RU20348U1

RU20348U1 - SUBMERSIBLE Borehole Electric Pump

Info

Publication number: RU20348U1
Application number: RU2001111664/20U
Authority: RU
Inventors: А.В. Фрибус; С.Н. Кузнецов; А.Ф. Кириченко; И.Е. Паринов
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2001-10-27

Abstract

1. Погружной скважинный электронасос, содержащий герметичный электродвигатель, соединенный шпильками с многоступенчатой насосной частью, центробежного типа, отличающийся тем, что герметичный электродвигатель выполнен маслозаполненным, его обмотка изготовлена из эмалевого провода, корпус выполнен в форме герметичной цилиндрической трубы, изготовленной из тонкостенной коррозионностойкой стали, а ступени многоступенчатой насосной части разделены трубчатыми обечайками, сваренными из коррозионностойкой листовой стали, и помещены в цилиндрический корпус, сваренный из коррозионностойкой листовой стали.2. Погружной скважинный электронасос по п.1, отличающийся тем, что на торцевой части единого корпуса насоса приварена головка с трубной конической резьбой, снабженная обратным клапаном лепесткового типа.3. Погружной скважинный электронасос по п.1, отличающийся тем, что внутри единого корпуса насоса размещены подшипниковые щиты с запрессованными в них втулками, направляющие аппараты и обечайки по количеству насосных ступеней.4. Погружной скважинный электронасос по п.1, отличающийся тем, что ротор электронасоса выполнен из жестко закрепленных на валу рабочих колес полуаксиального типа, подшипниковых и дистанционных втулок, и соединительной муфты, обеспечивающей передачу момента отвала электродвигателя к валу насоса.5. Погружной скважинный электронасос по п.1, отличающийся тем, что герметичность двигателя обеспечивается со стороны выходного конца вала вращающимся торцовым контактным усилителем, а со стороны нижнего щита резиновым стаканом, помещенным в металлическое днище и выполняющим роль компенсирующ1. A submersible borehole electric pump containing a sealed electric motor connected by pins to a multistage pumping part, of a centrifugal type, characterized in that the sealed electric motor is oil-filled, its winding is made of enamel wire, the casing is made in the form of a sealed cylindrical pipe made of thin-walled stainless steel, and the stages of the multistage pumping part are separated by tubular shells welded from corrosion-resistant sheet steel, and placed in a indrichesky casing welded from sheet stainless stali.2. A submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that on the end part of a single pump casing, a head with a conical pipe thread is welded, equipped with a flap type check valve. Submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that inside the single pump casing are placed bearing shields with bushings pressed into them, guiding devices and shells according to the number of pump stages. A submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that the rotor of the electric pump is made of semi-axial type impellers, bearings and spacers, rigidly fixed to the shaft, and a coupler providing transmission of the motor blade to the pump shaft. The submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that the tightness of the engine is provided from the output end of the shaft by a rotating end contact amplifier, and from the side of the lower shield by a rubber cup placed in a metal bottom and playing the role of compensating

Description

ПОГРУЖНОЙ СКВАЖИННШ ЭЛЕКТРОНАСОСSUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP WELL

Предлагаемое техническое решение относится к области электромашиностроения и может быть использовано при изготовлении погружных электронасосов центробежного типа, предназначенных для подъема воды из артезианских скважин, используемой в бытовых условиях, для водоснабжения котеджей, фермерских хозяйств, дачных участков и других подобных целей.The proposed technical solution relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture of centrifugal-type submersible electric pumps designed for lifting water from artesian wells used in domestic conditions, for supplying water to cottages, farms, summer cottages and other similar purposes.

