DE1845050U

DE1845050U - PRESSURE COMPENSATING DEVICE FOR AN ELECTRIC SUBMERSIBLE MOTOR FILLED WITH LIQUID.

Info

Publication number: DE1845050U
Application number: DEP19053U
Authority: DE
Original assignee: Pleuger & Co
Current assignee: Pleuger & Co
Priority date: 1961-11-13
Filing date: 1961-11-13
Publication date: 1962-01-18

Description

Es wird hiermit die Eintragung eines Gebrauchsmusters für : die Firma Pleuger & Co., Hamburg-WandsbekFriedrich-Ebert-Damm 10 auf eine Neuerung betreffend : "Druckausgleichsvorrichtung für einen mit Flüssigkeit gefüllten elektrischenTauchmotorn beantragt. Es wird die Priorität beansprucht aus der Anmeldung Land: nur. : Tag :- Die Anmeidegebühr wird auf das Postscheckkonto des Deutschen Patentamtes über- wiesen, sobald das Aktenzeichen bekannt ist. Anlagen : -2 Doppel des Antrages, 1 Beschreibung mit 4 Schutzansprüchen, '9<<h-dreifach, 1 Blatt Zeichnung 3<<M<aat)-dreifach, Zeichnungspause (die vorschriftsmäßigen Zeichnungen werden nach- gereicht), 2 vorbereitete Empfangsbescheinigung (en). einer Einfüllöffnung versehen. Bei der ersten Auffüllung des Motors durch die Einfüllöffnung wird die Membran durch die auf ihr lastende Flüssigkeitssäule zusammengedrückt, da der Motor noch nicht in den Brunnen abgesenkt ist und auf die Membran kein hydrostatischer Gegendruck wirkt. Der Motorraum wird solange mit der Flüssigkeit gefüllt, bis diese aus dem Überdruckventil austritt. Bei der ersten Inbetriebnahme des in den Brunnen abgesenkten Motors dehnt sich die Füllflüssigkeit infolge Erwärmung aus und tritt mit etwaigen im Motor vorhandenen Luftblasen durch das Überdruckventil nach außen. Es wird dadurch erreicht, daß im Motorraum keine Korrosion durch Luftsauerstoff eintreten kann, und daß besonders das obere Motorwellenlager stets von der Füllflüssigkeit, die gleichzeitig als Schmiermittel dient, umgeben ist. The registration of a utility model for: the company Pleuger & Co., Hamburg-Wandsbek-Friedrich-Ebert-Damm 10 regarding an innovation: "Pressure equalization device for a liquid-filled one electric submersible motor requested. The priority is claimed from the registration Country: only. : Day :- The avoidance fee is transferred to the postal check account of the German Patent Office. as soon as the file number is known. Investments : -2 duplicates of the application, 1 description with 4 protection claims, '9 << h-triple, 1 sheet of drawing 3 << M <aat) -triple, Drawing pause (the correct drawings are handed), 2 prepared receipt (s). provided with a filling opening. When the motor is filled for the first time through the filling opening, the membrane is compressed by the column of liquid that weighs on it, since the motor has not yet been lowered into the well and no hydrostatic counterpressure acts on the membrane. The engine compartment is filled with the liquid until it emerges from the pressure relief valve. When the motor is lowered into the well for the first time, the filling liquid expands as a result of heating and, with any air bubbles in the motor, it escapes through the pressure relief valve. The result is that no corrosion from atmospheric oxygen can occur in the engine compartment, and that especially the upper engine shaft bearing is always surrounded by the filling liquid, which at the same time serves as a lubricant.

Ferner ist Voraussetzung für einen einwandfreien Betrieb, daß der Motor an der Austrittsstelle der Motorwelle flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, z. B. durch eine Stirndichtung.It is also a prerequisite for proper operation that the The motor is sealed liquid-tight at the exit point of the motor shaft, z. B. by an end seal.

