SU1757028A1

SU1757028A1 - Immersible gas-filled electrical motor

Info

Publication number: SU1757028A1
Application number: SU904802784A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Ерофеев; Александр Васильевич Корольков; Юрий Васильевич Пронякин
Original assignee: Всесоюзный Строительный Трест По Механизации Работ "Энергомеханизация"
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1992-08-23

Abstract

Изобретение относитс к области электромашиностроени , в частности к погружным электродвигател м. Цель изобретени - повышение надежности, упрощение обслуживани и расширение эксплуатационных возможностей. Погружной газонаполненный электродвигатель содержит статор 2, ротор 5, герметичный корпус 1, камеру дл сбора конденсата 7, котора соединена с полостью электродвигател 8 основным 12 и дополнительным 13 газопроводами . Торцова кромка газопровода 13 образует зазор с лопатками вентил тора 6, расположенного на валу 4. Торцовые кромки газопроводов 12 и 13 расположены над поверхностью 16 полости камеры 7. 1 з п ф-лы, 3 ил.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to submersible electric motors. The purpose of the invention is to increase reliability, simplify maintenance and expand operational capabilities. The submersible gas-filled electric motor contains a stator 2, a rotor 5, a hermetic housing 1, a chamber for collecting condensate 7, which is connected to the cavity of the electric motor 8 by the main 12 and an additional 13 gas lines. The end edge of the gas line 13 forms a gap with the blades of the fan 6 located on the shaft 4. The end edges of the gas lines 12 and 13 are located above the surface 16 of the cavity of the chamber 7. 1 z pf files, 3 Il.

Description

(54) ПОГРУЖНОЙ ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к погруж- ным электродвигателям. Цель изобретения - повышение надежности, упрощение обслуживания и расширение эксплуатационных возможностей. Погружной газонаполненный электродвигатель содержит статор 2, ротор 5, герметичный корпус 1, камеру для сбора конденсата 7, которая соединена с полостью электродвигателя 8 основным 12 и дополнительным 13 газопроводами. Торцовая кромка газопровода 13 образует зазор с лопатками вентилятора 6. расположенного на валу 4. Торцовые кромки газопроводов 12 и 13 расположены над поверхностью 16 полости камеры 7. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.(54) SUBMERSIBLE GAS-FILLED ELECTRIC MOTOR (57) The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to submersible electric motors. The purpose of the invention is improving reliability, simplifying maintenance and expanding operational capabilities. SUBSTANCE: submersible gas-filled electric motor contains a stator 2, a rotor 5, a sealed housing 1, a condensate collecting chamber 7, which is connected to the cavity of the electric motor 8 by the main 12 and additional 13 gas pipelines. The end edge of the gas pipe 13 forms a gap with the blades of the fan 6. located on the shaft 4. The end edges of the gas pipes 12 and 13 are located above the surface 16 of the cavity of the chamber 7. 1 z.p. f-ly, 3 ill.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к погружным электродвигателям для привода насосов.The invention relates to electrical engineering, namely to submersible motors for driving pumps.

Известны газонаполненные погружные электродвигатели, имеющие герметический корпус, статор, установленный на валу ротор, камеру для сбора конденсата и вытяжное устройство для удаления влаги из полости корпуса электродвигателя.Known gas-filled submersible motors having a sealed housing, a stator mounted on the shaft of the rotor, a chamber for collecting condensate and an exhaust device for removing moisture from the cavity of the motor housing.

Однако подобная конструкция погружных электродвигателей имеет довольно сложную конструкцию автоматического вытяжного устройства с использованием электротехнической системы слежения за уровнем жидкости в камере. 15However, such a design of submersible electric motors has a rather complicated design of an automatic exhaust device using an electrotechnical system for tracking the liquid level in the chamber. fifteen

Наиболее близким к предлагаемому является погружной электродвигатель, который имеет узел для осушения газа от паров жидкости, включающий в себя расположенную ниже полости электродвигателя камеру 20 для сбора конденсата и герметичный газопровод, расположенный вне корпуса и соединяющий камеру сбора конденсата и полость корпуса электродвигателя.Closest to the proposed one is a submersible electric motor, which has a node for draining gas from liquid vapor, including a condensate collecting chamber 20 located below the cavity of the electric motor and a sealed gas pipe located outside the housing and connecting the condensate collecting chamber and the cavity of the electric motor.

