RU18560U1 - SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP FAN-1 - Google Patents

Abstract

1. Погружной электронасос, выполненный из одноступенчатого насоса и однофазного асинхронного электродвигателя, размещенных внутри единого блока, отличающийся тем, что корпус насосной части одновременно выполняет роль переднего подшипникового щита электродвигателя, а электродвигатель выполнен воздухозаполненным и герметичным с двумя ступенями герметизации статора, первая из которых выполнена в форме тонкостенной гильзы, установленной между ротором и статором, концы которой входят во фланцы корпуса электродвигателя и уплотнены по торцам гильзы резиновыми кольцами, прижатыми к фланцам и гильзе корпусом насоса и задним подшипниковым щитом и герметично отделяющие полость статора от полости ротора, а вторая - герметичным отделением полости ротора электродвигателя от полости насоса и окружающей среды.2. Погружной электронасос по п.1, отличающийся тем, что в кольцевых канавках корпуса насосной части и заднего подшипникового щита установлены дополнительные резиновые кольца круглого сечения, прижимающие гильзу к фланцам по цилиндру, обеспечивая дополнительную герметизацию полости статора от полости ротора.3. Погружной электронасос по п.1, отличающийся тем, что насосная полость электронасоса отделена от полости электродвигателя двумя уплотнительными манжетами, разделенными между собой втулками, установленными в насосной части корпуса.1. A submersible electric pump made of a single-stage pump and a single-phase asynchronous electric motor located inside a single unit, characterized in that the pump housing simultaneously acts as a front bearing shield of the electric motor, and the electric motor is air-filled and sealed with two stages of stator sealing, the first of which is made in the form of a thin-walled sleeve installed between the rotor and the stator, the ends of which enter the flanges of the motor housing and are sealed by the ends of the liner with rubber rings pressed against the flanges and the liner by the pump housing and the rear bearing shield and hermetically separating the stator cavity from the rotor cavity, and the second by the hermetic separation of the rotor cavity of the electric motor from the pump cavity and the environment. 2. Submersible electric pump according to claim 1, characterized in that in the annular grooves of the pump housing and the rear bearing shield there are additional rubber o-rings, pressing the sleeve to the flanges along the cylinder, providing additional sealing of the stator cavity from the rotor cavity. 3. The submersible electric pump according to claim 1, characterized in that the pump cavity of the electric pump is separated from the cavity of the electric motor by two sealing cuffs, separated by bushes installed in the pump part of the housing.

Description

fc-vl л..,,,,..,,и, ...,iiiffliiiiiira IIfc-vl l .. ,,,, .. ,, and, ..., iiiffliiiiiira II

:|lpllllllii: | lpllllllii

ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОНАООО ФАН-1SUBMERSIBLE ELECTRONOOO FAN-1

Предлагаемая полезная модель относится к области электромашиностроения и может быть использована при изготовлении погружных электронасосов вихревого типа, предназна.ченных для подъема пресной воды из ср:ва:-шн глубиной до 40 метров, колодцев, резервуаров, емкостей или открытых водфемов, в бытовых условиях для полива, питья и других нужд.The proposed utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture of vortex-type submersible electric pumps designed to lift fresh water from cf: va: -shn up to 40 meters deep, wells, reservoirs, tanks or open water reservoirs, in domestic conditions watering, drinking and other needs.

Известно много конструкций погружных насосов, которые все, в основном, состоят из цилиндрического корпуса, внутри которого размещен приводной электродвигатель со статором и ротором, и собственно насосной части с реакщюнными элементами, размещенными на части вала ротора. Электрическая обмотка статора, как правило,,изолирована от перекачиваемой жидкости материалами, инертными к воздействию перекачиваемьк жщкостей, например, герметизирующие эпоксидные компаунды или масла для заливки внутренних полостей 13.There are many designs of submersible pumps, which all basically consist of a cylindrical body, inside of which there is a drive electric motor with a stator and a rotor, and the pump part itself with reactive elements placed on the rotor shaft part. The stator electric winding, as a rule, is isolated from the pumped liquid by materials that are inert to the effects of pumped liquids, for example, sealing epoxy compounds or oils for filling internal cavities 13.

