ПОГРУЖНОЙ ВЫСОКОБОРОТНЫЙ МАСЛОЗАПОЛНЕННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С СИСТЕМОЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СМАЗКИ ПЯТЫ

Заявляемая полезная модель относится к нетфтедобывающей технике, а именно к погружным высокооборотным электродвигателям (далее ПЭД) для центробежных скважинных насосов. Разрушение осевой опоры ПЭД является одной из причин выхода из строя погружных двигателей.
Известен (патент RU 2219372, 2003) погружной маслозаполненный двигатель скважинного центробежного насоса содержащий корпус, в котором размещены узел токоввода, статор с обмоткой выводы которой соединены с узлом токоввода, вал, осевую опору, включающую пяту, закрепленную на валу и неподвижный подпятник. Для высокооборотных погружных двигателей, в указанной конструкции опоры, не обеспечивается эффективная разгрузка из-за значительного трения в зоне контакта рабочих поверхностей пяты и подпятника. В условиях режима сухого трения осевая опора быстро разрушается.
Наиболее близким аналогом полезной модели является погружной маслозаполненный электродвигатель (RU 38859 U1, 2004), с гидродинамической системой смазки пяты, в составе которой входит установленный ниже электродвигателя маслонасос, ротор, соединенный с валом электродвигателя, вал выполненный с осевым каналом, причем на нижнем конце вала расположена пята и подпятник. Указанная система требует установки дополнительного маслонасоса и с технологической точки зрения достаточна трудоемка при сборке.
Цель конструктивной разработки настоящей полезной модели - создание более эффективной и компактной системы гидродинамической смазки подшипника. Ресурс осевой опоры в высокооборотном двигателе можно увеличить, повысив эффективность системы смазки в рабочей зоне контакта пяты и подпятника.
Для достижения указанного технического результата в погружном маслозаполненном двигателе скважинного центробежного насоса с системой гидродинамической смазки пяты, содержащем корпус, в котором размещены статор, ротор с валом, установленным в радиальных подшипниках скольжения, причем вал
выполнен с осевым каналом, с пятой, закрепленной на конце вала, подпятник, введен маслозаполненный теплообменник ниже подпятника, систему гидродинамической смазки пяты образуют каналы, сформированные на рабочей поверхности подпятника, число вышеуказанных каналов N>1, каждый канал имеет ось симметрии, относительно которой границы соответствующего канала симметричны, причем указанная ось проходит по радиусу пяты, угол между осями соседних каналов α=360/N, а глубина h каждого из вышеуказанных каналов монотонно уменьшается от максимальной глубины Н на одной границе канала и до нуля на другой по направлению вращения пяты в рабочем режиме, а подпятник имеет сквозной канал для протока масла из вышеуказанного теплообменника теплообменника в зону контакта пяты с подпятником.
На рис.1 приведен общий вид погружного электродвигателя. На рис 2. показаны каналы на поверхности подпятника. На рис 3 показан профиль канала. Погружной маслозаполненный электродвигатель 1 включает узел токковвода 2, статор, ротор, установленный на валу в радиальных подшипниках скольжения (на рис не показаны). Вал содержит сквозной осевой канал 7. На конце вала ротора установлена пята 3. Подпятник 4 содержит сквозные каналы 5 для прохода масла из маслозаполненного теплообменника 6. На рабочей (торцевой поверхности) подпятника 4 выполнены каналы 8. Эти каналы образуют систему гидродинамической разгрузки пяты. Границы каждого канала параллельны оси, проходящей по радиусу пяты. Угол между осями соседних каналов α=360/N. Глубина h каждого уменьшается от максимальной глубины Н на одной границе канала и практически до нуля на другой по направлению вращения пяты в рабочем режиме (указано направление движения пяты V).
Пример исполнения показан на рис 2. На рабочей поверхности пяты выполнены клиновидные в поперечном сечении А-А каналы 8. Глубина канала h - переменная величина и уменьшается по линейному закону от Н на одной стороне канала и до нуля на другой, (см рис.3) Число каналов в это случае N=3, а угол между осями каналов α=120°. Подпятник содержит несколько сквозных каналов 5. Стороны канала симметричны относительно соответствующей оси, проходящей по радиусу канала, например OD и СО - оси симметрии для двух указанных на
рисунке каналов. Угол между ними α=120°.
Диск пяты с вышеуказванными каналами действует на подпятник, и в системе возникает связанная с этим осевая нагрузка. Относительное перемещение пяты и подпятника создает такие условия в зоне контакта пяты и подпятника, которые сопровождаются возникновением дополнительного давления в слое жидкости - возникновением гидродинамического клина между сопрягаемыми областями пяты и подпятника.
При использовании указанных подпятников с помощью вышеуказанных клиновидных каналов создается и непрерывно поддержается гидродинамический клина с помощью указанных клиновидных каналов с соответствующим уменьшением коэффициента трения. Таким образом увеличивается долговечность пары «пята - подпятник» в высокооборотном погружном двигателе.