Существенным недостатком указанной конструкции является то, что принцип работы устройства для осушки газа от паров жидкости основан на процессе естественной циркуляции газа за счет разности температур, когда подогретый в процессе работы электродвигателя газ поднимается в полости корпуса вверх, попадает в канал газопровода, охлаждается, конденсируя при этом на стенах последнего капли влаги, которые стекают вниз в камеру для сбора конденсата. В связи'с этим интенсивность процесса осушения газа невелика, к тому же эффективность работы устройства в значительной степени снижается при отклонении электродвигателя от вертикального положения, так например при горизонтальном Или перевёрнутом его положении в пространстве устройство для удаления влаги утрачивает свою работоспособность, что может привести к обратному эффекту - перетека· 45 нию жидкости из камеры для сбора конденсата в полость электродвигателя, и вследствие этого, сгоранию электродвига'. ; теля.A significant drawback of this design is that the principle of operation of the device for drying gas from liquid vapor is based on the natural gas circulation due to the temperature difference, when the gas heated during operation of the electric motor rises in the cavity of the body, enters the channel of the gas pipeline, cools, condensing when this on the walls of the last drop of moisture, which flow down into the condensate collection chamber. In this regard, the intensity of the gas dehumidification process is small, moreover, the efficiency of the device decreases significantly when the electric motor deviates from the vertical position, for example, when its horizontal or inverted position in space, the moisture removal device loses its functionality, which can lead to the opposite effect is the flow of liquid from the chamber for collecting condensate into the cavity of the electric motor, and as a result, the combustion of the electric motor. ; body.

Указанные свойства данной конструкции электродвигателя в значительной степени ограничивают его применение для привода, например моноблочных погружных насосов, когда положение насоса в процессе эксплуатации порой не контролируется.The indicated properties of this design of the electric motor significantly limit its use for the drive, for example, monoblock submersible pumps, when the position of the pump during operation is sometimes not controlled.

Цель изобретения - повышение надежности, упрощение обслуживания и расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности установки электродвигателя в различном пространственном положении.The purpose of the invention is improving reliability, simplifying maintenance and expanding operational capabilities by providing the ability to install an electric motor in various spatial positions.

Цель достигается тем. что вал ротора снабжен лопатками вентилятора, камера сбора конденсата и полость корпуса соединены между собой по меньшей мере одним дополнительным газопроводом, у которого торцовая кромка одного из его концов, входящего в полость корпуса, образует с лопатками вентилятора зазор, причем торцовые кромки концов газопроводов, входящих в камеру сбора конденсата, размещены над поверхностью полости камеры, к тому же между камерой сбора конденсата и поло- . стью корпуса электродвигателя имеется дополнительная перегородка, выполненная из теплоизоляционного материала.The goal is achieved by that. that the rotor shaft is equipped with fan blades, the condensate collection chamber and the body cavity are interconnected by at least one additional gas pipeline, in which the end edge of one of its ends entering the body cavity forms a gap with the fan blades, and the end edges of the ends of the gas pipelines entering in the condensate collection chamber, placed above the surface of the cavity of the chamber, in addition between the condensate collection chamber and the polo. The motor housing has an additional partition made of heat-insulating material.

