BR112014026868B1

BR112014026868B1 - Aparelho, método e sistema para a manutenção de uma pressão

Info

Publication number: BR112014026868B1
Application number: BR112014026868-1A
Authority: BR
Inventors: Massimiliano Mariotti; Claudia Cagnarini; Francesco Del Medico
Original assignee: Nuovo Pignone Srl
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2021-12-14
Also published as: EP2847468A1; RU2615881C2; JP2015523043A; BR112014026868A2; ITCO20120024A1; BR112014026868B8; CN104395611A; EP2847468B1; CA2872143A1; KR20150015480A; WO2013167664A1; US20150093256A1; US10711799B2; RU2014143530A; MX2014013595A; AU2013258038A1; AU2013258038B2

Abstract

APARELHO, MÉTODO E SISTEMA PARA A MANUTENÇÃO DE UMA PRESSÃO. A presente invenção se refere, em geral, a manutenção de uma pressão diferencial desejada entre o óleo de arrefecimento de motor e o fluido de trabalho gasoso de uma máquina motocompressora integrada. Trata-se de sistemas e métodos para manter uma pressão diferencial desejada entre um óleo de arrefecimento 110 de um motor elétrico 102 e um fluido de trabalho do gás de processo 108 de um compressor 104 conectado axialmente ao motor elétrico 102. O óleo de arrefecimento 110 atua como um líquido de arrefecimento para o compartimento de motor do motor elétrico e o fluido de trabalho de gás 108 atua como um líquido de arrefecimento para o compartimento de rotor do motor elétrico 102. Pelo menos uma coifa 134 é configurada para fornecer dois compartimentos vedados em um equalizador de pressão e um meio de mola 136 é configurado para adicionar uma pressão diferencial ao óleo de arrefecimento, garantindo que não ocorra nenhum vazamento entre os dois fluxos de fluidos a partir do óleo de arrefecimento para o fluido de trabalho do gás de processo e garantindo que não haja nenhum contato do fluido de trabalho do gás de processo com o estator de motor elétrico, em (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere, em geral, a manutenção de uma pressão diferencial desejada entre o óleo de arrefecimento de motor e o fluido de trabalho gasoso de uma máquina motocompressora integrada.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O uso de motores elétricos de alta velocidade para acionar compressores é comum em muitos pedidos; em particular, motores encapsulados são largamente empregados em ambientes de gás ácido úmido. Durante a operação do motor encapsulado elétrico, uma grande quantidade de calor gerado pelo dispositivo elétrico deve ser direcionada para preservar a integridade do motor encapsulado elétrico. O arrefecimento do motor encapsulado elétrico é fornecido pelo óleo de arrefecimento no estator de motor. Um recipiente que circunda o estator de motor fornece uma separação à prova de vazamentos do fluido de trabalho e do óleo de arrefecimento. O recipiente é feito, tipicamente, de uma camada de material fino e, por conseguinte, é sensível a diferentes pressões entre o óleo de arrefecimento e o fluido de trabalho.

[003] Com base no desejo de proteger o recipiente contra falhas devido às diferentes pressões excessivas entre o óleo de arrefecimento e o fluido de trabalho de gás, os mecanismos evoluíram para controlar a pressão diferencial entre o óleo de arrefecimento e o fluido de trabalho. Esses métodos incluem o uso de vasos externos, com pelo menos um vaso que contém pelo menos uma coifa e um meio de mola para manter a pressão diferencial entre o óleo de arrefecimento e o fluido de trabalho mantendo, assim, uma pressão maior no lado do óleo de arrefecimento para impedir o fluxo do fluido de trabalho no óleo de arrefecimento.