Выпускаемые в настоящее время рядом предприятий России погружные скважинные электронасосы выполнены, в основном, по классической схеме, типичной для данного вида электронасосов, и состоящей из водозаполненного электродвигателя, на подшипниках скольжения и соединенной с ним многоступенчатой насосной части, снабженной внешними стежками. Конструкционные элементы таких погружных электронасосов, такие как цилиндрический корпус и подшипниковые щиты электродвигателя, цилиндрические корпуса насосных ступеней, корпуса подшипников насосной части, как правило, выполнены из черных некоррозионностойких материалов и имеют поэтому большую толщину стенок и, соответственно, массу. Обмотка электродвигателя, в данном случае, выполнена водостойким проводом с пластиковой изоляцией, которая имеет большую толщину по сравнению с проводом с эмалевой изоляцией, что приводит к низкому коэффициенту заполнения паза и, следовательно, к неэффективному использованию полезного объема электродвигателя и электротехнических материалов, что, в свою очередь, ограничивает возможность создания электродвигателей мощностью более 4 кВг для габарита в 4 дюйма С 1,2 3.Submersible borehole electric pumps currently produced by a number of Russian enterprises are mainly made according to the classical scheme typical of this type of electric pumps, and consisting of a water-filled electric motor, on sliding bearings and a multi-stage pump part connected to it, equipped with external stitches. Structural elements of such submersible electric pumps, such as a cylindrical housing and bearing shields of an electric motor, cylindrical housings of pump stages, bearing housings of a pump part, are usually made of black non-corrosion-resistant materials and therefore have a large wall thickness and, consequently, a mass. The motor winding, in this case, is made of a waterproof wire with plastic insulation, which has a greater thickness compared to the wire with enamel insulation, which leads to a low fill factor of the groove and, consequently, to inefficient use of the useful volume of the electric motor and electrical materials, which, in in turn, limits the possibility of creating electric motors with a power of more than 4 kVg for a size of 4 inches With 1.2 3.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является решение под название Комбинированные электродвигатель и насосный узел, взятый в качестве прототипа, состоящий из водозаполненного электродвигателя, обмотка которого изолирована от перекачиваемой жидкости материалом, инертным к воздействию перекачиваемых жидкостей, и насосного узла, которые установлены в едином корпусе, реакционные элементы которого стянуты внешними стяжками и закреплены на фланце двигателя в единую конструкцию С 3 3.The closest technical solution to the proposed one is a solution called Combined electric motor and pump unit, taken as a prototype, consisting of a water-filled electric motor, the winding of which is isolated from the pumped liquid by a material inert to the effects of the pumped liquids, and the pump unit, which are installed in a single housing, the reaction elements of which are pulled together by external couplers and mounted on the engine flange in a single C 3 3 structure.

Однако, как в первом, так и во втором технических решениях, такие конструктивные элементы, как корпус, подшипниковые щиты электродвигателя, корпуса насосных ступеней, стяжки и корпуса подшипников насоса, выполнены из черных некоррозионностойких материалов и, поэтому, имеют большую толщину стенок, что приводит к большой металлоемкости, а обмотка электродвигателя выполнена водостойким проводом с пластмассовой изоляцией, имеющей большую толщину, что приводит к низкому коэффициенту заполнения паза электродвигателя, что снижает его КПД.However, in both the first and second technical solutions, such structural elements as the housing, bearing shields of the electric motor, housing of the pump stages, couplers and housing of the pump bearings are made of black non-corrosion-resistant materials and, therefore, have a large wall thickness, which leads to to a large metal consumption, and the motor winding is made of a waterproof wire with plastic insulation having a large thickness, which leads to a low fill factor of the groove of the motor, which reduces its efficiency.

Целью создания предлагаемого технического решения является снижение металлоемкости погружного электронасоса, повышение его КПД и срока службы.The aim of creating the proposed technical solution is to reduce the metal consumption of a submersible electric pump, increase its efficiency and service life.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в снижении металлоемкости и повышении КПД, достигаемых за счет использования в предлагаемом техническом решении герметичного маслозаполненного электродвигателя с обмоткой, выполненной из провода с эмалевой изоляцией, имеющей существенно меньшую толщину изоляции провода по сравнению с прототипом, что приводит к более высокому коэффициенту заполнения паза и, тем самым, устfJIIIIU/l/l/irl/The essence of the proposed utility model is to reduce the metal consumption and increase the efficiency achieved through the use in the proposed technical solution of a sealed oil-filled electric motor with a winding made of wire with enamel insulation having a significantly smaller thickness of the wire insulation compared to the prototype, which leads to a higher coefficient filling the groove and thereby setting fJIIIIU / l / l / irl /

ранению ограничения по увеличению мощности электродвигателя для габаритов в 4 дюйма. Указанный электродвигатель соединен с многоступенчатой насосной частью, и оба они размещены внутри тонкостенных герметичных корпусов, выполненных из коррозионностойкой стали, а каждая ступень .многоступенчатой насосной части имеет отдельную тонкостенную трубчатую обечайку, сваренную из коррозионностойкой стали. Кроме того, использование маслозаполненного электродвигателя позволило применить подшипники качения, которые имеют больший ресурс работы по сравнению с подшипниками скольжения, работающими в воде.Injury restrictions on increasing the power of the electric motor for dimensions of 4 inches. The specified electric motor is connected to a multi-stage pump part, and both of them are placed inside thin-walled sealed enclosures made of stainless steel, and each stage of the multi-stage pump part has a separate thin-walled tubular shell welded from stainless steel. In addition, the use of an oil-filled electric motor made it possible to use rolling bearings, which have a longer service life compared to plain bearings operating in water.

