Взрывозащищенный электродвигатель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ны другой лобовой части.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. 1 (21) 3525749/07 (22) 23.12.82 (46) 15.07.92. Бюл. Р 26 (71) Научно-исследовательский, про- ектно-конструкторский и технологический институт производственного объединения "Кузбассэлектромотор". (72) Г.И. Разгильдеев, В.М. Ефременко и В.М. Маликов (53) 621.313.44 (088.8) (56) Взрывобезопасность рудничного электрооборудования. Под ред.

A.A, Каймакова, M. Энергия, 1982, с. 26-30, 142, 88-116.

Шевченко Н.Ф. и др. Основы взры" возацищенности электрооборудования.

М.: Энергия., 1982, с.. 69-73, 116, 143.

Изобретение относится к области электроники, а именно к способам изготовления взрывозащищенного электрооборудования и может быть использовано в угольной, химической и газовой промышленности при проектировании и изготовлении асинхронных электродвигателей.

Известен взрывозащищенный электродвигатель, взрывозащита в котором осуществляется с помощью взрывонепроницаемой оболочки со взрывонепроницаемыми зазорами между сопрягающимися поверхностями. При этом длина

„„533 1093214 А1 (51)5 Н 02 К 5/136) Н 02 K 15/12

2 (54) (57) ВЗРНВОЗАЩИЩЕННЫИ ЭЛЕКТРО- *

ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, в котором установлены статор с обмотками, залитыми изоляционным материалом, ротор с валом, размещенный внутри статора, и подшипниковые щиты с подшипниками, установленные по обе стороны от статора, о т л и ч à е-шийся тем, что, с целью повышения надежности взрывозащиты, он содержит изоляционный элемент, выпол- ненный по форме контура ротора и вала со cTopoHbl лобовых частей "и зак= репленный на поверхности одной из лобовых частей со стороны ротора, а залитый объем изоляционного материала другой лобовой части выполнен по форме контура ротора и вала со стороо щели и фланцевый зазор между сопряга- () емыми поверхностями выбираются в зависимости от категории взрывоопасной ь среды .и величины .внутреннего свобод- ф ного объема оболочки. В электродвигателях щелевые зазоры выполняются между станиной электродвигателя и внутренними лабиринтами нодшилниковым щитов, фланцем коробки выводов и промежуточной муфтой и др.

При изготовлении взрывозащищенных электродвигателей к деталям, образующим взрывонепроницаемые щелевые зазоры, предъявляют повышенные тре10932 бования по качеству. При обработке сопрягаемых поверхностей возникает ряд технологических трудностей, обусловленных высокими требованиями к чистоте и точности, Все это приводит к тому, что взрывозащищенные электродвигатели в сравнении с двигателями общепромышленного исполнения имеют высокую трудоемкость и .низкую "техыологичность. Для некоторых сред, например 11с по ГОСТ

12,2,026-76, щелевые зазоры оказываются настолько малы, . что они оказываются соизменяемыми с допусками на механическую обработку деталей и температурным расширением cotlpRI-Be мых деталей при их нагреве, Это приводит к так называемому "затиру" вала ротора вследствие более высокой 20 температуры нагрева ротора, нежели статора.

Известен также взрывозащищенный электродвигатель, содержащий корпус, в котором установлены статор с обмот. ками. залитыми изоляционным материалом, ротор с валом„ размещенный внутри статора, и подшипниковые щиты с. подшипниками, установленные по.обе стороны от статора. Данное техни- 30 . ческое решение является наиболее близким,к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Обмотку статора от воздействия агрессивной среды и для защиты изоляции от механических воздействий изолируют термореактивными компаундами на основе эпоксидных или других смол. Это изолирование частично уменьшает внутренний свободный объем 0 электродвигателя. Однако свободный объем электродвигателя еще остается достаточно большим, что не обеспечивает достаточную надежность взрывозащиты. Поэтому в таких электродвигателях для обеспечения вэрывозащиты соираняются щелевые зазоры между сопрягаемыми поверхностями, Цел ию изобретения является повышение надежности взрывозащиты. 50

Цель достигается тем, что во взрывоэащищенном электродвигателе, соде Маем корпус, в котором установМйы статор с обмотками,. залитыми изоляционным материалом, ротор с ваМм, размещенный внутри статора, и

Ф>дшипниковые щиты с подшипниками, установленные по обе стороны от статора, содержится также изоляционный элеме н т, выполненный по Форме контура ротора и вала со стороны лобовых частей и закрепленный на поверхности одной из лобовых частей со стороны ротора, а залитый объем изоляционно" го материала другой лобовой части выполнен по Форме контура ротора и вала со стороны другой лобовой части.

На Фиг. t изображен взрывоэащищенный электродвигатель; на Фиг.2 - про" цесс заливки обмоток изоляционным материалом; на фиг.,3 - паз сердечника статора с уложенной обмоткой; на

Фиг.4 - изоляционный элемент.

