Герметические насосы с заполнением полости электродвигателя перекачиваемой средой

Герметические погружные насосы подкласса В1 имеют специальные требования к расчету электродвигателей, изоляции обмоток статора, а также к выбору материалов опор и других деталей насоса. Прежде всего, следует учитывать потери трения по цилиндрической части ротора электродвигателя.

Зависимость потерь трения от длины цилиндрической части ротора оказывается линейной, поэтому возникает стремление конструировать электродвигатели с длинным ротором при минимально допустимом диаметре. Однако при чрезмерно длинных роторах вследствие эксцентриситета ротора в отверстии статора возникают магнитные силы, изгибающие вал и нагружающие подшипники. Для установления допустимой длины ротора электродвигателя необходимо учитывать величины магнитных сил и прогиба вала. Они зависят от геометрических размеров ротора, величины эксцентриситета, индукции, насыщения, величины воздушного зазора и диаметра вала. Прогиб вала пропорционален третьей степени длины ротора, величина магнитных сил пропорциональна первой степени длины ротора, т. е. величина прогиба ротора пропорциональна четвертой степени его длины.

Характерно, что наибольший прогиб возникает не при номинальном напряжении, а при напряжении, составляющем 80% номинимального, так как с ростом насыщения величина магнитной силы уменьшается. В соответствии с этим кривая магнитных сил имеет максимум при неполных числах оборотов. Поэтому наибольшие нагрузки на подшипники возникают при пуске, а не при нормальной работе электронасоса.

Так как вода один из основных реагентов, транспортируемых электронасосами данного подкласса, необходимо в первую очередь рассмотреть вопросы, связанные с использованием опорных и упорных подшипников, смазываемых перекачиваемой водой. Незначительная вязкость воды, понижающаяся с повышением температуры, отсутствие адгезии к поверхностям трения, способность вызывать коррозию - особенно сильно сказываются в пусковой период и приводят к быстрому износу подшипников.

В результате воздействия на плавающий ротор гидродинамических, электромагнитных и массовых сил последний описывает сложные геометрические фигуры. Такое движение уменьшает грузоподъемность опорных подшипников. Опасность возникновения турбулентного режима, приводящего к резкому уменьшению толщины смазывающей пленки, повышается, так как допустимая нагрузка на подшипник обратно пропорциональна квадрату толщины пленки. Незначительная толщина пленки вызывает необходимость повысить чистоту поверхностей подшипника. При этом радикальный зазор между цапфой и втулкой подшипника очень мал. Чрезмерно высокое число оборотов при этом становится нежелательным. Предельное число оборотов, при котором режим давления жидкости в опорных подшипниках становится турбулентным.