Глубоководный силовой электроагрегат Советский патент 1993 года по МПК H02K5/12 H02K9/02 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к устройствам, позво- ляющим повысить эффективность и надежность работы электродвигателей в сверхглубинных условиях

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности силового электроагрегата при сверхвысоких и переменных давлениях окружающей среды.

В отличии от известных глубоководный силовой агрегат снабжен распорным элементом в виде штока, который концентрично пропущен через полость якорного вала и жестко зафиксирован к торцевым крышкам герметичного корпуса. Отличием следует считать то, что между ребрами герметичного корпуса размещен теплоотводящий трубопровод, который соединен с корпусом через отверстия в его торцевых зонах и последовательно включен в вентиляционную систему и то, что ведущая муфта электродвигателя снабжена вентиляционными лопастями и между диском ведущей муфты и корпусом установлено уплотняющее кольцо.

На фиг.1 показана общая компоновка электроагрегата; на фиг,2 и 3 - поперечные разрезы.

Глубоководный силовой электроагрегат содержит: герметичный сребренный корпус 1, электродвигатель постоянного тока 2, распорный шток 3, торцевую крышку 4 с перепускным штуцером 5 и крышку 6 с цилиндрическим тонкостенным элементом 7, уплотняющий кольцевой элемент 8, ведущую муфту 9 с вентиляционными лопастями 10 и с подковообразными постоянными магнитами 11. С внешней стороны электроагрегата расположены: подшипниковый щит 12, опорный вал 13, подшипники скольжения 14,15, ведомая муфта с ферромагнитными полюсами 17. трубопровод 18.

сл

00

ю

СА

О

VI ю

герметичный разъем 19 и компенсационная камера 20 в виде спирали из полой эластичной трубки с ленточным элементом 21. выполненный из стальной полосы.

Заполнение пустот между корпусами агрегата и электродвигателя теплопроводным материалом, а также межполюсных пустот полимерным материалом на рисунках условно обозначено в виде точечной штриховки.

Для увеличения силы магнитосцепле- ния с ферромагнитными полюсами ведомой муфты 16, постоянные магниты ведущего диска выполнены из редкоземельного материала, например, из никель-самария.

Крутящий момент на валу ведомой муфты 16 пропорционально зависит от касательной силы реакции магнитосцепления, от количества ферромагнитных пар и от расположения их относительно оси вращения.

Жесткая связь распорного штока 3 с торцевыми крышками 4, б повышает надежность работы электроагрегата, как при сверхвысоких давлений, так и при переменных их значений.

В качестве дополнения по описанию конструкции и функционированию агрегата, следует отметить, что за счет заполнения пустот между корпусом и электродвигателем теплопроводным материалом, а также за счет оребрения корпуса и принудительной перекачки (вентиляции) инертного газа через отверстия якоря и теплоотводящий трубопровод 18 повышается интенсивность теплоотвода в окружающую среду, и тем самым, надежность работы электродвигателя постоянного тока. Кроме того за счет заполнения пустот агрегата эффективно скажется на процессе выравнивания давлений при относительно небольшом объеме компенсационной камеры 20, а за счет заполнения межполюсных промежутков ведущей и ведомой муфт полимерным материалом приведет к снижению потерь на трение и шумности работы.

Выполнение спирального элемента 21 из стальной полосы обеспечивает удержание компенсационной камеры 20 в некоторой малогабаритной форме и исключает склеивание стенок эластичной трубки при относительно сверхвысоких давлениях окружающей среды.

В процессе работы электродвигателя 2 крутящий момент от ведущей муфты 9 к ведомой 16 передается, как уже отмечалось, за счет магнитосцепления постоянных магнитов 11 с ферромагнитными полюсами 17. При этом рассеивание магнитных силовых линий через другие элементы агрегата практически исключено за счет выполнения цилиндрического тонкостенного элемента 7, дисков ведущей и ведомой муфт 9. 16 и тор- девой крышки 6 из диамагнитного материала, например, из нержавеющей стали,

При вращении ведущей муфты 9 обеспечивается перекачка инертного газа через теплоотводящий трубопровод 18 посредством лопастей 10. При этом уплотняющий

0 кольцевой элемент 8 повышает эффективность перекачки газа.

При погружении или подъеме агрегата из морских глубин на поверхность компенсационной камеры 20 будут действовать пе5 ременные силы давления, которые приведут к уменьшению или увеличению объема камеры, и как следствие, к выравниванию давления газов в корпусе агрегата с окружающей средой. При этом распорный

0 шток 3 будет мгновенно воспринимать на себя осевую нагрузку, как при повышении, так и при понижении давления окружающей среды.

Эффективность силового электроагре5 гата достигается за счет интенсификации охлаждения его узлов и за счет упрощения конструкции и повышения прочности герметичного корпуса посредством жесткой связи его торцевых крышек.

0 Формула изобретения

Глубоководный силовой электроагрегат, содержащий герметичный корпус, заполненный инертным газом и соединенный с эластичной компенсационной камерой

5 спиральной формы, электродвигатель постоянного тока, размещенный в корпусе с ведущей муфтой, которая выполнена в виде зубцовых полюсов из постоянных магнитов, зубцовую ведомую муфту, расположенную с.

0 внешней стороны корпуса на опорном валу, и распорный элемент между торцевыми крышками герметичного корпуса, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатацион5 ной надежности при сверхвысоких и переменных давлениях окружающей среды, между ребрами герметичного корпуса раз- с мещен теплообводящий трубопровод, который соединен с корпусом через отверстия в

0 его торцевых зонах и последовательно включен в вентиляционную систему охлаждения ротора, причем ведущая муфта снабжена вентиляционными лопастями, между диском ведущей муфты и корпусом установ5 лено уплотняющее кольцо, вал якоря выполнен полым и распорный элемент, выполненный в виде штока, концентрично пропущен через полость вала и зафиксирован к торцевым крышкам герметичного корпуса.

Использование: в герметичных энергетических установках, работающих в сверхглубинных условиях. Сущность изобретения: в корпусе между ребрами размещен теплообводящий трубопровод, который соединен с корпусом через отверстия в его торцевых зонах и последовательно включен в вентиляционную систему охлаждения ротора. Ведущая муфта снабжена вентиляционными лопастями. Вал якоря выполнен полым, распорный элемент, выполненный в виде штока, концентрично пропущен через полость вала и зафиксирован к торцевым крышкам герметичного корпуса 3 ил.

6iOC28l

Редактор

fvJW

Фиг. 3 Y

Составитель В.Данковцев

Техред М.МоргенталКорректор М. Демчик

/5