一种深潜电机补偿器的制作方法

1.本发明涉及补偿器技术领域，特别是一种深潜电机补偿器，尤其适合海上深潜、陆地潜水、油田井下举升等环境使用。


背景技术：

2.深潜电机在极端环境下工作时，受温度环境影响，润滑油体积发生膨胀或者回缩，而电机外部的压力也使电机的内外产生一定程度的压差，会使电机的密封失效从而烧毁电机。因此深潜电机通常会配设补偿器。补偿器的主要作用为补偿电机运行中损失的润滑油，同时平衡电机内外部的压差，从而保护电机，延长电机的使用寿命。
3.通常情况下，补偿器和电机串联连接，电机是主体，补偿器是附件，补偿器的作用是补偿电机油和保护电机。补偿器和电机均为细长结构，补偿器的长度依电机内储油量的多少和设计寿命的长短而定。
4.目前尚未有能满足极端环境下的深潜电机补偿器，因此，设计制造一种深潜电机补偿器成为深潜行业中的迫切需求。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提出的深潜电机补偿器，其具有结构简单、补偿效率高，运行平稳的优点。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.一种深潜电机补偿器，包括第一连接座、第二连接座、补偿器筒体、滑动密封内套、滑动密封组件、金属囊和外接连接体，其中，所述补偿器筒体和滑动密封内套均为筒状结构，补偿器筒体套装在滑动密封内套的外部且同轴设置，所述第一连接座和第二连接座分别密封的安装在补偿器筒体和滑动密封内套之间区域的两端，补偿器筒体内环面、滑动密封内套外环面以及第一连接座和第二连接座之间形成管状的滑动腔室，所述滑动密封组件可滑动密封的安装滑动腔室中，滑动密封组件为中部具有通孔的环状结构，所述滑动密封组件的内环面可滑动密封的套装在滑动密封内套的外环面，所述滑动密封组件的外环面可滑动密封的抵接在补偿器筒体的内环面，滑动腔室被滑动密封组件分隔成靠近第一连接座侧的第一腔室和靠近第二连接座侧的第二腔室，所述外接连接体安装在第一腔室中且靠近第一连接座，所述金属囊为管状体且可挠性变形，金属囊的第一端的外接连接体朝向第一腔室的端面处，所述金属囊的第二端连接在滑动密封组件朝向第一腔室的端面上，所述外接连接体上设有用于连接第一腔室和外部可变压力流体腔室的通孔。
8.作为优选的，所述第一连接座和外接连接体上设有补油通道，该补油通道的第一端开设在外接连接体朝向第一腔室的端面上，补油通道的第二端开设在第一连接座的外环面上。
9.作为优选的，所述滑动密封内套靠近第二连接座处设有贯穿滑动密封内套的呼吸孔，该呼吸孔使第二腔室和滑动密封内套内部管状空腔连通；
10.所述第一腔室经补油通道与与井液相通，所述第二腔室内充满电机油。
11.作为优选的，所述滑动密封内套靠近外接连接体处设有贯穿滑动密封内套的呼吸孔，该呼吸孔使第一腔室和滑动密封内套内部管状空腔连通；
12.所述第一腔室内充满电机油且补油通道封闭，所述第二连接座上设有用于连通第二腔室的外部井液的通道。
13.作为优选的，所述金属囊由inconel合金膜片制成。
14.作为优选的，所述金属囊为内部具有空腔的管状体，且金属囊具有沿其轴向挠性变形的能力。
15.作为优选的，所述滑动密封组件的内环面与滑动密封内套外环面处设有双层的密封件。
16.作为优选的，所述第一连接座和外接连接体的相对处设有密封结构；所述第一连接座与滑动密封内套的相对处设有密封结构；所述外接连接体与滑动密封内套的相对处设有密封结构；所述补偿器筒与第一连接座的相对处设有密封结构；所述补偿器筒体与第二连接座的相对处设有密封结构；所述滑动密封内套与第二连接座的相对处设有密封结构。
17.作为优选的，所述第一连接座和外接连接体通过若干个均布的螺栓连接。