[004] Com base nas condições de operação de motor encapsulado elétrico/de compressor descritas acima, um sistema e métodos associados são desejados, o que permite que um sistema gerencie a pressão diferencial entre o óleo de arrefecimento e o fluido de trabalho de gás de um motocompressor. O sistema deve permitir pelo menos uma pressão ligeiramente maior no lado do óleo de arrefecimento do recipiente impedindo, assim, que o fluido de trabalho de gás vaze no óleo de arrefecimento. O sistema deve compensar as mudanças na pressão de óleo de arrefecimento com base na expansão térmica do óleo de arrefecimento e nas mudanças em pressão de gás com base na utilização de gás a jusante.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] Os sistemas e métodos, de acordo com essas descrições das realizações, se referem às necessidades descritas acima através do fornecimento de um equalizador de pressão conectado a um motocompressor. O equalizador de pressão das realizações tem câmaras criadas por pelo menos uma coifa no interior do equalizador de pressão com uma primeira linha que conecta uma câmara a um compartimento de motor em um motor elétrico e uma segunda linha que conecta uma segunda câmara a um compartimento de rotor em um motor elétrico. As realizações também descrevem pelo menos uma mola associada ao equalizador de pressão e configurada para fornecer uma pressão diferencial desejada entre a pressão de fluido de trabalho de gás e o óleo de arrefecimento.

[006] De acordo com uma realização de um aparelho, um motor elétrico que tem um recipiente que separa um gás de processo, que flui no interior do recipiente e externamente em relação a um rotor de motor elétrico, do óleo de arrefecimento contido em um compartimento do estator de motor elétrico exterior do recipiente conectado axialmente a um compressor. A seguir, na realização exemplificativa, um compressor é fornecido que tem um rotor conectado ao rotor de motor elétrico, em que uma parte do gás de processo do compressor é desviada através do recipiente. Além disso, na realização, um equalizador de pressão é dotado de pelo menos uma coifa conectada hermeticamente a um alojamento para impedir a mistura do gás de processo com o óleo de arrefecimento e dotado de um primeiro reservatório de óleo de arrefecimento e um segundo reservatório de gás de processo no interior do alojamento. Na próxima realização, pelo menos uma mola é configurada para fornecer compressão no óleo de arrefecimento de modo que a pressão de óleo de arrefecimento seja maior do que a pressão de gás de processo. A realização continua com uma conexão a partir do primeiro reservatório para o compartimento do estator de motor elétrico e uma conexão a partir do segundo reservatório para o gás de processo no interior do recipiente.

[007] De acordo com outra realização, é apresentado um método para manter uma pressão diferencial desejada entre o óleo de arrefecimento associada a um compartimento do estator de motor elétrico e o gás de processo associado a um compressor separado por um recipiente integrado no motor elétrico. Continuando com o método da realização, um rotor do motor elétrico é conectado axialmente a um rotor do compressor. Na próxima etapa do método da realização, uma porção do gás de processo é desviada a partir de uma linha de alimentação associada ao compressor através do recipiente. Continuando com o método da realização, um equalizador de pressão é conectado ao motor elétrico através da conexão de um primeiro compartimento do equalizador de pressão contendo óleo de arrefecimento, para o compartimento do estator de motor elétrico e conectando um segundo compartimento do equalizador de pressão contendo o gás de processo, para o compartimento de rotor do motor elétrico; a pressão no primeiro compartimento é mantida maior que da pressão no segundo compartimento.

[008] Em uma realização adicional, é revelado um sistema para manutenção de uma pressão diferencial desejada entre o óleo de arrefecimento e um gás de processo, ambos associados a um motor elétrico que é conectado axialmente a um compressor. A realização inclui meios para a separação do óleo de arrefecimento e o gás de processo. Continuando com a realização, também está incluído um meio para adicionar a pressão diferencial desejada entre o óleo de arrefecimento e o gás de processo em todas as condições de operação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] As Figuras anexas ilustram as realizações, em que:A Figura 1 descreve um motor elétrico encapsulado conectado axialmente a um compressor e conectado a um equalizador de pressão;A Figura 2 descreve uma vista em corte transversal detalhada e ampliada de uma realização de um equalizador de pressão, que detalha as coifas e o conjunto de mola;A Figura 3 descreve uma vista em corte transversal detalhada e ampliada de uma segunda realização de um equalizador de pressão, que detalha as coifas e o conjunto de mola;A Figura 4 escreve uma vista em corte transversal detalhada e ampliada de uma terceira realização de um equalizador de pressão, que detalha as coifas e o conjunto de mola;A Figura 5 escreve uma vista em corte transversal detalhada eampliada de uma quarta realização de um equalizador de pressão, que detalhaas coifas e o conjunto de mola;A Figura 6 escreve uma vista em corte transversal detalhada eampliada de uma quinta realização de um equalizador de pressão, que detalhaas coifas e o conjunto de mola; eA Figura 7 é um fluxograma que descreve um método para equalizar a pressão diferencial entre um compartimento de motor de óleo de arrefecimento e um fluido de trabalho de fase de gás associado a um motor elétrico encapsulado conectado axialmente a um compressor e um equalizador de pressão.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[010] As descrições detalhadas das realizações seguintes se referem aos desenhos anexos. Os mesmos números de referência em Figuras diferentes identificam elementos iguais ou similares. A descrição detalhada seguinte não limita a invenção. Ao contrário, o escopo da invenção é definido pelas reivindicações anexas.

