Токоввод погружного электродвигателя Советский патент 1992 года по МПК H02K5/22 

сл

с

Сущность изобретения; устройство содержит изоляционную колодку 1 со ступенчатой наружной поверхностью и эластичный уплотнитель 2, которые выполнены в виде отдельных элементов. Изоляционная колодка 1 установлена в ступенчатом отверстии корпуса 3 электродвигателя, причем уступ 4 на ее наружной поверхности взаимодействует с уступом в отверстии корпуса 3. Уплотнитель 2 имеет форму блока и зажат между упорными втулками 5 и 6 и взаимодействует со стенкой отверстия корпуса 3 и изоляцией жилы 7 кабеля. 2 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в погружных электродвигателях, предназначенных для привода центробежных, винтовых и других насосов для добычи жидкости из скважин, меж- пластовой закачки и т.д.

Известна конструкция разъемного контактного соединения для погружного маслозаполненного электродвигателя, состоящего из колодки с закрепленными в ней контактами электродвигателя и кабельной муфты с закрепленными в ней контактами кабеля TJ .

Кабельная муфта представляет собой изоляционную эластичную втулку, например, из резины, которую вулканизируют в пресс-форме совместно с

жилами внешнего кабеля, соединенными с контактами, образуя неразъемное соединение. Втулка муфты может быть расположена в корпусе. Герметичность полости электродвигателя со стороны контактного соединения обеспечивается после присоединения мусЬты к колодке при помощи кольцевого эластичного уплотняющего элемента, зажимаемого корпусом муфты кабеля или флан- цем крепления,

Недостатком данной конструкции является низкая надежность места герме- тизации жил кабеля в кабельной муф- .те из-за нетехнологичности изготовления изоляционной втулки муфты и ее установки в процессе сборки. Это обусловлено тем, что в основании муфVIVJ VJ

Ю О

ю

31

ты жилы кабеля располагаются по углам, а далее параллельно, что предопределяет возможность разрушения неразъемного соединения жил с втулкой в процессе сборки и эксплуатации под действием радиальных и осевых деформаций, Конструкция кабельной муфты неремонтопригодна и имеет ограниченную возможность герметизации полости двигателя лишь с помощью кольцевого уплотнительного элемента, поджимаемого, например, корпусом муфты.

Известна конструкция токоввода погружного электродвигателя 2 . Токо- ввод включает составной уплотнитель- ный блок с каналами для жил кабеля. Блок с жилами кабеля обжимается наружным кожухом, который прикрепляется к боковой стенке углубления в верхней части электродвигателя.

Герметизация полости электродвигателя со стороны контактного соединения обеспечивается уплотнением жил кабеля и уплотнением блока в отверстии корпуса электродвигателя с помощью кольцевых уплотнительных элементов, размещенных на элементе крепления, установленном в отверстии корпуса электродвигателя. Электрическое соединение пар контактов производится в полости двигателя до сборки токоввода,

Недостатком известной конструкции является необходимость как составного уплотнительного блока, так и кольцевых уплотнительных элементов для герметизации полости двигателя. В процессе эксплуатации под действием осевых и радиальных усилий составные части уплотнительного блока и элементов его крепления вследствие деформации могут взаимно переместиться. Воздействие деформации на втулку крепления и установленные на ней кольцевые уплотнительные элементы приведет к разрушению кольцевых уплотнительных элементов. При этом наружная пластовая жидкость может проникнуть в полость электродвигател

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является токоввод погружного электродвигателя, представленный в з .

Известный токоввод погружного электродвигателя содержит изоляционную колодку, установленную в ступенчатом отверстии корпуса электродвига

0

5

0

теля. На ступенчатой наружной поверхности изоляционной колодки имеется уступ, который взаимодействует с уступом отверстия корпуса. В колодке выполнены отверстия по числу разъемных контактных пар, соединяющих жилы кабеля и выводы обмотки.

Средство герметизации токоввода включает эластичный уплотнитель, выполненный с возможностью взаимодействия со стенкой отверстия корпуса электродвигателя и изоляцией жилы кабеля. Жила кабеля пропускается через отверстие уплотнителя и через полый нажимной винт, соединенный с резьбовым участком ступенчатого отверстия корпуса электродвигателя. Для контактных элементов, соединенных с выводами обмотки и изоляционной колодки.

