SU1744762A1 - Узел токоввода погружного электродвигател - Google Patents

Abstract

Область использовани : электромаши2 - - -- -v-te построение, подсоединение кабел  питани  к погружному маслозаполненному электродвигателю дл  привода центробежных, винтовых и других насосов. Сущность изобретени : средства герметизации узла токо- ввода в отверстии корпуса электродв.игате- л  содержат эластичный элемент, охватывающий гильзы контактных пар в кабельной части, а также кольцевые уплотни- тельные элементы, закрепленные на стержневых контактах, упирающихс  в шайбу , в упор установленную в отверстии корпуса электродвигател . В процессе сборки эластичным элементом средств герметизации на большой длине уплотн етс  узел то- коввода в отверстии корпуса двигател , совместно с кольцевыми элементами на стержневых контактах кажда  контактна  пара изолируетс  от окружающей среды и полости двигател , усилие обжати  каждой контактной пары посто нно из-за замкнутости объема, ограничивающего эластичный элемент средств герметизации. 3 ил. f fe

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано в погружных маслозаполненных электродвигател х , предназначенных дл  привода центробежных , винтовых и других насосов дл  добычи жидкости из скважин, межпласто- вой закачки, а также в забойных двигател х дл  бурени  скважин.

Известна конструкци  узла токоввода погружного электродвигател , включающего кабельную часть с запрессованными в ее эластичную колодку хилами кабел  и колодку из жесткого изол ционного материала,

установленную в отверстии корпуса электродвигател ,

Герметичность полости электродвигател  со стороны узла токоввода обеспечиваетс  после соединени  контактных элементов колодки и кабельной части при помощи кольцевого эластичного элемента, поджимаемого корпусом кабельной части узла.

Однако известные конструкции характеризуютс  недостаточной надежностью и нетехнологичностью. Это обусловлено использованием в кабельной части неразъемного уплотнени  жил кабел  при их

V|

4Ь

i44 0

Ю

запрессовке в эластичную колодку кабельной части, например, в процессе вулканизации , а дл  герметизации узла токоввода в корпусе электродвигател  - кольцевых элементов . При эксплуатации электродвигате- л  кабельна  часть и контактные элементы испытывают осевые и радиальные нагрузки, вызывающие деформации, разрушающие неразъемное соединение жил кабел  с эластичной колодкой и нарушающие гермети- зацию.

Известна конструкци  узла токоввода погружного электродвигател , в котором жилы кабел  заключены в составную эластичную изол ционную колодку конусной формы, где дл  них выполнены каналы. Колодка обжимаетс  наружным металлическим кожухом, прикрепл емым к боковой стенке углублени  в верхней части электродвигател .

Герметичность полости электродвигател  со стороны узла токоввода обеспечиваетс  путем уплотнени  жил кабел  эластичной колодкой, а самого узла токоввода - с помощью колец, расположенных в отверстии корпуса электродвигател  в торце углублени . Соединение контактов жил кабел  с выводами обмотки производитс  в полости электродвигател . Дл  изолировани  оголенных проводников жил кабел  в месте их соединени  с обмоткой используютс  трубки и изол ционные ленты.

Однако известна  конструкци  также характеризуетс  недостаточной надежностью и нетехнологичностью вследствие ис- пользовани  составной колодки и необходимости изолировани  жил кабел  и мест их соединени  с обмоткой специальными материалами вручную, а также необходимостью уплотнени  всего узла относительно корпуса двигател  с помощью уплотнительных колец, расположенных на составной колодке.

Об зательное выполнение электрического контактного соединени  жил кабел  и выводов обмотки до сборки узла токоввода также усложн ет технологию сборки.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  конструкци  узла токоввода погружного электродвигател , выполненна  из кабельной части, в полом фланце которой размещаетс  эластична  колодка, взаимодействующа  с упорными шайбами, установленными со стороны внешнего и внутреннего торцов колодки. Эластична  колодка уплотн ет жилы кабел , которые пропущены через отверсти  в ней и заканчиваютс  стержневыми контактными элементами . Выводы обмотки соединены с ответными в виде гильз контактными элементами , размещенными на концевом участке в колодке из жесткого изол ционного материала. Указанна  колодка упираетс  в упор, образованный в отверстии корпуса электродвигател . Участок соединени  контактных элементов между собой герметизируетс  специальными средствами, включающими эластичный элемент, охватывающий каждый контактный элемент кабельной части и взаимодействующий с упорной шайбой, размещенной со стороны внешнего торца эластичной колодки кабельной части, а также кольцевой уплотнитель- ный элемент на полом корпусе.

