水輪機主軸密封裝置的製作方法

2023-05-09 19:49:36

專利名稱：水輪機主軸密封裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水輪機技術領域，具體地說，涉及一種水輪機主 軸密封裝置。
背景技術：
目前，水輪機的主軸密封主要有如下幾種方式 l.盤根主軸密封
這是一種結構簡單、運用最廣泛的主軸密封方式，它主要是由盤 根盒、石棉盤根和壓環組成。它是先將石棉盤根用石蠟浸透後，再將 石棉盤根上塗上碳粉，然後將石棉盤根剪成幾段填充入盤根盒內，當
填充3-4圈後，最後用壓環壓緊。這樣做雖然可以對主軸進行密封，
但是它最大的缺點就是石棉盤根與主軸進行了直接接觸，主軸在轉動 的時候很容易磨損，當磨損後漏水嚴重。
2.活塞式主軸密封
這是一種比較常用的主軸密封方式，它是由活塞體、活塞、抗磨環、 限動銷和螺栓、螺母等構成，活塞安裝在活塞體內，其工作原理是通 過水壓使活塞下移，活塞與抗磨板摩擦，從而阻止水流通過，以達到 主軸密封的目的。它的缺點是由於活塞採用水橡膠製作，而且水橡膠 具有水漲性，因此活塞與活塞體之間的配合公差要求相當嚴格，再者 由於橡膠的製造公差很難保證，故導致此種密封結構的成功率不高； 此外如果在開始安裝時運行效果不好，則很難進行修復，而且活塞在 運行過程中燒損則很難恢復，橡膠本身也存在老化的問題，故影響活 塞的密封可靠性。
3.平板式主軸密封
平板式主軸密封分為單平板式主軸密封和雙層平板主軸密封。單 平板式主軸密封是利用單層橡膠平板與固定在主軸上的轉環形成的 端面之間隙，靠水壓進行密封，它的結構簡單、密封性好，橡膠平板
不與主軸表面直接接觸，不會像盤根主軸密封那樣磨損主軸。但它的 缺點是橡膠平板在使用過程中磨損後和抬機使漏水量大。雙層平板主 軸密封是利用雙層橡膠平板與固定在主軸上的轉盤的上下兩平面，靠 內腔水壓作用分別朝兩個相反的方向產生壓力貼緊轉盤(水壓來自外 來供水系統)，起到端面密封作用。它與單平板式主軸密封相比，結 構比較複雜，同樣這種密封，磨損後和抬機時漏水量大，調整比較復 雜，維修困難。
4.徑向密封
利用數層碳精塊或其他耐磨材料，在機械彈簧等方式下沿徑向與 套在主軸上的抗磨襯套形成徑向密封面，並通過清潔水潤滑，密封塊 磨損後在彈簧的作用下，可以徑向移動，繼續貼緊主軸襯套，這種密 封結構複雜，安裝檢修較困難，彈簧性能不易保證，磨損後徑向自量 小，所以目前採用較少。
綜上所述，現有的水輪機主軸密封裝置都不能實現可靠止水密 封，往往需要引入外來水壓來實現密封，有些裝置結構過於複雜，安 裝及檢修不方便，使用中容易失效，使用壽命短。
實用新型內容
本實用新型要解決的問題是提供一種不用外加水壓就能實現可 靠止水密封，並且結構簡單、安裝方便，使用壽命長的水輪機主軸密 封裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是它包括密 封座及安裝在密封座上端的密封蓋，密封座上安裝有上下兩塊橡膠平板， 主軸上對應的安裝有兩塊抗磨環分別與上述兩橡膠平板的上平面緊密貼 合，兩橡膠平板的下平面分別設有頂板，頂板上與橡膠平板相貼合的部位 設置有減壓孔。
工作時，水的壓力通過頂板上的減壓孔作用在橡膠平板上，使橡 膠平板貼緊在抗磨環上，橡膠平板與抗磨環之間的微小間隙會形成壓 力水膜，微小的壓力水膜不僅起到了密封作用，還防止砂石進入。壓 力水膜使橡膠平板與抗磨環之間為無接觸密封，它們之間的磨損很
小，因而使用壽命長。由於設置了上下兩塊橡膠平板及抗磨環，相當 於在主軸上設置了兩道密封屏障，從下方橡膠平板與抗磨環之間的間 隙進入的水已經很少，再通過上方橡膠平板與抗磨環之間的間隙後則 幾乎沒有水流進密封蓋，密封效果非常可靠。由於將橡膠平板壓向抗磨 環的力是統一從下往上的，因而依靠水輪機轉輪室內水輪機裡水的自身壓 力就能實現止水密封。
本實用新型的技術效果是可以不用外加水壓就能實現可靠止水 密封，整個裝置結構簡單，安裝方便，使用壽命長。