в устройстве имеются

5

0

5

0

5

0

5

упорные средства. Уплотнитель неподвижно соединяется с жилой кабеля в процессе вулканизации и после сборки охватывает контактную пару, В состав материала эластичного уплотнителя, например резины, входят токопроводя- щие компоненты, поэтому его контакт с элементами контактной пары нежелателен, т.к. снижает надежность.

Кроме того, в известной конструкции длина фланца уплотнительного элемента, обеспечивающего герметизацию | токоввода в отверстии корпуса электродвигателя, незначительна а объем, его ограничивающий, не замкнут, что предопределяет вероятность проник- нооения пластовой жидкости к контактной паре по кабелю из-за недостаточной надежности.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в токовводе погружного электродвигателя, содержащем установленную в ступенчатом отверстии корпуса электродвигателя изоляционную колодку со ступенчатой наружной поверхностью, уступ которой взаимодействует с уступом отверстия корпуса, и отверстиями по числу разъемных контактных пар, соединяющих жилы кабеля и выводы обмоток, средства герметизации, включающие эластичный уплотнитель, выполненный с возможностью взаимодействия со стенкой отверстия корпуса электродвигателя и изоляцией жилы кабеля, пропущенной через отверстие уплотнителя и через полый нажимной

51

винт, соединенный с оезьбовым участком ступенчатого отверстия корпуса электродвигателя, упорные средства для контактных элементов, соединенных с выводами обмоток, и для изоляционной колодки, последняя и уплотнитель выполнены в виде отдельных элементов, уплотнитель имеет форму блока и зажим между допопнительно введенными упорными втулками, одна из которых установлена с упором в торец нажимного винта, а вторая, изоляционная, в торец изоляционной колодки и имеет в зоне каждого своего отверстия со стороны, обращенной к изоляционной колодке, кольцевые выступы, выполненные с возможностью перемещения в отверстиях изоляционной колодки, при этом контактные элементы, соединенные с выводами обмоток, выполнены в виде гильз,снабженных обжимными втулками, каждая из которых взаимодействует с соответствующим кольцевым выступом второй изоляционной втулки и имеет на внутренней поверхности участок конической формы, частично охватывающий соответствующую гильзу.

Жилы кабеля в токовводе и весь токоввод в корпусе электродвигателя в предложенной конструкции герметизируются одним уплотнителем выше места соединения элементов контактных пар, которые находятся каждая отдельно в твердом изоляционном материале, из которого выполнены колодка и втулка. Таким образом исключается контакт электрических проводников и уплотнителя.

Усилие обжатия каждого стержня гильзой в контактной паре задается замкнутым объемом, ограничивающим уплотнитель, и передается через обжимную втулку, что обеспечивает стабильное переходное сопротивление контактной пары.

На фиг.1 представлен продольный разрез токоввода погружного электродвигателя,4 на фиг,2 - вид на устройство с защитным корпусом.

Токоввод погружного электродвигателя содержит изоляционную колодку 1 со ступенчатой наружной поверхностью и эластичный уплотнитель 2, которые выполнены в виде отдельных элементов Изоляционная колодка 1 установлена в ступенчатом отверстии корпуса 3 электродвигателя, причем уступ k на ее

10

15

20

25

наружной поверхности взаимодействует с уступом в отверстии корпуса 3 электродвигателя .

Уплотнитель 2 средств герметизации токоввода имеет форму блока, зажат между упорными втулками 5 и 6 и взаимодействует со стенкой отверстия корпуса 3 электродвигателя и изоляцией жилы 7 кабеля 8.

Упорная втулка 5, поджинающая уплотнитель 2, установлена с упором в торец полого нажимного винта 9. Втулка 6, выполненная из изоляционного материала, установлена с упором в торец изоляционной колодки 1 , Во втулке 5, уплотнителе 2 и втулке 6 имеются продольные отверстия под жилы 7 кабеля Р, причем на втулке б в зоне каждого отверстия со стороны, обращенной к изоляционной колодке 1, имеются кольцевые выступы, выполненные с возможностью перемещения в со- осных им отверстиях изоляционной колодки 1 .

Нажимной винт 9 соединен с резьбовым участком ступенчатого отверстия корпуса 3 электродвигателя. На выводах 10 обмотки электродвигателя 30 закреплены разрезные гильзы 11, на наружных боковых поверхностях которых имеются проточки 12, где установлены упорные шайбы 13.