[011] Na Figura 1 é apresentado um diagrama detalhado de uma realização exemplificativa de um sistema motocompressor 100. A realização inclui um motor elétrico 102, um compressor 104 conectado axialmente ao motor elétrico e um equalizador de pressão 106 também conectado ao motor elétrico 102. Deve ser notado nessa realização que o equalizador de pressão 106 é conectado ao motor elétrico 102 através de uma pluralidade de conexões 112, 114 que permitem o fluxo do, pelo menos, fluido de trabalho de gás 108 e o óleo de arrefecimento 110 entre o motor elétrico 102 e o equalizador de pressão 106. Deve ser adicionalmente notado nessa realização, que uma porção do fluido de trabalho do gás de processo 108 é desviada da linha de alimentação do compressor 116 através da linha de alimentação do motor elétrico 118 retornando, assim, a linha de alimentação do compressor 116 antes de entrar no compressor 104. O fluido de trabalho do gás de processo desviado 108 passa através do motor elétrico 102, o qual atua como um fluido de arrefecimento para o rotor 120 do motor elétrico 102 e mancais e estator 122 do rotor 120.

[012] Na próxima realização, o motor elétrico 102 usa um recipiente 124 para separar um compartimento de óleo do motor 126, que contém pelo menos um estator 122 e óleo de arrefecimento 110, a partir de um compartimento de rotor 128, que contém pelo menos o rotor 120 do motor elétrico 102, mancais do rotor 120 e o fluido de trabalho do gás de processo desviado 108. Deve ser notado nessa realização que o recipiente 124 pode ser fabricado a partir de qualquer material adequado para uso em um motor elétrico 102. A realização ilustra adicionalmente um impulsor 132 conectado ao rotor 120 do motor elétrico 102 no fluido de trabalho do gás de processo desviado 108 entra a extremidade do recipiente 124 para aumentar a pressão do fluido de trabalho do gás de processo desviado 108 para assegurar o fluxo através do compartimento de rotor 128. Na realização adicional, o motor elétrico 102 tem uma pluralidade de conexões para permitir que o óleo de arrefecimento 110 e o fluido de trabalho de gás 108 para o fluxo ao longo das trajetórias mostradas como conexões 112, 114 entre o motor elétrico 102 e o equalizador de pressão 106.

[013] Continuando com a realização, um compressor 104 é fixado ao motor elétrico 102 axialmente por conexão do rotor 120 do motor elétrico 102 para o rotor 130 do compressor 104. Na realização, o compressor é alimentado com um fluido de trabalho do gás de processo 108 a partir da linha de alimentação do compressor 116. Deve ser notado que um técnico no assunto irá reconhecer o compressor 104 usado nesse exemplo como um compressor centrífugo acionado de forma axial típico.

[014] Em outro aspecto dessa realização, um equalizador de pressão 106 é conectado ao motor elétrico 102 através das duas linhas 112, 114 revelado anteriormente como conexão para o compartimento de óleo do motor 126 para o fluxo do óleo de arrefecimento 110 e conexão para o compartimento de rotor 128 para o fluxo do fluido de trabalho do gás de processo 108. Em outro aspecto da realização, o fluido de trabalho do gás de processo 108 e o óleo de arrefecimento 110 são contidos em compartimentos separados do equalizador de pressão 106, separado por pelo menos uma coifa 134.

