RU67769U1 - AXIAL REDUCED ENGINE-PUMP - Google Patents

AXIAL REDUCED ENGINE-PUMP Download PDF

Info

Publication number
RU67769U1
RU67769U1 RU2007126326/22U RU2007126326U RU67769U1 RU 67769 U1 RU67769 U1 RU 67769U1 RU 2007126326/22 U RU2007126326/22 U RU 2007126326/22U RU 2007126326 U RU2007126326 U RU 2007126326U RU 67769 U1 RU67769 U1 RU 67769U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pump
motor
rotor
stator
impeller
Prior art date
Application number
RU2007126326/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Багаудин Хамидович Гайтов
Яков Михайлович Кашин
Михаил Иванович Рябухин
Тамара Борисовна Гайтова
Александр Яковлевич Кашин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ")
Priority to RU2007126326/22U priority Critical patent/RU67769U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU67769U1 publication Critical patent/RU67769U1/en

Links

Abstract

Аксиальный безваловый двигатель-насос предназначен для перекачки жидкостей. Двигатель-насос содержит корпус, смонтированный в нем статор электродвигателя и рабочее колесо двигателя-насоса, которое является ротором электродвигателя. Магнитопровод ротора выполнен шихтованным из электротехнической стали с короткозамкнутой алюминиевой обмоткой и впрессован в изготовленное из легкого алюминиевого сплава рабочее колесо двигателя-насоса. Статор электродвигателя представляет собой аксиальный магнитопровод с пазами, в которые уложена трехфазная обмотка. Для уменьшения зазора между статором и ротором по периметру статора выполняются кольцевые канавки полукруглого сечения, в которые укладываются диэлектрические тела качения. По периметру рабочего колеса-ротора двигателя-насоса также выполняются кольцевые канавки полукруглого сечения, посредством которых рабочее колесо-ротор двигателя-насоса устанавливается на диэлектрические тела качения с возможностью вращения. За счет полученного таким образом уменьшения зазора уменьшается магнитное сопротивление, а, следовательно, и токи, необходимые для создания требуемого магнитного потока. Требуемое сечение проводов обмоток благодаря этому уменьшается, а массогабаритные показатели насосного агрегата улучшаются, его стоимость снижается, потери энергии уменьшаются. Выполнение по периметру статора двигателя-насоса кольцевых канавок, в которые укладываются тела качения, предотвращает перекос ротора относительно статора, вызванный большим осевым электромагнитным усилием, который может привести к заклиниванию The axial shaftless motor-pump is designed for pumping liquids. The motor pump comprises a housing, a motor stator mounted therein, and an impeller of the motor pump, which is the rotor of the electric motor. The rotor magnetic circuit is made of electrical steel with a short-circuited aluminum winding and pressed into the impeller of the motor-pump made of light aluminum alloy. The stator of the electric motor is an axial magnetic circuit with grooves in which a three-phase winding is laid. To reduce the gap between the stator and the rotor around the perimeter of the stator, annular grooves of a semicircular section are made in which dielectric rolling bodies are laid. Along the perimeter of the impeller-rotor of the motor-pump, annular grooves of a semicircular section are also made, by means of which the impeller-rotor of the motor-pump is rotatably mounted on dielectric rolling bodies. Due to the reduction of the gap thus obtained, the magnetic resistance is reduced, and therefore the currents necessary to create the required magnetic flux. The required cross-section of the wires of the windings is thereby reduced, and the overall dimensions of the pump unit are improved, its cost is reduced, energy losses are reduced. Performing annular grooves around the stator perimeter of the motor-pump, in which the rolling bodies fit, prevents the rotor from skewing relative to the stator, caused by a large axial electromagnetic force, which can lead to jamming

ротора. Предотвращение возможности такого перекоса повышает надежность насосного агрегата. Выполнение двигателя-насоса без подшипников и вала позволяет улучшить его массогабаритные показатели. Выполнение тел качения из диэлектрика уменьшает нагрев перекачиваемой жидкости вследствие снижения потерь на вихревые токи и магнитный гистерезис в телах качения. Благодаря этому КПД повышается.rotor. Preventing the possibility of such a skew increases the reliability of the pump unit. The implementation of the motor pump without bearings and shaft can improve its overall dimensions. The execution of rolling elements from a dielectric reduces the heating of the pumped liquid due to the reduction of losses due to eddy currents and magnetic hysteresis in the rolling elements. Thanks to this, the efficiency increases.

