Погружной электродвигатель

)5 Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЬСТВ шения надежности за счет уменьшен попадания твердых частиц в полодвигателя, он снабжен порическим элементом, устав камере-отстойнике и зав крышке камеры-отстойнистия, соединяющие камерус окружающей средой и зазором,зованным валом и цилиндрическойперегородкой, выполнены в крышккамеры-отстойника внутрилиндрического элемента, вч еры-отстойника т лым цилиндновленнымкрепленным тов,ка, отвервыее с асти корпуса кам олнено отверстие соединяющмерой, при м мпенс игате ннои к и дополнителой между снабж мпенразмещеннй камерой м двига и полост сацио теля,ческои перегорокоторой выполненяющее Полость е й камеры азо ицил ижн анным вал ром, обра ческой пе родкои, а ен части этои же камеры вып ть этои щее полоью двигат ди рстие меры Яполос ханических част включающих меха женных защитои оти окружающей среды о к эле стности стве электро ла е уплотнение ничес цовог тепловой компенлотнен ктронасос ъема из с ых жидкос а го ме е рез сат т х сложностик н оми еи,сится укции отработе.тствием стных конс кам из низкая нее об примес Послед- надежноа, наалежность всловлено отс и огружныхример, водгателей, с й ного электропров го бОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР и двтсн скому свидь(54) (57) ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ,содержащий корпус, заполненный жидкостью, плотность которой большеплотности окружающей среды, компенсационную камеру и камеру-отстойник, последовательно сообщающиеполость двигателя с окрутающей средой и отделенные цилиндрическимиперегородками от вала ротора, накотором закреплен стаканообразныйэлемент, установленный над крышкойкамеры-отстойника, имеющей отверстие, соединяющее полость камеры сокружающей средой, и отверстие,соединяющее полость камеры с зазором, образованным валом и цилиндрической перегородкой, Ь т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повыИзобретение относитс технике, и может, в ч найти применение в кач привода в погружных эл предназначенных для по жин химически агрессив содержащих механически Известны конструкции п костнозаполненных (нап или маслом) электродви тделеннои от вала цилиндрдкой, в нижней ча но отверстие, сокими перегородками от вала ротора,на котором закреплен стаканообразныйэлемент, установленный над крышкойкамеры-отстойника, имеющей отверстиесоединяющее полость камеры с окружающей средой, и отверстие, соединяющееполость камеры с зазором, образованнымвалом и цилиндрической перегородкой,снабжен полым цилиндрическим элементом, установленным в камере в отстойнике и закрепленным в крышке камерыотстойника, отверстия, соединяющиекамеру-отстойник с окружающей средойи зазором,образованным валом и ци -линдрической перегородкой камерь,вы 45 дежной технологии обмотки статора и его активного пакета.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является по 5 гружной электродвигатель, содержащий корпус, заполненный жидкостью, плотность которой больше плотности окружающей среды, компенсационную камеру и камеру-отстойник, последовательно сообщающие полость двигателя с окружающей средой и отделенные цилиндрическими перегордками от вала ротора, на котором закреплен стакано - образный элемент, установленный над 15 крышкой камеры-отстойника, имеющей отверстие, соединяющее полость камеры с окружающей средой, и отверстие, соединяющее полость камеры с зазором, образованным валом и цилинд рической перегородкой,Недостатком его является низкая надежность в работе, обусловленная ненадежной защитой электродвигателя от проникновения в него окружающей 25 среды, механическим износом торцового уплотнения под действием сил трения и механических частиц, засорением фильтрующего элемента этими частицами или в результате отложения в нем солей, содержащихся в окружающей среде.Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения попадания твердых частиц в полостьдвигателя,Цель достигается тем, что погруж - ной электродвигатель, содержащий корпус, заполненный жидкостью, плотность которой больше плотности окружающей среды, компенсационную камеру и камеру-отстойник, последовательно сообщающие полость двигателя с окружающей средой и отделенные цилиндричес -полнены в крышке камеры-отстойника,внутри полого цилиндрического элемента, в верхней части корпуса камеры- отстойника выполнено отверстие,соединяющее ее с компенсационной камерой, причем двигатель снабжен дополнительной камерой, размещенной междукомпенсационной камерой и полостьюдвигателя, отдаленной от вала цилиндрической перегородкой, в нижней части которой выполнено отверстие,соединяющее полость этой камеры с зазором, образованным валом и цилиндрической перегородкой, а в нижней части этой же камеры выполнено отверстие, соединяющее полость этой камеры с полостью двигателя.На чертеже приведен продольный разрез электродвигателя, Рабочее положение электродвигателя-вертикальное, с расположением рабочего конца вала вверх.Ногружной электродвигатель включает в себя корпус 1, переходный соединительный узел 2, статор 3, ротор4 с валом 5, систему подшипников 6и устроиство для зашиты электродвигателя от механических частиц и окружающей среды и одновременно для компенсации тепловых расширений тяжелой жидкости, в которое входят три камеры: верхняя камера-отстойник 7, средняя компенсационная камера 8 и дополнительная нижняя камера 9, Переходной узел ограничен сверху фланцем10 и снизу фчанцем 11; полость 12открыта снаружи; нал уплотнен кольцеными щелями 3 и 14, образованными вокруг вала 5 втулкой 15,установленной н корпусе 16 вкладыша верхнего подшипника, Камера 7 закрыта сверху фланцем 7 и крышкой 18, изготовленной заодно с цилиндрической перегородкой 19, ограничивающей камеры 7 и 8 со стороны нала, и выполненной с кольцевым выступом 20 и системой отверстий 21 и 22. Внутренняя ступень крышки 18 вместе с кольцевым выступом 20 входит в полость колпака 23 и образует в нем канал лабиринтного типа из камеры 7 в зазор 24 и гидроуплотнение в виде кольцевого зазора 25. 1.олость в камере 7 при помощи полого цилиндрического элемента 26 разделена в верхней части на внутреннюю и наружную, сообщающиеся между собой внизу общей зоной. Внутренняя зона соединена с одной сто 1124856,роны с полостью в нижней камере 9 средствами сообщения, в которые входят система отверстий 21, лабиринтный канал в колпаке 23 зазор 24 заФ Ф5 зор 13 и отверстия 27 одновременно с зоной 28, расположенной в полости статора-ротора, зазором 14, и с другой стороны - с полостью 12, системой отверстий 22, зазором 29,образованным вокруг вала при помощи элемента 30 и средствами сообщения лабиринтного типа, образованными концом элемента 30 во втором колпаке 31,установленном на соединительной муфте 32, имеющим на наружной поверхности лопасти, например зубцы 33, чередующиеся с пазами 34, и образующим вместе с фланцем 10 гидроуплотнение,5 Наружная зона камеры 7 также соедине на с полостью камеры 9 отверстиями35, кольцевой полостью Зб,отверстиями 37, полостью в камере 8 и кольце 1 вым зазором 38 и одновременно с зоми 40. Электродвигатель заполняетсятяжелой жидкостью, плотность которойбольше плотности окружающей среды(например, жидкостью Б 1 ОСТ 95419-79),при этом полость в камере 8 и зазор 3024 заполняются этой жидкостью частично, до уровня, указанного на чертеже. Полости, расположенные над уровнемтяжелой жидкости, заполняются окружающей средой, свободной от механических примесей, перед погружениемэлектродвигателя в скважину.Во времяработы электродвигателя положениеуровня тяжелой жидкости в камере 8определяется температурой этой жидкости, При нагревании электродвига 35 40 теля и соответственно тяжелои жидкости уровень повышается и окружаюшая среда над уровнем тяжелой жидкости вытесняется из электродвигателя через 15 открытую полость 12, а при охлаждении уровень понижается и окружаюшая среда через ту же открытую полость засасывается обратно. Возможность беспрепятственного изменения положения уровня тяжелой жидкости в полости камеры 8 обеспечивает компенсацию ее объемных изменений при нагревании и охлаждении электродвигателя.Наибольшее количество вытесняемой из защитного устройства окружающей среды имеет место при нагревании элект,родвигателя от окружающей до максимальной рабочей температуры, а заса 50 ной 39 в полости двигателя отверстия сываемой обратно - при его охлажденииот максимальной рабочей температурыдо окружающей. Попадание механических частиц в полости камер 7,8 изазор 24 возможно только вместе сокружающей средой, следовательно, только при засасывании последней в упомянутые полости и зазор, т.