[015] Continuando com outro aspecto da realização, pelo menos um meio de mola 136 atua em pelo menos uma coifa 134 para adicionar uma força de mola, além disso, para a força exercida pelo fluido de trabalho de gás 108 para o óleo de arrefecimento 110. Deve ser notado que a pressão do óleo de arrefecimento 110 é mantida alta, tipicamente ligeiramente maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo 108. Consequentemente, na realização, se um vazamento se desenvolve em qualquer barreira entre o óleo de arrefecimento 110 e o fluido de trabalho de gás 108, o vazamento será em uma direção do óleo de arrefecimento 110 para o fluido de trabalho de gás 108.

[016] Tem que ser considerado que é provável que o gás azedo/ácido esteja presente nos reservatórios de gás natural e que o aparelho, de acordo com a presente invenção, seja tipicamente usado para compressão de tal gás natural.

[017] Uma vez que o gás de processo, por exemplo, o gás natural que potencialmente contem altas porcentagens de H2S e C02, é usado como meio de líquido de arrefecimento do motor elétrico, existe o risco de corrosão dos enrolamentos de motor elétrico e das laminações de motor elétrico. Por essa razão, o estator de motor é encapsulado dentro de um recipiente preenchido com óleo.

[018] De qualquer maneira, se os vestígios de gás azedo/ácido estão presentes no óleo, o risco de corrosão não seria evitado pelo recipiente simples. Por essa razão, se o óleo no exterior do recipiente está em uma pressão maior do que o gás de processo no interior do recipiente, o gás de processo e qualquer gás azedo/ácido contido no mesmo não pode entrar no recipiente nem mesmo se houver qualquer contato entre óleo e o gás devido a, por exemplo, fendas ou furos no recipiente. Portanto, o óleo serve tanto como um meio de proteção e um meio de arrefecimento.

[019] Conforme já dito, o gás de processo 108 é usado para arrefecer o rotor de motor elétrico 126 no interior do recipiente 124 e o óleo 110 é usado para arrefecer o estator de motor elétrico 128 no exterior do recipiente 124. O gás flui ao longo de todo o compartimento de rotor 128 e do recipiente 124. O óleo é pressurizado pelo equalizador de pressão 106 e permanece no interior do compartimento de estator 126; dessa maneira, isto é, sem fluxo, é mais fácil manter uma pressão maior, tipicamente uma pressão ligeiramente maior ao longo de todo o recipiente 124. De qualquer maneira, o óleo flui através da convecção natural no interior do compartimento de estator 126 e permite o arrefecimento do estator de motor elétrico.

[020] Deve ser notado adicionalmente que a pressão do óleo de arrefecimento 110 e o fluido de trabalho do gás de processo 108 podem ser monitorados. A equalização ou queda da pressão entre dois fluidos indica que pelo menos uma de uma pluralidade de barreiras entre os dois fluidos falhou e a manutenção do sistema é aconselhável.

[021] A Figura 2 descreve uma realização de um corte transversal detalhado 200 de um equalizador de pressão. O corte transversal 200 representa um exemplo do equalizador de pressão 106 do sistema de equalização de pressão 100 (consulte Figura 1). O corte transversal da realização 200 inclui um invólucro 202, em pelo menos uma coifa 204 conectada de modo que a mesma forme duas câmaras isoladas 206, 208. Uma câmara 208 da realização contém o fluido de trabalho do gás de processo e uma outra câmara 206 contém o óleo de arrefecimento.

[022] Em outro aspecto da realização, uma conexão 212 permite que a câmara que contém o óleo de arrefecimento seja conectada ao compartimento de motor de um motor elétrico, aplicando, assim, o compartimento de motor pressão de óleo de arrefecimento contra um lado da coifa 204 no equalizador de pressão 200. Em outro aspecto adicional da realização, a conexão 214 permite que a câmara que contém o fluido de trabalho do gás de processo seja conectada ao compartimento de rotor de um motor elétrico, aplicando, assim, o compartimento de rotor pressão de fluido de trabalho de gás contra o outro lado da coifa 204 no equalizador de pressão e criando a pressão diferencial desejada entre os dois fluidos.