Упорные шайбы 13 взаимодействуют с упорными буртами 14, образованными в отверстиях изоляционной колодки 1 по числу контактов. Гильзы 11 снабжены обжимными втулками 15, каждая из которых взаимодействует с соответствующим кольцевым выступом изоляционной втулки 6 и имеет на внутренней поверхности участок 16 конической формы, частично охватывающей соответ- ствующую гильзу 11. Кила 7 кабеля 8 при установке в токоввод зачищается от изоляции, при этом гильзой 11 обжимается проводник 17.

Для защиты резьбы на нажимном винте 9 используются уплотнительное кольцо 18 и прокладка 19.

Кабель 8 после разделки и установки его жил 7 в токоввод закрепляется винтами 20 на корпусе 3 электродвигателя с помощью защитного кор- л 4 пуса 21.

Предложенная конструкция позволяет также выполнить токоввод для каждой жилы отдельно.

Сборка токоввода погружного электродвигателя производится следующим образом.

На заводе-изготовителе в процессе сборки электродвигателя в отверстие корпуса 3 протягивают выводы 10 обмоток с заранее припаянными к ним гильзами 11, и на них устанавливается колодка 1, На каждую гильзу 11 в проточку 12 устанавливается упорная шайба 13 и перемещается до упора 1А в продольных отверстиях колодки 1 .. Далее на каждую гильзу 11 устанавливается обжимная втулка 15.

Затем в отверстие корпуса 3 электродвигателя устанавливается втулка 6 образом,. чтобы ее кольцевые выступы соприкасались с торцами втулок 15.

Устанавливаются уплотнитель 2,

прокладка 19 и втулка 5, а также сплошная металлическая прокладка (на чертеже не показана). В винте 9 устанавливается уплотнительное кольцо 18 и затем он устанавливается в отверстие корпуса электродвигателя. Закрепляется корпус 21. В таком виде электродвигатель транспортируется к месту эксплуатации.

Перед соединением электродвигателя с жилами 7 кабель 8 разделывают, На концах жил снимают изоляцию до оголения проводников 17 на заданную величину.

Снимают корпус 27, отвинчивают винт 9, снимают элементы 19 и 5 и убирают сплошную металлическую прокладку (на чертеже не показана). Далее вновь устанавливают втулку 5 и прокладку 19 и наживляют винт 9. Подают жилы 7 кабеля 8 в продольные отверстия элементов 5, 2, 6 и 15 до упора изоляцией в обжимную втулку 15 или проводника 17 в гильзу 11.

Производят закручивание 9 до упора, обеспечивая заданное усилие сжатия набора, включающего прокладку 19, втулку 5, уплотнитель 2, втулку б, обжимные втулки 15 и гильзы 11 с упорными шайбами 13, при этом обеспечивается постоянное усилие обжатия гильз 11 втулками 15.

В процессе эксплуатации под воздействием осевых и радиальных усилий

вызывающих деформацию, возможно перемещение гильзы 11 в расточке 16 втулки 15 без разрушения, благодаря уп- ругим свойствам уплотнительного блока 2.

Формула изобретения

Токоввод погружного электродвигателя, содержащий установленную в ступенчатом отверстии корпуса электродвигателя изоляционную колодку со ступенчатой наружной поверхностью,

Уступ которой взаимодействует с уступом отверстия корпуса, и отверстиями по числу разъемных контактных пар, соединяющих жилы кабеля и выводы обмоток, средства герметизации, вклю0 чающие эластичный уплотнитель, выполненный с возможностью взаимодействия со стенкой отверстия корпуса электродвигателя и изоляцией жилы кабеля, пропущенной через отверстие уп5 лотнителя и через полый нажимной винт, соединенный с резьбовым участком ступенчатого отверстия корпуса электродвигателя, упорные средства для контактных элементов, соединенных с вы0 водами обмоток, и для изоляционной . колодки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, изоляционная колодка и уплотнитель выполнены в виде отдельных элементов, уплотнитель имеет форму блока и зажат между дополнительно введенными упорными втулками, одна из которых установлена с упором в торец нажимного винта, а другая изоляционная 0 в торец изоляционной колодки и имеет в зоне каждого своего отверстия со стороны, обращенной к изоляционной колодке, кольцевые выступы, выполненные с возможностью перемещения в

5 отверстиях изоляционной колодки, при этом контактные элементы, соединенные с выводами обмоток, выполнены в виде гильз, снабженных обжимными втулками, каждая из которых взаимодействует с соответствующим кольцевым выступом второй изоляционной втулки и имеет на внутренней поверхности участок конической формы, частично охватывающий соответствующую гильзу.

5

0

fo

SI

ZQlLLLl

01 t

L

Фиг. 2

SO