DK163085B - Submersibel motor - Google Patents

Description

DK 163085 B

Opfindelsen vedrører en submersibel motor, nærmere bestemt en submersibel motor indrettet til brug med en dykpumpe, og af den art, der omfatter en aksel, hvis ene ende er forlænget i aksial retning med henblik på 5 momentoverførsel til et neddykkeligt apparat indrettet til sammenkobling med motoren, og hvis anden ende har et tryklejehus, der huser et trykleje til optagelse af ak-sialkraft fra akslen, og hvor der ved akslens anden ende er en på akslen fastsiddende trykskive, som har en mod 10 den anden akselende vendende flade, der er indrettet til at overføre aksialbelastning til tryklejet via glideele-menter.

En motor af denne art kendes fra US patentskrift nr. 4 329 122.

15 Størrelsen af en submersibel motor, der benyttes i forbindelse med en som brøndpumpe anvendt dykpumpe, er generelt begrænset, især med hensyn til det horisontale tværsnitsareal, på grund af den begrænsede diameter af en sådan brønd. I en sådan anvendelse af motoren gøres 20 den samlede submersible motor med brøndpumpe forholdsvis lang for at tilvejebringe den krævede ydelse. I et sådant tilfælde er motoren generelt placeret nederst, og over motoren er der en pumpe, som drives af en motoraksel, som strækker sig opad fra motoren.

25 Den nederste del af motorakslen må således være drejeligt lejret i lejemidler med hensyntagen til radial-, såvel som aksialbelastning. Det har derfor hidtil været nødvendigt at benytte et radialleje og et trykleje, som er uafhængige af hinanden. Længden af det neder-30 ste lejeafsnit bliver således også forholdsvis lang på grund af begrænsningen af motorens diameter.

Det er et sigte med opfindelsen at tilvejebringe en submersibel motor med en mindre aksial længde, uden at motorens yderdiameter er forøget. Dette sigte opnås 35 ifølge opfindelsen ved, at trykskiven virker som et sø-leafsnit af akslen i et radialt metalleje, som bærer det

DK 163085 B

2 pågældende akselafsnit. Ved at lade trykskivén virke som et søleafsnit, der hviler i lejeflader i et radialt metalleje, kan metallejet udføres med en forholdsvis stor diameter og en forholdsvis lille aksial længde. Herved 5 opnås den fordel at i det mindste en del af trykskiven, som udgør en del af tryklejet, ligger inde i den del, som svarer til radiallejet, hvorved aksiallængden af det kombinerede radial- og trykleje kan gøres forholdsvis mindre, hvilket medvirker til afkortning af motorens ιοί 0 tale aksiale længde.

I en foretrukket udførelsesform kan et afsnit af radiallejets ydre omkredsflade udgøre et paselement til indgreb med og sikring af tryklejehuset, hvorved anvendelse af en særlig komponent til dette formål undgås.

15 Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret ved hjælp af et udførelseseksempel og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et længdesnit i en konventionel submer-sibel motor, og 20 fig. 2 et længdesnit i en submersibel motor iføl ge opfindelsen.

Før en foretrukket udførelsesform af opfindelsen forklares vil af hensyn til forståelsen konstruktionen af en konventionel submersibel motor blive forklaret med 25 henvisning til fig. 1.

I fig. 1 ses et tværsnit af en konventionel kendt submersibel motor, i hvilken længdeaksen, som i normal brug er vertikal, er vist vandret af hensyn til illustrationen, og dens øverste del er vist på højre side i 30 fig. 1.

Den viste submersible motor er af den lukkede type og omfatter en cylindrisk ramme 1, inde i hvilken der huses en stator 2, som er lukket tæt inde i et spalterør 3 fremstillet af plade. Ved rammen l's 35 øverste og nederste ende er indpresset en øvre endeplade 4, henholdsvis nedre endeplade 5. Røret 3's øverste

