Заглибний водопідйомний агрегат

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности, к созданию и производству высокоэффективных погружных водоподъемных агрегатов с бытовыми электронасосами центробежного типа. Известен погружной водоподъемный агрегат по авт. свид. СССР № 1280199, М.кл. F04D 13/10, опубл. 30.12.86 г., содержащий корпус, выполненный в виде обечайки, и соосно размещенные в нем центробежный многоступенчатый насос и установленный над ним жидкостнозаполненный электродвигатель, содержащий ротор и статор, который образует с обечайкой осевые каналы для прохождения воды. Недостатками известного технического решения являются: а) низкая экономичность агрегата из-за снижения КПД электродвигателя, вследствие уменьшения диаметра его статора, вызванного необходимостью выполнений каналов для прохождения воды; б) пониженная эффективность рабочих характеристик агрегата, в части их жесткости и КПД, связанная с высоким постоянным гидравлическим сопротивлением на выходе насоса, обусловленным малым проходным сечением между статором электродвигателя и обечайкой; в) затрудненность условий пуска электронасоса при минусовых температурах окружающей среды, ввиду обмерзання ротора и статора; г) повышенные гидравлические потери в осевых каналах, образованных обечайкой и статором из-за шероховатости его шихтованной поверхности и наличия в каналах вихреобразующи х элементов конструктивного характера. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности совпадающих признаков является техническое решение по выложенной заявке ФРГ № 3520360, М.кл. F04D 13/06, опубл. 11.12.86 г., принятое в качестве прототипа. Известный, в соответствии с прототипом, погружной водоподъемный агрегат включает корпус с соосно размещенными в нем центробежным многоступенчатым насосом и электродвигателем, содержащим гидрозащищенный статор и ротор, вал которого выполнен полым и снабжен водозаборными элементами для впуска перекачиваемой жидкости, размещенными в месте примыкания к валу насоса. При этом основной поток перекачиваемой жидкости проходит через полый вал ротора, а неосновной поток - в зазоре между ротором и гидрозащищенным статором. Недостатками прототипа являются: а) ухудшение рабочих характеристик агрегата в связи с отсутствием гидрозащиты ротора и увеличением нагрузки на ротор электродвигателя в результате его вращения с высокой частотой в жидкой среде соответствующей вязкости, что приводит к повышенным механическим потерям на трение внешней поверхности ротора о воду и снижению КПД агрегата; б) повышенные гидравлические потери, обусловленные неоптимальным выбором формы выполнения водозаборных элементов; в) затрудненность условий запуска и эксплуатации, связанных с наличием воды в зазоре между ротором и статором, что при кратковременных понижениях температуры окружающей среды ниже 0°С в осенне-весенний период приводит к обмерзанию ротора и невозможности осуществления запуска агрегата. Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного погружного водоподъемного агрегата, имеющего высокий КПД, за счет снижения гидравлических потерь, а также повышение его эксплуатационной надежности в условиях кратковременных понижений температуры окружающей среды ниже 0°С. Для решения поставленной задачи в известном погружном водоподъемном агрегате, включающем корпус с соосно размещенными в нем центробежным многоступенчатым насосом и электродвигателем, содержащим гидрозащищенный статор и ротор, вал которого выполнен полым и снабжен водозаборными элементами для впуска перекачиваемой жидкости, размещенными в месте примыкания к валу насоса, согласно изобретению, ротор выполнен гидрозащищенным, а каждый водозаборный элемент выполнен в виде щелевого отверстия, расположенного вдоль оси вала ротора, при этом боковые грани упомянутого щелевого отверстия наклонены в направлении вращения. При этом для улучшения рабочих характеристик агрегата на внутреннюю поверхность полости вала ротора нанесено некорродирующее антифрикционное покрытие, в качестве которого использована полихлорвиниловая эпоксидная порошковая краска или электролитически осажденный металл. Выполнение ротора электродвигателя гидрозащищенным позволяет улучшить рабочие характеристики агрегата, за счет исключения трения внешней поверхности ротора о воду, как это имеет место в прототипе, а также исключить обмерзание ротора в осенне-весенний период эксплуатации агрегата, когда суточные колебания температуры окружающей среды достигают отрицательных значений. Вместе с тем, улучшение рабочих характеристик агрегата достигается также за счет снижения гидравлического сопротивления потоку перекачиваемой жидкости, в результате выполнения водозаборных элементов в виде щелевых отверстий, расположенных вдоль оси вала ротора. Выполнение боковых граней каждого щелевого отверстия наклонными в направлении вращения ротора позволяет обеспечить дополнительный динамический напор в полости вала и способствует повышению КПД агрегата. Нанесение некорродирующего анти фрикционного покрытия на внутреннюю поверхность полости вала ротора дополнительно снижает гидравлические потери на трение протекающего потока воды о внутреннюю поверхность полости вала. На фиг.1 показан общий вид предлагаемого погружного водоподъемного агрегата; на фиг. 2 - сечение АА фиг.1. Агрегат содержит корпус 1 с соосно размещенным в нем центробежным многоступенчатым насосом 2 и электродвигателем 3. Электродвигатель 3 включает гидрозащищенные статор 4 и ротор 5. Вал 6 ротора 5 выполнен полым и снабжен водозаборными элементами 7 для впуска перекачиваемой жидкости, размещенными в месте примыкания к валу насоса 2. Каждый водозаборный элемент 7 выполнен в виде щелевого отверстия, расположенного вдоль оси вала 6 ротора 5, при этом боковые грани 8 и 9 указанного щелевого отверстия наклонены в сторону направления вращения ротора 5. Как показано на фиг. 2, грань 8 является сбегающей и грань 9 - набегающей относительно направления вращения ротора 5. На внутренней поверхности полости вала 6 ротора 5 нанесено некорродирующее антифрикционное покрытие, в качестве которого использована полихлорвиниловая порошковая краска или электролитически осажденный металл. Погружной водоподъемный агрегат работает следующим образом. До начала работы агрегат погружают в подготовленную водозаборную скважину. При запуске агрегата включают электродвигатель 3, в результате чего ротор 5 начинает вращаться относительно статора 4 и приводит во вращение вал центробежного многоступенчатого насоса 2. Насос 2 перемещает воду в осевом направлении в зону сочленения вала насоса 2 и полого вала 6 ротора 5. Водозаборные элементы 7, выполненные в виде щелевых отверстий, посредством набегающих граней 9 создают дополнительный динамический напор в полости вала 6. В результате наличия на поверхности внутренней полости вала 6 антифрикционного покрытия вода, практически без потерь гидравлического напора, проходит по валу 6 ротора 5. Сбегающие грани 8 щелевых отверстий при этом не турбулизируют поток жидкости, поступающий в полость вала 8, благодаря их наклону в направлении вращения ротора 5. Таким образом откачиваемая вода, проходя через полый вал 6, поступает потребителю с минимальными гидравлическими потерями, что обеспечивает высокоэффективную работу агрегата. В предложенной конструкции статор 4, примыкающий к корпусу 1, и ротор 5 выполнены гидрозащищенными, что повышает эксплуатационную надежность агрегата.