Заглибний електронасос

1 Погружной электронасос, включающий корпус с центробежным насосом и электродвигатель, полость которого заполнена молекулярно структурированной водой, с гидрозащищенным статором и ротором, отличающийся тем, что в воде растворен сырой глицерин в массовом соотношении глицерин вода от 0,4 0,6 до 0,6 0,4 2 Погружной электронасос по п 1, отличающийся тем, что электродвигатель снабжен компенсационной камерой, размещенной со стороны хвостовой части вала ротора и связанной посредством каналов с полостью электродвигателя 3 Погружной электронасос по п 1, отличающийся тем, что насос снабжен обратным клапаном, размещенным на его выходе О Данное изобретение относится к машиностроению, в частности, к созданию и производству продуктоподъемных агрегатов с электронасосами центробежного типа Основной проблемой данного производства является выпуск максимально надежных и экономичных в эксплуатации погружных электронасосов безопасных при обращении с пожаро- и взрывоопасными продуктами Условиями, имеющими определяющее значение в решении указанной проблемы, являются обеспечение взрывобезопасности при откачке таких нефтепродуктов, как керосин, бензин, мазут и др с малых глубин, а также вблизи пожаро- и взрывоопасных объектов, таких как хранилища, продуктопроводы и др обеспечение минимального уровня нагрева корпуса электронасоса путем эффективного теплоотвода от обмоток статора и ротора электродвигателя, создание надежной гидрозащиты обмоток статора, исключающей снижение сопротивления изоляции для всего периода эксплуатации, обеспечение надежной работы подшипниковых узлов в широком диапазоне изменения тем пературы окружающей среды, в том числе при минусовых температурах Известный погружной электронасос (см например книгу А А Богданова, "Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти", "Недра", 1968г) содержат напорный трубопровод, закрепленный на нем центробежный многоступенчатый насос, электродвигатель, установленный под насосом и кожух, охватывающий всасывающие отверстия насоса Внешний диаметр электронасоса с двигателем мощностью до 1,1кВт составляет 0,095м, что позволяет опускать его в скважины диаметром 0,1м Однако, без дополнительной гидрозащиты обмотки статора, электронасос, по истечении некоторого времени, снижает свои характеристики в части электро- и взрывобезопасности, а высокая частота вращения ротора в жидкой среде соответствующей вязкости, например, воды, приводит к повышенным механическим потерям на трение о нее и повышению температуры корпуса до величин опасных при откачке легких фракций нефтепродуктов типа бензина или керосина Известен также погружной электронасос по ГО о 22034 а с СССР №889896, М кл F04D13/10, публ кую к 0°С 15 12 81 г, который включает корпус с центробежПри откачке нефтепродуктов с малых глубин ным насосом и жидкоснозаполненным электрозачастую возникает потребность круглогодичной двигателем, содержащим гидрозащищенный стаэксплуатации, Которую невозможно обеспечить тор и ротор, при этом для снижения потерь трения без дополнительного обогрева корпуса электроротора о воду в нее добавляется обеснасоса при минусовых температурах окружающей печивающий эффект Томса реагент, содержащий среды Наряду с этим, при работе электродвигараствор полимера или поверхностно-активного теля в контакте с пожаро- и взрывоопасными провещества, расход которого регулируется с помодуктами , в частности с легкими фракциями нефщью устройства подачи реагента в зависимости от тепродуктов, известный электронасос может режима работы электродвигателя оказаться подверженным перегреву в результате повышения давления в смеси , заполняющей поНедостатками данного технического решения лость электродвигателя, при ее нагреве в процесявляются се работы электродвигателя , в связи с чем понеобходимость использования устройства повышается нагрузка в подшипниковых узлах ,что дачи и регулирования расхода реагента, обеспеприводит к дополнительному выделению тепла В чивающего эффект Томса, результате повышается возможность возгорания недостаточная гидрозащита обмотки статора перекачиваемой жидкости В виду того, что изот попадания в нее жидкости, вестный электронасос не оснащен искрозащитнеобходимость использования дополнительными элементами, препятствующими распространого вещества-реагента, нению открытого огня в случае короткого затрудненность условий пуска электронасоса