RU2418195C2

RU2418195C2 - Immersible electrically-driven pump

Info

Publication number: RU2418195C2
Application number: RU2007122155/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Ефимович Цопанов (RU); Николай Ефимович Цопанов; Ирбек Хаджимуратович Есенов (RU); Ирбек Хаджимуратович Есенов; Анатолий Бештауович Кудзаев (RU); Анатолий Бештауович Кудзаев; Николай Иванович Гриднев (RU); Николай Иванович Гриднев
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2011-05-10
Also published as: RU2007122155A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed pump comprises water-filled high-rpm motor with stator separated from rotor with shaft by clearance. Rotor surface has RH and LH deflector thread.

EFFECT: reduced power loss in water-filled motor at high rpm and with no increased in clearance between rotor and stator.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области конструирования и эксплуатации водозаполненных высокооборотных электродвигателей для привода погружных электронасосов.The invention relates to the field of design and operation of water-filled high-speed electric motors for driving submersible electric pumps.

Известен насос, у которого на торцевых поверхностях ротора имеются винтовые нарезки для исключения попадания перекачиваемой жидкости в зазор между статором и ротором (см. US 4408966 А, 11.10.1983). Однако нарезки в известном насосе служат для вытеснения перекачиваемой жидкости из пространства между торцами ротора и неподвижной поверхностью корпуса, а электродвигатель насоса не является водозаполненным.A known pump, in which there are screw cuts on the end surfaces of the rotor to prevent the pumped liquid from entering the gap between the stator and the rotor (see US 4408966 A, 10/11/1983). However, the slices in the known pump are used to displace the pumped fluid from the space between the ends of the rotor and the stationary surface of the housing, and the pump motor is not water-filled.

Известен герметичный лабиринтный насос, в котором на поверхностях, образующих зазор между статором и ротором, предусмотрены винтовые нарезки (SU 380866 А, 15.05.1973). Однако указанные нарезки образуют рабочие органы лабиринтного насоса, а потому не способствуют снижению гидравлических потерь в двигателе.Known hermetic labyrinth pump, in which on the surfaces forming the gap between the stator and the rotor, screw threads are provided (SU 380866 A, 05/15/1973). However, these cuts form the working parts of the labyrinth pump, and therefore do not contribute to reducing hydraulic losses in the engine.

Наиболее близким к изобретению является погружной электронасос, содержащий водозаполненный высокооборотный электродвигатель с разделенными зазором статором и ротором с валом (Рождественский И.В., Левин А.А. К вопросу создания высокооборотных электронасосов, работающих в широком диапазоне изменения режимов. Межвузовская научная техническая конференция по применению высокоскоростных машин с электроприводом повышенной частоты в народном хозяйстве. Сборник докладов и сообщений, г.Краснодар, 1967, с.32-42). В известном насосе (конструкции опытного погружного электронасоса ВЭН-4-2-35 с водозаполненным электродвигателем номинальной мощностью 0,75 кВт при частоте вращения 11500 об/мин) использован один из эффективных способов уменьшения гидравлических потерь в водозаполненном электродвигателе - увеличение зазора между ротором и статором.Closest to the invention is a submersible electric pump containing a water-filled high-speed electric motor with a gap separated by a stator and a rotor with a shaft (Rozhdestvensky I.V., Levin A.A. On the creation of high-speed electric pumps operating in a wide range of modes. Interuniversity Scientific Technical Conference on the use of high-speed machines with electric drive of increased frequency in the national economy. Collection of reports and reports, Krasnodar, 1967, p. 32-42). In the well-known pump (the design of the experimental VEN-4-2-35 submersible electric pump with a water-filled electric motor with a rated power of 0.75 kW at a speed of 11500 rpm), one of the effective ways to reduce hydraulic losses in a water-filled electric motor is used - increasing the gap between the rotor and stator .

Недостатком известного насоса является то, что снижение гидравлических потерь посредством увеличения зазора между статором и ротором электродвигателя приводит к росту потерь холостого хода и общие потери энергии (электрические, механические и гидравлические) остаются соизмеренными с номинальной мощностью электродвигателя.A disadvantage of the known pump is that the reduction of hydraulic losses by increasing the gap between the stator and the rotor of the electric motor leads to an increase in idle losses and the total energy loss (electrical, mechanical and hydraulic) remains commensurate with the rated power of the electric motor.

