一種補償式導葉端面密封裝置製造方法
2023-06-14 20:56:31
一種補償式導葉端面密封裝置製造方法
【專利摘要】一種補償式導葉端面密封裝置，它包括底環、頂蓋、導葉、第一壓板和第二壓板，底環和頂蓋均分別設有環形槽，導葉置於底環和頂蓋之間並鉸接，在環形槽內分別置有第一壓板和第二壓板並通過螺紋副固連，其特點是：還包括上端面密封裝置和下端面密封裝置，所述上端面密封裝置置於頂蓋的環形槽內並通過第一壓板和第二壓板固連，上端面密封裝置的過流面與導葉的上端面接觸，下端面密封裝置置於底環的環形槽內並通過第一壓板和第二壓板固連，下端面的過流面與導葉的下端面接觸。使用時，分別將上、下端面密封裝置置於頂蓋和底環的環形槽內固連；當浮動止封與導葉端面出現間隙時，浮動止封軸向位移補償其間隙，使浮動止封始終保持與導葉端面接觸。
【專利說明】一種補償式導葉端面密封裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及水輪機導葉，是一種補償式導葉端面密封裝置。
【背景技術】
[0002]水輪機導水機構，是保證水電機組穩定運行的重要系統，導葉是該系統中起開啟和切斷水流的關鍵部件。目前，導葉端部止封安裝於過流部件的頂蓋、底環，用於水輪機導葉在切斷水流時止水。在水輪機停機中，當關閉導葉時，導葉的上端面、下端面及立面的止封起密封作用，一方面阻止壓力鋼管內的水能流失，另一方面，防止機組在停機狀態潛動。水輪機導葉的止封常用的有硬密封、軟密封等幾種型式。現有技術的密封在使用中陸續暴露出幾方面問題:一是硬密封安裝工藝嚴格、使用中易磨損、檢修工藝複雜、廢時費力；二是軟密封使用壽命短、易損壞，特別是高水頭水輪機導葉密封在高水壓的作用下更易損壞、使用壽命短；三是使用時，導葉有時沿軸向上浮或下沉導致出現軸向竄動的現象，導致端面密封漏水；四是檢修質量不易保證，會導致導葉的漏水量較大，不僅浪費大量水能，運行成本高，發電量小，而且直接降低機組整體可靠度。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是:克服現有技術的缺點，提供一種補償式導葉端面密封裝置，能夠補償端面密封的磨損量和導葉軸向竄動量，提高了端面密封效果，防止機組在停機狀態潛動，簡化了安裝和檢修工藝，延長了端面密封的使用壽命和檢修周期，具有運行成本低、發電量大、機組整體可靠度高的優點。
[0004]本發明解決技術問題的方案是:一種補償式導葉端面密封裝置，它包括底環、頂蓋、導葉、第一壓板和第二壓板，所述底環和頂蓋分別設有沿周均布的通孔且同軸，底環的頂面和頂蓋的底面均分別設有環形槽，環形槽的斷面與通孔對稱，導葉兩端設有導葉軸，導葉置於底環和頂蓋之間、兩端的導葉軸分別穿裝在底環和頂蓋的同軸通孔內並鉸接，在相鄰的兩個導葉軸之間的環形槽內分別置有第一壓板和第二壓板，第一壓板由至少兩段與環形槽凹側弧度一致的壓板組成，每段壓板均位於環形槽的凹側且與凹側接觸並通過螺釘與底環或頂蓋固連，第二壓板由至少兩段與環形槽凸側弧度一致的壓板組成，每段壓板均位於環形槽的凸側且與凸側接觸並通過螺釘與底環或頂蓋固連，其特徵是:還包括上端面密封裝置和下端面密封裝置，所述上端面密封裝置置於頂蓋的環形槽內並通過第一壓板和第二壓板與頂蓋固連，上端面密封裝置的過流面與導葉的上端面接觸，下端面密封裝置置於底環的環形槽內並通過第一壓板和第二壓板與底環固連，下端面密封裝置的過流面與導葉的下端面接觸。