Нафиг. 1 показан погружной газонаполненный электродвигатель, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1,Haha. 1 shows a submersible gas-filled electric motor, a section; in FIG. 2 - node I in FIG. one; in FIG. 3 is a section AA in FIG. one,

Погружной газонаполненный электродвигатель содержит герметичный корпус 1, запрессованный в него статор 2, установленный на подшипниках 3 вал 4, на котором установлен ротор 5, Снабженный лопатками вентилятора 6. Электродвигатель имеет камеру 7 для сбора конденсата, отделенную от полости электродвигателя 8 дополнительной перегородкой 9, выполненной из.теплоизоляционного материала, а камера 7 имеет уплотнения 10 на валу 4, на котором может, например, в погружных моноблочных насосах крепиться рабочее колесо 11.A gas-filled submersible electric motor contains a sealed housing 1, a stator 2 pressed into it, mounted on bearings 3, a shaft 4, on which a rotor 5 is mounted, equipped with fan blades 6. The electric motor has a condensate collection chamber 7 separated from the cavity of the electric motor 8 by an additional partition 9 made by from thermal insulation material, and the chamber 7 has seals 10 on the shaft 4, on which the impeller 11 can be mounted, for example, in submersible monoblock pumps.

Камера 7 для сбора конденсата и полость электродвигателя 8 соединены между собой газопроводом 12. выполненным, например, в виде канала в корпусе 1 электродвигателя.The chamber 7 for collecting condensate and the cavity of the electric motor 8 are interconnected by a gas line 12. made, for example, in the form of a channel in the housing 1 of the electric motor.

Кроме того, конструкция имеет по меньшей мерё один дополнительный газопровод 13, у которого торцовая кромка 14 одного из его концов, примыкающего к полости корпуса электродвигателя 8, образует с лопатками вентилятора 6 зазор S, при этом торцовые кромки 15 концов газопроводов 12 и 13, примыкающих к камере 7 сбора конденсата, размещены над поверхностью 16 полости камеры 7. Для периодического слива конденсата из камеры 7 имеется сливное отверстие 17.In addition, the design has at least one additional gas pipe 13, in which the end edge 14 of one of its ends adjacent to the cavity of the motor housing 8 forms a gap S with the fan blades 6, while the end edges 15 of the ends of the gas pipelines 12 and 13 adjacent to the condensate collection chamber 7, located above the surface 16 of the cavity of the chamber 7. For periodic condensate drain from the chamber 7 there is a drain hole 17.

Электродвигатель работает следующим образом.The electric motor operates as follows.

Ротор 5 вращается на подшипниках 3 в статоре 2, выводные концы обмотки которого подключены к источнику питания (не показан). |The rotor 5 rotates on bearings 3 in the stator 2, the output ends of the winding of which are connected to a power source (not shown). |

При работе электродвигателя из статора 2 и ротора 5 выделяется тепло, за счетDuring operation of the electric motor, heat is generated from the stator 2 and rotor 5, due to

1757028 6 которого разогревается газ, находящийся в полости электродвигателя 8.1757028 6 which heats the gas located in the cavity of the electric motor 8.

В аварийных режимах, например при просачивании жидкости в полость электродвигателя 8 через уплотнения 10, проходит постепенное ее испарение и насыщение газа, заполняющего полость парами жидкости. С увеличением температуры в полости электродвигателя 8 насыщение газа парами жидкости увеличивается, так как в нагретом газе может содержаться большое количеств во паров.In emergency conditions, for example, when fluid leaks into the cavity of the electric motor 8 through the seals 10, its gradual evaporation and saturation of the gas filling the cavity with liquid vapor takes place. With increasing temperature in the cavity of the electric motor 8, the saturation of the gas with liquid vapor increases, since the heated gas may contain a large amount of vapor.

При попадании нагретого и насыщенного парами газа в полость с более низкой температурой, которой в данной конструкции является камера 7 для сбора конденсата, происходит конденсация влаги, т.е. процесс осушения газа. Дополнительная перегородка 9, выполненная из листового теплоизоляционного материала и имеющая кольцевую форму с отверстием под вал, установлена между корпусными деталями камеры 7 для сбора конденсата и корпуса электродвигателя, что снижает теплопередачу между ними, увеличивая их разность температур , а следовательно, повышает степень осушения газа. Данная конструкция обеспечивает принудительный газообмен между полостью электродвигателя и камерой для сбора конденсата за счет того,, что в результате вращения ротора 5, лопатки вентилятора 6 создают на выходе канала дополнительного газопровода 13. в зазоре S местное разряжение, затягивая тем самым газ из камеры 7 сбора конденсата;When heated and vapor-saturated gas enters the cavity with a lower temperature, which in this design is the condensate collecting chamber 7, moisture condensation occurs, i.e. gas drainage process. An additional partition 9 made of sheet heat-insulating material and having an annular shape with an opening for the shaft is installed between the body parts of the chamber 7 to collect condensate and the motor housing, which reduces heat transfer between them, increasing their temperature difference, and therefore, increases the degree of gas dehydration. This design provides forced gas exchange between the cavity of the electric motor and the condensate collecting chamber due to the fact that, as a result of the rotation of the rotor 5, the fan blades 6 create a local discharge at the outlet of the additional gas duct 13. In the gap S, this draws gas from the collecting chamber 7 condensate;