DK 163085 B

3 og nederste ende er tætnet mod den øvre endeplade 4, henholdsvis den nedre endeplade 5 ved f.eks. svejsning. Midt i rammen 4 er en rotor 6 på en motoraksel 7 placeret ud for statoren 2, og mellem rotorens ud-5 vendige cylindriske flade og statorens indvendige cylindriske flade er der et lille mellemrum. Motorakslen 7 er drejeligt lejret i et øverste radialt metalleje 8 og et nederste radialt metalleje 9, hvilke lejer er fast monteret i en øverste konsol 10, henholdsvis en 10 nederste konsol 11. Mellem den øvre endeplade 4, henholdsvis den nedre endeplade 5 og konsollerne 10 og 11 er der tætningsmidler, og konsollerne er ved hjælp af midler, såsom bolte, fastgjort til endepladerne, så de er tætte. Den øverste del af motorakslen 7 er tæt-15 net ved hjælp af en mekanisk tætning 12, over hvilken der er yderligere beskyttende midler, såsom sandslyngere og lignende. Den nederste ende af motoren er, som det senere vil blive forklaret, også tæt. Inde i rammen er der en væske, som er indfyldt gennem en åbning 13, 20 hvilken væske tjener til at smøre lejerne.

Ved den nederste ende af motorakslen 7 er ved hjælp af en feder 15 fastgjort en trykskive 14, som er indrettet til at ligge an mod et bryst 7a på motorakslen 7, således at aksialkraft overføres til skiven 25 14. Trykskiven 14 har et centralt cirkulært afsnit 14a, som springer frem i nedadgående retning, og omkring den centrale del 14a er der en ringformet flad skive 16. For at kunne overføre drejningsmoment til den ringformede skive 16 er .der presset en tap 17 ind i 30 trykskiven 14, og tappen 17's modsatte ende går løst ind i et hul i den ringformede skive 16.

Ved hjælp af fastgørelsesmidler, såsom bolte, er der fastgjort et tryklejehus 18 til den nederste konsol li med et mellemliggende tætningsmiddel.

35 Et trykstykke 19 er placeret koncentrisk med den ringformede skive 16, så det ligger an mod denne.

DK 163085 B

4

Trykskiven 14, den ringformede skive 16 og trykstykket 19 bæres i tryklejehuset 18 af en første, selvoprettende ring 20 og en anden, selvoprettende ring 21 med diametralt over for hinanden placerede kugler 22 5 indsat mellem trykstykket 19 og den første ring 20, en anden gruppe af diametralt i forhold til hinanden placerede kugler 23 indsat mellem den første selvoprettende ring 20 og den anden selvoprettende ring 21, og diametralt i forhold til hinanden placerede stifter 10 24 monteret på den anden ring 21, hvilke stifter har sfæriske hoveder beliggende mellem den anden ring 21 og tryklejehuset 18's indvendige bund, hvorhos de diametre, hvorpå kuglerne 22 og 23 er beliggende, er vinkelrette på hinanden, og de diametre, hvorpå kuglerne 15 23 og stifterne 24 er beliggende, ligeledes er vin kelrette på hinanden. Under tryklejehuset 18 er der et membrankammer med en membran 25 til optagelse af variationer i væskevolumenet i motorhuset 1.

Den submersible motor er indrettet til at blive 20 koblet til en dykpumpe (som vist skematisk ved hjælp af punkterede linier i højre side af fig. 1) ved den øverste ende af motorakslen 7, og der tilføres statoren elektrisk energi gennem et kabel 26, som er forbundet til motoren ved den øverste konsol 10 via en væsketæt 2 5 connector.

Som forklaret ovenfor omfatter lejemidlerne til lejring af motorakslen ved den kendte submersible motors nederste del foruden radiallejet et trykleje, og disse to lejer er placeret, så de ligger ved siden af hinanden 30 i akslens længderetning. Derved forøges den aksiale længde, der er nødvendig ved brug af sådanne lejer, og herved bliver motorens totallængde større, og dens vægt forøges også. For at gøre motorens længde mindre er det tidligere blevet foreslået, at der installeres lejer i 35 rummet inde i spalterøret; det har imidlertid vist sig, at dette er utilfredsstillende, idet det tilstedeværende

DK 163085 B

5 magnetiske felt bevirker, at afslidte partikler tiltrækkes til lejerne. Yderligere frembringer lejerne og sta-torspolen varme under driften, og det er ikke ønskeligt at have sådanne varmekilder placeret næsten på samme 5 sted. Som følge deraf er det ønskeligt, at en dykpumpe er udført efter de ovenfor forklarede retningslinier, og ikke har de ovenfor beskrevne ulemper.

I fig. 2 vises en udførelsesform ifølge opfindelsen. I denne tegning har de dele, som svarer til lig-10 nende dele i fig. 1 samme henvisningsbetegnelser, dog med et tillæg på "100". Med hensyn til de dele, som ikke specifikt er forklaret i det følgende med reference til sådanne henvisningsbetegnelser henvises til de dele, der tidligere er forklaret i forbindelse med fig. 1.