Description

Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использована, например, для насосной техники по перекачке жидкостей.The utility model relates to power engineering and can be used, for example, for pumping equipment for pumping liquids.

Известен насос для перекачки нефтепродуктов (см. патент №2098667, 1997 г., Бюл. №34, авторы Гайтов Б.Х., Копелевич Л.Е., Письменный В.Я.), содержащий корпус, смонтированные в нем статоры электродвигателя и рабочее колесо насоса, являющееся ротором электродвигателя и выполненное в виде связанных между собой двух роторов-дисков, расположенных между двумя торцовыми поверхностями двух статоров электродвигателя с необходимыми воздушными зазорами, причем один из статоров электродвигателя является отключаемым от сети питания независимо от другого, а насос снабжен установленным в корпусе на подшипниках валом, на котором закреплено рабочее колесо.A known pump for pumping petroleum products (see patent No. 2098667, 1997, Bull. No. 34, authors Gaitov B.Kh., Kopelevich L.E., Pismenny V.Ya.), comprising a housing, mounted motor stators and the impeller of the pump, which is the rotor of the electric motor and made in the form of two interconnected rotor disks located between two end surfaces of two stators of the electric motor with the necessary air gaps, moreover, one of the stators of the electric motor is disconnected from the power supply independently of the other, but on The sos is equipped with a shaft mounted in the housing on bearings, on which the impeller is fixed.

Однако конструкция такого насоса не предусматривает защиту статорной обмотки от вредного механического и химического воздействия перекачиваемой жидкости, что может привести к повреждению изоляции обмотки статора с последующим коротким замыканием обмотки. Существенным недостатком такого насоса является наличие массивных роторов-дисков, изготовленных из конструкционной стали, приводящее к неоправданно большим потерям мощности на However, the design of such a pump does not provide for protection of the stator winding from harmful mechanical and chemical effects of the pumped liquid, which can lead to damage to the insulation of the stator winding with subsequent short-circuiting of the winding. A significant drawback of such a pump is the presence of massive rotor disks made of structural steel, leading to unreasonably large power losses at

вихревые токи в массиве роторов-дисков и магнитный гистерезис, что приводит к сильному нагреву ротора и, следовательно - к большим потерям энергии и существенному снижению КПД насоса. Отсутствие обмоток на роторах-дисках снижает энергетические показатели насоса в целом. Кроме того, стальные массивные роторы-диски обладают большой массой, вследствие чего ухудшают массогабаритные показатели насосного агрегата в целом. Роль обмоток здесь выполняет конструкционная сталь, имеющая большое активное сопротивление. Вал, соединяющий роторы такого насоса, должен иметь достаточно большой диаметр и, соответственно, большую массу для передачи крутящих и изгибающих моментов, осевых и радиальных усилий, что также приводит к ухудшению массогабаритных показателей насоса.eddy currents in the array of rotor disks and magnetic hysteresis, which leads to strong heating of the rotor and, consequently, to large energy losses and a significant decrease in pump efficiency. The absence of windings on the rotor disks reduces the energy performance of the pump as a whole. In addition, steel massive rotor disks have a large mass, as a result of which they worsen the overall dimensions of the pump unit. The role of the windings is performed by structural steel, which has a large active resistance. The shaft connecting the rotors of such a pump must have a sufficiently large diameter and, accordingly, a large mass to transmit torques and bending moments, axial and radial forces, which also leads to a deterioration in the overall dimensions of the pump.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по физической сущности и достигаемому результату является аксиальный центробежный двигатель-насос (см. патент №2284426 (РФ), 2006 г., Бюл. №27, авторы Гайтов Б.Х., Кашин Я.М и др.), содержащий корпус, смонтированный в нем статор электродвигателя, представляющий собой аксиальный магнитопровод с пазами, в которые уложена трехфазная обмотка, и рабочее колесо насоса, являющееся ротором электродвигателя, причем статор электродвигателя герметично отделен от проточной части мембраной из диэлектрического материала. Магнитопровод ротора выполнен шихтованным из электротехнической стали с короткозамкнутой алюминиевой обмоткой и впрессован в изготовленное из легкого алюминиевого сплава рабочее колесо двигателя-насоса. Полученное таким образом свободно вращающееся The closest to the claimed utility model in terms of physical nature and the achieved result is an axial centrifugal motor-pump (see patent No. 2284426 (RF), 2006, Bull. No. 27, authors Gait B.Kh., Kashin Y.M and others .) comprising a housing, an electric motor stator mounted therein, which is an axial magnetic circuit with grooves in which a three-phase winding is laid, and a pump impeller, which is the electric motor rotor, the electric motor stator being hermetically separated from the flow part by a dielectric membrane Methods and material. The rotor magnetic circuit is made of electrical steel with a short-circuited aluminum winding and pressed into the impeller of the motor-pump made of light aluminum alloy. Thus obtained freely rotating

