скважинный центробежный электронасос

Формула изобретения

Скважинный центробежный электронасос, содержащий насос, включающий цилиндрический корпус с кольцевым входом и цилиндрическим входным фильтром, крышку с выходным патрубком, рабочие ступени и вал, и электродвигатель, включающий ротор, статор, корпус в виде гильзы с уплотненными подшипниковыми щитами, в расточках которых на подшипниках установлен вал, и герметичный ввод электрокабеля через подшипниковый щит посредством установочной втулки, отличающийся тем, что подшипниковые щиты прижаты к гильзе электродвигателя парой винт-гайка, при этом гайка выполнена как резьбовое осевое отверстие в валу, а винт - с возможностью воздействия на торец одного из подшипников, подшипники на валу и в расточках щитов установлены с возможностью осевого перемещения до упора в ограничительный элемент, при этом в расточках подшипниковых щитов со сторон, обращенных к статору, выполнены уступы для ограничения перемещения подшипников, а между подшипником и уступом расточки одного из подшипниковых щитов установлено упругое кольцо, кроме того, на периферии одного подшипникового щита выполнена канавка, а кольцевой вход насоса образован посредством выполнения в корпусе входных окон и концевых перемычек, последние вогнуты в упомянутую канавку и установлены в контакте с ее торцом, выполненным в виде конической поверхности, обращенной вершиной к оси насоса, корпус соединен с крышкой посредством резьбового соединения, причем крышка установлена в контакте с торцом последней ступени насоса, а фильтр - внутри корпуса с упором в торцы подшипникового щита и первой рабочей ступени, как опора ступеней насоса, для уплотнения ввода электрокабеля в подшипниковом щите выполнено ступенчатое отверстие, а в установочной втулке - коническое отверстие, при этом в ступенчатое отверстие установлено упругое кольцо, зажатое поверхностями конического отверстия установочной втулки, ступенчатого отверстия подшипникового щита и электрокабеля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к центробежным электронасосам, откачивающим продукцию скважин.

Известные скважинные центробежные насосы имеют сложную конструкцию и трудоемки в сборке - разборке, недолговечны, обладают невысоким КПД и большим радиальным габаритом.

Наиболее близким к изобретению является скважинный центробежный электронасос, содержащий насос, включающий цилиндрический корпус с кольцевым входом и цилиндрическим входным фильтром, крышку с выходным патрубком, рабочие ступени и вал, и электродвигатель, включающий ротор, статор, корпус в виде гильзы с уплотненными подшипниковыми щитами, в расточках которых на подшипниках установлен вал, и герметичный ввод электрокабеля через подшипниковый щит посредством установочной втулки (US 5549447 A, F 04 D 13/08, 27.08.1996).

Известный электронасос имеет сложную, трудоемкую в сборке конструкцию его опоры недолговечны, а сам он обладает низким КПД и большим радиальным габаритом в следствие необходимости закрепления подшипниковых щитов в корпусе насоса.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и сборки - разборки электронасоса, повышение КПД и долговечности работы, уменьшение радиального габарита.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном скважинном центробежном электронасосе, содержащем насос, включающий цилиндрический корпус с кольцевым входом и цилиндрическим входным фильтром, крышку с выходным патрубком, рабочие ступени и вал, и электродвигатель, включающий ротор, статор, корпус в виде гильзы с уплотненными подшипниковыми щитами, в расточках которых на подшипниках установлен вал, и герметичный ввод электрокабеля через подшипниковый щит посредством установочной втулки, подшипниковые щиты прижаты к гильзе электродвигателя парой винт - гайка, при этом гайка выполнена как резьбовое осевое отверстие в валу, а винт - с возможностью воздействия на торец одного из подшипников, подшипники на валу и в расточках щитов установлены с возможностью осевого перемещения до упора в ограничительный элемент, при этом в расточках подшипниковых щитов, со сторон, обращенных к статору, выполнены уступы для ограничения перемещения подшипников, а между подшипником и уступом расточки одного из подшипниковых щитов установлено упругое кольцо, кроме того, на периферии одного подшипникового щита выполнена канавка, а кольцевой вход насоса образован посредством выполнения в корпусе входных окон и концевых перемычек, последние вогнуты в упомянутую канавку и установлены в контакте с ее торцом, выполненным в виде конической поверхности, обращенной вершиной к оси насоса, корпус соединен с крышкой посредством резьбового соединения, причем крышка установлена в контакте с торцом последней ступени насоса, а фильтр - внутри корпуса с упором в торцы подшипникового щита и первой рабочей ступени, как опора ступеней насоса, для уплотнения ввода электрокабеля в подшипниковом щите выполнено ступенчатое отверстие, а в установочной втулке - коническое отверстие, при этом в ступенчатое отверстие установлено упругое кольцо, зажатое поверхностями конического отверстия установочной втулки, ступенчатого отверстия подшипникового щита и электрокабеля.

На фиг.1 изображен скважинный центробежный электронасос, продольный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 - узел Б на фиг.1.