Известен Электронасос, взятый в качестве прототипа, где для повьщ1ения надежности и стабильности работы использован электродвигатель с компаундированным статором, внутри которого расположен короткозамкнутый ротор с пустотелым Вс1лом, на вылете которого расположена насосная часть, а концы ротора опираются на подшипники сколь:«ения, установленные в подшипниковых щитах, причем сам электронасос снабжен металлической рубашкой, надетой на электронасос с зазором, обеспечивающд-ш интенсивное охлаждение перекачиваемой жщкостью статорных обмоток электродвигателя 2 .A well-known Electric pump, taken as a prototype, where to increase the reliability and stability of operation, an electric motor with a compound stator is used, inside of which there is a short-circuited rotor with a hollow Vs1l, at the outset of which there is a pump part, and the ends of the rotor are supported by bearings: bearing shields, and the electric pump itself is equipped with a metal jacket, worn on the electric pump with a gap, providing intensive cooling by the pumped capacity of the stator circuits Otok motor 2.

МКИ F04D 18/356MKI F04D 18/356

конструкции, в частности статор электродвигателя, за счет использования для его герметизации различных компаундировочных полимеров, приготовленных на эпоксидной основе, делают их экологически не чистыми, как в процессе их изготовления, так и при их дальнейшем использовании. Кроме того, при использовании различных компаундировочных полимеров для герметизации электродвигателей исчезает, такой технически значимый параметр, как ремонтопригодность. Загерметизированный любым полимером статор погружного электродвигателя при выходе его из строя в дальнейшем не подлежит ремонту и использованию.structures, in particular the stator of the electric motor, due to the use of various compounding polymers prepared on an epoxy basis for its sealing, make them environmentally unsafe, both in the process of their manufacture and in their further use. In addition, when using various compounding polymers for sealing electric motors, such a technically significant parameter as maintainability disappears. The stator of a submersible motor sealed with any polymer when it fails is not subject to repair or use in the future.

Таким образ.ом, целью создания предлагаемого технического решения является повышение надежности в работе, экологической безопасности и ремонтопригодности электронасоса при одновременном снижении массогабаритных параметров.Thus, the goal of creating the proposed technical solution is to increase the reliability, environmental safety and maintainability of the electric pump while reducing weight and size parameters.

Поставленная це.11ь достигается тем, что погружной электронасос ФАН-1 выполнен из одноступенчатого насоса и однофазного асинхронного электродвигателя, размеш.енных внутри единого блока, где корпус насосной части одновременно выполняет роль переднего подшипникового щч-а электродвигателя, а электродвигатель выполнен воздухозалолненным и герметичным с двумя ступенями герметизации cTciTopa, первая из которых выполнена в форме тонкостенной гильзы, изготовленной из немс1гнитной нерж веющей стали и установленной меаду ротором и статором, концы которой входят во фланцы и уплотняются по торцам гильзы плоскими резиновыми кольцами, которые прижимаются к фланцам и гильзе корпусом насоса и задним подшипниковым . причем в кольцевых канавр:г1Х корпуса насосной части и заднего подшипникового установлены дополнительные резиновые кольца круглого сечения, также поджимаюш/ю гильзу к фланцам и повышаюш;ие герметизацию полости статора от полости ротора.This goal is achieved by the fact that the FAN-1 submersible electric pump is made up of a single-stage pump and a single-phase asynchronous electric motor, placed inside a single unit, where the pump part housing simultaneously serves as the front bearing shield of the electric motor, and the electric motor is air-filled and sealed with with two cTciTopa sealing stages, the first of which is made in the form of a thin-walled sleeve made of non-metallic stainless steel and installed by the rotor and stator on the mead, the ends which enter the flanges and are sealed at the ends of the liner with flat rubber rings that are pressed against the flanges and the sleeve by the pump housing and the rear bearing. moreover, in the annular grooves: g1X of the pump housing and the rear bearing housing, additional rubber o-rings are installed, also push the sleeve to the flanges and increase the sealing of the stator cavity from the rotor cavity.