[0005]所述上端面密封裝置由均布固連在頂蓋的環形槽內的若干段弧形密封裝置組成，每段弧形密封裝置置於相鄰的兩個導葉軸之間的環形槽內，每段弧形密封裝置包括浮動止封、芯軸、壓簧和聚氨酯密封條，所述浮動止封採用耐磨損的剛性材料，浮動止封的頂面設有凸向上的弧形過流面、下部的凹側和凸側分別設置臺肩，浮動止封弧形過流面向下置於頂蓋的環形槽內、第一壓板和第二壓板之間，並且浮動止封下部臺肩的頂面分別位於第一壓板和第二壓板的底面且接觸，浮動止封的弧形過流面與導葉的上端面接觸，芯軸置於環形槽的底部並固連，壓簧置於浮動止封和環形槽底之間套接在芯軸上，聚氨酯密封條穿過壓簧置於浮動止封和環形槽底之間。
[0006]所述下端面密封裝置與上端面密封裝置具有相同的結構和連接關係，由均布固連在底環的環形槽內的若干段弧形密封裝置組成，每段弧形密封裝置的浮動止封的弧形過流面向上置於底環的環形槽內、第一壓板和第二壓板之間，浮動止封的過流面與導葉的下端面接觸。
[0007]本發明一種補償式導葉端面密封裝置，同時具有硬密封結實耐用、軟密封安裝和檢修簡單方便的特點，壓簧和聚氨酯密封條的彈性結構能夠使剛性材質的浮動止封沿頂蓋或底環軸向位移，從而補償浮動止封與導葉端面出現的間隙，提高了端面密封效果，防止導葉端面漏水及由此引起的發電機組在停機狀態的潛動，同時，在導葉出現軸向竄動時，一側補償導葉軸向竄動出現的間隙、另一側減小導葉軸向竄動導致的導葉端面與浮動止封間的過大壓力，保持導葉端面與浮動止封間的壓力均衡。使用時，分別將上端面密封裝置、下端面密封裝置置於頂蓋和底環的環形槽內，使壓簧和聚氨酯密封條具備預壓縮量，並分別通過第一壓板和第二壓板固連；當浮動止封磨損導致浮動止封與導葉端面出現間隙時，壓簧伸長、聚氨酯密封條膨脹，浮動止封軸向位移補償浮動止封與導葉端面出現的間隙，使浮動止封始終保持與導葉端面接觸；當導葉沿軸向上浮竄動時，上端面密封裝置的浮動止封向上位移，壓簧和聚氨酯密封條壓縮，防止導葉上端面與浮動止封間壓力過大而卡住，同時，下端面密封裝置的浮動止封向上位移，壓簧伸長、聚氨酯密封條膨脹，補償浮動止封與導葉端面出現的間隙，使浮動止封保持與導葉下端面接觸，保證了導葉上端面與上端面密封裝置、下端面與下端面密封裝置的壓力均衡；當導葉沿軸向下沉竄動時，上端面密封裝置的浮動止封向下位移，壓簧伸長、聚氨酯密封條膨脹，補償浮動止封與導葉端面出現的間隙，使浮動止封保持與導葉上端面接觸，同時，下端面密封裝置的浮動止封向下位移，壓簧和聚氨酯密封條壓縮，防止導葉下端面與浮動止封間壓力過大而卡住。具有運行成本低、發電量大、機組整體可靠度高的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明一種補償式導葉端面密封裝置的上端面密封裝置結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視放大示意圖；
圖3為本發明一種補償式導葉端面密封裝置的下端面密封裝置結構示意圖；