18.作为优选的，所述第一连接座和第二连接座均为环形塞头状结构，所述外接连接体位于补偿器筒体和滑动密封内套之间。
19.使用本发明的有益效果是：
20.本补偿器结构简单、单位体积补偿能力高、补偿空间大，有效减少了设备长度；耐腐蚀性能更加优异，极大的提高深潜电机的使用寿命；适用于高低温极端环境下工作。
附图说明
21.图1为本发明深潜电机补偿器的结构示意图。
22.图2为本发明深潜电机补偿器实施例2中的结构示意图。
23.图3为本发明深潜电机补偿器实施例3中的结构示意图。
24.附图标记包括：
25.1—第一连接座，2—第一腔室，3—金属囊，4—滑动密封组件，5—第二腔室，6—补偿器筒体，7—滑动密封内套，8—第二连接座，9—密封件，10—外接连接体，11—补油通道，12—呼吸孔。
具体实施方式
26.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
29.实施例1
30.如图1所示一种深潜电机补偿器，包括第一连接座1、第二连接座8、补偿器筒体6、滑动密封内套7、滑动密封组件4、金属囊3和外接连接体10，其中，补偿器筒体6和滑动密封内套7均为筒状结构，补偿器筒体6套装在滑动密封内套7的外部且同轴设置，第一连接座1和第二连接座8分别密封的安装在补偿器筒体6和滑动密封内套7之间区域的两端，补偿器筒体6内环面、滑动密封内套7外环面以及第一连接座1和第二连接座8之间形成管状的滑动腔室，滑动密封组件4可滑动密封的安装滑动腔室中，滑动密封组件4为中部具有通孔的环状结构，滑动密封组件4的内环面可滑动密封的套装在滑动密封内套7的外环面，滑动密封组件4的外环面可滑动密封的抵接在补偿器筒体6的内环面，滑动腔室被滑动密封组件4分隔成靠近第一连接座1侧的第一腔室2和靠近第二连接座8侧的第二腔室5，外接连接体10安装在第一腔室2中且靠近第一连接座1，金属囊3为管状体且可挠性变形，金属囊3的第一端的外接连接体10朝向第一腔室2的端面处，金属囊3的第二端连接在滑动密封组件4朝向第一腔室2的端面上，外接连接体10上设有用于连接第一腔室2和外部可变压力流体腔室的通孔。
31.本实施例中，第一连接座1和外接连接体10上设有补油通道11，该补油通道11的第一端开设在外接连接体10朝向第一腔室2的端面上，补油通道11的第二端开设在第一连接座1的外环面上。本实施例中，补油通道11作为对第一腔室2补充电机油的通道，补油通道11还可以封闭以使第一腔室2内的电机油不会因压力变化从补油通道11中流出。
32.金属囊3由inconel合金膜片制成。金属囊3为内部具有空腔的管状体，且金属囊3具有沿其轴向挠性变形的能力。inconel合金是一种高ni
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cr合金，可以使用在零下196℃到1093℃的温度范围内。inconel合金对还原性环境和弱氧化性环境均有较优的耐蚀性能，且对氯离子应力腐蚀断裂有优异的耐蚀性能。inconel合金没有磁性，焊接性能良好，是制作金属囊3的性能较为优异的材料。因为深海、油田井下均存在介质成分复杂的情况，高温高压环境以及特定腐蚀介质的特征，inconel合金优异的抗腐蚀性能能够极大的提高工作性能，延长补偿器在的工作寿命。
33.滑动密封组件4的内环面与滑动密封内套7外环面处设有双层的密封件9，以避免因流体穿过滑动密封组件4并在第一腔室2和第二腔室5内流动，造成补偿失效或补偿折损。
34.为保证本补偿器中第一腔室2和第二腔室5除设计流体通路外的其他部位密封，以避免流体在除设计流体通路外的位置泄漏，本实施例中，第一连接座1和外接连接体10的相对处设有密封结构；第一连接座1与滑动密封内套7的相对处设有密封结构；外接连接体10与滑动密封内套7的相对处设有密封结构；补偿器筒与第一连接座1的相对处设有密封结构；补偿器筒体6与第二连接座8的相对处设有密封结构；滑动密封内套7与第二连接座8的相对处设有密封结构。