Использование маслозаполненного герметичного электродвигателя с обмоткой, выполненной из провода с эмалевой изоляцией, позволило повысить коэффициент и дало возможность увеличить мощность электродвигателя при тех же внешних габаритах, а изготовление корпусных деталей тонкостенными из коррозионностойких материалов значительно сократило металлоемкость изделия и его массу и увеличило срок службы, что соответствует таким критериям полезной модели, как новизна и технический уровень.The use of an oil-filled sealed electric motor with a winding made of enamel-insulated wire made it possible to increase the coefficient and made it possible to increase the power of the electric motor with the same external dimensions, and the manufacture of case parts thin-walled from corrosion-resistant materials significantly reduced the metal consumption of the product and its mass and increased its service life, which meets the criteria of a utility model such as novelty and technical level.

На рис. 1 изображен продольный разрез предлагаемого погружного скважинного электронасоса, представляющего собой агрегат, состоящий из многоступенчатого (в зависимости от величины напора) центробежного насоса и трехфазного электродвигателя. Насосная часть агрегата состоит из корпуса (рис.1), представляющего собой тонкостенную, выполненную из коррозионностойкой листовой стали толщиной 1 мм, герметичную трубу с осевым продольным швом, к которой приварена головка 1 с нарезной трубной конической резьбой для присоединения напорной трубы. В головке расположен обратный клапан лепесткового типа 2, исключающий раскручивание насоса от обратного потока воды. В корпус установлены шиты подшипниковые 3 с запрессованными втулками подшилШчМIn fig. 1 shows a longitudinal section of the proposed submersible borehole electric pump, which is an assembly consisting of a multi-stage (depending on the pressure head) centrifugal pump and a three-phase electric motor. The pumping part of the unit consists of a housing (Fig. 1), which is a thin-walled, made of corrosion-resistant sheet steel 1 mm thick, sealed pipe with an axial longitudinal seam, to which head 1 is welded with a threaded conical thread for connecting the pressure pipe. In the head is a check valve flap type 2, eliminating the unwinding of the pump from the reverse flow of water. Bearing shields 3 are installed in the housing with pressed bushings

- 3 ника 4, направляющие аппараты 6, обечайки 7 по количеству насосных ступеней и ротор насоса Ротор насоса состоит из жестко закрепленных на валу 8 рабочих колес 9 полуаксиального типа с односторонним входом жидкости, металлических подшипниковых втулок 5, дистанционных втулок 10 и муфты 11, передающей момент от вала электродвигателя к валу насоса. В осевом направлении детали в корпусе фиксируются муфтой 12, которая завинчена в корпус с определенным моментом. В муфте 12 имеются окна для входа воды, захватываемой при работе насоса. Окна закрыты сеткой 13, препятствующей проникновению в полость насоса крупных посторонних частиц. Электродвигатель состоит из статора 18 с трехфазной обмоткой, выполненной проводом с эмалевой изоляцией, короткозамкнутого ротора 19, подшипниковых щитов 17 и 22, днища 25 и гайки 24, установленных в корпусе электродвигателя 20. Корпус 20 выполнен цилиндрической формы из коррозионностойкой листовой стали толщиной 1 мм с приваренным передним фланцем и задним подшипниковым щитом 22. Ротор электродвигателя вращается в радиальных подшипниках качения 21. Для обеспечения охлаждения электродвигателя, смазки подшипников и улучшения изоляции обмотки статора, его полость заполнена трансформаторным маслом. Герметичность по выходному концу вала обеспечивается за счет применения торцевого графитового уплотнения 16. Для компенсации температурных расширений масла служит резиновый стакан 23, который обеспечивает герметизацию в районе заднего подшипникового щита. Выводы статора герметизируются посредством резиновой втулки 15, обжимаемой по оси при сборке узлом крепления выводов. Таким образом, внутренняя полость электродвигателя герметично отделена от перекачиваемой среды. Насос и электродвигатель соединены между собой при помощи шпилек и гаек. Выводные концы электродвигателя уложены вдоль насоса и закрыты кожухом- 3 nicks 4, guiding devices 6, shells 7 according to the number of pump stages and pump rotor The pump rotor consists of semi-axial type 9 impellers rigidly fixed to the shaft 8 with one-way fluid inlet, metal bearing sleeves 5, spacer sleeves 10 and a clutch 11 transmitting moment from the motor shaft to the pump shaft. In the axial direction, the parts in the housing are fixed by a clutch 12, which is screwed into the housing with a certain moment. In the coupling 12 there are windows for the entrance of water captured during the operation of the pump. The windows are closed by a grid 13, which prevents the penetration of large foreign particles into the pump cavity. The electric motor consists of a stator 18 with a three-phase winding made of enamel-insulated wire, a squirrel-cage rotor 19, bearing shields 17 and 22, a bottom 25 and a nut 24 installed in the motor housing 20. The housing 20 is made of a cylindrical shape made of 1 mm thick stainless steel sheet with welded front flange and rear bearing shield 22. The rotor of the electric motor rotates in radial rolling bearings 21. To ensure cooling of the electric motor, lubrication of the bearings and improve insulation of the winding torus, its cavity is filled with transformer oil. Tightness at the output end of the shaft is ensured by the use of an end graphite seal 16. To compensate for the thermal expansion of the oil, a rubber cup 23 is used, which provides sealing in the area of the rear bearing shield. The stator leads are sealed by means of a rubber sleeve 15, crimped along the axis during assembly by the terminal fastening assembly. Thus, the internal cavity of the electric motor is hermetically separated from the pumped medium. The pump and electric motor are interconnected by means of studs and nuts. The output ends of the motor are laid along the pump and closed by a casing