Недостатками известной конструкции  вл ютс  низка  надежность и сложность сборки. Это обусловлено тем, что средства герметизации участка соединени  контактных элементов и колодка из жесткого изол ционного материала не обеспечивают герметизацию соединений контактных элементов со стороны полости электродвигател . Кроме того, необходимость осевого креплени  контактных элементов в виде гильз, выводов обмотки в колодке из изол ционного материала с определенной ориентацией относительно кабельной части требует предварительной сборки колодки, усложн ет ее конструкцию и увеличивает ее габариты.

Необходимость обеспечени  сжати  средств герметизации в кабельной части предопредел ет увеличение длины изол ционной колодки и наличие кольцевых проточек на ее наружном торце.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности при одновременном упрощении технологии сборки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в узле токоввода погружного электродвигател , содержащем кабельную часть, включающую полый корпус с фланцем, в котором размещена эластична  колодка, взаимодействующа  с упорными шайбами, установленными со стороны внешнего и внутреннего торцов колодки, через отверсти  которой пропущены жилы кабел , соединенные с контактными элементами, взаимодействующими с ответными контактны viH элементами, соединенными с выводами обмотки и размещенными на концевом участке в колодке из жесткого изол ционного материала, установленной в отверстии корпуса электродвигател , имеющем упор, средства герметизации участка соединени  контактных элементов между собой, включающие эластичный элемент, охватывающий каждый контактный элемент кабельной части и взаимодействующий с упорной j-уайбой, размещенной со стороны внешнего торца эластичной колодки кабельной части , контактные элементы, соединенные с жилами кабел , выполнены в виде разрезных гильз, контактные элементы, соединенные с выводами обмотки, - в виде стержней, установленных в колодке из жесткого изол ционного материала с выступанием за ее пределы, в зоне, примыкающей к указанной колодке, на каждом стержневом контакте закреплен кольцевой уплотнительный элемент , при этом эластичный элемент средств герметизации выполнен с возможностью охвата по длине гильзы и кольцевых уплот- нительных элементов.

Выполнение разрезных гильз в кабельной части внутри эластичного элемента средств герметизации позвол ет образовать герметичную полость дл  каждой контактной пары в процессе сборки и получить гарантированное обжатие стержневого контакта .

Выполнение стержневых контактных элементов на выводах обмотки и наличие на них кольцевых уплотнительных элементов упрощает изол ционную колодку до вида упорной шайбы. Помимо герметизации контактных пар со стороны полости двигател  кольцевые уплотнительные элементы на стержневых контактах фиксируют их в осевом направлении. Отпадает необходимость предварительной сборки изол ционной колодки и средств герметизации в корпусе двигател .

Предлагаема  конструкци  сокращает глубину отверсти  под узел токоввода в корпусе двигател .

На фиг.1 представлен узел токоввода с разъемным уплотнением жил кабел , продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с неразъемным уплотнением жил кабел ; на фиг, 3 - сечение А-А на фиг. 1.

Узел токоввода дл  погружного электродвигател  содержит эластичную колодку 1 дл  уплотнени  жил 2 кабел  3, электрические контактные пары, образованные разрезными гильзами 4 и стержневыми контактами 5, соединенными соответственно с жилами 2 кабел  и выводами 6 обмотки электродвигател , а также составную упорную колодку 7 из жесткого изол ционного материала. Стержни 5 установлены в упорной колодке 7 с выступами за ее пределы . Дл  герметизации участка соединени  контактных элементов между собой используетс  эластичный элемент 9, охватывающий каждую гильзу 4 кабельной части узла токоввода.

Эластичный элемент 9 может быть выполнен как одно целое с эластичной колодкой 1. Эластичный элемент 9 помимо

упорной колодки 7 ограничен промежуточной шайбой 10, а по длине выполнен с возможностью одновременного охвата гильз 4 и кольцевых уплотнительных элементов 11,

закрепленных на каждом стержневом контакте .

Кольцевые уплотнительные элементы 11 могут быть выполнены прессованием или образованы элементами - жила и втулки,

0 которые устанавливаютс  в канавках на стержневых контактах (не показаны). В верхней части корпуса 12 погружного электродвигател  выполнено отверстие 13, в котором узел токоввода может дополни5 тельно уплотн тьс  с помощью кольцевого уплотнительного элемента 14.