圖1是本實用新型的結構示意圖2是圖1的局部放大圖3為圖1中A向視圖。
具體實施方式

下面結 合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
如圖l、圖2所示，本實用新型提供的水輪機主軸密封裝置具有密封座 1及安裝在密封座1上端的密封蓋2，密封座1上安裝有上下兩塊橡膠平板 3和4，主軸5上對應的安裝有兩塊抗磨環6和7分別與上述兩橡膠平板3、 4的上平面緊密貼合，兩橡膠平板3、 4的下平面分別設有頂板8、 9，頂板 8、 9上與橡膠平板3、 4相貼合的部位設置有減壓孔10。為了使密封座1 與密封蓋2之間的密封更加可靠，在密封座1與密封蓋2之間設置有密封 膠墊18;為了預防水向上滲漏，在密封蓋1與主軸5之間設置有密封圈19。 抗磨環6、 7與橡膠平板3、 4之間的間隙不大於0. 4mm，最好為0. 2 mm 0.4 mm，工作時橡膠平板與抗磨環之間為無接觸密封，因此磨損很小，使 用壽命很長；並且在間隙處形成壓力水膜，微小的壓力水膜不僅起到了 密封作用，還防止砂石進入。
如圖2、圖3所示，在抗磨環6、 7上與橡膠平板3、 4相貼合的平面上 設置有三道同心的環型迷宮槽ll。水每經過一道環形槽ll，水就進行一次 降壓，這樣使水壓逐漸減小，從而降低其滲透能力，相當於迷宮降壓原理， 因此這類槽常被稱作迷宮槽。
如圖1、圖2所示，抗磨環6、 7固定在抗磨環體12上，抗磨環體12 通過軸套13安裝在主軸5上。抗磨環6、 7採用耐磨鋼材製成，它們與橡 膠平板3、 4接觸的平面加工成光滑平面，以減小摩擦力，並能在它們之間 形成間隙水膜，增強其阻水效果。抗磨環、抗磨環體及軸套分別加工後再 進行組裝，便於加工製造和降低製造成本，當然，抗磨環、抗磨環體及軸 套也可製造成一體的結構。
如圖l、圖2所示，所述橡膠平板3、 4及頂板8、 9通過螺栓14安裝 在密封座1上，位於中間的橡膠平板4與頂板8之間設置有墊環15，從而 使橡膠平板與抗磨環組成的兩道密封屏障具有一定的距離，水在兩道密封 屏障之間得以急速降壓，從而減弱水滲漏第二道密封屏障的能力。在頂板8、 9上設置有定位臺階20，當高壓水經過抗磨環6、 7與橡膠平板3、 4之間 時，會有一個力作用在頂板8、 9上，該定位臺階20頂靠在密封座1或墊 環15上，可增強其抗扭曲力，使頂板8、 9分別可靠壓在橡膠平板3、 4上。
如圖1所示，所述密封蓋上設置有用來進水或排水的孔16，即使有極 少量的水進入密封蓋2，也可通過這個孔排出去；同時，當電站作調相運行 時，也可通過孔16引入外來水。
本實用新型是在機組安裝盤車後在運行高程下安裝的，以決定抗 磨環的安裝高度。工作時，水輪機的葉輪受到水的衝擊不斷轉動，轉 動的葉輪帶動主軸5轉動，主軸5同時帶動抗磨環6、 7轉動。水的 壓力通過頂板9上的減壓孔10作用在橡膠平板4上，使橡膠平板4 貼緊在抗磨環7上，由於存在間隙水膜，再加上環型迷宮槽ll的作用， 只有少量的水進入抗磨環7與橡膠平板3之間。在抗磨環6與橡膠平 板3之間的間隙水膜及環型迷宮槽11作用下，幾乎不會有水流進密封蓋 2內，從而起到可靠止水密封的效果。
權利要求1、一種水輪機主軸密封裝置，包括密封座(1)及安裝在密封座(1)上端的密封蓋(2)，其特徵在於所述密封座(1)上安裝有上下兩塊橡膠平板(3、4)，主軸(5)上對應的安裝有兩塊抗磨環(6、7)分別與上述兩橡膠平板(3、4)的上平面緊密貼合，兩橡膠平板(3、4)的下平面分別設有頂板(8、9)，頂板(8、9)上與橡膠平板(3、4)相貼合的部位設置有減壓孔(10)。
2、 如權利要求1所述的水輪機主軸密封裝置，其特徵在於所述抗磨 環(6、 7)與橡膠平板(3、 4)之間的間隙不大於0.4mm。
3、 如權利要求1所述的水輪機主軸密封裝置，其特徵在於在抗磨環 (6、 7)上與橡膠平板(3、 4)相貼合的平面上設置有三道同心的環型迷宮槽(11)。
4、 如權利要求1所述的水輪機主軸密封裝置，其特徵在於所述抗磨 環(6、 7)固定在抗磨環體(12)上，抗磨環體(12)通過軸套(13)安 裝在主軸(5)上。
5、 如權利要求l所述的水輪機主軸密封裝置，其特徵在於所述橡膠 平板(3、 4)及頂板(8、 9)通過螺栓(14)安裝在密封座(1)上，位於 中間的橡膠平板(4)與頂板(8)之間設置有墊環(15)。
6、 如權利要求1所述的水輪機主軸密封裝置，其特徵在於所述密封 蓋上設置有用來進水或排水的孔(16)。
專利摘要本實用新型提供了一種水輪機主軸密封裝置，具有密封座及安裝在密封座上端的密封蓋，密封座上安裝有上下兩塊橡膠平板，主軸上對應的安裝有兩塊抗磨環分別與上述兩橡膠平板的上平面緊密貼合，兩橡膠平板的下平面分別設有頂板，頂板上與橡膠平板相貼合的部位設置有減壓孔。抗磨環上與橡膠平板相貼合的平面上設置有三道同心的環型迷宮槽。本實用新型具有結構簡單、安裝維修方便，使用壽命長的優點，使用它可以不用外加水壓就能實現水輪機主軸的可靠止水密封。
文檔編號F03B11/00GK201062566SQ200720124568
公開日2008年5月21日 申請日期2007年6月26日 優先權日2007年6月26日
發明者高天德 申請人:高天德