04.04.2018
218.016.357b

ПРОТЕКТОР ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002645940
Дата охранного документа
28.02.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано для гидрозащиты погружных маслозаполненных электродвигателей насосов для добычи нефти. Протектор содержит корпус, вал с опорными подшипниками и торцевыми уплотнениями, размещенными в зоне ниппелей, узел пяты, головку, основание, систему сброса давления и удаления газов. Имеющие осевые отверстия ниппели и опорные подшипники расположены вдоль вала между головкой и основанием с образованием гидрозатворных камер. Узел пяты с опорой вала размещен в нижней части протектора и совмещен с узлом основания. Система сброса давления и удаления газов содержит нижнюю и верхнюю диафрагмы цилиндрической формы, размещенные соответственно в нижней и верхней гидрозатворных камерах. Нижняя диафрагма отделяет полость электродвигателя от промежуточной полости, а верхняя - промежуточную полость от затрубного пространства. Диафрагмы соединены с ниппелями и зафиксированы пружинами, имеющими усилия, позволяющие приоткрываться диафрагмам при достижении давлений в нижних полостях перед диафрагмами определенного значения, но обеспечивающими герметичное соединение диафрагмам с ниппелями при меньших давлениях. Изобретение направлено на предотвращение повреждения диафрагмы перепадом давлений между разделяемыми ею полостями. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электромашиностроения. Данные устройства применяются для гидрозащиты погружных маслозаполненных электродвигателей, предназначенных для привода насосов, используемых в нефтяной промышленности для добычи нефти с пластовой жидкостью.

Известен аналог – устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, патент РФ №2031514, 20.03.1995, состоящее из гидравлического компенсатора, размещенного в нижней части электродвигателя, и протектора, установленного в его верхней части и содержащего вал с последовательно установленными на нем верхним, средним и нижним торцевыми уплотнениями и основную эластичную диафрагму, размещенную после нижнего торцового уплотнения в полости, сообщающейся с полостью электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, между средним и нижним торцовыми уплотнениями размещена дополнительная эластичная диафрагма, внутренняя полость которой сообщается с внешней полостью основной диафрагмы, а внешняя полость дополнительной диафрагмы сообщается с полостью между верхним и средним торцовыми уплотнениями.

Недостатком данной конструкции является низкая надежность из-за частых порывов резиновых диафрагм, спровоцированных процессом расширения масла электродвигателя и образования газов в нем.

Также известен протектор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя - патент РФ № 2099604, 20.12.1997, выбранный в качестве прототипа предлагаемого протектора, содержащий корпус, внутри которого размещена диафрагма, закрепленная на опоре, первый и второй ниппели, между которыми размещен узел пяты, верхнюю и нижнюю головки с фланцами для соединения с насосом и электродвигателем, вал с нижним и верхним торцевыми уплотнениями, клапан и кожух, имеющий фланец и установленный на верхнем торцевом уплотнении, отличающийся тем, что введен отбойник, а первый ниппель и фланец кожуха выполнены с дополнительными совпадающими при установке отверстиями, причем отбойник имеет форму диска и установлен жестко на валу над кожухом, а отверстие последнего имеет сообщение с затрубным пространством, каждый ниппель содержит подшипник скольжения и отверстие для удаления воздуха при заполнении маслом.

Недостатком прототипа является риск повреждения диафрагмы избыточным давлением нагретого масла.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в предотвращении повреждения диафрагмы перепадом давлений между разделяемыми ею полостями.

Решение технической задачи в протекторе для гидравлической защиты электродвигателя, содержащем корпус, вал с торцевыми уплотнениями и опорными подшипниками, ниппели, узел пяты, головку, основание, систему сброса давления и удаления газов, диафрагму, достигается тем, что ниппели имеют осевые отверстия, ниппели и опорные подшипники расположены вдоль вала в осевом направлении между головкой и основанием с образованием гидрозатворных камер, узел пяты с опорой вала размещен в нижней части протектора и совмещен с узлом основания, торцевые уплотнения размещены в зоне ниппелей, система сброса давления и удаления газов содержит две диафрагмы, размещенные в гидрозатворных камерах, причем нижняя диафрагма, размещенная в нижней гидрозатворной камере, отделяет полость электродвигателя от промежуточной полости, а верхняя диафрагма, размещенная в верхней гидрозатворной камере, отделяет промежуточную полость от затрубного пространства диафрагмы, имеющие цилиндрическую форму, соединены с ниппелями, и зафиксированы пружинами, имеющими усилия, позволяющие приоткрываться диафрагмам при достижении давлений в нижних полостях перед диафрагмами определенного значения, но обеспечивающими герметичное соединение диафрагмам с ниппелями при меньших давлениях.

На фиг.1 изображен протектор для гидравлической защиты электродвигателя.

На фиг.2 изображено клапанное соединение диафрагмы с ниппелем.

