УСТРОЙСТВО ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, а именно к погружным маслозаполненным электродвигателям входящих в состав установки скважинных электроприводных лопастных насосов.
Известен погружной электродвигатель насосной установки, содержащий статор, состоящий из корпуса и магнитопровода с зубцами пакета статора по числу N, в которых установлены обмотки, установленный на подшипниках ротор с полым валом и турбинкой с радиальными отверстиями, для сообщения полости вала с полостью статора, на наружной поверхности магнитопровода на радиальных осях симметрии зубцов по числу N-1 выполнены продольные пазы, образующие с внутренней поверхностью корпуса проточные каналы, сообщающиеся с полостью статора (ПМ РФ №39168 МПК F04D 13/10, опубл. 20.07.2004).
Конструкцией известного устройства не обеспечивается продольная фиксация магнитопровода в корпусе статора, что не позволяет максимально увеличить коэффициент его заполнения железом. Это приводит к снижению мощности электродвигателя и увеличению потерь. Отсутствие жесткой фиксации магнитопровода в корпусе статора может привести к отказам из-за его проворота в корпусе статора при работе электродвигателя. Кроме того, в известном устройстве применена сложная конструкция корпуса статора, которая предусматривает выполнение продольных пазов по его внутреннему диаметру. Учитывая, что погружные электродвигатели имеют большую длину, до 12 м, при относительно малом диаметре, от 69 мм до 170 мм, это значительно усложняет технологию изготовления корпуса статора с требуемой точностью. Также, при такой длине резко усложняется установка магнитопровода в корпус статора, требующая точного относительного расположения пазов магнитопровода и пазов корпуса статора.
Таким образом, создание таких электродвигателей является сложной инженерной задачей.
Полезная модель предназначена для устранения перечисленных недостатков и достижения технического результата, заключающегося в повышении надежности и эффективности работы погружного электродвигателя, и повышении технологичности его изготовления.
Технический результат достигается тем, что устройство погружного электродвигателя насосной установки, содержащее статор, состоящий из корпуса и магнитопровода с зубцами пакета статора по числу N, в пазах между которыми установлены обмотки, установленный на подшипниках ротор с полым валом и турбинкой с радиальными отверстиями для сообщения полости вала с полостью статора, на наружной поверхности магнитопровода на радиальных осях симметрии зубцов по числу N-1 выполнены продольные пазы, образующие с внутренней поверхностью корпуса проточные каналы, сообщающиеся с полостью статора, согласно полезной модели оно снабжено нагнетателем, состоящим из лопастного колеса, установленного на нижнем конце вала ротора, и направляющего диска, двумя гильзами с каналами по числу N-1 на наружной поверхности и пазом на одной торцевой поверхности, двумя стопорными кольцами, установленными в концентрических канавках, выполненных в корпусе статора, шпонкой, на наружной поверхности магнитопровода на оси симметрии N-гo зубца выполнен прямоугольный паз, при этом магнитопровод установлен между гильзами с каналами и стопорными кольцами, шпонка установлена в совмещенных прямоугольном пазу магнитопровода и пазах, выполненных в торцах гильз, продольные пазы магнитопровода совмещены с каналами гильз.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены
на фиг. 1 - схематический чертеж разреза электродвигателя;
на фиг. 2 - схематический чертеж разреза фрагмента статора;
на фиг. 3-схематический чертеж вида А-А;
на фиг. 4 - схематический чертеж, поясняющий конфигурацию взаимное расположение гильз;
на фиг. 5 - схематический чертеж запорного кольца;
на фиг. 6 - схематический чертеж потока электроизоляционной жидкости внутри электродвигателя.
Устройство погружного электродвигателя насосной установки содержит статор 1, состоящий из корпуса 2 и магнитопровода 3 с зубцами 4 по числу N, в пазах между которыми установлены обмотки 5, установленный на подшипниках 6 ротор 7 с полым валом 8 и турбинкой 9 с радиальными отверстиями 10 для сообщения полости 11 вала 8 с полостью 12 статора 1.
На наружной поверхности магнитопровода 3 на радиальных осях симметрии зубцов 4 выполнены продольные пазы 13 по числу N - 1.
На наружной поверхности магнитопровода 3 на радиальных осях симметрии зубцов 4 по числу N-1 выполнены продольные пазы 13.
На N-м зубце 4 магнитопровода 3 по направлению его оси симметрии выполнен прямоугольный паз 14.
Магнитопровод 3 установлен в корпусе 2 между гильзами 15 и 16 и стопорными кольцами 17 и 18, установленными в концентрических канавках 19 и 20, выполненных в корпусе 2. Наружная поверхность магнитопровода 3 жестко соединена с корпусом 2, например, клеевым соединением.