замыкания в обмотке статора или ротора, не при минусовых температурах откачиваемого прообеспечивается его взрывобезопасность дукта или окружающей среды, недостаточная пожаробезопасность и взрывоЗадачей данного изобретения является соззащищенность дание взрывобезопасного, высокоэкономичного погружного электронасоса с улучшенными техниВышеуказанные недостатки данного электроческими характеристиками за счет применения в насоса приводят к снижению его надежности в качестве охлаждающей и обеспечивающей работу связи с усложнением конструкции, связанным с подшипников жидкости с определенными физиконеобходимостью использования дополнительного химическими свойствами и обеспечении ее ивода вещества-реагента и, как следствие, наличия сов полость электродвигателя при выполнении ответствующих устройств подачи и регулирования взрывобезпасности последнего по классу не ниже, расхода этого реагента С другой стороны ухудчем IExdllBT3, с обеспечением возможности эксшаются условия работы подшипниковых узлов, плуатации электронасоса в условиях минусовых что приводит к повышению механических потерь и температур окружающей среды температуры корпуса, и также, как и уменьшение надежности, к ограничению его применимости для Решение поставленной задачи достигается откачки пожаро- и взрывоопасных жидких продуктем, что в известном погружном электронасосе тов включающем корпус с центробежным насосом и электродвигатель, полость которого заполнена Наиболее близким к предполагаемому изомолекулярно структурированной водой, с гидробретению по количеству совпадающих признаков, защищенным статором и ротором, согласно изоа также технической сущности, принятому в качебретению, в воде растворен сырой глицерин в стве прототипа, является техническое решение по массовом соотношении глицерин вода от 0,4 0,6 патенту Украины №12343А, М Кп F04D13/10, до 0,6 0,4 публ 28 02 97г Известный погружной электронасос включает При этом электродвигатель снабжен компенкорпус, с центробежным насосом и жидкостнозасационной камерой, размещенной со стороны полненным электродвигателем, содержащим гидхвостовой части вала ротора и связанной посредрозащищенный статор и ротор В качестве жидкоством каналов с полостью электродвигателя, а сти, заполняющей электродвигатель, насос снабжен обратным клапаном, размещенным использована молекулярно структурированная на его выходе вода, при этом зона лобовых частей статора заНаличие в воде сырого глицерина в указанном полнена эластополимером диапазоне соотношений позволяет повысить взрывозащищенность электронасоса за счет споНедостатками известного электронасоса явсобности полученной смеси проявлять свойства ляется низкая взрывозащищенность при работе с искрогашения, а также обеспечить эксплуатацию пожаро- и взрывоопасными продуктами, в частноэлектронасоса в условиях минусовых температур сти с нефтепродуктами и легкими их фракциями, а за счет снижения температуры замерзания укатакже затрудненность условий запуска и эксплуазанной смеси тации при минусовых температурах окружающей среды Причиной, обуславливающей указанные Помимо того за счет понижения вязкости сменедостатки, является использование в качестве си, наполняющей электродвигатель, улучшаются заполняющей электродвигатель жидкости молекуего технические характеристики, и повышается лярно структурированной воды, которая обладает надежность, за счет уменьшения механических не только полезными характеристиками в части потерь трения ротора в полученной смеси в рабовысокого электрического сопротивления и поничем зазоре электродвигателя и подшипниках женной вязкости, но имеет и отрицательные свойэлектродвигателя При этом уменьшение механиства, в частности, температуру замерзания близческих потерь трения обеспечивает и уменьшение 22034 температуры нагрева внешнего корпуса электронасоса, что повышает его пожаро- и взрывобезопасность Наличие компенсационной камеры позволяет обеспечить сбор вытесненной из полости электродвигателя смеси и тем самым понизить давление в полости электродвигателя в случае возможного перегрева электронасоса в процессе эксплуатации Наличие каналов, связывающих компенсационную камеру с полостью электродвигателя, также позволяет обеспечить ввод смеси в полость электродвигателя и повысить взрывобезопасность погружного электронасоса в целом Снабжение выхода насоса обратным клапаном, обеспечивающем скорость слива