Осевая опора вала погружного электродвигателя



Осевая опора вала погружного электродвигателя
Осевая опора вала погружного электродвигателя

 


Владельцы патента RU 2594936:

Общество с ограниченной ответственностью "Системы Механизированной Добычи "ИНТЭКО" (RU)

Изобретение относится к конструкции осевой опоры вала погружного электродвигателя насосного агрегата для добычи жидкости из скважин. Осевая опора включает пяту, закрепленную на валу, и подпятник с верхним, центральным и нижним элементами, подшипниковое кольцо подпятника и подшипниковое кольцо пяты, образующие подшипник. Для прохождения масла в подпятнике выполнены сквозные каналы, а в валу - осевой канал. Боковую поверхность верхнего элемента охватывает упругое кольцо, и он опирается на центральный элемент, лежащий во вставке нижнего элемента, зафиксированного в корпусе электродвигателя. Имеется стопорный штифт, позволяющий верхнему элементу совершать угловое смещение относительно оси вала, и регулятор осевого поджатия подшипника. Верхний элемент установлен в нижний элемент. По окружности верхнего торца вставки нижнего элемента равномерно установлены не менее трех стопорных штифтов. Верхний торец вставки прилегает к нижнему торцу верхнего элемента, концы стопорных штифтов сопрягаемы с пружинами, установленными в нижний торец верхнего элемента и выполняющими функцию регулятора осевого поджатия подшипника. Изобретение направлено на повышение эффективности осевой опоры вала электродвигателя за счет обеспечения компенсации перекоса пяты угловым смещением верхнего элемента подпятника без необходимости тонкой регулировки устройства вручную. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к конструкциям погружных секционных электродвигателей, предназначенных для привода насосных агрегатов для добычи жидкости из скважин, в частности к конструкциям осевой опоры вала электродвигателя.

Известен погружной секционный электродвигатель (патент РФ №2219372, F04D 13/10, 20.12.2003), в котором подпятник осевой опоры вала закреплен в неподвижном корпусе, содержащем по крайней мере два штифта, выступающих над торцевой поверхностью корпуса подпятника со стороны, обращенной к упорной поверхности опорного элемента, в которой выполнены пазы для размещения штифтов. Недостатком опоры вала данного электродвигателя является невозможность регулировки относительного положения опорного элемента и подпятника, что необходимо при использовании высокооборотного погружного двигателя, так как в условиях режима сухого трения осевая опора быстро разрушается.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является регулируемая осевая опора вала погружного маслозаполненного электродвигателя (прототип - патент РФ №2320897, F04D 13/10, F04D 29/046, 27.03.2008), состоящая из пяты, закрепленной на валу, и подпятника, причем вышеуказанный двигатель имеет подпятник с верхним, центральным и нижним элементами, внутренний корпусный элемент, внутренняя поверхность которого охватывает, по меньшей мере, часть верхнего элемента подпятника, упругое кольцо, охватывающее боковую поверхность верхнего элемента, верхний элемент подпятника опирается на центральный шаровой элемент, осевая опора выполнена с возможностью ее осевого смещения с последующей фиксацией положения в рабочем режиме, нижний и верхние элементы подпятника закреплены таким образом, что исключено их вращательное движение относительно оси вала, выступающая часть упругого кольца прижата к внутренней поверхности внутреннего корпусного элемента, а центральный элемент выполнен и размещен таким образом, что обеспечивается сохранение параллельности рабочих поверхностей подпятника и пяты (подшипникового кольца подпятника и подшипникового кольца пяты) при угловых смещениях оси вала электродвигателя. Исключение вращательного движения нижнего и верхнего элементов подпятника относительно оси вала обеспечено стопорным штырем (штифтом), установленным в нижний элемент и имеющим верхний скругленный конец, позволяющий верхнему элементу подпятника совершать небольшое угловое смещение относительно оси вала. Нижний элемент подпятника фиксируется стопорным винтом. Регулировочный винт применяется для прижатия подшипникового кольца подпятника к подшипниковому кольцу пяты. Поток масла проходит через сквозные каналы подпятника и через осевой канал вала, попадая также и в зону контакта пяты с подпятником.

