ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОНАСОС
IMMERSIBLE ELECTRICALLY-DRIVEN PUMP

Изобретение относится к области конструирования и эксплуатации водозаполненных высокооборотных электродвигателей для привода погружных электронасосов.
Известен насос, у которого на торцевых поверхностях ротора имеются винтовые нарезки для исключения попадания перекачиваемой жидкости в зазор между статором и ротором (см. US 4408966 А, 11.10.1983). Однако нарезки в известном насосе служат для вытеснения перекачиваемой жидкости из пространства между торцами ротора и неподвижной поверхностью корпуса, а электродвигатель насоса не является водозаполненным.
Известен герметичный лабиринтный насос, в котором на поверхностях, образующих зазор между статором и ротором, предусмотрены винтовые нарезки (SU 380866 А, 15.05.1973). Однако указанные нарезки образуют рабочие органы лабиринтного насоса, а потому не способствуют снижению гидравлических потерь в двигателе.
Наиболее близким к изобретению является погружной электронасос, содержащий водозаполненный высокооборотный электродвигатель с разделенными зазором статором и ротором с валом (Рождественский И.В., Левин А.А. К вопросу создания высокооборотных электронасосов, работающих в широком диапазоне изменения режимов. Межвузовская научная техническая конференция по применению высокоскоростных машин с электроприводом повышенной частоты в народном хозяйстве. Сборник докладов и сообщений, г.Краснодар, 1967, с.32-42). В известном насосе (конструкции опытного погружного электронасоса ВЭН-4-2-35 с водозаполненным электродвигателем номинальной мощностью 0,75 кВт при частоте вращения 11500 об/мин) использован один из эффективных способов уменьшения гидравлических потерь в водозаполненном электродвигателе - увеличение зазора между ротором и статором.
Недостатком известного насоса является то, что снижение гидравлических потерь посредством увеличения зазора между статором и ротором электродвигателя приводит к росту потерь холостого хода и общие потери энергии (электрические, механические и гидравлические) остаются соизмеренными с номинальной мощностью электродвигателя.
Например, для вышеуказанного электронасоса ВЭН-4-2-35 они составляют более 600 Вт, то есть составляют более 75% от номинальной мощности электродвигателя (Рождественский И.В., Тарабаева Г.А. К вопросу о методах расчета потерь мощности на трение вращающихся поверхностей ротора в водозаполненных высокооборотных электродвигателях. Третья межвузовская научно-техническая конференция по применению высокоскоростных машин с электроприводом повышенной частоты в народном хозяйстве. Часть 2. г.Орджоникидзе, 1971, с.11-14).
Поэтому водозаполненные электродвигатели с увеличенным зазором между статором и ротором не рационально применять при значительных мощностях электродвигателей (мощностью более 1 кВт).
Причем для увеличения мощности электродвигателя часто увеличивают его диаметр. Увеличение диаметра ротора в 2 раза позволяет увеличить мощность электродвигателя в 4 раза. Однако потери при этом возрастут в 16 раз.
Наряду с этим недостатком вышеуказанного способа является увеличение тока холостого хода, а следовательно, и увеличение электрических потерь.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение общих потерь энергии в водозаполненном электродвигателе погружного электронасоса при различных диаметрах его ротора и высоких оборотах (n≥12000 об/мин) без увеличения зазора между статором и ротором.
Технический результат достигается тем, что в погружном электронасосе, содержащем водозаполненный высокооборотный электродвигатель с разделенными зазором статором и ротором с валом, согласно изобретению на поверхности ротора выполнены правая и левая отбойные винтовые нарезки.
На чертеже схематически изображен водозаполненный электродвигатель погружного электронасоса в разрезе. Электродвигатель состоит из статора 1 и ротора 2, разделенных зазором. На роторе 2 выполнены правая и левая отбойные винтовые нарезки 3 на его образующей поверхности. Ротор имеет вал 4, установленный в подшипниках 5.
Во время работы электродвигателя вода, находящаяся в зазоре между ротором 2 и статором 1, вытесняется из этой полости отбойными винтовыми нарезками 3 в обе стороны из зазора. В результате в зазоре создается относительный вакуум, и потери энергии на трение образующей поверхности ротора 2 о среду в зазоре электродвигателя уменьшаются. При этом поскольку зазор между статором 1 и ротором 2 не увеличивается, то и электрические потери остаются на прежнем уровне.