например, шпоночной. Выводы статорной обмотки введены через верхнюю крышку корпуса 1 и герметизированы.

Электродвигатель работает следующим образом. Электродвигатель в сборе с погружным центробежным насосом опускают на колонне водоподъемных груб в скважину на необходимую глубину. При этом по мере опускания электродвигателя выводы электрообмотки статора 2, выполненные проводами во влагостойкой (например, по- лихлорвиниловой) изоляции, прикрепляются через некоторые интервалы к колонне водоподъемных труб и, в конечном счете, соединяются через станцию питания и управления с электрической сетью (не показаны).

Перед спуском в скважину электродвигатель заполняют маспом (если он не был заправлен маслом заранее), а уплотнитель- ное устройство для вала 3 заполняется через пресс-масленку 12 пластичной консистентной смазкой, которая от пресс- масленки 12 через канал 11 попадает в полость, ограниченную с торцов встречно

сдвоенными уплотнительными элементами 9, в сбоку - эластичным цилиндром 10.

Воздействуя на эластичную диафрагму 13 через отверстия в нижней крышке 14

корпуса 1, давление столба воды в скважине передается на масло, заполняющее внутреннюю полость электродвигателя. При включении электродвигателя вал 3 приводит во вращений рабочие колеса погружно0 го центробежного насоса, который подает воду на поверхность по колонне труб.

При работе электродвигателя осевое усилие от неразгруженных рабочих колес насоса передается чере вал 3 на радиаль5 но-упорный подшипник 5 качения, в то же время подшипник 5 совместно с подшипником 6 обеспечивают необходимую соосность ротора 4 по отношению к статору 2. За счет разницы в диаметрах вала 3 на

0 выходе из канала 16 создается центробежная сила больше, чем в канале 17, что приводит . перетоку масла по каналу 15 и, тем самым, к охлаждению внутренней части ротора 4,

5Центробежное колесо 18 забирает масло из компенсатора и подает его в нижнюю часть полости электродвигателя, откуда масло частично по каналу 15, частично по кольцевому зазору между статором 2 и ро0 тором 4, а также чепосрздственно вдоль статорной обмотки поступает в верхнюю часть полости электродвигателя. По трубопроводу 19 масло vi з верхней полости электродвигателя вновь поступает в

5 компенсатор, чем обеспечивается постоянная циркуляция полного обьема масла внутри электродвигателя.

Общее охлаждение электродвигателя осуществляется за счет смывания корпуса 1

0 и трубопровода 19 откачиваемом из скважины водой. Увеличение объема маспз при нагреве электродвигатепя конмпенсируется податливостью эластичной дчрфрзгмы 13 при сохранении постоянным давления а его

5 внутренней полости. Утечка масла из внутренней полости электродвигателя вдоль ва- ла 3 и попадание воды в электродвигатель исключены благодаря наличию Е конструкции уплогнительного устройства.

0 Между заполняющим электродвигатель маслом и находящейся в скважине водой создана пробка из эластичной консистентной смазки. При работе электродвигателя в скважине крайние из сдвоенных уплотни5 тельных элементов 9 предохраняют от проникновения воды и масла во внутрь уплотнительного устройства, а средние - от выхода консистентной смазки из камеры. Надежность работы уплстннтельного устройства обеспечиваете совокупностью совместной работы входящих в его состав консистентной смазки, выполняющей роль пластичного буферного тела, обволакивающего вал 3 электродвигателя в месте его выхода из верхней крышки, эластичного цилиндра 10, уравновешивающим давление внутри буферного тела с давлением воды в скважине, и встречно сдвоенного уплотнительного элемента 9.

Использование предлагаемого электродвигателя, заполненного маслом в качестве охлаждающей жидкости позволяет ликвидировать надобность в использовании высокотоксичного материала (ртути) и существенно упростить конструкцию и, соответственно, обслуживание электродвигателя.

Формула изобретения

Электродвигатель для погружного электронасоса, содержащий заполненный маслом корпус со статорной обмоткой и подшипниковыми узлами, ротор, компенсатор давления и уплотнитель вала ротора, отличающийся тем. что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности путем исключения попадания вредных веществ в окружающую среду, уплотнитель выполнен в виде камеры, ограниченной с торцов сдвоенными уп- лотнительными элементами и охвачен

цилиндрической оболочкой из эластичного материала, при этом внутренняя полость камеры заполнена консистентной смазкой.

(

зс

Фт.г