Взрывозащищенный электродвигатель (Фиг.1) включает корпус 1, статор с обмоткой 2, ротор 3, вал 4,, подшипниковые щиты 5 и 6, коробку выводов

7 с крышкой 8 и токоведущими элементами 9, изоляционный элемент 10, обмотки 2, залитые изоляционным материалом 11. Величина оставшегося внутреннеro свободноro объема определяет-, ся конструктивно-технологическим зазором 12 между статором и ротором.

Изоляционный элемент 10 выполнен по Форме контура ротора 3 и вала

t ч со стороны лобовых частей и закреплен на поверхности одной из лобовых частей со стороны ротора 3, а эа" литый объем другой лобовой части выполнен по Форме контура ротора 3 и вала 4 со стороны другой лобовой части.

Вз Рывозащишенный электродвигатель изготавливается следующим образом.

Во внутреннюю полость статора 2 : помещают Форму 13, а в нижний торец корпуса 1 - подшипниковый щит б с

Формообразующей втулкой 14. Заполнение изоляционным материалом, например компаундом, осуществляется через литники 15 Формы 13 и бесклиновые каналы 16 (Фиг.3) статора 2 известны" ми методами (свободной заливкой, эа" ливкой под вакуумом, под давлением).

После полимеризации компаунда производится извлечение Формы 13 из рас-, точки статора 2 и сборка электродвигателя. Отдельно в специальной фор" ме (Фиг,4) изготовляется изоляционный элемент 10 для заполнения свободного объема по торцу ротора. Форма состоит из корпуса 17 с установленной формообразующей втулкой 14 и крышки 18 с литниковым отверстием.

5 10932

Сборка электродвигателя произво- дится в следующем порядке. 8 расточ- ) ку пакета статора 2 устанавливается ротор 3, со стороны свободного кон 3 ца вала 4 устанавливается изоляцион- i ный элемент 10 со втулкой 14 обес1 печиваюций заполнение свободного пространства и образование зазора по торцу ротора. После этого .устанавли- 10

8ают подшипниковый щит

При заполнении внутреннего сво-. бодного объема полимерным компаундом происходит капсулирование обмотки статора, т.е. ограждение от внешней среды своеобразным герметичным чех» лом, что приводит к положительному эффекту с точки зрения обеспечения взрывозащиты, поскольку существенно снижается вероятность повреждения обмотки и воспламенения скопившейся

s технологическом зазоре взрывоопасной смеси. Это объясняется тем, что возрастает время, необходимое для того, чтобы возникшая в месте пов- 2 реждения электрическая дуга прожгла полимерный компаунд и вошла в соприкосновение со взрывоопасной средой..

Таким образом, взрывобезопасность .электродвигателя по предлагаемому 30 способу достигается за счет одновременного действия нескольких факторов каждый иэ которых препятствует возник-. новению и распространению пламени s узком тех ологическом зазоре: наличие вокруг обмотки статора . герметичной изоляционной капсулы приводит к увеличению периода запаздывания воспламенения; наличие технологических зазоров, соизмеримых с величиной "мертво"

ro пространства ", в которой пламя не возбуждается и не распространяет" ся, и с,величиной безопасного экспе" риментального минимального зазора (БЭИЗ), создает условия, при которых передача взрыва невозможна; интенсивное перемешивание взрыво опасной смеси вращающимся ротором затрудняет ее воспламенение; 50 наличие в зазоре магнитного поля,. стремящегося вытолкнуть пламя в зону

14 6 с меньшей напряженностью, способствует замедлению возможного процесса воспламенения.

Обозначим

Pt — вероятность задержки взрыва герметичной и изоляционной капсулой при возникновении источника воспламе" нения электрической дуги в обмотке статора;

P „- вероятность передачи взрыва через технологические зазоры, соизмеримые с величиной "мертвого пространства" и безопасного эксперименталь" ного минимального зазора (БЭИЗ);

Рп - вероятность передачи взрыва при йеремешивании взрывоопасной смеси вращающимся ротором;

К - коэффициент, учитывающий влияние магнитного поля на замедле" йие процесса воспламенения.

Общая вероятность передачи взрыва при минимальном свободном объеме и технологических зазорах, соизмеримых с величиной "мертвого пространства" и БЭМЗ, будет о 1 мд и 3

Если принять

Р1 = 0,13 Рм„= 10; Рп = 0,1;

К = 0,S, P = 0,510, Эта величина почти на два порядка ниже, чем установленная стандартом вероятность передачи взрыва для взры". возащищенных оболочек

Таким образом, введение нескольких одновременно действующих факто" ров существенно повышает вэрывоэащиту двигателя и делает практически невозможной его передачу при возникновении электрического замыкания в обмотке.

И9321 4

1093214

109321 4

Корректор О. Густи

Редактор О. Юркова Техред !!.Моргентал

Заказ 2821 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! !3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. агарина, !О!