Пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, состоящее иэ вала, торцовых уплотнений, корпуса, камер, связанных гидравлически между собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцовых уплотнений, внутренние камеры заполнены диэлектрической жидкостью электро двигателя, а во внешней имеется тяжелая барьерная жидкость, которая контактирует с окружающей средой, о т л и ч а ю щ е е с я тем,- что, с целью повышения надежности, во внутренних камерах между торцовыми уплотнениями и корпусом установлена гибкая диафрагма, охватывающая вал, и в верхней части каждой из упомянутых камер,между гибкой диафрагмой и фланцем,установлен сбрасывающий клапан,при этом устройство снабжено дополнительным торцовым уплотнением,установленным во фланце между внешней и внутренней камерами., и трубками, установленными в отверстиях фланцев, разделяющих внутренние камеры между собой и внешнюю камеру от внутренней, и имеющими высоту не менее высоты торцовых уплотнений. 2. Устройство п о п . 1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нижний конец трубки, установленной в отверстии фланца между внешней и внутренней камерой, соприкасается с дном последней, при этом упомянутая трубка заполнена барьерной жидкостью. 1 1020924 изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в погружных маслозаполненных электродвигателях, предназначенных для привода центробежных, винтовых и др. насосов для добычи жидкости из скважин, межпластовой закачки и т.д. Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя предназначено для предотвращения попадания пласjтовой жидкости в полость электродвигателя, выравнивания давления и тепловых изменений рабочего объема масла во время периода пуска, ра'боты и остановки электродвигателя. Известен маслозаполненный электро'двигатель, который для зашиты от проникновения пластовой жидкости снабжен компенсатором, размещенным в нижней части электродвигателя и протектором, установленным в верхней его части. Компенсатор состоит из корпуса и каркаса, к которому крепится гибкая диафрагма. Внешняя сторона диафрагмы компенсатора имеет непосредственный контакт с окружающей жидкостью через отверстия в корпусе. Протектор состоит из корпуса, разделенного диафрагмой на две герметичные камеры, заполненные жидкостями, торцовых уплотнений и промежуточного вала для передачи врашения от электродвигателей к насосу. Вал протектора вращается в радиальных подшипниках скольжения и зафиксирован от перемещения в осевом направлении относительно неподвижной части посредством двухстороннего упорного подшипникаСі}. ний, и внутренние из которых заполне ны диэлектрической жидкостью электродвигателяf а во внешней имеется тя желая барьерная жидкость, которая контактирует с окружающей средой Недостатком известной конструкции является отсутствие герметичности последовательно расположенных камер, предназначенных для уравновешивания давления и разделения 10 пластовой и диэлектрической жидкостей , что снижает надежность устройства гидравлической защиты. Цель изобретения - повышение надежности устройства. 15 Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя,состо1 ящем из вала, торцовых уплотнений, 20 корпуса, камер, связанных гидравлически между собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцовых уплотнений, и внутренние из которых 25 заполнены диэлектрической жидкостью электродвигателя, а во внешней имеется тяжелая барьерная жидкость, которая контактирует с окружающей средой,во внутренних камерах между торцовыми уплотнениями и корпусом 30 установлена гибкая диафрагма,охватывающая вал, и в верхней части каждой из упомянутых камер между гибкой диафрагмой и фланцем установлен сбрасывающий клапан, при этом уст35 ройство снабжено дополнительным торцовым уплотнением, установленным во фланце между внешней и внутренней камерами, и трубками, установленными в отверстиях фланцев, камеры между 40 разделяющих внутренние от внутренней, собой и внешнюю камеру и имеющими высоту не менее высоты торцовых уплотнений. Однако надежность и долговечность электродвигателя с известной гидравлической защитой недостаточно велика вследствие непосредственного контакта гибкой диафрагмы компенсатора с пластовой жидкостью, Кроме того, нижний конец трубки, отсутствия последовательного дублиустановленной s отверстии фланца рования элементов, обеспечивающих между внешней и внутренней камегерметичность электродвигателя, рой, соприкасается с дном последнепосредственного контакта пластоней, при этом упомянутая трубка вой жидкости с поверхностями торзаполнена барьерной жидкостью. цовых уплотнений. 