Протектор для гидравлической защиты электродвигателя содержит корпус 1, вал 2 с торцевыми уплотнениями 3 и опорными подшипниками 4, ниппели 5, узел пяты 6, головку 7, основание 8, систему сброса давления и удаления газов, диафрагмы 9, 10. Ниппели 5 имеют осевые отверстия 11, ниппели 5 и опорные подшипники 4 расположены вдоль вала 2 в осевом направлении между головкой 7 и основанием 8 с образованием гидрозатворных камер 12, 13, узел пяты 6 с опорой вала 14 размещен в нижней части протектора и совмещен с узлом основания 8, торцевые уплотнения 3 размещены в зоне ниппелей 5, диафрагмы 9, 10 системы сброса давления и удаления газов размещены в гидрозатворных камерах 12, 13, причем нижняя диафрагма 9, размещенная в нижней гидрозатворной камере 12, отделяет полость электродвигателя от промежуточной полости, а верхняя диафрагма 10, размещенная в верхней гидрозатворной камере 13, отделяет промежуточную полость от затрубного пространства, диафрагмы 9, 10, имеющие цилиндрическую форму, соединены с ниппелями 5, и зафиксированы на них пружинами 15, имеющими усилия, позволяющие приоткрываться диафрагмам 9, 10 при достижении давлений в нижних полостях перед диафрагмами 9, 10 определенного значения, но обеспечивающими герметичное соединение диафрагмам 9, 10 с ниппелями 5 при меньших давлениях.

Рассмотрим пример конкретной реализации протектора для гидравлической защиты электродвигателя. Большинство деталей протектора изготавливаются из нержавеющей стали на токарном станке. Верхние торцевые уплотнения 3 имеют пару трения карбид вольфрама с карбидом вольфрама, благодаря чему хорошо противостоят износу мелкими частицами. Одна из деталей пары трения нижнего торцевого уплотнения 3 выполнена из материала на основе графита. Диафрагмы 9, 10 изготовлены из резины. Пружины 15, обеспечивающие герметичное соединение диафрагм 9, 10 с ниппелями 5 и открытие диафрагмам 9, 10 при достижении давлений в нижних полостях перед диафрагмами 9, 10 определенного значения, изготовлены из пружинной стали. В примере конкретной реализации протектора диафрагмы 9, 10 нижним концом одеты на опоры 16 и зафиксированы на опорах бандажем из проволоки 17 с прокладкой под нее из резины (не показаны). Опора 16 нижней диафрагмы 9 герметично установлена в основание 8. Опора верхней диафрагмы 10 герметично установлена в промежуточный ниппель 5. Верхние концы диафрагм 9, 10 надеты на клапаны 18 и зафиксированы на них пружинами 15. Клапаны 18 установлены на ниппели 5 герметичным разъемным соединением. Каждый клапан 18 функционально является частью ниппеля 5, но выполнен разъемным для обеспечения сборки. Клапан 18 имеет наружную цилиндрическую поверхность для сопряжения с внутренней цилиндрической поверхностью диафрагм 9, 10. Наружная цилиндрическая поверхность клапана 18 имеет две близкорасположенные радиусные канавки 19, а пружина 15 устанавливается на радиусный выступающий участок 20 между канавками 19. Давление срабатывания пружин 15 подобрано таким образом, чтобы исключить разрушение диафрагм 9, 10. Таким образом, соединение диафрагмы 9, 10 с клапаном 18 ниппеля 5 с поджатием пружиной 15 является клапанным устройством.

Рассмотрим протектор в работе. В конструкции погружной насосной установки маслозаполненный электродвигатель находится внизу, его корпус герметично соединен с основанием 8 протектора, а вал с валом 2 протектора. Проникновению пластовой жидкости со стороны головки 7 протектора препятствуют оппозитно расположенные два торцевых уплотнения 3. Гидрозатворные камеры 12, 13 протектора заполнены маслом, нижняя гидразатворная камера 12 сообщается с электродвигателем. Головка 7 протектора соединена с насосом. Протектор во время работы насосной установки обеспечивает герметичность электродвигателя от проникновения пластовой жидкости. В процессе работы насосной установки система сброса давления и удаления газов протектора обеспечивает компенсацию изменения объема масла в электродвигателе и протекторе. Изменение объема масла обусловлено изменением его температуры. Компенсация изменения объема масла в электродвигателе и протекторе осуществляется за счет гибкости диафрагм 9, 10. При увеличении давления масла снизу перед диафрагмой диафрагма 9, 10 расширяется до достижения давления, которое привело бы к разрушению диафрагмы 9, 10. При достижении этого давление срабатывает, клапанное устройство, пружина 15, разжимается, часть масла стравливается в полость, находящуюся выше диафрагмы 9, 10.

Достижение технического результата в предлагаемом устройстве осуществляется благодаря тому, что диафрагмы, имеющие цилиндрическую форму, соединены с ниппелями, и зафиксированы на них пружинами, имеющими усилия, позволяющие приоткрываться диафрагмам при достижении давлений в нижних полостях перед диафрагмами определенного значения, но обеспечивающими герметичное соединение диафрагмам с ниппелями при меньших давлениях.

Предложенное техническое решение предотвращает повреждение диафрагм при избыточном давлении масла, тем самым повышая надежность протектора.


ПРОТЕКТОР ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
ПРОТЕКТОР ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
ПРОТЕКТОР ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Всего документов: 4
Всего документов: 5

Похожие РИД в системе