Вторая ступень обеспечивается герметизацией всей полости электродвигателя от полости Нсюоса и окружающей среды посредством двух герметизирующих манжет, установленных в корпусе насоса между полостью насоса и полостью электродвигателя.The second stage is provided by sealing the entire cavity of the electric motor from the cavity of Nsyuos and the environment by means of two sealing cuffs installed in the pump housing between the pump cavity and the motor cavity.

Использование воздухозаполненного герметичного электродвигателя без применения различных компаундировочных полимеров позволяет снизить трудозатраты при изготовлении электронасоса за счет исключения операций по приготовлению компаунда, заливке и сущке CTciTopa электродвигателя, а следовательно снизить вес и размеры электронасоса, повысить надежность и ремонтопригодность изделия.The use of an air-filled sealed electric motor without the use of various compounding polymers can reduce labor costs in the manufacture of the electric pump by eliminating the operations of preparing the compound, filling and filling the CTciTopa electric motor, and therefore reduce the weight and size of the electric pump, increase the reliability and maintainability of the product.

Таким обрсшом, на основании вьш1еизложенного Mo:wio Зсшвить, что данное техническое рещение обладает тар:ими критериями, как новизна и технический уровень.Thus, on the basis of the above Mo: wio I can say that this technical solution has the following criteria: their criteria, like novelty and technical level.

На рис. 1 изображен продольный разрез предлагаемого погружного электронасоса ФАН-1.In fig. 1 shows a longitudinal section of the proposed submersible electric pump FAN-1.

Электронасос состоит из одноступенчатого Нсюоса вихревого типа и однофазного асинхронного двигателя, выполненных в едином блоке. Басос, в свою очередь, состоит из корпуса 5, рабочего колеса 4, диска 2 и крьппки 1, скрепленных между собой болтами.The electric pump consists of a single-stage Nsyuos vortex type and a single-phase asynchronous motor, made in a single unit. Bassos, in turn, consists of a housing 5, an impeller 4, a disk 2 and a fastener 1, bolted together.

Корпус насоса 5 крепится болтами к фланцу 24 электродвигателя и выполняет одновременно роль переднего подшипникового щита электродвигателя. Диск 2 и корпус 5 образуют рабочую полость насоса, в рюторой вращается рабочее колесо 4 вихревого типа. На диске 2 и в корпусе насоса выполнены кольцевые каналы В специального профиля с одной разделительной перегородкой, отделяющей область всасывания от области нагнетания.The pump housing 5 is bolted to the flange 24 of the motor and simultaneously performs the role of the front bearing shield of the motor. The disk 2 and the housing 5 form the working cavity of the pump, in the rotor the impeller 4 of the vortex type rotates. On the disk 2 and in the pump casing, annular channels B are made in a special profile with one dividing wall separating the suction region from the discharge region.

ем С В диске 2 с полостью крышки 1. В крышке 1 имеется центральное отверстие с резьбой для присоединения Нсшорной трубы водовода.We have C In the disk 2 with the cavity of the cover 1. In the cover 1 there is a central hole with a thread for connecting the non-shaded water pipe.

Колесо насоса 4 посажено с зазором на выходной конец вала ротора 13 электродвигателя, Крутяший момент от вала к колесу передается через шпонку.The pump wheel 4 is set with a gap on the output end of the shaft of the rotor 13 of the electric motor. The torque from the shaft to the wheel is transmitted through the key.

Посадка колеса на вал с зазором обеспечивает его свободное перемещение в осевом направлении, что обеспечивает его самоустановку и исключает заклинивание при работе насоса.The landing of the wheel on the shaft with a clearance ensures its free movement in the axial direction, which ensures its self-installation and eliminates jamming during pump operation.