Кольцевой элемент 14 располагаетс  в канавке, выполненной на фланце 15. Последний закрепл етс  на корпусе 12 по0 гружного электродвигател  с помощью болтов 16 Замкнутый объем, ограниченный в собранном узле токоввода шайбой 10 и колодкой 7, а также стенками отверсти  13, выбран меньшим чем объем эластичного

5 элемента 9 средств герметизации, ограниченный шайбой 10 и охватывающий по длине гильзы 4 на величину, определ ющую усилие обжати  элементом 9 гильз 4, которые выбираютс  расчетным путем. Колодка

0 7 со стержневыми контактами 5 устанавливаетс  в отверстии 13 до упора в корпус 12 электродвигател .

Отверстие 13 может быть выполнено в

5 торце углублени  17 верхней части корпуса электродвигател  (фиг.1) или непосредственно на торце электродвигател , например , при использовании в забойных электродвигател х (фиг.2). Уплотнение жил

0 2 кабел  3 производитс  в кабельной части токоввода

Кабельна  часть токоввода (фиг.1), в которой осуществл етс  разъемное уплотнение жил 2 кабел  3, включает полый корпус

5 18, в котором располагаетс  изол ционна  эластична  колодка 1, выполненна  в виде цилиндра и ограниченна  упорной шайбой 19, контактирующей с упорным буртом 20 в отверстии корпуса 18, и армированна  шай0 бой 10, упор 21 дл  которой образован в отверстии фланца 15 креплени . В эластичной колодке 1, выполненной совместно с элементом 9, имеютс  продольные ступенчатые отверсти  по числу жил, в которые

5 устанавливаютс  жилы 2, скрепленные с гильзами 4. В отверсти х с большим диаметром располагаютс  жилы 2, а с меньшим диаметром - гильзы 4.

В продольных отверсти х шайбы 10,  вл ющихс  продолжением отверстий в эла

стичной колодке 1, образованы упоры 22 дл  изол ции жил кабел .

Корпус 18 неподвижно соединен с фланцем 15. Место соединени  корпуса 18 и фланца 15 уплотнено эластичным кольцом 23. Дл  дополнительного жесткого закреплени  брони и жил кабел  3 и исключени  пр мого контакта окружающей жидкости с колодкой 1 полость 24 корпуса 18 через специальное отверстие 25 заполнена гермети- ком, например специальными эпоксидными смолами.

На торце эластичного элемента 9 в продольных отверсти х под гильзы 4 выполнены расточки 26 под кольцевые уплотни- тельные 31е-12нть, 11 Элемент 9, охватывающий гильзы 4 и элементы 11, выступает по длине за фланец 15. Колодка 7, шайбы 10 и 19 могут быть выполнены прессованием из изол ционных пластмасс. В качестве материала колодки 1 и элемента 9 могут быть использованы диэлектрические эластичные материалы, например резины.

Сборку токоввода осуществл ют следующим образом.

Производ т разделку конца кабел  3 и припаивают к проводникам жил 2 кабел  гильзы 4.

При сбоке кабельной части с разъемным уплотнением жил 2 кабел  (фиг.1) в отверстие корпуса 18 протаскивают жилы 2 кабел  с гильзами 4 и производ т предварительную отгибку жил. Колодка 1 и элемент 9, армированные шайбой 10, в которой имеютс  продольные ступенчатые отверсти , изготовлены совместно заранее. В отверстие фланца 15 устанавливаютс  колодка 1 с элементом 9 до упора шайбы 10 в упор 21, при этом элемент 9 кабельной части выступает за торец фланца 15, и уплотнительное кольцо 23. Шайба 19 одеваетс  на жилы 2 кабел  3 с гильзами 4 и устанавливаетс  в отверстие корпуса 18 до упора 20, Жилы 2 кабел  с гильзами 4 ввод т в отверсти  колодки 1 и подт гивают корпус 18 к фланцу 15 до соприкосновени  изол ции жил 2 кабел  3 с упором 22 в шайбе 10. Производ т ст гивание и закрепление корпуса 18 и фланца 15 до соприкосновени  их опорных плоскостей , например, при помощи полых винтов (не показаны), в которых располагаютс  болты 16. При этом происходит сжатие части колодки 1 между шайбами 19 и 10, а также стенками отверсти  фланца 15 и корпуса 18 и, как следствие, уплотнение жил 2 кабел  3 и корпуса 18 кабельной части токоввода. Элемент 9, имеющий заданный объем, охватывает гильзы 4 и не сжат. На фланец 15 одевают уплотнительное кольцо 14, спрессовывают кабельную часть в сборе со стороны фланца 15, а затем производ т пайку брони кабел  3 к корпусу 18 и заполнение полостей 24 герметиком.