50 Выполнение камер с помощью Кроме того, компоновка электродвигибких диафрагм, торцовых уплотне- , гателя неудобна из-за размещения ний и корпуса позволяет обеспечить компенсатора под электродвигателем, последовательную их работу без наа протектора в верхней его части, рушения герметичности. Установка части. 55 сбрасывающих клапанов между диафрагмами и торцовыми уплотнениями Наиболее близким к предлагаемому обеспечивает последовательный сброс по технической сущности является избыточного объема масла всех каустройство для гидравлической защимер. ты погружного маслозаполненного 60 В устройстве для защиты от проэлектродвигателя, состоящее из ваникновения пластовой жидкости по ла, торцовых уплотнений, корпуса, валу предусмотрено последовательное камер, связанных гидравлически междублирование торцовых уплотнений, ду собой последовательно с помощью а камеры защищены гидроэатвором, отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцовых уплотне- 65 образованным барьерной жидкостью, 1020924 который дублируется последовательно установленными диафрагмами. Барьерная жидкость защищает верхнее торцовое уплотнение, а трубки, герметично установленные в отверстиях фланцев корпуса, обеспечивают использование минимального объема барьерной жидкости. Трубка, контактирующая с дном внешней камеры, заполненная барьерной жидкостью, обеспечивает защиту диафрагмы от непосредственного контакта с пластовой жидкостью. Таким образом увеличена надежность устройства. На чертеже представлено предлагаемое устройство. 15 Погружной маслозаполненный электродвигатель 1 содержит устройство 2 для гидравлической защиты, которое размещено со стороны рабочего конца вала электродвигателя 1, направлен- 20 ного вверх относительно поверхности земли. В корпусе устройства 2 оазме'щены гибкие диафрагмы 3 и 4, которые совместно с торцовыми уплотнениями 5 и 6 разделяют устройство на три последовательно расположенные герметич- 25 ные камеры 7 и 8. Камеры 7 и 8 являют ся внутренними, а камера 9 - внешней. Гидравлическая связь между последовательными камерами 7-9 осуществляется через отверстия 10 ео фланцах корпуса устройства 2. В отверстиях вдоль торцовых уплотнений установлены герме1 тичные трубки 11 с высотой не менее, чем высота торцовых уплотнений, находящихся в рабочем состоянии. Во внеш- 35 ней камере 9 на вал последовательно с существующим торцовым уплотнением 6 устанавливается дополнительное торцовое уплотнение 12, гидравлически соединенное с камерой 8 через отверстие 13, и трубка 14, которая располо 40 жена вдоль вала и диафрагмы 4 и контактирует с дном камеры 8„ В устройстве может быть более двух внутренних камер, которые образуются аналогично камерам 7 и 8. В корпусе устройства 2 между торцовыми уплотнениями 5,6 и гибкими сп диафрагмами 3 и 4 установлены сбрасывающие клапаны 15 и 16, соединяющие полости камер 7 и 8 и выпускающие из них жидкость в случае наличия избыточного давления в каждой из камер. За счет наличия клапанов исклю- ^ чается создание больших избыточных давлений в камерах 7 и 8,а также воздействия этих давлений на диафрагмы" 3 и 4. Торцовое уплотнение 12 находится в тяжелой барьерной жидкости с 60 удельным весом, прейышающим удельный вес пластовой жидкости 17. Камеры 7 и 8 заполнены диэлектрической жидкостью. Кроме этого г в трубке 14 и на дне камеры 9 также находит- 65 ся барьерная жидкость, которая перекрывает нижнюю часть трубки 14. Заполнение внутренней полости камеры 7 диэлектрической жидкостью производится через клапан 18 при открытом отверстии 19. После появ- , ления диэлектрической жидкости из отверстия 19 клапан 18 герметично уплотняется. Заполнение внешней полости камеры 7 диэлектрической жидкостью производится через клапан 20 при открыюм отверстии 21 . После появления диэлектрической жидкости из отверстия 21 клапан 20 герметично уплотняется.