По периферии обоих торцов колеса 4 выполнены по 36 радиальных лопаток, образуюш 1х межлопаточные каналы постоянной ширины для протока воды. Стык крышки 1 с корпусом 5 уплотнен резиновым уплотнительным концом 3. Полость насоса отделена от полости двигателя двумя уплотнительными манжетами 3, установленными в гнезде корпуса 5. Манжеты разделены втулкой 7, полость А в которой заполняется при сборке водостойкой консистентной смазкой. Для повышения рабочего давления герметизации торцы манжет упираются в стенки распорной втулки 7 и корпуса 5, имеюшие кольцевые конусные выступы, подпираюшие рабочие кромки манжет.On the periphery of both ends of the wheel 4, 36 radial blades are made, forming 1x interscapular channels of constant width for the water flow. The joint of the lid 1 with the housing 5 is sealed with a rubber sealing end 3. The pump cavity is separated from the engine cavity by two sealing cuffs 3 installed in the housing socket 5. The cuffs are separated by a sleeve 7, the cavity A in which is filled during assembly with waterproof grease. To increase the working pressure of the sealing, the ends of the cuffs abut against the walls of the spacer sleeve 7 and the housing 5, which have annular conical protrusions supporting the working edges of the cuffs.

Электродвигатель состоит из статора 12 с обмотками, короткозамкнутого ротора 13, тонкостенного корпуса 23, усиленного в задней части кольцом 18, двух фланцев 20 и 24 и заднего подшипникового пщта 22. Ротор электродвигателя врашается на двух радиальных шарикоподшипниках 14, смазанных консистентной смазкой. Передний фланец 24 двигателя и кольцо 18 сварены с корпусом, а задний фланец 20 установлен в расточр:у кольца 18 и фиксируется пружршным кольцом 19. Стык кольца 18 и фланца 20 герметизиров ш уплотнительным кольцом 17.The electric motor consists of a stator 12 with windings, a squirrel-cage rotor 13, a thin-walled housing 23, reinforced in the rear by a ring 18, two flanges 20 and 24 and a rear bearing plate 22. The rotor of the electric motor rotates on two radial ball bearings 14, lubricated with grease. The front flange 24 of the engine and the ring 18 are welded to the body, and the rear flange 20 is installed in the bore: at the ring 18 and is fixed by the spring ring 19. The joint of the ring 18 and the flange 20 is sealed with a sealing ring 17.

- 4 чивается установкой в зазоре между статором 12 и ротором 13 тонкостенной герметичной гильзы 11 из немагнитной нержавеющей стали, которая входит концами во фланцы 20 и 24. Герметизация гильзы по торцам осуществляется резиновыми кольцгши 21, которые прижимаются к фланцам и гильзе при установке щита 22 и корпуса 5 соответственно. Кроме того в кольцевых канавках на посадочных местах корпуса 5 и заднего шита 22 установлены кольца круглого сечения 16 из резины, которые дополнительно упруго поджшают гильзу к фланцам, обеспечршая дополнительную герметизацию полости статора от полости ротора.- 4 is installed in the gap between the stator 12 and the rotor 13 of a thin-walled sealed sleeve 11 made of non-magnetic stainless steel, which enters the ends of the flanges 20 and 24. The ends are sealed with rubber rings 21, which are pressed against the flanges and the sleeve when installing the shield 22 and housing 5, respectively. In addition, in the annular grooves on the seats of the housing 5 and the rear shield 22, rings of circular cross section 16 made of rubber are installed, which additionally elasticly press the sleeve to the flanges, which provides additional sealing of the stator cavity from the rotor cavity.

Бьшоды статора соединены с жилами кабеля, которые герметизируются посредством резиновой втулки 9, об:шмаемой по оси при сборке узлом крепления кабеля к фланцу двигателя.The stator stays are connected to the cable cores, which are sealed by means of a rubber sleeve 9, rotatable along the axis during assembly by the cable attachment assembly to the motor flange.

Таким образом, статор двигателя полностью загильзован и герметично отделен от перекачиваемой среды и полости ротора, которая, в свою очередь, уплотнена от проникновения воды двумя манжетами 8, разделенными полостью, заполненной водостойкой смазкой.Thus, the stator of the motor is completely sealed and hermetically separated from the pumped medium and the rotor cavity, which, in turn, is sealed against water penetration by two cuffs 8 separated by a cavity filled with waterproof grease.

Входное отверстие насоса закрыто защитной сеткой б от попадания в насос крупных посторонних частиц. Сетка одновременно крепит кабель к корпусу неюоса.The pump inlet is covered with a protective screen to prevent large foreign particles from entering the pump. The grid simultaneously attaches the cable to the non-Yuos case.