Beim Abschalten des Motors kühlt sich die Füllflüssigkeit ab und vermindert ihr Volumen. Da das Überdruckventil geschlossen und der Motor flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, wird diese Volumenverminderung der Füllflüssigkeit durch die elastische Membran ausgeglichen, die aus möglichst weichem elastischem Werkstoff besteht, um bei erneuter Erwärmung des Motors das Ausdehnungsvolumen der Füllflüssigkeit durch Zusammendrücken auffangen zu können, ohne daß das Überdruckventil zum Ansprechen kommt. Zweckmäßig steht das Überdruckventil unter einer Federvorspannung, die größer ist als der geringe, bei Ausdehnung der Fallflüssigkeit auftretende Druckanstieg. Die gemäß der Neuerung vorgesehene weich-elastische Membran gleicht daher den Druck der sich beim Betrieb des Motors ausdehnenden Füllflüssigkeit vollständig aus, ohne daß diese an der Austrittsstelle der Motorwelle oder durch das Überdruckventil nach außen dringen kann und ohne daß andererseits die beim Ausschalten des Motors sich abkühlende und zusammenziehende Füllflüssigkeit im Motor einen geringeren Druck und damit ein Eindringen korrosionsgefährlicher Außenflüssigkeit durch mögliche kleine Undichtheiten hervorruft. Auf diese Weise ist stets eine vollständige Füllung des Motorraums mit der korrosionsverhütenden Flüssigkeit sowie eine sichere Schmierung der Motorlagerungen gewährleistet.When the engine is switched off, the filling liquid cools down and decreases their volume. Because the pressure relief valve is closed and the motor is leakproof is completed, this volume reduction of the filling liquid by the elastic membrane balanced, made from the softest possible elastic material exists to reduce the expansion volume of the filling liquid when the engine is heated up again to be able to catch by squeezing without the pressure relief valve comes to respond. The pressure relief valve is expediently under a spring preload, which is greater than the small pressure increase that occurs when the falling liquid expands. The soft, elastic membrane provided according to the innovation therefore balances the pressure the filling liquid, which expands during the operation of the engine, completely without that this at the exit point of the motor shaft or through the pressure relief valve can penetrate outside and without the other hand when switching off the engine itself cooling and contracting filling fluid in the engine results in a lower pressure and thus the penetration of corrosive external fluids through possible causes small leaks. In this way there is always a complete filling the engine compartment with the anti-corrosive fluid as well as safe lubrication the engine mounts guaranteed.

In weiterer Ausgestaltung der Druckausgleichsvorrichtung ist die die Membran aufnehmende Kammer so ausgebildet, daß die Membran weder bei ihrer vollen Ausdehnung noch bei ihrem vollen Zusammendrücken beschädigt wird. Zu diesem Zweck sind die zum Motorraum und nach außen führenden Öffnungen der Kammer durch Scheiben abgedeckt, die der Membran in ihrer Endlage eine Auflagefläche bieten, dabei aber den Durchtritt der Motorflüssigkeit bzw. der Außenflüssigkeit nicht hindern.In a further embodiment of the pressure compensation device is the Membrane receiving chamber designed so that the membrane is neither when it is full Expansion is still damaged when fully compressed. To this end are the openings of the chamber through panes leading to the engine compartment and to the outside covered, which offer the membrane in its end position a support surface, but Do not prevent the passage of the motor fluid or the external fluid.

Weitere Einzelheiten der neuen Druckausgleichsvorrichtung ergeben sich aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht ist. In der Zeichnung sind Fig. l die Ansicht eines in einen Brunnen abgesenkten und mit einer Tauchpumpe gekuppelten Unter- wassermotors. , Fig. 2 der Längsschnitt des unteren Teils des Motors in größerem Maßstab ; Fig. 3 der Schnitt des Überdruckventils in größerem Maßstab.Further details of the new pressure compensation device emerge from the drawing, in which an exemplary embodiment is illustrated. In the drawing, Fig. 1 is a view of a lowered into a well and with a submersible pump coupled sub- water engine. , Fig. 2 is a longitudinal section of the lower part of the engine on a larger scale; 3 shows the section of the pressure relief valve on a larger scale.