Недостатком устройства-прототипа является то, что при сборке опоры необходима тонкая настройка положения регулировочного винта для прижатия подшипникового кольца подпятника к подшипниковому кольцу пяты, а также то, что обеспечивается лишь небольшое угловое смещение верхнего элемента подпятника относительно оси вала, в то время как в определенных условиях возможен значительный перекос пяты, который необходимо компенсировать, соответственно, более значительным угловым смещением верхнего элемента подпятника.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности осевой опоры вала погружного электродвигателя за счет обеспечения компенсации значительного перекоса пяты значительным угловым смещением верхнего элемента подпятника, без необходимости тонкой регулировки устройства вручную.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемая осевая опора вала погружного электродвигателя, включающая пяту, закрепленную на валу, и подпятник с верхним, центральным и нижним элементами, подшипниковое кольцо подпятника и подшипниковое кольцо пяты, образующие подшипник, сквозные каналы подпятника и осевой канал вала для прохождения масла, упругое кольцо, охватывающее боковую поверхность верхнего элемента, верхний элемент подпятника опирается на центральный элемент, лежащий во вставке нижнего элемента, зафиксированного в корпусе электродвигателя, стопорный штифт, позволяющий верхнему элементу подпятника совершать угловое смещение относительно оси вала, регулятор осевого поджатия подшипника, отличается тем, что верхний элемент подпятника установлен в нижний элемент, не менее трех стопорных штифтов установлены равномерно по окружности верхнего торца вставки нижнего элемента, верхний торец вставки прилегает к нижнему торцу верхнего элемента, концы стопорных штифтов сопрягаемы с пружинами, установленными в нижний торец верхнего элемента и выполняющими функцию регулятора осевого поджатия подшипника.

Нижний элемент зафиксирован в корпусе электродвигателя с помощью гайки.

Схема заявляемого устройства представлена на чертеже. Здесь:

1. Корпус электродвигателя.

2. Вал электродвигателя.

3. Пята.

4. Верхний элемент подпятника.

5. Нижний элемент подпятника.

6. Средний элемент подпятника - вставка нижнего элемента подпятника

7. Гайка

8. Центральный элемент подпятника

9. Штифт стопорный

10. Пружина

11. Осевой канал вала электродвигателя

12, 13. Каналы подпятника сквозные

14. Упругое кольцо

15. Подшипниковое кольцо подпятника

16. Подшипниковое кольцо пяты

Предлагаемая осевая опора состоит из пяты 3, установленной на вал 2 электродвигателя с осевым каналом 11, и подпятника, в который входит верхний элемент 4 и нижний элемент 5, имеющий вставку 6 - средний элемент подпятника. Нижний элемент 5, имеющий вставку 6, зафиксирован в корпусе 1 электродвигателя гайкой 7. Между вставкой 6 - средним элементом и верхним элементом 4 подпятника устанавливаются центральный элемент 8, а также штифты 9 с надетыми пружинами 10. Количество стопорных штифтов 9 не менее трех; они установлены равномерно по окружности верхнего торца вставки 6 - среднего элемента подпятника. Верхний торец вставки 6 прилегает к нижнему торцу верхнего элемента 4. Пружины 10 установлены в нижний торец верхнего элемента 4; концы стопорных штифтов 9 сопрягаемы с пружинами 10. Пружины 10, в частности, выполняют функцию регулятора осевого поджатия подшипника.

Верхний элемент 4 подпятника дополнительно центрируется в нижнем элементе 5 упругим кольцом 14, охватывающим боковую поверхность верхнего элемента 4. Подпятник в целом фиксируется в корпусе 1 электродвигателя гайкой (гайками) 7. В подпятнике выполнены сквозные каналы 12, 13 для прохода масла.

Подшипник образован подшипниковым кольцом 15 верхнего элемента 4 подпятника и подшипниковым кольцом 16 пяты 3.

Устройство работает следующим образом.

Пружины 10 до установки в двигатель находятся в свободном, несжатом состоянии. При установке опоры в двигатель гайка 7 затягивается до полной выборки зазора в подшипнике, затем откручивается на 1/4 оборота и фиксируется от проворота замятием или иным способом, после чего пружины 10 находятся в заведомо сжатом состоянии, опираясь одним концом в отверстия в верхнем элементе 4 подпятника, а нижним концом - в штифты 9, установленные во вставке 6 нижнего элемента 5 подпятника. При этом концы штифтов 9, входящие в пружины 10, выполнены меньшего диаметра, чем внутренний диаметр пружин 10, что позволяет пружинам 10 изгибаться (смещаться) при наклоне верхнего элемента 4 подпятника относительно нижнего элемента 5 с вставкой 6. Кроме того, жесткость пружин 10 подбирается таким образом, чтобы обеспечить нормированное усилие прижатия подшипниковых колец 16, 15 пяты и подпятника. Также для обеспечения возможности компенсации углового перекоса пяты 3 и подпятника, установлено не менее трех пружин 10; таким образом выбирается зазор между подшипниковыми кольцами пяты 3 и подпятника, вне зависимости от величины данного зазора.

