СПОСОБ СУШКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СТАТОРОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ, И УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА
METHOD FOR DRYING OF LENGTHY ITEMS, MOSTLY STATORS OF ELECTRIC MOTORS IN SUBMERSIBLE PUMPS, AND INSTALLATION FOR METHOD REALISATION

Изобретения относятся к технике сушки и могут быть использованы в электротехнической промышленности, а также на ремонтных подразделениях предприятий, использующих погружные насосы.
Известно, что несмотря на наличие самой современной гидрозащиты, в электродвигателях погружных насосов, используемых в нефтяной и других отраслях промышленности, происходит замещение диэлектрической жидкости, заполняющей электродвигатель пластовой жидкостью или водой. Проникая в электродвигатель, жидкость разрушающе действует на пазовую и межвитковую изоляцию обмотки статора и подшипники.
В электроприводах при питании электродвигателей от высокочастотных преобразователей, расположенных на поверхности земли, при больших длинах питающих кабелей при наличии внешних гармонических колебаний могут возникнуть перенапряжения в обмотках статоров, что может привести к пробою межвитковой и пазовой изоляции.
Для исключения пробоев производят сушку изоляции обмоток электродвигателей в случае значительного снижения сопротивления изоляции обмотки двигателя.
Для этого используют различные способы сушки, такие как использование тока короткого замыкания, потери мощности на вихревые токи в активной стали, ламп инфракрасного излучения, переменного тока пониженного напряжения.
В случаях, когда машина сильно отсырела, применяют внешний нагрев, когда изоляцию обмоток обдувают горячим воздухом, используя при этом воздуходувки с калориферами, лампы накаливания и нагревательные сопротивления.
Известен способ сушки изделий, взятый за прототип, предусматривающий загрузку изделий в теплоизолированную камеру, обдув их теплоносителем и отвод отработанного увлаженного теплоносителя из камеры [Авторское свидетельство СССР №1325270, кл. F26B 15\20, 1987].
Этот способ предназначен для сушки внутренних поверхностей труб, перемещаемых конвертером, в линиях по нанесению лакокрасочных покрытий и поэтому имеет ограниченное применение.
Известна установка для сушки изделий, взятая за прототип, содержащая теплоизолированную камеру со средствами для упорядоченного размещения изделий, крышку и тепловентиляционную систему для обдува изделий теплоносителем [Авторское свидетельство СССР №645009, кл. F26B 15\08, 1979].
Эта установка предназначена преимущественно для обработки покрытий на плоских изделиях и поэтому имеет ограниченное применение.
Задача, на решение которой направлены заявляемые изобретения, заключается в повышении эффективности процесса сушки длинномерных изделий, преимущественно статоров электродвигателей погружных насосов, достигаемой за счет повышения производительности процесса при одновременном повышении качества сушки.
Эта задача решается тем, что в способе сушки длинномерных изделий, преимущественно статоров электродвигателей погружных насосов, предусматривающем загрузку изделий в теплоизолированную камеру, обдув их теплоносителем и отвод отработанного увлажненного теплоносителя из камеры, теплоту для сушки изделий получают рассредоточено по длине изделий, обдув изделий производят при вращении каждого из них в плоскости, образующей цилиндрическую поверхность, влагу, выделяющуюся в виде конденсата, отводят из камеры в противотоке относительно потока теплоносителя, при этом конденсат отводят через гидрозатвор.
Получение теплоты для сушки изделий рассредоточено по длине этих изделий позволяет оптимизировать процесс сушки за счет поддержания определенных значений температур по длине камеры в зависимости от исходной влажности статоров, скорости подачи теплоносителя и т.д.
Обдув изделий теплоносителем при вращении каждого из них в плоскости, образующей цилиндрическую поверхность, обеспечивает условия для равномерного нагрева статоров и создания центробежного эффекта.
Отведение влаги, выделяющейся в виде конденсата, из камеры в противотоке относительно потока теплоносителя обеспечивает организованное движение этих потоков: более теплого по центру поперечного сечения камеры и менее теплого - по периферии;
Отведение конденсата через гидрозатвор обеспечивает сбор и отвод влаги из камеры с обеспечением герметичности последней, а также предотвращает возможность попадания атмосферного воздуха в теплоизолированную камеру и исключает потери тепла.