[023] Continuando com a realização, pelo menos um meio de mola 216 é instalado de modo que a força exercida por aquele meio de mola seja direcionada para adicionar uma força de compressão para o óleo de arrefecimento, além disso, para a força fornecida pela pressão do fluido de trabalho do gás de processo no lado oposto da coifa 204. Consequentemente, na realização, a pressão do óleo de arrefecimento é maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo e quaisquer vazamentos entre os compartimentos que contém óleo de arrefecimento e os compartimentos que contém fluido de trabalho do gás de processo irão resultar em vazamentos de óleo de arrefecimento no fluido de trabalho do gás de processo.

[024] De volta agora à Figura 3, uma outra realização descreve um equalizador de pressão 300 que inclui um invólucro 302 fixado a uma base de montagem 304, em pelo peno uma coifa 306 fixada a uma placa interna 308 e uma mola de compressão 310 no interior do compartimento 312 formado pela coifa e exercendo uma força de compressão no compartimento 314, que contém o óleo de arrefecimento. Deve ser notado na realização que a pressão do óleo de arrefecimento é mantida levemente maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo com base nas pressões combinadas do fluido de trabalho do gás de processo e a força de compressão fornecida pela mola 310.

[025] Continuando com a realização, o equalizador de pressão 300 tem uma conexão 316 para conectar o equalizador de pressão 300 para o compartimento de motor de um motor elétrico e uma conexão 318 para conectar o equalizador de pressão 300 ao compartimento de rotor do motocompressor. Deve ser notado que a conexão 316 permite que o óleo de arrefecimento flua a partir compartimento 314 para o compartimento de motor do motocompressor e a conexão 318 permite que o fluido de trabalho do gás de processo para fluir a partir do compartimento 312 do equalizador de pressão para o compartimento de rotor do motocompressor. Deve ser notado na realização que uma medição que reflete igual ou a pressão diferencial reservada entre o fluido de trabalho de gás e o óleo de arrefecimento indica uma falha na barreira entre o fluido de trabalho do gás de processo e o óleo de arrefecimento.

[026] Continuando agora na Figura 4, uma outra realização de um equalizador de pressão 400 é apresentada. A realização inclui um invólucro 402 fixado a uma base de montagem 404, pelo menos uma coifa 406 fixada a um cilindro interno 408 e uma mola de expansão 410 no interior do compartimento 414 e separado do compartimento 412, formado pela coifa 406 e que exerce uma força de compressão no compartimento 414, no exterior da coifa 406 que contém o óleo de arrefecimento. Deve ser notado nessa realização que o compartimento 414 contém a mola 410 que também contém o óleo de arrefecimento. Continuando com a realização, o equalizador de pressão 400 tem uma conexão 418 para se conectar ao compartimento de rotor do motor elétrico, que permite que o fluxo do fluido de trabalho do gás de processo entre o compartimento de rotor e o equalizador de pressão 400, e uma conexão 416, permitindo o fluxo de óleo de arrefecimento entre o compartimento de motor e o equalizador de pressão 400. Em um aspecto adicional da realização, a pressão do óleo de arrefecimento é sempre maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo devido à força do meio de mola 410 que é adicionada à força do fluido de trabalho do gás de processo exercida na barreira de coifas entre o fluido de trabalho de gás e o óleo de arrefecimento.

[027] Continuando agora na Figura 5, uma outra realização de um equalizador de pressão 500 é apresentada. A realização inclui um invólucro 502 fixado a uma base de montagem 504, pelo menos uma coifa 506 fixada a um maio de placa 508 e um meio de mola de compressão 510 no interior do compartimento 514 e separado do compartimento 512 formado pela coifa 506 e que exerce uma força de compressão no compartimento 512, no interior da coifa 506 que contém o óleo de arrefecimento. Deve ser notado na realização que o compartimento 514 contém a mola 510 que também o fluido de trabalho do gás de processo. Continuando com a realização, o equalizador de pressão 500 tem uma conexão 516 para se conectar ao compartimento de rotor do motor elétrico, que permite o fluxo do fluido de trabalho de gás entre o compartimento de rotor e o equalizador de pressão 500, e uma conexão 518, que permite o fluxo de óleo de arrefecimento entre o compartimento de motor e o equalizador de pressão 500. Em um aspecto adicional da realização, a pressão do óleo de arrefecimento é sempre maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo devido à força do meio de mola 510 que é adicionada à força do fluido de trabalho do gás de processo exercida na barreira de coifas entre o fluido de trabalho do gás de processo e o óleo de arrefecimento.