Для предупреждения проворота верхнего элемента 4 подпятника относительно нижнего элемента 5 с вставкой 6 штифты 9 выполнены такой длины, чтобы конец штифта 9, находящийся в пружине 10, входил в отверстие в верхнем элементе 4 подпятника не менее чем на 1,5 мм от нижней поверхности (нижнего торца) верхнего элемента 4 подпятника.

Поток масла проходит через сквозные каналы 12, 13 подпятника и через осевой канал 11 вала, попадая также и в зону контакта пяты 3 с подпятником.

Таким образом, предлагаемая осевая опора вала погружного электродвигателя эффективнее осевой опоры вала погружного электродвигателя прототипа за счет обеспечения компенсации значительного перекоса пяты значительным угловым смещением верхнего элемента подпятника без необходимости тонкой регулировки устройства вручную.

1. Осевая опора вала погружного электродвигателя, включающая пяту, закрепленную на валу, и подпятник с верхним, центральным и нижним элементами, подшипниковое кольцо подпятника и подшипниковое кольцо пяты, образующие подшипник, сквозные каналы подпятника и осевой канал вала для прохождения масла, упругое кольцо, охватывающее боковую поверхность верхнего элемента, верхний элемент подпятника опирается на центральный элемент, лежащий во вставке нижнего элемента, зафиксированного в корпусе электродвигателя, стопорный штифт, позволяющий верхнему элементу подпятника совершать угловое смещение относительно оси вала, регулятор осевого поджатия подшипника, отличающаяся тем, что верхний элемент подпятника установлен в нижний элемент, не менее трех стопорных штифтов установлены равномерно по окружности верхнего торца вставки нижнего элемента, верхний торец вставки прилегает к нижнему торцу верхнего элемента, концы стопорных штифтов сопрягаемы с пружинами, установленными в нижний торец верхнего элемента и выполняющими функцию регулятора осевого поджатая подшипника.

2. Осевая опора по п. 1, отличающаяся тем, что нижний элемент зафиксирован в корпусе электродвигателя с помощью гайки.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к насосам, входящим в состав системы для подачи расплавленного металла в литейную форму и др. емкости, а также способам заполнения литейной формы расплавленным алюминием.

Двухсекционный центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, ротор с рабочими колесами и улиткой компрессора, в котором в статоре первой секции на валу жестко закреплено первое рабочее колесо, симметрично во второй секции на подшипниках вала расположено второе рабочее колесо, которое вращается в противоположную сторону относительно первого рабочего колеса первой секции.

Группа изобретений относится к радиальным колесам с вперед загнутыми лопатками для вентиляторов и компрессоров. Радиальное рабочее колесо содержит передний 1 и задний 2 диски, установленные между ними вперед загнутые лопатки 3 с образованием между ними межлопаточных каналов 9 с уменьшающейся площадью в поперечном сечении по мере удаления от входа 5 к выходу 6 из радиального рабочего колеса.

Изобретение относится к движителям аппаратов вертикального взлета и посадки и может быть использовано в устройствах для перемещения газов или в качестве ступени компрессора.

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно узлу герметизации вала вертикального насоса двустороннего всасывания. Насос содержит узел корпуса, вал и интегральный механический торцевой уплотнитель сильфонного типа.

Группа изобретений относится к упорным подшипникам центробежного насоса, используемого в электрических погружных скважинных насосах. Насос имеет неподвижный диффузор с отверстием.

Использование: устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора. Устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, содержащее рабочее колесо, ступицу и конец вала электродвигателя, соосно установленные внутри цилиндрического корпуса диагонального вентилятора с возможностью его демонтажа, при этом рабочее колесо выполнено в виде двух полых усеченных конусов с диагональными лопатками, соединение ступицы с рабочим колесом выполнено при помощи колец и шпангоутов, а крепление ступицы с концом вала электродвигателя выполнено с помощью скользящей посадки и термофиксирующего элемента.

Изобретение относится к подшипниковым опорам, регулируемым относительно соосности или осевого положения. Изобретение может быть использовано в соответствующих конструктивных узлах насосов необъемного вытеснения с подшипниками любого типа, например в энергетических лопастных насосах (в частности, питательных и т.п., а также в главных циркуляционных насосных агрегатах водоохлаждаемых реакторных установок, например на атомных электростанциях).