Эта задача решается также тем, что в установке для сушки длинномерных изделий, преимущественно статоров электродвигателей погружных насосов, содержащей теплоизолированную камеру со средствами для упорядоченного размещения изделий, крышку и тепловентиляционную систему для обдува изделий теплоносителем, в качестве средств для упорядоченного размещения изделий используют опоры, выполненные в виде дисков с возможностью привода их во вращение опорными роликами, установленными на призмах, при этом на каждом из дисков по периметру выполнена беговая дорожка и призматические пазы для установки в них изделий, снабженные средствами для фиксации изделий.
Каждое из средств фиксации изделий может содержать поворотный рычаг, выполненный с возможностью его фиксации поворотным зажимом, снабженным пальцем для обеспечения условия самоторможения на криволинейной поверхности поворотного рычага.
Использование опор в качестве средств для упорядоченного размещения изделий позволяет упростить схему установки насосов и выполнить ее удобной с точки зрения загрузки-разгрузки.
Выполнение опор в виде дисков с возможностью привода их во вращение опорными роликами обеспечивает вращение обоймы (опоры + насосы) в процессе сушки, тем самым повышая качество этого процесса.
Установка опорных роликов на призме обеспечивает точность размещения обоймы и исключает ее изгиб в процессе сушки.
Выполнение по периметру каждого из дисков призматических пазов для установки в них изделий обеспечивает условия для быстрого и точного размещения изделий.
Снабжение призматических пазов средствами для фиксации изделий обеспечивает условия для ускорения этого процесса.
Наличие в каждом из средств для фиксации изделий поворотного рычага, выполненного с возможностью его фиксации поворотным зажимом, снабженным пальцем для обеспечения условия самоторможения на криволинейной поверхности поворотного рычага, позволяет быстро и надежно фиксировать изделие, а также быстро и без особых усилий производить расфиксирование.
Изобретение иллюстрируется чертежами: на фиг.1 изображена схема процесса сушки длинномерных изделий, преимущественно статоров электродвигателей погружных насосов; на фиг.2 - установка для сушки, общий вид; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - узел А на фиг.3; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.4.
Способ сушки длинномерных изделий, преимущественно статоров электродвигателей погружных насосов, осуществляют следующим образом.
В теплоизолированной камере 1 (фиг.1) при открытой крышке 2 производят установку и фиксацию насосов в гнездах вертикальных опор 3, выполненных с возможностью их вращения относительно центральной оси и размещенных равномерно по длине камеры (на фиг.1 зона размещения насосов показана пунктиром).
После завершения фиксации насосов крышку 2 закрывают, включают подачу теплоносителя через один из торцов камеры, поток которого обдувает каждый из насосов, одновременно включают в работу нагревательные элементы 4, которые выделяют тепло, нагревающее теплоноситель, и насосы.
Следует отметить, что в случае использования в качестве теплоносителя чистого воздуха, перед подачей в камеру этот воздух предварительно очищается от содержащейся в нем влаги и подогревается любым источником тепла.
При обдуве насосов нагретым теплоносителем влага, содержащаяся в статорах электродвигателей погружных насосов, превращается в пар, который, выходя в объем камеры, транспортируется теплоносителем к другому торцу камеры и отводится наружу.
Так как в камере происходит непрерывное вращение обоймы из насосов, закрепленных в опорах, то при этом возникает центробежный эффект, способствующий перераспределению в поперечном сечении влаги в соответствии с величиной капель конденсата.
По периферии обоймы образуется область с повышенным содержанием крупных капелек влаги, которые конденсируются на вертикальных боковых поверхностях камеры и стекают с них на наклонное дно 5 и по нему в сторону, противоположную движению потока теплоносителя. Через патрубок 6 на дне конденсат выводится из камеры и, пройдя гидрозатвор 7, направляется наружу.