圖4為圖1的B-B劑視放大不意圖；
圖5為水輪機導葉分布示意圖；
圖6為導葉與水輪機連接結構示意圖。
[0009]圖中:1底環，2第一壓板，3螺釘，4芯軸，5浮動止封，6壓簧，7聚氨酯密封條，8第二壓板，9頂蓋，10導葉，11導葉軸。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。[0011]參照圖1~圖6，實施例1，一種補償式導葉端面密封裝置，它包括底環1、頂蓋9、導葉10、第一壓板2和第二壓板8，所述底環I和頂蓋9分別設有沿周均布的通孔且同軸，底環I的頂面和頂蓋9的底面均分別設有環形槽，環形槽的斷面與通孔對稱，導葉10兩端設有導葉軸U，導葉10置於底環I和頂蓋9之間、兩端的導葉軸11分別穿裝在底環I和頂蓋9的同軸通孔內並鉸接，在相鄰的兩個導葉軸11之間的環形槽內分別置有第一壓板2和第二壓板8，第一壓板2由至少兩段與環形槽凹側弧度一致的壓板組成，每段壓板均位於環形槽的凹側且與凹側接觸並通過螺釘3與底環I或頂蓋9固連，第二壓板8由至少兩段與環形槽凸側弧度一致的壓板組成，每段壓板均位於環形槽的凸側且與凸側接觸並通過螺釘3與底環I或頂蓋9固連，還包括上端面密封裝置和下端面密封裝置，所述上端面密封裝置置於頂蓋9的環形槽內並通過第一壓板2和第二壓板8與頂蓋9固連，上端面密封裝置的過流面與導葉10的上端面接觸，下端面密封裝置置於底環I的環形槽內並通過第一壓板2和第二壓板8與底環I固連，下端面的過流面與導葉10的下端面接觸。所述上端面密封裝置由均布固連在頂蓋9的環形槽內的若干段弧形密封裝置組成，每段弧形密封裝置置於相鄰的兩個導葉軸11之間的環形槽內，每段弧形密封裝置包括浮動止封5、芯軸4、壓簧6和聚氨酯密封條7，所述浮動止封5採用耐磨損的剛性材料，浮動止封5的頂面設有凸向上的弧形過流面、下部的凹側和凸側分別設置臺肩，浮動止封5的弧形過流面向下置於頂蓋9的環形槽內、第一壓板2和第二壓板8之間，並且浮動止封5下部臺肩的頂面分別位於第一壓板2和第二壓板8的底面且接觸，浮動止封5的弧形過流面與導葉10的上端面接觸，芯軸4置於環形槽的底部並固連，壓簧6置於浮動止封5和環形槽底之間套接在芯軸4上，聚氨酯密封條7穿過壓簧6置於浮動止封5和環形槽底之間。所述下端面密封裝置與上端面密封裝置具有相同的結構和連接關係，由均布固連在底環I的環形槽內的若干段弧形密封裝置組成，每段弧形密封裝置的浮動止封5的弧形過流面向上置於底環I的環形槽內、第一壓板2和第二壓板8之間，浮動止封5的弧形過流面與導葉10的下端面接觸。使用時，分別將上端面密封裝置、下端面密封裝置置於頂蓋9和底環I的環形槽內，使壓簧6和聚氨酯密封條7具備預壓縮量，並分別通過第一壓板2和第二壓板8固連；當浮動止封5磨損導致浮動止封5與導葉10端面出現間隙時，壓簧6伸長、聚氨酯密封條7膨脹，浮動止封5軸向位移補償浮動止封5與導葉10端面出現的間隙，使浮動止封5始終保持與導葉10端面接觸；當導葉10沿軸向上浮竄動時，上端面密封裝置的浮動止封5向上位移，壓簧6和聚氨酯密封條7壓縮，防止導葉10上端面與浮動止封5間壓力過大而卡住，同時，下端面密封裝置的浮動止封5向上位移，壓簧6伸長、聚氨酯密封條7膨脹，補償浮動止封5與導葉10端面