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение изобретения в энергетике, судостроении и авиации. В шнекоцентробежном насосе используется двухвальная схема работы, где имеются высокооборотная и низкооборотная ступени.

Центрирующее устройство содержит поворотную часть, выполненную с возможностью поворота вокруг первой оси, которая проходит вдоль осевого направления отверстия, выполненного в поворотной части, ролик, прикрепленный к первому концу поворотной части и выполненный с возможностью вращения, стержень, прикрепленный ко второму концу поворотной части и выполненный с возможностью перемещения вдоль второй оси, пружинный механизм, в котором расположена часть указанного стержня и который выполнен с возможностью приложения поджимающей силы к поворотной части, и корпус для стержня, выполненный с возможностью размещения в нем конца указанного стержня.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к бессепарационным предвключенным устройствам для многоступенчатых погружных насосов. Устройство содержит корпус, вал с радиальной опорой, на котором закреплен диспергатор в виде пакета ступеней, состоящих из статоров-втулок и роторов-винтов, имеющих на поверхностях сопряжения выступы и впадины, и напорный блок, выполненный из пакета осевых ступеней, каждая из которых содержит помещенное в корпус рабочее колесо и направляющий аппарат с закрепленными на центральной втулке лопатками.

Изобретение относится к погружным электродвигателям, приводящим во вращение насосы для подъема жидкости из скважин, преимущественно к электродвигателям, работающим на повышенных частотах вращения.

Группа изобретений относится к электрическим скважинным насосным установкам. Установка содержит приводимый двигателем насос, имеющий ряд ступеней.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способу теплоизоляции скважин, в том числе для скважин, осуществляющих совместно раздельную добычу промышленных пластовых вод и углеводородов многопластового месторождения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти. Способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса включает ввод алюминия под поверхность расплава при температуре 1410-1480°С.

Изобретение относится к испытаниям газосепараторов, используемым при добыче нефти с высоким газосодержанием. Стенд для испытания газосепараторов содержит накопительную емкость с сопряженным с ней стендовым гравитационным газожидкостным сепаратором, подпорный насос, систему приготовления газожидкостной смеси с источником газа, блок моделирования внутрискважинных условий для размещения испытуемых машин и электродвигателей к ним.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано для откачки из скважин пластовой жидкости с высоким содержанием газа. Погружной лопастной мультифазный насос содержит n-число ступеней.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при освоениях нефтяных скважин. Устройство для освоения скважины центробежным насосом содержит корпус, имеющий первую и вторую камеры.

Группа изобретений относится к технике нагнетания газа и жидкости в продуктивный пласт насосом для поддержания пластового давления. Способ нагнетания газа и жидкости в скважину насосом, снабженным всасывающим и нагнетательным клапанами, заключается во вводе газожидкостной смеси с заданным избыточным давлением от постороннего источника.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в погружных многоступенчатых электроцентробежных насосах для добычи нефти. Насос содержит корпус, вал и ступени, состоящие из рабочего колеса и направляющего аппарата, выполненные литьем из чугуна следующего состава, масс.%: углерода - 3,2-3,9, кремния - 0,2-1,0, марганца - 0,5-0,8, хрома - 0,1-0,5, меди - 0,8-1,5, алюминия - 1,7-4,0, титана - не более 0,3, фосфора - не более 0,2, серы - не более 0,02, железо - остальное.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при термическом способе добычи тяжелых высоковязких и битуминозных нефтей. Скважинная насосная установка содержит колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером в нижней части и штанги, спущенные в наклонный участок ствола скважины, наземный привод для вращения колонны штанг, центробежный насос, спущенный в наклонный участок ствола скважины, колонну труб на приеме центробежного насоса. При этом колонна труб спущена в горизонтальный участок ствола скважины и снабжена на конце фильтром с центрирующим фиксатором положения. Насос содержит набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе и состоящих из рабочих колес и неподвижных направляющих аппаратов. Кроме того, насос соосно соединен с выходным валом маслозаполненного мультипликатора повышения оборотов штанговой колонны, содержащего также входной и промежуточный валы с шестернями и периферийные сквозные каналы для перетока добываемой жидкости, сообщающие полости центробежного насоса и НКТ. Причем шлицевый входной вал мультипликатора выполнен удлиненным, а на нижнем конце колонны штанг установлен колокол с внутренними шлицами, образующий с входным валом мультипликатора телескопическую пару. Техническим результатом является повышение надежности работы центробежного насоса в наклонной части ствола скважины при термических методах воздействия на продуктивный пласт. 3 ил.
Наверх