рабочее колесо-ротор двигателя-насоса установлено на неподвижно закрепленной в корпусе оси.the impeller-rotor of the motor-pump is mounted on a fixed axis in the housing.

Существенным недостатком такого аксиального центробежного двигателя-насоса является наличие большого воздушного зазора между магнитопроводами статора и ротора, приводящее к увеличению магнитного сопротивления, а, следовательно, к увеличению токов, необходимых для создания требуемого магнитного потока (тока намагничивания), то есть к увеличению требуемого сечения проводов обмоток и, соответственно, к ухудшению массогабаритных показателей аксиального центробежного двигателя-насоса, увеличению его стоимости и увеличению потерь энергии. Недостатком такого аксиального центробежного двигателя-насоса, как и любой аксиальной электрической машины, является также наличие большого осевого электромагнитного усилия, вызванного в результате притяжения ротора и статора. Это усилие ведет к преждевременному выходу из строя подшипниковых узлов, что уменьшает надежность работы двигателя-насоса, а наличие подшипниковых узлов, необходимых в прототипе для обеспечения возможности вращения ротора, усложняет конструкцию двигателя-насоса в целом. Кроме того, перекос ротора относительно статора, вызванный большим осевым электромагнитным усилием, может привести к заклиниванию ротора, что снижает надежность работы насосного агрегата в целом.A significant drawback of such an axial centrifugal motor-pump is the presence of a large air gap between the stator and rotor magnetic circuits, which leads to an increase in magnetic resistance and, consequently, to an increase in currents necessary to create the required magnetic flux (magnetization current), i.e., to increase the required cross section wires of the windings and, consequently, to a deterioration in the overall dimensions of the axial centrifugal pump motor, an increase in its cost and an increase in energy losses ui. The disadvantage of such an axial centrifugal pump motor, like any axial electric machine, is also the presence of a large axial electromagnetic force caused by the attraction of the rotor and stator. This effort leads to premature failure of the bearing assemblies, which reduces the reliability of the motor-pump, and the presence of the bearing assemblies required in the prototype to enable rotor rotation, complicates the design of the motor-pump as a whole. In addition, the skew of the rotor relative to the stator, caused by a large axial electromagnetic force, can lead to jamming of the rotor, which reduces the reliability of the pump unit as a whole.

Данная полезная модель решает задачу уменьшения зазора между статором и ротором двигателя-насоса, улучшения его массогабаритных показателей, снижения стоимости и потерь энергии, повышения КПД, упрощения конструкции и повышения надежности насосного агрегата в целом.This utility model solves the problem of reducing the gap between the stator and the rotor of the pump motor, improving its overall dimensions, reducing costs and energy losses, increasing efficiency, simplifying the design and increasing the reliability of the pump unit as a whole.

Для этого по периметру статора двигателя-насоса выполняются кольцевые канавки полукруглого сечения, в которые укладываются диэлектрические тела качения, а по периметру рабочего колеса-ротора двигателя-насоса также выполняются кольцевые канавки полукруглого сечения, посредством которых рабочее колесо-ротор двигателя-насоса устанавливается на диэлектрические тела качения с возможностью вращения.To do this, annular grooves of a semicircular section are made along the perimeter of the stator of the motor-pump, into which dielectric rolling bodies are laid, and around the perimeter of the impeller-rotor of the motor-pump, annular grooves of the semicircular section are also made, by means of which the impeller-rotor of the motor-pump is installed on the dielectric rolling elements with the possibility of rotation.

На фиг.1 изображен общий вид аксиального безвалового двигателя-насоса в разрезе, на фиг.2 - увеличенное изображение кольцевых канавок полукруглого сечения, на фиг.3 - сечения А-А и Б-Б.Figure 1 shows a General view of the axial shaftless motor pump in the context, figure 2 is an enlarged image of the annular grooves of a semicircular section, figure 3 is a section aa and bb.