Der Unterwassermotor 1 ist in üblicher Weise als Drehstrom-Kurzschlußmotor mit senkrechter Welle ausgebildet und mit reinem Wasser, dem ein korrosionsverhütendes Mittel beigegeben werden kann/oder mit Öl gefüllt. Die Motorwelle 24 ist an der nicht gezeichneten Austrittsstelle an dem Motorgehäuse flüssigkeitsdicht, z. B. mittels einer Stirndichtung, abgedichtet und mit den Laufrädern einer mehrstufigen Kreiselpumpe 2 gekuppelt, die unmittelbar mit dem Motor 1 zusammengebaut ist, wobei die durch ein Sieb 3 abgedeckte Ansaugöffnung zwischen Motor 1 und Pumpe 2 liegt. Das gesamte Aggregat hängt an der Steigleitung 4 und ist in einen Brunnen abgesenkt.The underwater motor 1 is in the usual way as a three-phase short-circuit motor designed with a vertical shaft and with pure water, which is a corrosion preventive Means can be added / or filled with oil. The motor shaft 24 is at the Not shown exit point on the motor housing liquid-tight, z. B. by means of an end seal, sealed and with the impellers of a multi-stage Centrifugal pump 2 coupled, which is assembled directly with the engine 1, wherein the suction opening covered by a sieve 3 lies between motor 1 and pump 2. The entire unit hangs on the riser 4 and is lowered into a well.

Gemäß Fig. 2 ist in dem Motorfuß 5 ein Spurlager 6 angeordnet, das in bekannter Weise auf einem balligen Druckstück 7 ruht. Der Motorfuß 5 umschließt eine Kammer 8, die über eine achsparallele Bohrung 9 mit dem Motorraum in offener Verbindung steht. Zum Einfüllen der Füllflüssigkeit dient eine im oberen Teil des Motorfußes befindliche Füll. öffnung 10, die durch eine Schraube 11 verschlossen ist und an der Innenseite mit einem Lippenventil 12 versehen ist. In der Kammer 8 ist eine aus weichem elastischem Werkstoff, t" z. B. Weichgummi, bestehende balgartige Membran 13 angeordnet, deren verstärkter Rand 14 durch eine Bodenplatte 15 in dem Motorfuß 5 eingespannt ist. Die Innenseite der Membran 13 steht durch eine Bohrung 16 der Bodenplatte 15 in offener Verbindung mit der Brunnenflüssigkeit. Die zum Motorraum führende Bohrung 9 ist durch eine, z. B. aus Kunststoff bestehende Scheibe 17 abgedeckt, die mittels eines Kerbstiftes 18 an dem Motorfuß 5 befestigt ist. In gleicher Weise ist die Bohrung 16 durch eine anker Bodenplatte 15 mittels eines Kerbstiftes 19 befestigte Scheibe 20 abgedeckt. Die beiden Scheiben 17,20 bilden eine Auflagefläche für die Endlagen der vollständig gedehnten oder zusammengedrückten Membran 13.According to FIG. 2, a thrust bearing 6 is arranged in the motor base 5, which rests in a known manner on a convex pressure piece 7. The motor base 5 encloses a chamber 8 which is in open connection with the motor compartment via an axially parallel bore 9. A filler located in the upper part of the motor base is used to fill in the filling liquid. Opening 10, which is closed by a screw 11 and is provided with a lip valve 12 on the inside. In the chamber 8 is made of a soft elastic material, t " z. B. soft rubber, existing bellows-like membrane 13 arranged, whose reinforced edge 14 by a base plate 15 in the Motor base 5 is clamped. The inside of the membrane 13 is in open communication with the well fluid through a bore 16 in the base plate 15. The leading to the engine compartment bore 9 is through a, z. B. covered disc 17 made of plastic, which is attached to the motor base 5 by means of a grooved pin 18. In the same way, the bore 16 is covered by an anchored base plate 15 fastened by means of a grooved pin 19 washer 20. The two disks 17, 20 form a support surface for the end positions of the fully expanded or compressed membrane 13.

Im oberen Teil des Motors 1 ist ein Überdruckventil 21 vorgesehen, dessen Ventilkugel unter dem Druck einer vorgespannten Schraubfeder 22 steht, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.In the upper part of the engine 1 a pressure relief valve 21 is provided, whose valve ball is under the pressure of a preloaded helical spring 22, such as from Fig. 3 can be seen.