При расположении узла токоввода в отверстии 13 на торце электродвигател  (фиг,2) возможно выполнение неразъемного уплотнени  жил кабел  в процессе прессовани  колодки 1 и элемента 9, армированных шайбой 10, совместно с жилами 2

0 кабел  3, на которых закреплены гильзы 4. Колодка 1 и элемент 9 по наружному диаметру выполн ютс  ступенчатыми, элемент 9 имеет больший диаметр чем колодка 1 дл  создани  объема, обеспечивающего

5 при сжатии заданное усилие обжати  гильз 4,

В процессе сборки двигател  выводные концы 6 со стержневыми контактами 5 вывод тс  в отверстие 13, на них одеваетс 

0 составна  колодка 7, и контакты 5 в сборе с колодкой 7 устанавливаютс  в отверстие 13 до упора в корпус 12 электродвигател .

При соединении кабельной части узла токоввода к двигателю она подаетс  в осе5 вом направлении в отверстие 13, при этом стержневые контакты 5 вход т в гильзы 4, а элементы 11 устанавливаютс  в расточках 26 продольных отверстий элемента 9 кабельной части. Фланец 15 кабельной части

0 скрепл етс  болтами 16 с корпусом 12 электродвигател , происходит сжатие элемента 9 в замкнутом объеме, ограниченном колодкой 7, шайбой 10 и стенкой отверсти  13 и обжатие гильз 4 заданным усилием. В про5 цессе работы электродвигател  эластична  колодка 1 и элемент 9 воспринимают осевые и радиальные усили , вызывающие деформации , и компенсируют их, создава  оптимальные услови  дл  кольцевого

0 уплотнительного элемента 14. Одновременно элемент 9 кабельной части поддерживает заданное усилие обжати  гильзами 4 стержневых контактов 5 и герметизирует узел токоввода в отверстии 13 корпуса 12

5 электродвигател .

Предлагаема  конструкци  узла токоввода обеспечивает уплотнение жил кабел  и токоввода в отверстии корпуса электродвигател  на большой длине с помощью

0 сж1 .маемых колодки и эластичного элемента средств герметизации, при этом создаютс  дополнительно оптимальные услови  работы кольцевого уплотнительного элемента во фланце креплени  токоввода, который дуб5 лирует уплотнение эластичного элемента средств герметизации. Одновременно с этим, эластичный элемент средств герметизации , охватыва  гильзы, обеспечивает заданное усилие обжати  стержней гильзами не только за счет конструктивного выполнени  контактной пары, а и благодар  взаимосв зи гильзы с элементом узла токоввода, сжимаемым в заданном объеме, меньшем, чем объем указанного элемента. В то же врем  в процессе создани  заданного объема дл  сжати  элемента, охватывающего гильзы, обеспечиваетс  изолирование полостей узла токоввода, где установлены контактные пары, от полости электродвигател . Все это повышает надежность и обеспечивает поддержание посто нства переходного сопротивлени  контактных пар.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Узел токоввода погружного электродвигател , содержащий кабельную часть, включающую полый корпус с фланцем, в котором размещена эластична  колодка, взаимодействующа  с упорными шайбами, установленными со стороны внешнего и внутреннего торцов колодки, через отверсти  которой пропущены жилы кабел , соединенные с контактными элементами, взаимодействующими с ответными контактными элементами, соединенными с выводами обмотки и размещенными на

   концевом участке в колодке из жесткого изол ционного материала,установленной в отверстии корпуса электродвигател , имеющем упор, средства герметизации участка соединени  контактных элементов между собой, включающие эластичный элемент , охватывающий каждый контактный элемент кабельной части и взаимодействующий с упорной шайбой, размещенной со

   стороны внешнего торца эластичной колодки кабельной части, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при одновременном упрощении технологии сборки, контактные элементы, соединенные

   с жилами кабел , выполнены в виде разрезных гильз, контактные элементы, соединенные с выводами обмотки, - в виде стержней, установленных в колодке из жесткого изол ционного материала с выступанием за ее

   пределы, в зоне, примыкающей к указанной колодке, на каждом стержневом контакте закреплен кольцевой уплотнительный элемент , при этом эластичный элемент средств герметизации выполнен с возможностью

   охвата по длине гильзы и кольцевых уплот- нительных элементов.

   П 25Ч 19 К 96

   Ч г-ыЬд&аб&УХЯ /

   А фиг,1

   8

   2

   15 14 W /5 95 / / / / /

   16

   4 12 11 Фиг.1

   А-А

   Фив.З

   6

   1