出現的間隙，使浮動止封5保持與導葉10下端面接觸，保證了導葉10上端面與上端面密封裝置、下端面與下端面密封裝置的壓力均衡；當導葉10沿軸向下沉竄動時，下端面密封裝置的浮動止封5向下位移，壓簧6和聚氨酯密封條7壓縮，防止導葉10下端面與浮動止封5間壓力過大而卡住，同時，上端面密封裝置的浮動止封5向下位移，壓簧6伸長、聚氨酯密封條7膨脹，補償浮動止封5與導葉10端面出現的間隙，使浮動止封5保持與導葉10上端面接觸。
[0012] 實施例2，本實施例與實施例1簡單結構和連接關係基本相同，不同之處在於--聚氨酯密封條7穿過壓簧6置於浮動止封5和環形槽底之間的同時，聚氨酯密封條7穿裝壓簧6的孔為盲孔，壓簧6通過盲孔底部的聚氨酯密封條7與浮動止封5接觸。
【權利要求】
1.一種補償式導葉端面密封裝置，它包括底環、頂蓋、導葉、第一壓板和第二壓板，所述底環和頂蓋分別設有沿周均布的通孔且同軸，底環的頂面和頂蓋的底面均分別設有環形槽，環形槽的斷面與通孔對稱，導葉兩端設有導葉軸，導葉置於底環和頂蓋之間、兩端的導葉軸分別穿裝在底環和頂蓋的同軸通孔內並鉸接，在相鄰的兩個導葉軸之間的環形槽內分別置有第一壓板和第二壓板，第一壓板由至少兩段與環形槽凹側弧度一致的壓板組成，每段壓板均位於環形槽的凹側且與凹側接觸並通過螺釘與底環或頂蓋固連，第二壓板由至少兩段與環形槽凸側弧度一致的壓板組成，每段壓板均位於環形槽的凸側且與凸側接觸並通過螺釘與底環或頂蓋固連，其特徵是:還包括上端面密封裝置和下端面密封裝置，所述上端面密封裝置置於頂蓋的環形槽內並通過第一壓板和第二壓板與頂蓋固連，上端面密封裝置的過流面與導葉的上端面接觸，下端面密封裝置置於底環的環形槽內並通過第一壓板和第二壓板與底環固連，下端面密封裝置的過流面與導葉的下端面接觸。
2.如權利要求1所述的一種補償式導葉端面密封裝置，其特徵是:所述上端面密封裝置由均布固連在頂蓋的環形槽內的若干段弧形密封裝置組成，每段弧形密封裝置置於相鄰的兩個導葉軸之間的環形槽內，每段弧形密封裝置包括浮動止封、芯軸、壓簧和聚氨酯密封條，所述浮動止封採用耐磨損的剛性材料，浮動止封的頂面設有凸向上的弧形過流面、下部的凹側和凸側分別設置臺肩，浮動止封弧形過流面向下置於頂蓋的環形槽內、第一壓板和第二壓板之間，並且浮動止封下部臺肩的頂面分別位於第一壓板和第二壓板的底面且接觸，浮動止封的弧形過流面與導葉的上端面接觸，芯軸置於環形槽的底部並固連，壓簧置於浮動止封和環形槽底之間套接在芯軸上，聚氨酯密封條穿過壓簧置於浮動止封和環形槽底之間。
3.如權利要求1所述的一種補償式導葉端面密封裝置，其特徵是:所述下端面密封裝置與上端面密封裝置具有相同的結構和連接關係，由均布固連在底環的環形槽內的若干段弧形密封裝置組成，每段弧形密封裝置的浮動止封的弧形過流面向上置於底環的環形槽內、第一壓板和第二壓板之間，浮動止封的過流面與導葉的下端面接觸。
【文檔編號】F16J15/16GK103939260SQ201410186678
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】李奎生, 李昱潔, 馮豔蓉 申請人:國家電網公司, 國網新源水電有限公司, 國網新源水電有限公司豐滿培訓中心