жидкостно-заполненная электрическая машина

Формула изобретения

Жидкостно-заполненная электрическая машина, содержащая ротор на валу, статор, герметизирующее вал ротора уплотнение и элементы, образующие по меньшей мере одну полость, которая сообщается с внутренней полостью электрической машины и с окружающей средой, отличающаяся тем, что упомянутые элементы выполнены в виде щитов, которые имеют по две полости и установлены по торцам корпуса статора, полости в щитах сообщаются между собой с помощью отверстий в нижней половине электрической машины, с поверхностью вала с помощью дополнительного отверстия в месте размещения герметизирующего уплотнения внутри электрической машины, а с окружающей средой и с внутренней полостью электрической машины с помощью отверстий в верхней половине электрической машины, при этом плотность жидкости, образующей окружающую среду, превышает плотность жидкости, заполняющей внутреннюю полость электрической машины, но меньше плотности жидкости в сообщающихся полостях щитов, а на границе раздела жидкостей с различными плотностями в сообщающихся полостях щита установлено ребро.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электромашиностроения и касается жидкостно-заполненных электрических машин.

Для уплотнения валов машин существуют различные конструкции уплотнений [1] Недостатком уплотнений является то, что при значительных ресурсах работы, температурного градиента в месте соприкосновения трущихся деталей происходит разгерметизация вращающегося вала.

Наиболее близкой к изобретению является жидкостно-заполненная электрическая машина, содержащая статор, ротор на валу и герметизирующее вал уплотнение, а также элементы, образующие по меньшей мере одну полость, которая отделяет внутреннюю полость электрической машины от окружающей среды и при этом сообщается с ними.

Недостатком предложенной конструкции является то, что при разгерметизации уплотнения, установленного на валу, приводит к попаданию "агрессивной" жидкости из окружающей среды во внутреннюю полость электрической машины. В результате попадания "агрессивной" жидкости, например воды, возможен выход подшипников из строя вследствие коррозии, пробой изоляции обмотки и так далее, что приведет к аварии машины.

Задача изобретения состоит в повышении надежности жидкостнозаполненных электрических машин.

Задача достигается за счет того, что элементы, выполненные в виде щитов, имеют по две полости и установлены по торцам корпуса статора, полости в щитах сообщаются между собой с помощью отверстий в нижней половине электрической машины, с поверхностью вала с помощью дополнительного отверстия в месте размещения герметизирующего уплотнения внутри электрической машины, а с окружающей средой и с внутренней полостью электрической машины с помощью отверстий в верхней половине электрической машины, при этом плотность жидкости, образующей окружающую среду, превышает плотность жидкости, заполняющей внутреннюю полость электрической машины, но меньше плотности жидкости в сообщающихся полостях щитов, а на границе раздела жидкостей с различными плотностями в сообщающихся полостях щита установлено ребро.

Новизна предложения состоит в новой совокупности известных признаков.

Изобретательский уровень обеспечен за счет того, что во взаимодействии между собой признаков новой совокупности позволяет получить новое свойство, выраженное в повышении надежности жидкостно-заполненной электрической машины за счет защиты внутренней полости от попадания "агрессивной" жидкости из окружающей среды во внутреннюю полость машины.

На фиг. 1 изображен продольный разрез жидкостно-заполненной электрической машины, встроенной в механизм; на фиг.2 то же вид А и разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.3 выноска узла В в увеличенном масштабе (ребро 23 не показано).

Жидкостно-заполненная электрическая машина содержит статор 1, ротор 2, щиты 3 и 4 и уплотнение 5 (см. фиг. 1).

Статор 1 содержит корпус 6 и уложенную в пазы обмотку 7. Ротор 2 электрической машины крепится к валу 8 механизма 9. По торцам корпуса 6 установлены щиты 3 и 4. Щит 4 с корпусом 6 крепится к механизму 9. Для герметизации вала 8 от попадания "агрессивной" жидкости 10 (например, воды с плотностью ₁= 1 г/см³ ) из окружающей среды установлено уплотнение 5. Уплотнение 5 состоит из манжеты и опорного кольца 11.

В щите 3 выполнена полость 12, которая сообщается с внутренней полостью электрической машины через отверстие 13 и полостью трубы 14, образуя между собой систему сообщающихся сосудов.

В щите 4 выполнены замкнутые кольцевые полости 15 и 16. Полости 15 и 16 сообщаются с окружающей средой, с внутренней полостью с помощью отверстий 17 и 18, расположенных в верхней половине машины, а между собой и с поверхностью вала 8 в области уплотнения 5 с помощью отверстий 19 и 20. Полости 15 и 16 образуют между собой систему сообщающихся сосудов с помощью отверстий 19.

Внутренняя полость электрической машины заполнена жидкостью 21 (например, масло с плотностью ₂= 0,9 г/см³ ). Полость трубы 14 и щита 4 заполнены "тяжелой" жидкостью 22 плотностью (₃= 1,05 г/см³) Жидкость 22 в трубе 14 вытесняет часть жидкости 21, как более "тяжелая" и занимает уровень а-а₁, согласно закону сообщающихся сосудов, обеспечивая равенство давлений между двумя жидкостями. Аналогично жидкость 22 (см. фиг. 2) в полости щита 4 устанавливается на уровне б-б₁. "Тяжелая" жидкость 22 не "всплывает" наружу, так как машина установлена в жидкости 10, имеющей плотность меньше, чем плотность жидкости 22.

Для уменьшения колебаний заполняющих жидкостей 21 и 22 (см. фиг. 2) установлено ребро 23 с отверстием 24.

При вибрации или частичном износе уплотнения 5 "агрессивная" жидкость 10 (плотность ₁= 1 г/см³ ) из окружающей среды проникает внутрь электрической машины по поверхности вала 8 и далее перемещается вниз через отверстие 20, как более "тяжелая", по сравнению с жидкостью 21 (плотность ₂= 0,9 г/см³ ), до первоначальной границы разделения жидкостей, уровень б-б₁ (на фиг. 2 перемещение жидкости 21 показано пунктирной стрелкой). "Агрессивная" жидкость 10 изменяет первоначальный баланс равновесия двух жидкостей 21 и 22 (см. фиг.3) на границе раздела, уровень б-б₁, так как жидкость 10 более "тяжелая", чем жидкость 21, но легче, чем жидкость 22, то займет соответственно уровень в-в₁ ниже первоначальной границы раздела жидкостей уровень б-б₁. Попадание дополнительного количества "агрессивной" жидкости 10 вызовет перемещение границы раздела жидкостей до уровня г-г₁ и так далее. При достижении границы разделения двух жидкостей ниже точки Г равновесия, "агрессивная" жидкость 10 оказывается в среде жидкости 22 с плотностью (₃= 1,05 г/см³) больше, чем плотность (₁= 1 г/см³) жидкости 10 и тем самым "всплывает" наружу (на фиг. 2 и 3 показано сплошными стрелками) не попадая непосредственно во внутреннюю полость жидкостно-заполненной электрической машины с обмоткой 7 статора 1.