Стопорные кольца 17 и 18 выполнены из металла разрезными, например из пружинной стали.
На наружной поверхности гильз 15 и 16 выполнены каналы 21 по числу N-1 зубцов 4, а на обращенных дуг к ДРУГУ торцах - пазы 22 и 23.
В прямоугольный паз 14 магнитопровода 3 и в сообщающиеся с ним пазы 22 и 23, выполненные в гильзах 15 и 16, установлена шпонка 24.
Продольные пазы 13, выполненные на наружной поверхности магнитопровода 3 на оси симметрии зубцов 4 и сообщающиеся с ними каналы 21, выполненные в гильзах 15 и 16, образуют с внутренней поверхностью корпуса проточные каналы, сообщающиеся с полостями 12 и 27 статора 1. На нижнем конце 28 вала 8 установлено лопастное колесо 25, а в полости 27 направляющий диск 26, образующие нагнетатель электроизоляционного масла.
Сборка статора 1 производится при помощи технологического приспособления, например оправки, на которой устанавливается гильза 15, магнитопровод 3 и гильза 16. Закрепление положения гильз 15 и 16 относительно магнитопровода 3 производится при помощи шпонки 24, установленной в прямоугольном пазу 14 магнитопровода и пазах 22 и 23 гильз 15 и 16. В концентрическую канавку 19 корпуса 2 устанавливается первое стопорное кольцо 17. На наружную цилиндрическую поверхность магнитопровода наносится клей. Система - гильза 15, магнитопровод 3, гильза 17 при помощи оправки вводится в корпус 2 до взаимодействия гильзы 15 со стопорным кольцом 17. Технологическим приспособлением, например штоком пресса, прикладывается определенное сжимающее усилие к системе - гильза 15, магнитопровод 3 без обмотки, гильза 16, при котором набор листов магнитопровода 3 сжимается и величина длины системы - гильза 15, магнитопровод 3 без обмотки, гильза 16 становится чуть меньшей расстояния между концентрическими канавками 19 и 20, выполненными в корпусе 2. Затем, в концентрическую канавку 20 вставляется второе стопорное кольцо 18 и с системы - гильза 15, магнитопровод 3, гильза 16 снимается усилие, прикладываемое штоком пресса. Магнитопровод за счет упругой деформации разжимается, и его длина увеличивается, при этом увеличивается длина системы - гильза 15, магнитопровод 3, гильза 16 до тех пор, пока гильза 16 не придет во взаимодействие со стопорным кольцом 18, при этом на систему - гильза 15, магнитопровод 3, гильза 16 передается остаточное усилие упругого сжатия от корпуса 2 через стопорные кольца 17 и 18 противодействующее увеличению длины магнитопровода.
Технологическое приспособление выводят из взаимодействия с системой - гильза 15, магнитопровод 3, гильза 16, при этом магнитопровод находится в сжатом состоянии, чем достигается максимальное заполнение железом статора 1, а после полимеризации клея прочность соединения магнитопровода 3 с внутренней поверхностью корпуса 2 исключает вероятность проворота магнитопровода 3. Затем в магнитопровод 3 вкладывается обмотка 5.
При работе в электродвигателе происходит постоянная циркуляция электроизоляционного масла. Масло из внутренних полостей статора 1 попадает на вход вращающегося лопастного колеса 25, и через направляющий диск 26 попадает в полость 27, затем входит через нижний конец вала 28 в его внутреннюю полоть 11, далее по каналу 11 вала достигает турбинку 9, и через ее радиальные отверстия 10 поступает в полость 12, а затем в каналы 21, выполненные в гильзах 15 и 16, и в проточные каналы, образованные продольными пазами 13 магнитопровода 3 и внутренней поверхностью корпуса 2, а также поступает в зазор 29 между ротором 7 и статором 1. Электроизоляционное масло, пройдя по проточным каналам 13 и зазору 29, поступает в нижнюю полость статора снова на вход лопастного колеса 25, тем самым образовывая устойчивый поток электроизоляционного масла по замкнутому контуру.
Использование в полезной модели гильз с каналами, стопорных колец, шпонки и клея обеспечивает максимальное заполнение железом статора и предотвращает проворот магнитопровода относительно корпуса, также уменьшает потери в электродвигателе. Использование в полезной модели нагнетателя, состоящего из лопастного колеса и направляющего диска, обеспечивает непрерывную циркуляцию электроизоляционного масла и эффективный отвод тепла из внутренней полости электродвигателя на наружную поверхность корпуса электродвигателя, что обеспечивает повышение его надежности и долговечности.