е. при остановках, сопровождающихся охлаждением электродвигателя, Во время работыэлектродвигателя окружающая средавблизи наружной поверхности колпака3 приводится последним во вращательное движение. Возникающие при этомцентробежные силы отбрасывают содержащиеся в оКружающей среде механические примеси к периферии открытой снаружи полости 12. В результате этогоокружающая колпак 31 масса жидкостиоказывается в значительной мере очищенной уже к моменту остановки электродвигателя. Эффективность очисткиокружающей среды, обеспечиваемая вращающимся колпаком 31, увеличена путемизготовления на наружной поверхностиколпака лопастей в виде зубцов 33,чередующихся с пазами 34, Благодаря наличию гидроуплотнения, полость 12 является для окружающей среды практически непроточной, В остановленномэлектродвигателе во время охлаждения,сопровождающегося засасыванием вэлектродвигатель окружающей среды,очистка этой среды в полости 12 продолжается путем осаждения содержащихся в ней частиц под действием ихсобственного веса.При пуске электродвигателя полость12 самоочищается от механическихчастиц, осевших в ней за период охлаждения, под действием центробежных сил, создаваемьм вращающимся колпаком. Полость 12 вместе с колпаком31 и втулкой 30 является первой ступенью защиты электродвигателя от механических частиц, содержащихся вокружающей среде. Вращение окружающей среды, вызываемое вращением колпака 23 в работающем электродвигателе, не может передаться жидкостив камере 7 и в отверстиях 21. Этомупрепятствует перемычки между отверстиями 21 и 22,Благодаря этому окружающая среда,заполняющая пблость камеры 7,остается в покое не только во время остановки электродвигателя, но и во время,его работы, что обеспечивает условиядля наиболее полной и тонкой очистки окружающей среды в камере 7 от механических частиц в результате их осаждения под действием собственного иеса,Изготовление зазора 25 поперечным сечением, меньшим поперечного сечения отверстий 21 и 22, обеспечивает обмен окружающей средой между полостью 12 и зазором 24 главным образом через внутреннюю зону камеры 7 и систему отверстий 21, причем тем в большей мере, чем поперечное сечение зазора 25 меньше поперечных сечений отверстий 21 и 22.Изготовление зазора 24 на участке перемещения тяжелой жидкости при температурных изменениях не более величины, необходимои для обеспечения собираемости и работы электродвигателя без задеваний вращающихся поверхностей на неподвижные, позволяет ограничить обмен окружающей среды между зазором 24 и камерой 7 минимальным обьемом.Изложеннсе выше позволяет очистить окружающую среду, поступающую иэ камеры 7 в зазор 24 и в полость камеры 8, от всех механических частиц, кроме частиц, способных находиться в ней во взвешенном состояниинеограниченно долго. Камера 7 функционально дополняет полость 12 и является второй ступенью защиты электродвигателя от механических частиц,Нисама окружающая среда, ни механические частицы, находящиеся в ней вовзвешенном состоянии неограниченнодолго, не могут проникнуть ниже уровня тяжелой жидкости в зазоре 24 икамере 8, плотность которой большеплотности окружающей среды.15В работающем электродвигателе условия в закрытой со всех сторон камере 8 в сравнении с условиями,обеспечиваемыми в остановленном электродвигателе, не изменяются, Перетечкитяжелой жидкости, обусловленные разрежением на поверхности вала в зоне28, возникающим под действием центробежных сил, создаваемых вращающимся25 валом в этой зоне, и замыкающиеся потрассе: полость 39, отверстия в перегородке камер, полость в камере 9,отверстия 27 и зазор 14 влияния насостояние жидкости в камере 8 не ока 3 О зывает,1124856 едактор 0.10 ркова щинеи хред А.Кравчук Корректор М,Ма изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин каз 1062 Т НИИПИ Государственного коми 113035, Москаж 342 а по и Ж,Общод уро 8 ень аяжело о 0 тжпюшеО ре 3 ы Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССРушская наб., д. 4/5