Скважинный центробежный электронасос содержит насос и электродвигатель. Насос включает цилиндрический корпус 1 с кольцевым входом 2 и цилиндрическим входным фильтром 3, рабочие ступени 4 и вал 5. Электродвигатель включает корпус в виде гильзы 6 с уплотненными подшипниковыми щитами 7, 8, в расточках которых на радиально-упорных подшипниках 9, 10 установлен вал 11, и герметичный ввод электрокабеля 12 через подшипниковый щит 8 посредством установочной втулки 13. В корпусе 1 насоса выполнены с образованием концевых цилиндрических перемычек 14 входные окна 15. Для крепления корпуса 1 насоса к подшипниковому щиту 8 по периферии щита 8 выполнена кольцевая канавка 16, верхний торец которой выполнен в виде конической поверхности, обращенной вершиной к оси насоса. Концевые перемычки 14 вогнуты в упомянутую канавку 16 и установлены в контакте с ее верхним торцом. Фильтр 3 выполнен сетчатым и установлен в зоне выполнения входных окон 15, внутри корпуса 1, с упором в торцы подшипникового щита 8 и первой рабочей ступени 4, как опора ступеней 4 насоса 1. Вал 5 насоса соединен с валом 11 электродвигателя разъемным, например винтовым, соединением. Подшипники 9, 10 выполнены в виде подшипников качения и установлены с возможностью осевого перемещения по валу 11 и расточкам щитов 7, 8 до упора в ограничительный элемент. Ограничительный элемент может быть выполнен, например, в виде фиксированной втулки 17. Торцы щитов 7, 8 прижаты к торцам гильзы 6 парой винт - гайка, при этом гайка выполнена как резьбовое осевое отверстие 18 в валу, с его торца, а винт 19 установлен в последнем с возможностью воздействия на торец подшипника 9. В расточках подшипниковых щитов 7, 8, со сторон, обращенных к статору, выполнены уступы 20, 21 для ограничения перемещения подшипников 9, 10. Между подшипником 9 и уступом 20 расточки подшипникового щита 7 установлено упругое кольцо 22 как компенсатор размерной цепи. Для уплотнения ввода электрокабеля 12 в подшипниковом щите 8 выполнено ступенчатое отверстие, а в установочной втулке 13 - коническое отверстие. В ступенчатое отверстие установлено упругое кольцо 23, зажатое поверхностями конического отверстия установочной втулки 13, ступенчатого отверстия подшипникового щита 8 и электрокабеля 12. Электронасос снабжен упругими кольцами 24 круглого сечения. Уплотнение стыков подшипниковых щитов 7, 8 и гильзы 6 осуществлено посредством колец 24. Электродвигатель содержит закрепленный на валу 11 ротор 25 и статор 26, закрепленный на гильзе 6. Внешний торец подшипникового щита 7 закрыт глухой крышкой 27, а его расточка уплотнена кольцом 24. Расточка щита 8 уплотнена посредством торцевого уплотнения 28. Насос снабжен также крышкой 29 с выходным патрубком 30. Корпус 1 соединен с крышкой 29 посредством резьбового соединения, причем крышка 29 установлена в контакте с торцом последней ступени 4 насоса 1.

При сборке электронасоса вал 5 соединяется, например, резьбовым соединением с валом 11. При этом на валу 11 уже установлены ротор 25 и подшипниковый щит 8 в сборе (с подшипником 10, уплотнением 28, втулкой 17 и электрокабелем 12, закрепленным в отверстии щита 8 посредством кольца 23, обжимаемого конической поверхностью установочной втулки 13). На торец подшипникового щита 8 устанавливают фильтр 3 как несущий элемент. На торец фильтра 3 по валу 5 устанавливают рабочие ступени 4 насоса. На рабочие ступени 4 и фильтр 3 надевают корпус 1. При этом входные окна 15 располагаются в зоне фильтра 3. Концевые перемычки 14 загибают в кольцевую канавку 16. Завинчивая крышку 29 и сжимая тем самым пакет ступеней 4, вдавливают загнутые концевые перемычки 14 корпуса 1 в кромку, образованную периферийной цилиндрической поверхностью щита 8 и конической поверхностью торца кольцевой канавки 16. Таким образом, корпус 1 закрепляется на щите 8. Электрокабель 12 выводят через одно из окон 15 и фиксируют снаружи корпуса 1. С другой стороны щита 8 во внешнюю проточку устанавливают кольцо 24 и на щит 8 надевают гильзу 6 с закрепленным на ней статором 26. Во внешнюю проточку щита 7 устанавливают другое кольцо 24, а в его внутреннюю проточку - кольцо 22 и подшипник 9. Вставляют щит 7 в гильзу 6, одновременно пропуская конец вала 11 через подшипник 9. В резьбовое отверстие 18, выполненное с торца вала 11, вворачивают винт 19, передавая осевое усилие через подшипник 9, кольцо 22, щит 7, гильзу 6, щит 8 и подшипник 10 на фиксированную втулку 17, ограничивающую осевое перемещение указанных элементов. В результате торцы гильзы 6 и щитов 7, 8 герметично смыкаются. Электронасос готов к работе. Благодаря стягиванию подшипниковых щитов по центральной оси вала ротора через опоры качения и упругий элемент - резиновое кольцо круглого сечения, опоры имеют возможность самоустановки, что повышает их долговечность и исключает дополнительное нагружение за счет перекоса, и уменьшается радиальный габарит из-за отсутствия внешних элементов крепления и элементов крепления между подшипниковыми щитами и корпусом насоса.

При подключении электрокабеля 12 к электросети ротор 25, валы 11 и 5 начинают вращаться. Рабочие ступени 4 насоса осуществляют всасывание перекачиваемой среды через входные окна 15 и фильтр 3 и нагнетание ее в нагнетательный патрубок 30.