Для улучщения условий охлащения воздухозаполненного статора на лобовые части обмотки статора установлены цилиндрические алюминиевые втулки 10, которые передают тепло от лобовых частей на корпус 23 электродвигателя. Для снижения теплового сопротивления наружные поверхности алюминиевых втулок 10 и сердечника статора 12 покрываются теплопроводящей пастой fUTT-o перед устЕшовкой в рюрпус двигателя.To improve the cooling conditions of the air-filled stator, cylindrical aluminum bushings 10 are installed on the frontal parts of the stator winding, which transfer heat from the frontal parts to the motor housing 23. To reduce thermal resistance, the outer surfaces of the aluminum bushings 10 and the stator core 12 are coated with fUTT-o heat-conducting paste before installing in the motor outlet.

При подаче напряжения на выводные концы электродвигателя ротор двигателя приходит во, вращение и увлекает за собой рабочее колесо насоса. Вода из скважины (или другой емкости.) через входную сетку б и отверстие в корпусе насоса захватывается лопатками колеса, перемешается ими по окружности и одновременно отбрасывается к периферии колеса в кольцевой Ксшал корпуса, где поток воды разворачивается и попадает на следующие лопатки, которые придают ему новый импульс ускорения. Таким образом, порции воды постоянно захватываются лопатр ами, пробегающими мимо входного отверстия, разгоняются последовательно на следующ К лопс1тках и перемещаются по кольцевому каналу насоса в конец канала, приобретсш все более высокую скорость. Б конце канала поток упирается в перегорюдку, отделяющую вход от выхода, и вода выбрасывается под напором через отверстие С в диске 2 в Нс1гнетательную полость крыщки 1 и Дс1лее в водовод.When voltage is applied to the output ends of the electric motor, the rotor of the motor comes into rotation and carries along the impeller of the pump. Water from the well (or other tank.) Through the inlet mesh b and the hole in the pump casing is captured by the wheel blades, mixed by the circumference and simultaneously thrown to the periphery of the wheel in the ring housing Kshal, where the water flow unfolds and enters the following blades, which give it new momentum of acceleration. Thus, portions of water are constantly captured by the blades running past the inlet, accelerated sequentially at the next K lopts and moved along the annular channel of the pump to the end of the channel, having acquired an ever higher speed. At the end of the channel, the flow abuts against a partition separating the inlet from the outlet, and water is discharged under pressure through the hole C in the disk 2 into the Hc1 pressure cavity of the cover 1 and Дс1ле into the water conduit.

Предлагаемый насос при наружном диаметре 95 мм (под скважину 4 дюйма) и одной ступени насоса развивает напор до 50 м водяного столба и обеспечивает подъем 600-700 литров воды в час с глубины 35 м. При этом электродвигатель потребляет около 750 Вт мощности. Масса насоса около 8 кг, что делает его удобным для использования в индивидуальных хозяйствах и не требует для монтс1Ж 1 в сква:шну применения грузоподъемных механизмов.The proposed pump with an outer diameter of 95 mm (for a 4-inch borehole) and one pump stage develops a head of up to 50 m water column and provides a lift of 600-700 liters of water per hour from a depth of 35 m. In this case, the electric motor consumes about 750 W of power. The mass of the pump is about 8 kg, which makes it convenient for use on individual farms and does not require for the pump 1 in a well: a cord for the use of hoisting mechanisms.

Одним из главных отл гчительных преимуществ насоса является его высокая наде;Шость, экологическая чистота как в эксплуатации, так и при производстве, т. к. в нем не используются материс1лы, способные загрязнить воду (эпоксидные герметизирующие компаунды, масла для заливки полостей и т.п.).One of the main distinguishing advantages of the pump is its high reliability; environmental friendliness, both in operation and in production, since it does not use materials that can contaminate water (epoxy sealing compounds, oils for filling cavities, etc.). P.).

