Самовентилируемый погружной электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении возможности электродвигателей любых типов и исполнения работать в различных средах, в любом пространственном положении. Самовентилируемый погружной электродвигатель отличается магнитным уплотнением вала, конструкцией колокола, в котором он расположен, и компенсатором давления, выполненным в виде цилиндра с кольцевой дифференциальной мембраной. В районе вентиляционных отверстий двигателя в колоколе выполнены соответственно всасывающие и нагнетательные вентиляционные отверстия с плотными захлопками с пневматическим приводом их закрытия и открытия от датчика затопления и от пневматических золотника и цилиндра. Мембрана компенсатора давления связана с плечом рычажного механизма, другое плечо которого одной стороной опирается на шток воздушного редуктора, подключенного к источнику сжатого воздуха, а противоположной стороной на шток клапана травления. Поступление жидкости в помещение, где размещается электродвигатель, приводит к разности внешнего давления и давления в полости колокола, что ведет к смещению мембраны, подаче или травлению воздуха из полости колокола, что восстанавливает равенство указанных давлений и предупреждает поступление воды в колокол и двигатель. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области судового, морского, подводного, шахтного электрооборудования, где существует вероятность затопления и обеспечивает работу самовентилируемых двигателей обычного исполнения в любом их пространственном положении как в воздушной среде, так и в жидкости.

Известен погружной воздухонаполненный электродвигатель вертикального исполнения Н02К 5/04, 5/10, 5/12 [1] (аналог), который содержит корпус с размещенными на статоре и роторе электрическими обмотками, подшипниковые щиты с подшипниками, вал вращения, компенсатор с воздушным редуктором.

Недостаток двигателя - невозможность самовентилирования и неудовлетворительное охлаждение при работе в воздушной среде, повышенные масса и габариты компенсатора за счет поплавковой камеры и рычажного механизма.

Наиболее близкий по техническому решению выбранный за прототип воздухонаполненный самовентилируемый электродвигатель, охлаждаемый воздушной или жидкой средой [2], который содержит компенсатор и установленный внутри целостного колокола двигатель с вентиляционными отверстиями и расположенным на валу вентилятором самовентилирования.

К недостаткам указанного самовентилируемого электродвигателя относятся возможность вентиляции в затопленном состоянии только в вертикальном положении.

В основу изобретения поставлена задача обеспечения функциональных возможностей электродвигателей любых типов и исполнения, при работе в различных средах, в любом пространственном положении.

Это достигается с помощью того, что на внешней стороне колокола установлено магнитное уплотнение рабочего вала двигателя, в отверстие колокола установлен компенсатор давления, выполненный в виде внешнего цилиндра с внутренней пружиной с опорой одним концом на колокол, а другим на установленную в поперечном сечении цилиндра кольцевую дифференциальную мембрану, плотно соединенную с цилиндром и связанную с плечом рычажного механизма, другое плечо которого одной стороной опирается на шток воздушного редуктора, а противоположной стороной - на шток клапана травления, при этом порт воздуха среднего давления редуктора воздушными трубками подсоединен к колоколу, а другой порт - к источнику воздуха высокого давления, при этом в районе вентиляционных отверстий двигателя в целостном колоколе выполнены соответственно всасывающие и нагнетательные вентиляционные отверстия с плотными захлопками с пневматическим приводом их закрытия и открытия от датчика затопления, пневматических золотника и цилиндра.

Техническая сущность устройства поясняется на фиг. 1. Самовентилированный двигатель 1 с кожухом вентилятора 2 расположен внутри колокола 3, на валу двигателя установлен вентилятор 4. С внешней стороны колокола на рабочем валу двигателя установлено магнитное уплотнение 5, которое препятствует поступлению жидкости в подшипники и обмотки двигателя. Компенсатор 6 выполнен в виде цилиндра с внутренней пружиной 7, дифференциальной мембраной 8 и рычажным механизмом 9. Одно плечо рычажного механизма связано со штоком воздушного редуктора 10, а другое - со штоком клапана травления 11. Порт воздуха среднего давления (ВСД) редуктора воздушными трубками подсоединен к колоколу, а другой порт - к источнику воздуха высокого давления (ВВД). В районе вентиляционных отверстий двигателя, в целостном колоколе выполнены соответственно всасывающие и нагнетательные вентиляционные отверстия с плотными захлопками 12 с пневматическим приводом их закрытия и открытия от датчика затопления 13, пневматических золотников 14 и цилиндров 15 с пружиной 16.

Устройство работает таким образом. При работе двигателя 1 в незатопленном помещении он охлаждается по разомкнутому циклу наружным воздухом. При этом холодный воздух поступает через открытое аксиальное отверстие в колоколе 3 и в кожухе вентилятора 2, нагнетается вентилятором 4 вдоль элементов охлаждения, затем нагретый воздух удаляется через открытые радиальные отверстия колокола (показано стрелками только в верхней части двигателя).