Аксиальный безваловый двигатель-насос содержит корпус 1, смонтированный в нем статор 2 электродвигателя, представляющий собой аксиальный шихтованный магнитопровод с пазами, в которые уложена трехфазная обмотка 3, и рабочее колесо-ротор 4, по периметру которого выполнены кольцевые канавки 10 полукруглого сечения (фиг.2). Статор 2 электродвигателя герметично отделен от проточной части 5 насоса тонкой мембраной 6 из диэлектрического материала, а рабочее колесо-ротор 4, выполненное из легкого алюминиевого сплава, имеет шихтованный аксиальный магнитопровод 8, в пазы которого уложена короткозамкнутая обмотка 7. Рабочее колесо-ротор 4 посредством кольцевых канавок 10 установлено с возможностью вращения на диэлектрические тела качения 9, уложенные в кольцевые канавки 11 полукруглого сечения (фиг.2) по периметру статора 2.The axial shaftless motor pump contains a housing 1, an electric motor stator 2 mounted therein, which is an axial lined magnetic circuit with grooves in which a three-phase winding 3 is laid, and an impeller-rotor 4, along the circumference of which annular grooves 10 of semicircular section are made (Fig. 2). The stator 2 of the electric motor is hermetically separated from the pump flow part 5 by a thin membrane 6 made of dielectric material, and the impeller-rotor 4 made of lightweight aluminum alloy has a lined axial magnetic circuit 8, in the slots of which a short-circuited winding is laid 7. The impeller-rotor 4 by the annular grooves 10 are mounted to rotate on the dielectric rolling elements 9, laid in the annular grooves 11 of a semicircular section (figure 2) around the perimeter of the stator 2.

Аксиальный безваловый двигатель-насос работает следующим образом. При подключении трехфазной обмотки 3 статора 2 электродвигателя к питающей трехфазной сети Axial shaftless motor pump operates as follows. When connecting a three-phase winding 3 of the stator 2 of the electric motor to the supplying three-phase network

создается вращающий электромагнитный момент по общеизвестному принципу работы асинхронного двигателя, приводящий рабочее колесо-ротор 4 во вращение. При вращении рабочего колеса-ротора 4 жидкость в проточной части 5, увлекаемая рабочим колесом-ротором 4 также приходит во вращение. При этом на жидкость в проточной части 5 действуют центробежные силы, перекачивающие жидкость по общеизвестному принципу работы обычных центробежных насосов.creates a rotating electromagnetic moment according to the well-known principle of operation of an induction motor, leading the impeller-rotor 4 in rotation. During the rotation of the impeller-rotor 4, the liquid in the flowing part 5, carried away by the impeller-rotor 4 also comes into rotation. In this case, the liquid in the flow part 5 is affected by centrifugal forces pumping the liquid according to the well-known principle of operation of conventional centrifugal pumps.

Предлагаемая полезная модель, выполняя функцию насоса, как и прототип, в тоже время в отличие от него позволяет: уменьшить зазор между статором и ротором двигателя-насоса за счет повышения жесткости конструкции, обусловленной большой опорной поверхностью рабочего колеса-ротора благодаря размещению тел качения по всему периметру статора и рабочего колеса-ротора, ограничив величину зазора только состоянием поверхностей (шероховатость и плоскостность) статора и ротора; улучшить массогабаритные показатели насосного агрегата, снизить его стоимость, упростить конструкцию и повысить надежность насосного агрегата в целом за счет выполнения двигателя-насоса без подшипников и вала (оси), а также снизить потери энергии и, соответственно, повысить КПД за счет выполнения тел качения из диэлектрика, уменьшая тем самым нагрев перекачиваемой жидкости за счет снижения потерь на вихревые токи и магнитный гистерезис в телах качения.The proposed utility model, performing the function of a pump, as well as a prototype, at the same time, unlike it, allows you to: reduce the gap between the stator and the rotor of the motor-pump due to increased structural rigidity due to the large bearing surface of the impeller-rotor due to the placement of rolling elements around the perimeter of the stator and the impeller-rotor, limiting the gap only to the state of the surfaces (roughness and flatness) of the stator and rotor; to improve the overall dimensions of the pump unit, reduce its cost, simplify the design and increase the reliability of the pump unit as a whole due to the performance of the pump motor without bearings and shaft (axis), as well as reduce energy loss and, accordingly, increase efficiency by performing rolling bodies from dielectric, thereby reducing the heating of the pumped fluid by reducing the losses due to eddy currents and magnetic hysteresis in the rolling elements.