- б эпоксидным компаундом, является ремонтопригодность двигателя. Если в залитых статорах при повреждении обмотки выбрасывается статор вместе с корпусом и фланцами, т.е. со всеми деталями, участвующими в заливке, то в предлагаемой конструкции двигателя с воздухонаполненным статором возможна его полная разборка, извлечение стотора без разрушения других конструктивных элементов, его перемотка и последующая сборка с использованием всех ранее установленных деталей.- b epoxy compound, is the maintainability of the engine. If the stator with the winding is damaged, the stator is ejected along with the housing and flanges, i.e. with all the parts involved in the pouring, then in the proposed design of the engine with an air-filled stator, it can be completely disassembled, the stator can be removed without destroying other structural elements, it can be rewound and then assembled using all previously installed parts.

Исключение заливки статора компаундом сни:«ает его массу, не требует применения вредных технслогичесьшх процессов в производстве, связанных с приготовлением, использованием и сушкой компаунда. Следовательно, сншшется трудоемкость изготовления и стоимость электронасоса. Применение подшипников качения обеспечивает длительный ресурю эксплуатации.The exception of filling the stator with a compound from below: “it has a lot of mass, does not require the use of harmful technological processes in production associated with the preparation, use and drying of the compound. Therefore, the laboriousness of manufacturing and the cost of the electric pump are reduced. The use of rolling bearings provides a long service life.

Электронасосы данной конструкции прошли необходимые объемы испытаний, проверку на гигиенические свойства и безопасность. Изготовлены установочные партии элер:тронасосов на предприятии 000 Космос концерна Энергия, которые подтвердили их полезность, пригодность для производства и потребительский спрос. Electric pumps of this design have passed the necessary test volumes, testing for hygiene and safety. Installation batches of ehler: tronopumps were manufactured at the 000 Cosmos Energy company, which confirmed their usefulness, suitability for production, and consumer demand.

Claims (3)

1. Погружной электронасос, выполненный из одноступенчатого насоса и однофазного асинхронного электродвигателя, размещенных внутри единого блока, отличающийся тем, что корпус насосной части одновременно выполняет роль переднего подшипникового щита электродвигателя, а электродвигатель выполнен воздухозаполненным и герметичным с двумя ступенями герметизации статора, первая из которых выполнена в форме тонкостенной гильзы, установленной между ротором и статором, концы которой входят во фланцы корпуса электродвигателя и уплотнены по торцам гильзы резиновыми кольцами, прижатыми к фланцам и гильзе корпусом насоса и задним подшипниковым щитом и герметично отделяющие полость статора от полости ротора, а вторая - герметичным отделением полости ротора электродвигателя от полости насоса и окружающей среды.1. A submersible electric pump made of a single-stage pump and a single-phase asynchronous electric motor located inside a single unit, characterized in that the pump housing simultaneously acts as a front bearing shield of the electric motor, and the electric motor is air-filled and sealed with two stages of stator sealing, the first of which is made in the form of a thin-walled sleeve installed between the rotor and the stator, the ends of which enter the flanges of the motor housing and are sealed by the ends of the liner with rubber rings pressed against the flanges and the liner by the pump housing and the rear bearing shield and hermetically separating the stator cavity from the rotor cavity, and the second by the hermetic separation of the rotor cavity of the electric motor from the pump cavity and the environment. 2. Погружной электронасос по п.1, отличающийся тем, что в кольцевых канавках корпуса насосной части и заднего подшипникового щита установлены дополнительные резиновые кольца круглого сечения, прижимающие гильзу к фланцам по цилиндру, обеспечивая дополнительную герметизацию полости статора от полости ротора. 2. The submersible electric pump according to claim 1, characterized in that in the annular grooves of the pump housing and the rear bearing shield, additional rubber o-rings are installed, pressing the sleeve to the flanges along the cylinder, providing additional sealing of the stator cavity from the rotor cavity. 3. Погружной электронасос по п.1, отличающийся тем, что насосная полость электронасоса отделена от полости электродвигателя двумя уплотнительными манжетами, разделенными между собой втулками, установленными в насосной части корпуса.

3. The submersible electric pump according to claim 1, characterized in that the pump cavity of the electric pump is separated from the cavity of the electric motor by two sealing cuffs, separated by bushings installed in the pump part of the housing.