Пример. Осуществляли сушку статоров электродвигателей погружных насосов с длиной статора 9000 мм, габаритами статора 130 мм, загружаемых в установку с размерами (длина, ширина, высота) 11500×900×1000 мм за один цикл. Использовали те насосы, которые не прошли контрольное испытание на диэлектрическую прочность из-за содержащейся в статорах влаги.
Загрузку насосов производили вертикально с фиксацией каждого из насосов в 3-х местах и фиксацией обоймы при загрузке и выгрузке.
После завершения процесса загрузки осуществили включение приточно-вытяжной системы подачи теплоносителя (воздуха).
Время нагрева до рабочей температуры составило 30 мин, контроль заданного температурного режима процесса сушки (до 120°С) осуществляли в автоматическом и ручном режимах с использованием датчиков-термопар, размещаемых в 3-х точках (в метре от торцов камеры и в центре) с выводом показаний на пульт управления. Время сушки составило 24 часа.
Измерение сопротивления изоляции обмоток статора каждого из насосов между фазами и корпусом, произведенное мегаомметром, показало после сушки значение более 0,5 МОм, что позволяет использовать эти насосы в дальнейшем по назначению.
Установка для сушки содержит корпус 1 с крышкой 2, внутри которого в донной части размещены опоры 3, в промежутках между которыми установлены нагревательные элементы 4. Дно 5 выполнено наклонным, в самом низком месте которого установлен патрубок 6, погруженный в гидрозатвор 7, размещенный снаружи корпуса 1. На одном торце корпуса 1 установлен патрубок 8 системы подачи воздуха, а на другом - патрубок 9 системы вытяжки. Опоры 3 размещены на призмах 10, на которых установлены опорные ролики 11, и выполнены с призматическими пазами 12, рычагами 13 на осях 14, зажимами 15 на осях 16 и пальцами 17, которые выполнены с возможностью самоторможения на криволинейной поверхности рычагов 13.
Крышка 2 снабжена механизмом ее открывания (не показан) гидравлического типа с обеспечением возможности фиксации крышки в вертикальном положении и автоматическим отключением нагревательных элементов и вентиляторов при открывании крышки.
Установка входит в состав автоматизированной системы для сушки статоров погружных электродвигателей, содержащей силовой шкаф, пульт управления, приборы контроля температурного режима (термопары), устанавливаемые в метре от торцов корпуса и в середине корпуса.
Установка для сушки длинномерных изделий, преимущественно статоров электродвигателей погружных насосов работает следующим образом.
Погружные насосы 18, не прошедшие контрольные испытания на диэлектрическую прочность из-за содержащейся в статорах их электродвигателей влаги, подаются на позицию загрузки. Открывают крышку 2: она при этом размещается вертикально, и устанавливают насосы 18 в призматические пазы 12 опор 3, фиксируют их рычагами 13 с использованием зажимов 15 и пальцев 17, которые обладают свойством самоторможения на криволинейной поверхности.рычагов 13.
Затем закрывают крышку 2, при этом автоматически включаются механизм привода вращения опор 3, нагревательные элементы 4 и вентиляторы систем подачи воздуха и вытяжки. Приточный воздух поступает в корпус 1 через патрубок 8 и далее воздушный поток последовательно проходит вдоль погружных насосов 18 и нагревательных элементов 4 и выходит из корпуса 1 через патрубок 9 системы вытяжки.
Влага, которая испаряется при воздействии нагретого потока воздуха на погружные насосы, конденсируется на внутренней поверхности корпуса 1, стекает на дно 5 и по его наклонной поверхности направляется в сторону, противоположную подаче воздуха, через патрубок 6 конденсат сливают в гидрозатвор 7.
После завершения процесса сушки крышку 2 открывают и она фиксируется в вертикальном положении, при этом происходит автоматическое отключение нагревательных элементов и вентиляторов систем подачи воздуха и вытяжки.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет производить сушку одновременно нескольких насосов, повысить качество сушки за счет равномерного нагрева статоров и сократить время сушки на 10-15% за счет специальной системы отвода конденсата.