лX I /Si / /i S I I S I l 1Л l X I / Si / / i S I I S I l 1 L

14. Осевую нагрузку ротора насоса воспринимает задний радиально -упорный подшипник электродвигателя.14. The axial load of the pump rotor is absorbed by the rear angular contact bearing of the electric motor.

Работает предлагаемая конструкция следующим образом.The proposed design works as follows.

При подаче напряжения на выводные концы электродвигателя, ротор приходит во вращение, через муфту 11 момент передается на вал насоса, и начинают вращаться рабочие колеса. При этом жидкость, находящаяся между лопостями рабочего колеса, под действием центробежной силы отбрасывается от центра колеса к периферии. В результате этого в центральной части колеса создается разряжение, а на периферии повышенное давление. Под действием этого давления жидкость поступает в следующую ступень, а через окно в муфте, под действием разряжения, очередная порция жидкости поступает в насос.When voltage is applied to the output ends of the electric motor, the rotor comes into rotation, through the clutch 11 the moment is transmitted to the pump shaft, and the impellers begin to rotate. In this case, the liquid located between the impeller blades, under the action of centrifugal force, is discarded from the center of the wheel to the periphery. As a result of this, a vacuum is created in the central part of the wheel, and increased pressure on the periphery. Under the influence of this pressure, the fluid enters the next stage, and through the window in the coupling, under the action of vacuum, the next portion of the fluid enters the pump.

Предлагаемая конструкция погружного сважинного электронасоса прошла необходимый объем испытаний, проверку на гигиенические свойства и безопасность в работе. На базе данной конструкции разработан ряд электронасосов, который обеспечивает возможность выпуска электронасосов на производительность от 5 до 10 куб. м/час в диапазоне напоров от 60 до 150 м. Изготовленные партии данных электронасосов в Научно-производственном концерне (объединении) Энергия, г. Воронеж подтвердили наличие их технологичности, полезности и вызвали определенный потребительский спрос.The proposed design of a submersible borehole electric pump has passed the required amount of testing, checking for hygienic properties and safety in operation. Based on this design, a number of electric pumps has been developed, which provides the possibility of releasing electric pumps for a capacity of 5 to 10 cubic meters. m / h in the pressure range from 60 to 150 m. The manufactured batches of these electric pumps in the Scientific and Production Concern (Association) Energia, Voronezh confirmed the availability of their manufacturability, usefulness and caused a certain consumer demand.

-7- ZJMtl №-7- ZJMtl No.

Claims

1. A submersible borehole electric pump containing a sealed electric motor connected by pins to a multistage pumping part, of a centrifugal type, characterized in that the sealed electric motor is oil-filled, its winding is made of enamel wire, the casing is made in the form of a sealed cylindrical pipe made of thin-walled stainless steel, and the stages of the multistage pumping part are separated by tubular shells welded from corrosion-resistant sheet steel, and placed in a indrichesky casing welded from stainless steel sheet.

2. The submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that on the end part of a single pump casing, a head with a conical pipe thread is welded, equipped with a flap type check valve.

3. The submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that inside the single pump casing there are bearing shields with bushings pressed into them, guiding devices and shells according to the number of pump stages.

4. The submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that the rotor of the electric pump is made of semi-axial type impellers rigidly mounted on the shaft, bearing and spacer sleeves, and a coupler providing transmission of the motor blade to the pump shaft.

5. The submersible borehole electric pump according to claim 1, characterized in that the tightness of the engine is provided on the output end of the shaft by a rotating end contact amplifier, and on the side of the lower shield by a rubber cup placed in a metal bottom and acting as a compensating element.