Vor dem Absenken des Motors 1 in den Brunnen wird durch die Füllöffnung 10 reines Wasser, Öl oder dergl. in den Motorraum eingefüllt, und zwar erfolgt das Auffüllen solange, bis die Membran 13 vollständig zusammengedrückt ist und die Füllflüssigkeit aus dem Überdruckventil 21 austritt. Der auf diese Weise vollständig mit Flüssigkeit gefüllte Motor wird in den Brunnen abgesenkt. Bei der ersten Inbetriebnahme des Motors dehnt sich die Füllflüssigkeit infolge Erwärmung aus und tritt mit etwaigen noch im Motorraum vorhandenen Luftresten durch das Überdruckventil 21 nach außen.Before lowering the engine 1 into the well is through the Filling opening 10 pure water, oil or the like. Filled into the engine compartment, and that is done Fill up until the membrane 13 is completely compressed and the filling liquid exits from the pressure relief valve 21. In this way completely with liquid filled engine is lowered into the well. When the Motor expands the fill fluid as a result of heating and occurs with any Air residues still present in the engine compartment through the pressure relief valve 21 to the outside.

Beim Abschalten des Motors kühlt sich die Füllflüssigkeit ab. Da das Überdruckventil 21 geschlossen und der Motor an der Wellendurchführung gut abgedichtet ist, folgt die Membran 13 der Volumenverminderung der Füllflüssigkeit und dehnt sich aus. Bei erneuter Motorerwärmung ist der Widerstand der weichen Membran 13 geringer als der Widerstand im Überdruckventil 21, und das Ausdehnungsvolumen wird durch Zusammendrücken der Membran 13 aufgefangen.When the engine is switched off, the filling liquid cools down. Since that The pressure relief valve 21 is closed and the motor is well sealed at the shaft bushing is, the membrane 13 follows the decrease in volume of the filling liquid and expands from. When the engine is heated up again, the resistance of the soft membrane is 13 less than the resistance in the pressure relief valve 21, and the expansion volume becomes caught by compressing the membrane 13.

Zweckmäßig ist die Vorspannung der Ventilfeder 22 des Überdruckventils 21 auf etwa 0,1 bis 0,3 atü bemessen, um eine Überlastung der Wellendichtung zu vermeiden.The preloading of the valve spring 22 of the pressure relief valve is expedient 21 to about 0.1 to 0.3 atmospheres in order to avoid overloading the shaft seal avoid.

In ihren Endlagen, d. h. bei völliger Ausdehnung bzw. völliger Zusammendrückung, gelangt der mittlere ebene Teil der Membran 13 zur Anlage an den Scheiben 17 bzw. 20 und ist dadurch vor Beschädigung geschützt.In their end positions, d. H. when fully expanded or fully compressed, the middle flat part of the membrane 13 comes to rest on the disks 17 or 20 and is thereby protected from damage.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich in dem Motorfuß 5 an der der Kammer 8 abgewendeten Seite eine Vertiefung 23, in der sich etwaiger Schlamm ablagern kann. Der Schlamm kann daher nicht durch die Öffnung 9 in die Kammer 8 eintreten, so daß die empfindliche Membran 13 hierdurch einen zusätzlichen Schutz erhält.As can be seen from FIG. 2, 5 is located in the motor base the side facing away from the chamber 8 a recess 23 in which any sludge can deposit. The sludge can therefore not enter the chamber 8 through the opening 9 enter, so that the sensitive membrane 13 thereby an additional protection receives.

Claims

Protection claims

1. Pressure compensation device for a liquid-filled electric submersible motor with a vertical shaft, characterized in that an elastic membrane (13) is clamped in a chamber (8) arranged in the motor base (5), which is above the membrane through an opening (9) the engine compartment filled with liquid and underneath the membrane through an opening (16) with the external liquid in connection.

2. Pressure compensation device according to claim l, characterized in that that at the highest point of the engine compartment a pressure relief valve (21) and at the engine base (5) a filling opening (10) are arranged above the chamber (8).

3. Pressure compensation device according to claim 1 and 2, characterized in that that the pressure relief valve (21) is under the action of a pretensioned spring (22).

4. Pressure compensation device according to claim l, characterized in that that in the motor base (5) on the side facing away from the chamber (8) a sludge deposition space (23) is arranged.