Claims (1)

Аксиальный безваловый двигатель-насос, содержащий корпус, смонтированный в нем статор электродвигателя, представляющий собой аксиальный магнитопровод с пазами, в которые уложена трехфазная обмотка, и рабочее колесо двигателя-насоса, являющееся ротором электродвигателя, а магнитопровод ротора выполнен шихтованным из электротехнической стали с короткозамкнутой алюминиевой обмоткой и впрессован в изготовленное из легкого алюминиевого сплава рабочее колесо двигателя-насоса, отличающийся тем, что по периметру статора двигателя-насоса выполнены кольцевые канавки полукруглого сечения, в которые уложены диэлектрические тела качения, а по периметру рабочего колеса-ротора двигателя-насоса также выполнены кольцевые канавки полукруглого сечения, посредством которых рабочее колесо-ротор двигателя-насоса установлено на диэлектрические тела качения с возможностью вращения.
Figure 00000001
An axial shaftless motor-pump, comprising a housing, an electric motor stator mounted therein, which is an axial magnetic circuit with grooves in which a three-phase winding is laid, and an impeller of the motor-pump, which is the rotor of the electric motor, and the rotor magnetic circuit is made of electric steel with squirrel-cage aluminum winding and pressed into the impeller of the motor-pump, made of light aluminum alloy, characterized in that along the perimeter of the stator of the motor-pump Execute the annular groove of semicircular cross section, which are stacked in the dielectric body rolling, and on the rotor-impeller pump motor perimeter also formed annular groove of semicircular cross section, whereby the rotor-impeller pump motor is mounted on the dielectric rolling elements rotatably.
Figure 00000001
RU2007126326/22U 2007-07-10 2007-07-10 AXIAL REDUCED ENGINE-PUMP RU67769U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007126326/22U RU67769U1 (en) 2007-07-10 2007-07-10 AXIAL REDUCED ENGINE-PUMP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007126326/22U RU67769U1 (en) 2007-07-10 2007-07-10 AXIAL REDUCED ENGINE-PUMP

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU67769U1 true RU67769U1 (en) 2007-10-27

Family

ID=38956318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007126326/22U RU67769U1 (en) 2007-07-10 2007-07-10 AXIAL REDUCED ENGINE-PUMP

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU67769U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1863152B1 (en) Methods and apparatus for using an electrical machine to transport fluids through a pipeline
RU2557556C2 (en) Squirrel-cage rotor
JP2010527224A5 (en)
CN104967236A (en) Permanent magnet synchronous motor
US10651764B2 (en) End ring and rotor bar for line start permanent magnet motor
CN201754550U (en) Permanent magnetism bearing double-stator disc type brushless direct current motor for artificial heart
US20130088103A1 (en) Synchronic Wind Turbine Generator
Zechmair et al. Why the induction motor could be the better choice for your electric vehicle program
US9620999B2 (en) High conductivity rotor cage for line start permanent magnet motor
CN204858923U (en) A directly drive formula permanent magnetism AC servo motor for forging press
US20180245596A1 (en) Integrated electric motor and pump assembly
US20200304002A1 (en) Permanent Magnet Motor For Electrical Submersible Pump
RU67769U1 (en) AXIAL REDUCED ENGINE-PUMP
RU2343318C1 (en) Axial centrifugal pump-motor
RU2374743C1 (en) Non-contact synchronous machine having smooth anchor with slotless active zone and constant magnets on rotor
EP3179109B1 (en) Centrifugal pump with integrated permanent magnet motor
CN103867290A (en) Turbocharger embedding an electrical machine with permanent magnets
RU2034999C1 (en) Centrifugal cryogenic compressor
RU2284426C1 (en) Axial-centrifugal motor-pump
RU2340974C1 (en) Axial engine-pump
CN203921179U (en) Counter rotating propeller actuating device
KR20170103603A (en) Fluid machinery having multifunctional bearingless axial impeller using magnetic levitation
RU2603200C1 (en) Synchronous electric motor with anisotropic magnetic conductivity of rotor
WO2013054301A2 (en) A pump for pumping waste water
JP2004116335A (en) Underwater pump for deep well

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080711