[028] Continuando agora na Figura 6, uma outra realização de um equalizador de pressão 600 é apresentada. A realização inclui um invólucro 602 fixado a uma base de montagem 604, pelo menos uma coifa 606 fixada a uma placa 608 e uma mola de compressão 610 no interior do compartimento 614 e separada do compartimento 612, formada pela coifa 606, e que exerce uma força de compressão no compartimento 614, no exterior da coifa 606 que contém o óleo de arrefecimento. Deve ser notado na realização que o compartimento 614 contém a mola 610 que também contém o óleo de arrefecimento. Continuando com a realização, o equalizador de pressão 600 tem uma conexão 618 para se conectar ao compartimento de rotor do motor elétrico, que permite que o fluxo do fluido de trabalho do gás de processo entre o compartimento de rotor e o equalizador de pressão 600, e uma conexão 616, permitindo o fluxo de óleo de arrefecimento entre o compartimento de motor e o equalizador de pressão 600. Em um aspecto adicional da realização, a pressão do óleo de arrefecimento é sempre maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo devido à força da mola 610 que é adicionada à força do fluido de trabalho do gás de processo exercida na barreira de coifas entre o fluido de trabalho do gás de processo e o óleo de arrefecimento.

[029] Continuando agora na Figura 7, uma realização do método 700 para manutenção de uma pressão diferencial desejada entre o óleo de arrefecimento 110 associado a um motor elétrico 102 e um fluido de trabalho do gás de processo 108 associado a um compressor 104 é revelada. Deve ser notado na realização que a pressão do óleo de arrefecimento 110 é mantida ligeiramente maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo 108. Consequentemente, quaisquer vazamentos na barreira entre o óleo de arrefecimento 110 e o fluido de trabalho do gás de processo 108 irão resultar em óleo de arrefecimento 110 que flui no fluido de trabalho do gás de processo 108.

[030] Começando na etapa da realização do método 702, um rotor 120 do motor elétrico 102 é conectado axialmente a um rotor 130 do compressor 104. Deve ser notado na realização que um recipiente 124 que circunda axialmente o rotor 120 do motor elétrico 102 e o estator 122 e fornece uma barreira que cria um compartimento de rotor 128 separado de um compartimento de motor 126. Continuando com a realização do método, o óleo de arrefecimento 110 é contido no compartimento de óleo do motor 126, em contato com as paredes externas do recipiente 124.

[031] Na etapa da realização do método a seguir 704, uma porção do fluido de trabalho do gás de processo 108 da alimentação 116 para o compressor 104 é desviada 118 através do interior do recipiente 124, que passa ao redor do rotor 120 do motor elétrico 102 e do estator 122. Deve ser notado na realização que o fluido de trabalho do gás de processo 108 desviado através do recipiente 124 do motor elétrico 102 funciona como um líquido de arrefecimento para pelo menos o rotor 120 do motor elétrico 102 e os mancais do rotor do estator 122. Na realização do método, o fluido de trabalho do gás de processo desviado 108 na linha 118 pode ser retornado à linha de alimentação 116 para entrar no compressor 104 ou pode ser enviado separadamente ao compressor 104.

[032] Na etapa da realização do método 706, um equalizador de pressão 106 é conectado ao motor elétrico 102. Deve ser notado na realização que o equalizador de pressão 106 é conectado a pelo menos uma linha 112 que permite o fluxo do óleo de arrefecimento entre o compartimento de óleo do motor 126 do motor elétrico 102 e pelo menos um compartimento do equalizador de pressão 106 e uma linha 114 que permite o fluxo do fluido de trabalho do gás de processo entre o compartimento de rotor 128 do motor elétrico 102 e um segundo compartimento do equalizador de pressão 106. Em um outro aspecto da realização do método, pelo menos uma coifa 134 é configurada como uma barreira entre os dois fluidos 108, 110 no equalizador de pressão 106.