При затоплении помещения увеличивается внешнее давление и прогибается мембрана датчика затопления 13. Датчик перемещает золотник 14 в нижнее положение, соединяет порт ВВД с трубопроводом подачи воздуха в пневматический цилиндр 15. С поступлением воздуха поршни цилиндров перемещаются, сжимают пружины 16, влияющие на плотные захлопки 12, и закрывают вентиляционные отверстия в колоколе 3. В этом случае двигатель 1 под действием вентилятора 4 вентилируется по замкнутому циклу внутренним воздухом, охлаждаемым от колокола 3 окружающей жидкостью (показано стрелками только в нижней части двигателя).

При погружении компенсатора 6 в жидкость дифференциальная мембрана 8 сдвигается вверх, сжимая ограничивающую пружину 7. Это приводит к тому, что правое плечо рычажного механизма 9 движется вверх, а левое - вниз. При этом левое плечо рычажного механизма нажимает на шток противоточного мембранового воздушного редуктора 10, что приводит к поступлению воздуха высокого давления от источника ВВД. Редуктор дросселирует ВВД в воздух среднего давления ВСД, который поступает по воздуховоду во внутреннюю полость колокола 3 и двигателя 1. Подача ВСД приводит к увеличению давления в полости колокола и двигателя, поэтому дифференциальная мембрана 8 сдвигается вниз. Это приводит к тому, что правое плечо рычажного механизма 9 движется вниз, а левое - вверх. При выравнивании внутреннего и внешнего давлений дифференциальная мембрана занимает исходное положение. Левое плечо рычажного механизма прекращает воздействие на шток противоточного мембранового воздушного редуктора 10, который прекращает подачу воздуха.

При осушении затопленного помещения снижается внешнее давление, поэтому давление внутри колокола становится больше внешнего. Это приводит к тому, что дифференциальная мембрана 8 сдвигается вниз, разжимая пружину 7. Правое плечо рычажного механизма 9 движется вниз, а левое - вверх. При этом левое плечо рычажного механизма нажимает на шток клапана травления 11, что приводит к травлению воздуха и выравниванию давления во внутренней полости двигателя и окружающей среде.

При полном осушении помещения упругая мембрана датчика затопления 13 занимает исходное положение, шток золотника 14 перемещается вверх, перекрывает подачу воздуха ВВД и стравливает воздух из цилиндров 15. Под действием возвратных пружин 16 поршни цилиндров перемещаются в исходное состояние, воздействуют на плотные захлопки 12 и открывают вентиляционные отверстия в колоколе 3. Двигатель вентилируется по разомкнутому циклу.

Достижение поставленной задачи обеспечения функциональных возможностей электродвигателей любых типов и исполнения, при работе в различных средах, в любом пространственном положении обеспечивается применением магнитного уплотнения рабочего вала двигателя, автоматических захлопок вентиляции, рычажного механизма, сочлененного с кольцевой дифференциальной мембраной компенсатора. Он осуществляет автоматическую подачу воздуха в колокол при затоплении помещения, что препятствует попаданию жидкости в колокол и электродвигатель, и стравливает давление в колоколе и двигателе при осушении помещения.

Преимуществом самовентилируемого погружного электродвигателя является обеспечение его функциональных возможностей при применении в воздухе или жидкости, независимо от рода тока, устройства системы самовентилирования и пространственной ориентации вала (вертикально или горизонтально), при неограниченных кренах и дифферента судового помещения, где расположен двигатель.

Литература

1. Пат. 101180 UA Украина, МПК Н02К 5/04, 5/10, 5/128, 13/08. Погружной воздухонаполненный электродвигатель вертикального исполнения. Шайтор Н.М., Рясков Ю.И., Бужан В.Г., Склярук В.Л. Опубл. 11.03.2013, Бюл. №5. - 6 с.

2. Пат. 102356 UA Украина, МПК Н02К 5/04, К 5/10, 5/12, 9/02, 9/02, 9/02, 9/04, 9/06, 9/08, 9/14, 9/19, Воздухонаполненный самовентилируемый электродвигатель, охлаждаемый воздушной или жидкой средой. Рясков Ю.И., Шайтор Н.М., Бужан В.Г., Склярук В.Л. Опубл. 25.06.2013, Бюл. №12. - 5 с.

Самовентилируемый погружной электродвигатель, содержащий компенсатор и установленный внутри целостного колокола с вентиляционными отверстиями, двигатель с расположенным на валу вентилятором самовентилирования, отличающийся тем, что на внешней стороне колокола установлено магнитное уплотнение рабочего вала двигателя, в отверстие колокола установлен компенсатор давления, выполненный в виде внешнего цилиндра с внутренней пружиной с опорой одним концом на колокол, а другим на установленную в поперечном сечении цилиндра кольцевую дифференциальную мембрану, плотно соединенную с цилиндром и связанную с плечом рычажного механизма, другое плечо которого одной стороной опирается на шток воздушного редуктора, а противоположной стороной - на шток клапана травления, при этом порт воздуха среднего давления редуктора воздушными трубками подсоединен к колоколу, а другой порт - к источнику воздуха высокого давления, при этом в районе вентиляционных отверстий двигателя в целостном колоколе выполнены соответственно всасывающие и нагнетательные вентиляционные отверстия с плотными захлопками с пневматическим приводом их закрытия и открытия от датчика затопления, пневматических золотника и цилиндра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к охлаждению электрической машины, содержащей ориентированный вдоль роторной оси (1) ротор (2), расположенный концентрично роторной оси (1) статор (3) и по меньшей мере одну расположенную концентрично роторной оси (1) лобовую часть (4) обмотки, которая выступает в осевом направлении из статора (3), для охлаждения которой потоком (5) охлаждающего средства электрическая машина содержит радиальный кольцеобразный (12) и два аксиальных направляющих элемента (6, 10), между которыми расположена соответствующая лобовая часть обмотки, при этом по меньшей мере один аксиальный направляющий элемент (10) имеет выемки, обеспечивающие увеличение скорости потока (5) охлаждающего средства к соответствующей лобовой части (4) обмотки.

Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к газовому охлаждению электрических машин с самонапорным ротором. Технический результат - снижение механических потерь, обеспечение равномерного распределения охлаждающего газа по каналам ротора и эффективное охлаждение обмотки ротора.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с явновыраженными полюсами, в том числе к генераторам и двигателям. Предлагаемая электрическая машина с явновыраженными полюсами содержит узел вращающегося поля, имеющий изогнутый внешний диаметр и включающий один и более полюса ротора, обмотки и стержни для поддержки катушки, а также участок обмоток, который выступает за полюсы ротора, и, по меньшей мере, один колпак торцового витка, соединенный с узлом вращающегося поля и охватывающий стержни для поддержки катушки и участок обмоток, который выступает за полюсы ротора, так, чтобы сократить вентиляционные потери.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно, к турбогенераторам с воздушным охлаждением. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в повышении эффективности работы узла вентилятора, снижении вентиляционных потерь, повышении КПД и сокращении аксиального габарита турбогенератора.

Вертикальный ветровой электрогенератор содержит опорную колонну (1), по крайней мере один генераторный блок (2), по крайней мере две лопасти (3), устройство контроля возбуждения, выпрямительное устройство, реверсивный частотный преобразователь, фланцы, опоры, систему охлаждения, подъемный механизм (80) и подъемную систему.

Изобретение относится к электрической машине с несколькими охлаждающими потоками и способу охлаждения. Монтаж электрической машины и, в частности, генератора на постоянных магнитах должен быть упрощен без потерь качества охлаждения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в ветроэнергетической установке. Технический результат изобретения заключается в получении более эффективного охлаждения кольцевого генератора.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения их системы охлаждения. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в повышении эффективности охлаждения электрических машин.

Изобретение относится к области электротехники и транспорта и касается, в частности, комбинированных энергетических установок гибридных транспортных средств, оборудованных стартер-генераторами.

Изобретение относится к области электротехники и касается электрических машин, в частности - синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном электрооборудовании.

Изобретение относится к размещению электродвигателей. Устройство для размещения электрического двигателя для гибридного транспортного средства, включающего в себя электродвигатель с валом ротора и вращающимся валом внутренней цилиндрической части, расположенным во внутренней цилиндрической части вала ротора так, чтобы проникать в вал ротора, и корпус для размещения электрического двигателя.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям вспомогательных частей корпуса электромашины. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к особенностям конструктивного выполнения электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и предназначено для использования в генераторах питания скважинной аппаратуры. .

Изобретение относится к области электротехники и касается способов установки и позиционирования электродвигателя в опоре электродвигателя. .

Изобретение относится к индукционным цилиндрическим насосам, обеспечивающим электромагнитное силовое воздействие на жидкометаллический теплоноситель рабочего канала.

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к конструктивным элементам гидрогенераторов, а именно подпятникам. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в гидроэнергетике при создании горизонтальных гидроагрегатов. .

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть применено в установках для гидрозащиты погружных маслозаполненных электродвигателей электроцентробежных насосов для добычи пластовой жидкости из скважин.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении возможности электродвигателей любых типов и исполнения работать в различных средах, в любом пространственном положении. Самовентилируемый погружной электродвигатель отличается магнитным уплотнением вала, конструкцией колокола, в котором он расположен, и компенсатором давления, выполненным в виде цилиндра с кольцевой дифференциальной мембраной. В районе вентиляционных отверстий двигателя в колоколе выполнены соответственно всасывающие и нагнетательные вентиляционные отверстия с плотными захлопками с пневматическим приводом их закрытия и открытия от датчика затопления и от пневматических золотника и цилиндра. Мембрана компенсатора давления связана с плечом рычажного механизма, другое плечо которого одной стороной опирается на шток воздушного редуктора, подключенного к источнику сжатого воздуха, а противоположной стороной на шток клапана травления. Поступление жидкости в помещение, где размещается электродвигатель, приводит к разности внешнего давления и давления в полости колокола, что ведет к смещению мембраны, подаче или травлению воздуха из полости колокола, что восстанавливает равенство указанных давлений и предупреждает поступление воды в колокол и двигатель. 1 ил.

Наверх