15 ved den nederste endeplade 205 er et radialt metalleje 209 med en indvendig diameter, der næsten svarer til den indvendige diameter af spalterøret 103, placeret i endepladen og fastholdt ved hjælp af en gevindtap 250. Undersiden af radiallejet 209 springer 20 en smule frem i nedadgående retning og optages i et tryklejehus 218 med en tætning 251 placeret ved samlingen mellem huset 218, den nedre endeplade 205 og metallejet 209. Huset 218 er også ved hjælp af egnede fastgørelsesmidler fastgjort til den cylindriske ramme 25 101 og den nedre endeplade 205.

Ved den nederste ende af motorakslen 107, hvor dennes diameter er reduceret, er der placeret en trykskive 214 med en feder 215, således at trykskiven roterer sammen med akslen 107, og den optager aksialkraft 30 via et bryst 107a på akslen. Trykskiven 214's radialt udvendige omkreds er udført som en cylinderflade, indrettet til at overføre akslens radialbelastning til metallejet 209. Da metallejet 209's indvendige diameter er gjort forholdsvis stor, tilvejebringes tilstrækkeligt 35 lejeareal til radialbelastning, selv om metallejet 209's aksiale længde er gjort mindre. Trykskiven 214's

DK 163085 B

6 underside har en koncentrisk udboring, så der dannes en reces med et sæde 214a indrettet til, at der deri kan optages en ringformet trykplade 216 af carbon. En tap 217 er ved sin ene ende monteret i trykskiven 214 og 5 ved sin anden ende går den ind i et bundhul i carbon- pladen 216, således at pladen 216 og trykskiven 214 drejer sammen. Ved tryklejehuset 218's indvendige bundflade 252 optages en sfærisk fremspringende del 219a af en opretningsskive 219, og i et ringformet 10 spor 219b i skiven 219's overside er der placeret flere glideelementer 220 (f.eks. et antal på tre til seks), således at oversiden af hver af glideelementerne 220 skaber en glidende kontakt med undersiden af trykpladen 216. Hver af glideelementerne 220 har et ned-15 adrettet fremspring 220a, således at glideelementerne 220 kan vippe, så de danner en korrekt glidende kontakt med kulpladen 216. Mellem udligningsskiven 219 og glideelementerne 220 er der en O-ring 221, som tjener til at holde glideelementerne 220 på plads ved at ind-20 gribe i rillerne i både udligningsskiven 219 og glideelementerne 220 uanset skiven 219's stilling.

Når statoren tilføres energi gennem et kabel 126, drejer motorakslen 107, hvorved trykskiven 214 drejer sammen med trykskiven 216, således at radialbe-25 lastningen bæres af de radiale metallejer 108 og 209, og aksialbelastningen bæres af carbonpladen 216 og glideelementerne 220. For at den påfyldte væske skal kunne bevæge sig gennem metallejerne 209 og smøre disse er der tilvejebragt aksiale riller 222, hvoraf én er 30 vist i fig. 2, i metallejet 209's indvendige flade.

I fig. 2 når trykpladen 216 ud af recessen med sædet 214a; recessen kan dog være dybere, således at trykpladen 216 kan ligge helt nede i recessen 214a. Recessen kan endda udføres, så den er endnu dybere og 35 kan optage trykelementerne 220. Som forklaret ovenfor kan det ene af radiallejerne, der bærer akslen, nærmere

Claims (2)

1. Submersibel motor med en aksel (107), hvis ene ende er forlænget i aksial retning med henblik på momentoverførsel til et neddykkeligt apparat indrettet til 25 sammenkobling med motoren, og hvis anden ende har et tryklejehus (218), der huser et trykleje (219, 252) til optagelse af aksialkraft fra akslen (107), og hvor der ved akslens (107) anden ende er en på akslen fastsiddende trykskive (214), som har en mod den anden akselende 30 vendende flade, der er indrettet til at overføre aksial-belastning til tryklejet (219, 252) via glideelementer (220), kendetegnet ved at trykskiven (214) virker som et søleafsnit af akslen (107) i et radialt metalleje (209), som bærer det pågældende akselafsnit. 35

2. Motor ifølge krav -1, kendetegnet ved, at et afsnit af radiallejets (209) ydre omkredsfla- DK 163085 B 8 de udgør et paselement til indgreb med og' sikring af tryklej ehuset (218).