35.第一连接座1和外接连接体10通过若干个均布的螺栓连接，其第一个作用是连接第一连接座1和外接连接体10，第二个作用可以压紧第一连接座1和外接连接体10之间的密封结构。
36.第一连接座1和第二连接座8均为环形塞头状结构，外接连接体10位于补偿器筒体6和滑动密封内套7之间。
37.实施例1为本深潜电机补偿器的基本结构，可以理解为本深潜电机补偿器的最小销售单元。
38.以下通过实施例2和实施例3来具体说明本深潜电机补偿器的变形以及其使用环境和使用效果。
39.实施例2
40.如图2所示，本实施例中的深潜电机补偿器与实施例1相同，结构上区别在于呼吸孔12的位置。
41.具体的，滑动密封内套7靠近第二连接座8处设有贯穿滑动密封内套7的呼吸孔12，该呼吸孔12使第二腔室5和滑动密封内套7内部管状空腔连通；第一腔室2经补油通道11与与井液相通，第二腔室5内充满电机油。
42.在该实施例中，第一腔室2内内可经补油通道11与井液相通，第二腔室5内充满电机油，滑动密封内套7的靠近下端处开有呼吸孔12，当内外压差不平衡时，压力差推动滑动密封组件4，使滑动密封组件4沿滑动密封内套7在密封件9的作用下使金属囊3压缩或者伸长，电机油通过由滑动密封内套7下端的呼吸孔12经滑动密封内套7与补偿器轴的空隙进出，起到为电机吸收或者补偿电机油的作用。
43.实施例3
44.如图3所示，本实施例中的深潜电机补偿器与实施例1相同，结构上区别在于呼吸孔12的位置。
45.具体的，滑动密封内套7靠近外接连接体10处设有贯穿滑动密封内套7的呼吸孔12，该呼吸孔12使第一腔室2和滑动密封内套7内部管状空腔连通；第一腔室2内充满电机油且补油通道11封闭，第二连接座8上设有用于连通第二腔室5的外部井液的通道。
46.在该实施例中，第一腔室2内可经补油通道11与井液相通，第二腔室5内充满电机油，滑动密封内套7的下端开有呼吸孔12，当内外压差不平衡时，压力差推动滑动密封组件4，使滑动密封组件4沿滑动密封内套7在密封件9的作用下，使金属囊3压缩或者伸长。电机油通过由滑动密封内套7下端的呼吸孔12，经滑动密封内套7与补偿器轴的空隙进出，起到为电机吸收或者补偿电机油的作用。
47.综合上述实施例1
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实施例3所示，以图3为例，假定机组在油田井下工作。第一腔室2，即金属囊3内腔充满电机油，第二腔室5内为井液，第二腔室5与机组外部连通，实现井液在机组外部和第二腔室5之间流通。
48.电机在正常工作过程中，润滑系统会消耗一定量的润滑油(电机油)，致使第一腔室2内的压力减小，滑动密封组件4两侧的压差不平衡，使滑动密封组件4向左移动，并使金属囊3压缩，将第一腔室2内的电机油通过呼吸孔12进入润滑系统，补偿消耗掉的润滑油。上述即是本深潜电机补偿器的补偿功能。
49.如果电机工作的环境温度升高，电机内润滑系统承受的压力瞬间增大，润滑系统内的电机油通过呼吸孔12进入金属囊3内，滑动密封组件4两侧的压差不平衡，使滑动密封组件4向右移动，即使金属囊3伸长，若金属囊3达到最大伸长量，仍未达到压力平衡，为了保证电机安全稳定运行，必须及时泄掉一些电机油，电机油通过注油通道11排出，减小压力。
上述即是电机补偿器的保护功能。
50.可以理解的，本电机补偿器给出了补偿器的基本结构，若将左右腔室对调，便可衍生出类似的功能和作用。
51.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。