[033] Continuando com um outro aspecto da realização do método, pelo menos uma mola 216 é configurada no equalizador de pressão 106 para fornecer uma força aditiva com a força de pressão do fluido de trabalho do gás de processo 108 exercida no óleo de arrefecimento 110 e fornecer uma pressão ligeiramente maior para o óleo de arrefecimento 110, que o fluido de trabalho do gás de processo 108. Deve ser adicionalmente notado na realização do método que uma falha de qualquer barreira entre o óleo de arrefecimento 110 e o fluido de trabalho do gás de processo 108 irá resultar em uma queda na pressão diferencial entre o óleo de arrefecimento 110 e o fluido de trabalho do gás de processo 108 e, consequentemente, uma indicação de uma falha da barreira.

[034] Em um outro aspecto da realização, pelo menos um meio impulsor 132 é conectado ao rotor 120 do motor elétrico 102 fornece uma pressão de gás aumentada para manter um fluxo de fluido de trabalho do gás de processo 108 através do recipiente 124. Deve ser notado que o impulsor pode ser conectado à extremidade do rotor 120. Um outro aspecto da realização do método prevê que a pressão do óleo de arrefecimento 110 é sempre ligeiramente maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo 108.

[035] As realizações descritas fornecem um sistema e um método para manter a pressão do óleo de arrefecimento ligeiramente maior do que a pressão do fluido de trabalho do gás de processo nos lados adjacentes do recipiente em um motor elétrico encapsulado. Deve-se compreender que essa descrição não se destina a limitar a invenção. Ao contrário, as realizações são destinadas a cobrir alternativas, modificações e equivalências, que estão incluídas no espírito e no escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações anexas. Adicionalmente, na descrição detalhada das realizações, inúmeros detalhes específicos são estabelecidos para fornecer um entendimento compreensível da invenção reivindicada. Todavia, alguém técnico no assunto entenderia que várias realizações podem ser praticadas sem tais detalhes específicos.

[036] Embora as características e elementos das presentes realizações são descritas nas realizações em combinações particulares, cada característica ou elemento pode ser usada por si só sem outras características e elementos das realizações ou em diversas combinações com ou sem as características e elementos descritos no presente documento.

[037] A presente descrição escrita usa exemplos da matéria revelada para permitir que qualquer técnico no assunto pratique a mesma, incluindo realizar e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da matéria é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles técnicos no assunto. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações.

Claims

1. APARELHO, caracterizado por compreender:- um motor elétrico (102) que tem um recipiente (124) para a separação de um gás de processo, que flui no interior do recipiente (124) e externamente em relação a um rotor de motor elétrico (120), a partir de um óleo de arrefecimento contido em um compartimento do estator (126) de motor elétrico que circunda o rotor (120) de motor elétrico;- um compressor (104) que tem um rotor (130) conectado ao rotor de motor elétrico (120), em que uma parte do gás de processo do compressor é desviada através do recipiente (124) do motor elétrico (102); e- um equalizador de pressão (106) que compreende:- pelo menos uma coifa (134) conectada hermeticamente a um alojamento a fim de criar um primeiro reservatório do óleo de arrefecimento (110) e um segundo reservatório do gás de processo (108) no interior do alojamento e a fim de impedir a mistura do gás de processo (108) com o óleo de arrefecimento (110) no interior do alojamento;- pelo menos uma mola (136) configurada para fornecer compressão no óleo de arrefecimento (110) de modo que a pressão do óleo de arrefecimento no primeiro reservatório seja maior do que a pressão de gás de processo no segundo reservatório;- uma conexão (112) a partir do primeiro reservatório ao compartimento do estator de motor elétrico fora do recipiente (124) do motor elétrico (102); e- uma conexão (114) a partir do segundo reservatório ao gás de processo no interior do recipiente (124) do motor elétrico (102);pelo qual o gás de processo (108) não entra em contato com um estator (122) do motor elétrico (102), em particular laminações do motor elétrico e enrolamentos do motor elétrico; e em que o arrefecimento do estator do motor elétrico é alcançado por óleo de arrefecimento que flui por convecção natural dentro do compartimento do estator (126).