За счет возникающего избыточного давления в полости электродвигателя 8 подогретый и насыщенный парами газ по газопроводу 12 поступает в камеру 7 для сбора конденсата, где он охлаждается, конденсируя при этом на стенах камеры капли/ жидкости. После этого осушенный газ принудительно по каналу дополнительного газопровода 13 вновь поступает в полость электродвигателя 8, затем цикл повторяется.Due to the excess pressure arising in the cavity of the electric motor 8, the heated and vapor-saturated gas through the gas line 12 enters the chamber 7 to collect condensate, where it is cooled, while condensing on the walls of the chamber droplets / liquids. After that, the dried gas is forced through the channel of the additional gas line 13 again enters the cavity of the electric motor 8, then the cycle repeats.

Накопившаяся в камере для сбора конденсата жидкость периодически сливается через сливное отверстие 17.The liquid accumulated in the condensate collection chamber is periodically drained through the drain hole 17.

Предлагаемая конструкция погружного, газонаполненного электродвигателя обеспечивает принудительную циркуляцию газа через полость электродвигателя и камеру для сбора конденсата, что повышает интенсивность осушения газа и охлаждения элек5 тродвигателя, а также делает процесс автоматического удаления жидкости из полости электродвигателя возможным при различных пространственных положениях работающего электродвигателя, при этом 10 обратное перетекание жидкости в полость электродвигателя исключается за счет того, что в камере 7 сбора конденсата торцовые кромки 15 каналов газопроводов 12 и 13, находятся над поверхностью 16 полости ка15 меры.The proposed design of a submersible, gas-filled electric motor provides forced circulation of gas through the cavity of the electric motor and the condensate collecting chamber, which increases the rate of gas drainage and cooling of the electric motor 5, and also makes the process of automatic removal of fluid from the electric motor cavity possible at various spatial positions of the working electric motor, while 10 the backflow of fluid into the cavity of the motor is excluded due to the fact that in the chamber 7 of the collection the condensate end edges 15 of the channels of the gas pipelines 12 and 13 are located above the surface 16 of the chamber cavity 15.

Указанные признаки предлагаемой конструкции позволяют расширить область применения погружного электродвигателя, повысить надежность, защитить обмотку 20 статора от межвиткового замыкания и замыкания на корпус, упростить обслуживание и получить годовой экономический эффект в размере 126,0 руб.The indicated features of the proposed design allow us to expand the scope of the submersible electric motor, increase reliability, protect the stator winding 20 from inter-turn and short circuit to the housing, simplify maintenance and get an annual economic effect of 126.0 rubles.

Claims

25 Formula

1. Submersible gas-filled electric motor containing a sealed housing, a stator mounted on the shaft of the rotor, a chamber for collecting condensate and a gas pipeline,

30 connecting the latter with the cavity of the motor housing, with the fact that, in order to increase reliability, simplify maintenance and expand operational capabilities by 35 providing the possibility of installation in various spatial positions, the rotor shaft is equipped with fan blades, a chamber condensate collection and the cavity of the housing / are interconnected by at least 40 one additional gas pipeline, in which the end edge of one of its ends entering the cavity of the housing forms with fan blades a gap, and the end edges of the ends of the gas pipelines / entering the condensate collection chamber are located above the surface of the chamber cavity.

2. The electric motor according to claim 1, with the fact that between the chamber for collecting condensate and the cavity of the casing there is a partition made of heat-insulating material.