столба откачиваемых продуктов до 1м/мин способствует предохранению электронасоса от размораживания при сниженных температурах, возможных в неглубоких скважинах, выполняющих роль экологической защиты в техногенно загрязненных районах Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг изображен общий вид электронасоса Погружной электронасос содержит корпус 1 с центробежным насосом 2 и электродвигатель 3, полость которого заполнена молекулярно структурированной волом, в которой растворен сырой глицерин в массовом соотношении от 0,4 0,6 до 0,6 0,4 Электродвигатель состоит из гидрозащищенного статора 4 и ротора 5 Полость электродвигателя 3, в которой размещен ротор 5, отделена от статора 4 гидрозащищенным экраном, выполненным в виде тонкостенного цилиндра 6, который установлен коаксиально ротору 5 и примыкает к внутренней поверхности статора 4 Электродвигатель 3 снабжен компенсационной камерой 7, которая размешена со стороны хвостовой части вала 8 ротора 5 Камера 7 связана с полостью электродвигателя 3 посредством каналов 9 1 - 9 2 , при этом каналы 9 1 - 9 2 используют при заполнении полости электродвигателя 3 жидкостью при сборе электронасоса Осевой зазор между валом 8 и упорным подшипником 10 служит для перетекания смеси из полости электродвигателя в компенсационную камеру 7 и наоборот во время работы погружного электронасоса Камера 7 содержит упругую мембрану 11, которая при поступлении в камеру 7 смеси из полости электродвигателя изменяет свою конфигурацию, обеспечивая увеличение объема камеры 7, Каналы 9 1 - 9 2 выполнены в хвостовой части вала 8, при этом канал 9 1 выполнен в виде осевого отверстия и снабжен заглушкой 12, установленной со стороны камеры 7, а каналы 9 2 служат для связи полости электродвигателя 3 с каналом 9 1 Насос 2 снабжен обратным клапаном 13, установленным на его выходе и служащим для обеспечения подпора столба перекачиваемой жидкости Вместе с тем конструкция клапана обеспечивает обратный слив жидкости со скоростью не менее 1м/мин, что связано с предотвращением размораживания насоса при минусовых температурах окружающей среды При сборке погружного электронасоса полость электродвигателя 3 заполняют смесью, состоящей из молекулярно структурированной воды и сырого глицерина в вышеуказанном соотношении компонентов Для этого перед установкой мембраны 11 и при удаленной заглушке 12 в полость электродвигателя 3 через каналы 91, 9 2 заливают указанную смесь После чего открытый конец канала 9 1 закрывают заглушкой 12, устанавливают и закрепляют в корпусе 1 мембрану 11 Работает предлагаемый погружной электронасос следующим образом При подаче напряжения на статор 4 электродвигателя 3 ротор 5 начинает вращаться относительно корпуса 1 При этом насос 2 подает нефтепродукты из скважины потребителю В полости электродвигателя 3 происходит деструкция длинноцепочечных молекул смеси глицерина и воды, однако благодаря наличию магнитного поля в зазоре между статором 4 и ротором 5 возникает обратный процесс структурирования за счет омагничивания смеси, который, позволяет сохранить свойства смеси в части понижения ее вязкости и тем самым обеспечить долговечность работы подшипниковых узлов и экономичную работу электронасоса в целом Наличие в смеси глицерина позволяет понизить температуру загустевания смеси до (- 13,7) -ь (- 21,3 °С, что обеспечивает устойчивый режим работы электронасоса в зимний период в большинстве промышленно освоенных районов СНГ При возникновении пиковых нагрузок и кратковременном разогревании электродвигателя 3 смесь из полости электродвигателя 3 по осевому зазору между валом 8 и упорным подшипником 10, перетекает в компенсационную камеру 7 При этом происходит смазка посадочного места хвостовой части вала 8, что улучшает условия работы упорного подшипника 10 Для предотвращения распространения открытого огня из полости электродвигателя 3 служат искрозащитные щели, образованные между хвостовой частью вала 8 и стенкой корпуса электродвигателя 3 размер которых соответствует установленным требованиям по взрывобезопасности В результате внесения описанных конструктивных отличий, а также использования в качестве рабочей жидкости смеси с указанными физикохимическими свойствами, обеспечивается решение задачи, поставленной в настоящем изобретении Заявитель ООО НТФ "Интерэлектро" 22034 13 Фиг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90