Например, для вышеуказанного электронасоса ВЭН-4-2-35 они составляют более 600 Вт, то есть составляют более 75% от номинальной мощности электродвигателя (Рождественский И.В., Тарабаева Г.А. К вопросу о методах расчета потерь мощности на трение вращающихся поверхностей ротора в водозаполненных высокооборотных электродвигателях. Третья межвузовская научно-техническая конференция по применению высокоскоростных машин с электроприводом повышенной частоты в народном хозяйстве. Часть 2. г.Орджоникидзе, 1971, с.11-14).For example, for the aforementioned VEN-4-2-35 electric pump, they make up more than 600 W, i.e. they make up more than 75% of the rated electric motor power (Rozhdestvensky I.V., Tarabaeva G.A. On the question of calculating the power losses due to friction rotor surfaces in water-filled high-speed electric motors. Third Interuniversity Scientific and Technical Conference on the use of high-speed machines with high-frequency electric drives in the national economy. Part 2. Ordzhonikidze, 1971, pp. 11-14).

Поэтому водозаполненные электродвигатели с увеличенным зазором между статором и ротором не рационально применять при значительных мощностях электродвигателей (мощностью более 1 кВт).Therefore, water-filled electric motors with an increased gap between the stator and the rotor are not rational to use with significant electric motors (with a power of more than 1 kW).

Причем для увеличения мощности электродвигателя часто увеличивают его диаметр. Увеличение диаметра ротора в 2 раза позволяет увеличить мощность электродвигателя в 4 раза. Однако потери при этом возрастут в 16 раз.Moreover, to increase the power of the electric motor, its diameter is often increased. A 2-fold increase in rotor diameter allows a 4-fold increase in electric motor power. However, the losses will increase by 16 times.

Наряду с этим недостатком вышеуказанного способа является увеличение тока холостого хода, а следовательно, и увеличение электрических потерь.Along with this disadvantage of the above method is the increase in idling current, and consequently, the increase in electrical losses.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение общих потерь энергии в водозаполненном электродвигателе погружного электронасоса при различных диаметрах его ротора и высоких оборотах (n≥12000 об/мин) без увеличения зазора между статором и ротором.The objective of the present invention is to reduce the total energy loss in a water-filled electric motor of a submersible electric pump at various diameters of its rotor and high revolutions (n≥12000 rpm) without increasing the gap between the stator and the rotor.

Технический результат достигается тем, что в погружном электронасосе, содержащем водозаполненный высокооборотный электродвигатель с разделенными зазором статором и ротором с валом, согласно изобретению на поверхности ротора выполнены правая и левая отбойные винтовые нарезки.The technical result is achieved by the fact that in the submersible electric pump containing a water-filled high-speed electric motor with a gap separated by a stator and a rotor with a shaft, according to the invention, the right and left fenders are made on the rotor surface.

На чертеже схематически изображен водозаполненный электродвигатель погружного электронасоса в разрезе. Электродвигатель состоит из статора 1 и ротора 2, разделенных зазором. На роторе 2 выполнены правая и левая отбойные винтовые нарезки 3 на его образующей поверхности. Ротор имеет вал 4, установленный в подшипниках 5.The drawing schematically shows a water-filled electric motor of a submersible electric pump in section. The electric motor consists of a stator 1 and a rotor 2, separated by a gap. On the rotor 2, the right and left fender screw cuts 3 are made on its generatrix surface. The rotor has a shaft 4 mounted in bearings 5.

Во время работы электродвигателя вода, находящаяся в зазоре между ротором 2 и статором 1, вытесняется из этой полости отбойными винтовыми нарезками 3 в обе стороны из зазора. В результате в зазоре создается относительный вакуум, и потери энергии на трение образующей поверхности ротора 2 о среду в зазоре электродвигателя уменьшаются. При этом поскольку зазор между статором 1 и ротором 2 не увеличивается, то и электрические потери остаются на прежнем уровне.During operation of the electric motor, the water in the gap between the rotor 2 and the stator 1 is displaced from this cavity by jack-off screw cuts 3 to both sides from the gap. As a result, a relative vacuum is created in the gap, and the energy loss due to friction of the forming surface of the rotor 2 against the medium in the gap of the electric motor is reduced. Moreover, since the gap between the stator 1 and the rotor 2 does not increase, then the electrical losses remain at the same level.

Claims

A submersible electric pump containing a water-filled high-speed electric motor with a gap separated by a stator and a rotor with a shaft, characterized in that on the rotor surface there are right and left jack-off screw cuts.