Заполнение внешней полости камеры 8 диэлектрической жидкостью производится через отверстие 22 при открытом отверстии 13. После появления диэлектрической жидкости из отверстия 13 необходимо герметично уппотнить отверстия 13 , 19, 21 н 22,, Заполнение электродвигателя 1 с устройством гидрозащиты дозированным объемом тяжелой барьере ной жидкости производится через отверстие 23. Электродвигатель 1_с устройством для гидравлический зайиты работает следующим образом. При включении электродвигателя t диэлектрическая жидкость в камерах 7 и 8 нагревается и увеличивается в объеме. Увеличение объема диэлектрической жидкости в камерах 7 и 8 компенсируется за счет деформации дн-> афрагмы 3 и 4, при этом диафрагмы отходят от своего первоначального положения в сторону наружной стенки корпуса устройства 2. Избыточное давление в камерах 7 и 8 регулируется сбрасывающими клапанами 15 и 16. Увеличение объема диэлектрической жидкости в камере 8 компеноируется за счет выталкивания из трубок 14 и 11 барьерной жидкости и диэлектрической жидкости во внешнюю среду. В первоначальной стадии электродвигатель 1 работает с избыточным давлением в камере 7 по отношению к давлению в камере 8» Поверхности трения уплотнений 5,6 и 12 смазываются за счет расхода диэлектрической жидкости, поступающей из камер 7 и 8 под действием центробежной силы торцовых уплотнений и избыточного давления в камерах 7 и 8. При раскоде диэлектрической жидкости через торцовые уплотнения 5 и 6 давление в камерах 7 и 8 уравновешивается. В зто время расход диэлектрической жидкости через торцовые уплотнения 5 и 6 незначительныйf вследствие отсутствия перепада давлений между полостями камер 7 и 8 Г а поверхности трения смазываются установившимся слоем ди 1П20924 электрической или барьерной жидкостей. Длительное время расход диэлектрической или барьерной жидкости из камеры 8 будет отсутствовать вследствие уравновешивания центробежной си- ^ лы, возникающей в торцовом уплотнении 12 и силы, получаемой за счет разных удельных весов барьерной жидкости и диэлектрической жидкости в камере 8. Ю В случае выхода иэ строя торцового уплотнения 12, барьерная жидкость поступает в полость работы торцового уплотнения 6, а в случае выхода из строя торцового уплотне- 15 ния 6 барьерная жидкость поступает во внешнюю полость|камеры 7. Поступающая в камеру барьерная жидкость покрывает торцовое уплотнение 5, а пластовая жидкость располагается 20 во внешней полости камеры 7 в зависимости от разности удельных весов получаемой смеси диэлектрической и пластовой жидкостей. Условия работы торцового уплотне- 25 ния 12 в среде барьерной, затем пластовой жидкостей, а торцовых уплотнений 5 и 6, работающих в среде диэлектрической ,а затем барьерной и пластовой жидкостей, улучшены по jo сравнению с условиями работы в среде диэлектрической., а затем пластовой жидкостей, поэтому долговечность работы торцовых уплотнений 5,6 и 12 повышается. 35 В случае проникновения через барьерную жидкость в камеру 8 плас товой жидкости ограничение ее движения в камеру 7 осуществляется гибкой диафрагмой 4, а в случае выхода из строя гибкой диафрагмы 4, ограничение ее движения во внутреннюю полость камеры 7 осуществляется гибкой диафрагмой 3. При остановке электродвигателя в результате остывания и уменьшения объема диэлектрической жидкости в камерах 7 и 8 гибкие диафрагмы 3 и 4 прижимаются к внутренней стенке корпуса, а часть внешней полости камеры 8 заполняется пластовой жидкостью и давление в электродвигателе уравновешивается. Таким образом, указанная конструкция устройства гидравлической защиты электродвигателя при выходе из строя двух из трех уплотнительных устройств 5,6 и 12 и двух из трех разделяющих элементов (диафрагм 3,4 и барьерной жидкости) остается работоспособной. Вследствие отсутствия перепада давлений между камерами 7 и 8 и последовательного поступления пластовой жидкости 17 иэ камеры 8 в камеру 7, а также последовательной работы торцовых уплотнений 12, 5 и 6 в среде барьерной жидкости, внутренняя полость камеры 7 окажется длительное время заполненной диэлектрической жидкостью с неизменяемой электрической прочностью, что позволит повысить и долговечность работы электродвигателя. ВНИИПИ Заказ 3911/46 Тираж 687 Подписное Филиал П П "Патент", П г.Ужгород,ул.Проектная,4