2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo aparelho detectar uma falha da coifa fechada hermeticamente (134) com base em uma queda de uma pressão diferencial entre o gás de processo e o óleo de arrefecimento.

3. APARELHO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 2, caracterizado pelo gás de processo operar como um fluido de arrefecimento para o rotor de motor elétrico (120).

4. APARELHO, de acordo qualquer uma das reivindicações 1a 2, caracterizado pela pressão de óleo de arrefecimento (110) ser sempre maior do que a pressão de gás de processo (108).

5. APARELHO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, caracterizado pelo rotor de motor elétrico (120) ter um meio impulsor fixado à extremidade do rotor de motor elétrico (120) para elevar a pressão de gás de processo (108) até uma pressão diferencial em relação ao óleo de arrefecimento.

6. APARELHO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 5, caracterizado pelo equalizador de pressão (106) manter o compartimento do estator de motor elétrico (126) preenchido com óleo de arrefecimento a uma pressão diferencial.

7. APARELHO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 6, caracterizado pelo equalizador de pressão (106) ser configurado para operar como um reservatório de óleo de arrefecimento para o compartimento do estator de motor elétrico (126) do motor elétrico (102).

8. APARELHO, de acrdo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 7, caracterizado pelo compartimento do estator de motor elétrico (16) ser configurado para estabelecer um fluxo de convecção natural do óleo de arrefecimento pressurizado em seu interior.

9. APARELHO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 8, caracterizado pelo compartimento do estator de motor elétrico (16) ser configurado como um compartimento fechado somente recebendo o óleo de arrefecimento do equalizador de pressão (106).

10. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo equalizador de pressão (106) ser integrado internamente.

11. MÉTODO (700) PARA A MANUTENÇÃO DE UMA PRESSÃO diferencial desejada entre o óleo de arrefecimento associado a um compartimento do estator de motor elétrico (126) de um motor elétrico (102) e o gás de processo (108) associado a um rotor de motor elétrico (120) conectado axialmente a um compressor (104), em que o óleo de arrefecimento e o gás de processo (108) são separados por um recipiente integrado no motor elétrico, caracterizado por compreender as etapas de:- conectar axialmente um primeiro rotor associado ao motor elétrico a um segundo rotor associado ao compressor (702);- desviar uma porção de gás de processo a partir de uma linha de alimentação associada para o compressor através do recipiente no motor elétrico (704); e- conectar um equalizador de pressão através da conexão de um primeiro compartimento, o qual contém o óleo de arrefecimento do equalizador de pressão, ao compartimento do estator de motor elétrico; e conectar um segundo compartimento, o qual contém o gás de processo do equalizador de pressão, ao motor elétrico compartimento de rotor (706); eem que o arrefecimento do estator do motor elétrico é alcançado por óleo de arrefecimento que flui por convecção natural dentro do compartimento do estator (126).

12. SISTEMA PARA O RESFRIAMENTO DE UM ESTATOR DE MOTOR ELÉTRICO (122) de um aparelho, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, compreendendo um sistema para a manutenção de uma pressão, diferencial entre o óleo de arrefecimento associado a um estator de motor elétrico (122) e o gás de processo associado a um rotor de motor elétrico (120) conectado axialmente a um rotor de compressor, caracterizado pelo sistema compreender:- meios para separar o óleo de arrefecimento e o gás de processo;- meios para equilibrar a pressão entre o óleo de arrefecimento e o gás de processo; e- meios para adicionar a pressão diferencial ao óleo de arrefecimento; eem que o arrefecimento do estator do motor elétrico é alcançado por óleo de arrefecimento que flui por convecção natural dentro do compartimento do estator (126).

13. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender adicionalmente meios para arrefecer o rotor de motor elétrico (120).