[發(fā)明專利]水輪機(jī)永久性主軸密封裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010593854.7
• 申請(qǐng)日: 2010-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN102042152A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃國(guó)宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃國(guó)宏
• 主分類號(hào): F03B11/00
• 分類號(hào): F03B11/00;F16J15/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

水輪機(jī)永久性主軸密封裝置，屬于立式及臥式裝置的各式水輪機(jī)的主軸密封裝置，尤其涉及一種水輪機(jī)主軸的永久性密封裝置。

背景技術(shù)

主軸密封裝置是水輪機(jī)的重要部件之一，但由于主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中存在相對(duì)機(jī)殼的徑向擺動(dòng)，使主軸密封裝置至今未能徹底解決壓力水的漏水問題。到目前為止，其結(jié)構(gòu)仍主要采用金屬與橡膠等非金屬構(gòu)成的密封面間施加一定程度外力的密封結(jié)構(gòu)。由于外力的施加使橡膠等非金屬密封件極易磨損，因此主軸密封裝置到目前為止仍是大、中、小型水輪機(jī)中唯一無法列入完好率和可靠度為100％的部件，并對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響。

在立式水輪機(jī)中采用的端面密封裝置，由主軸上固裝的轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨環(huán)和在托架上裝置的橡膠或其它材料的密封環(huán)組成，并在橡膠或其它材料密封環(huán)的底部施加了一定程度的水壓或彈簧的壓力。其不足之處為：由于外力的施加使密封面間存在很大的摩擦力，從而使橡膠或其它材料的密封環(huán)極易磨損，并會(huì)出現(xiàn)偏卡、熱燒粘連及壓力水自身的大量泄漏等故障，并很難承受滿負(fù)荷狀態(tài)下的漏水壓力，因此時(shí)刻威脅著水輪機(jī)安全可靠的運(yùn)行。若檢修維護(hù)不及時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致大量漏水淹及水導(dǎo)及廠房的事故。

在臥式水輪機(jī)中使用的橡膠平板密封裝置，由主軸上固裝的轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨環(huán)和在機(jī)殼上固裝的平板橡膠板組成，其不足之處為：由于壓力水直接作用在平板橡膠的表面，使平板橡膠與轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨環(huán)之間產(chǎn)生了很大的摩擦力，因此平板密封橡膠在水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)很短的時(shí)間內(nèi)便會(huì)損毀，從而使大量的壓力水流朝水輪機(jī)軸承方向噴出，并在主軸表面旋轉(zhuǎn)力的帶動(dòng)下逐漸進(jìn)入推力軸承，或者在主軸表面離心力的作用下不斷飛濺至主軸上設(shè)置的擋水部件的后方后逐漸進(jìn)入推力軸承。當(dāng)軸承內(nèi)的水含量達(dá)到一定程度時(shí)便會(huì)導(dǎo)致燒瓦事故。為使機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，則需要頻繁地停機(jī)后更換平板橡膠及抗磨環(huán)。

在臥式水輪機(jī)中使用的盤根密封裝置，由主軸與機(jī)殼間的空腔內(nèi)通過壓蓋和螺栓等施加一定程度的外力后壓入的石棉等盤根密封材料組成，其不足之處為：由于對(duì)盤根密封材料施加了一定程度的外力，因此其密封面同樣在水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)很短的時(shí)段內(nèi)便會(huì)損毀。因此，該裝置同樣需要頻繁地停機(jī)后添加盤根材料。

此外，由于主軸密封的漏水是由未作功前從轉(zhuǎn)輪與其外殼間的間隙進(jìn)入的壓力水造成，因此當(dāng)水輪機(jī)在滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)入主軸密封的壓力水的水壓最大，從而造成的漏水也最大。為防止漏水過大并進(jìn)入軸承，必須要減去水輪機(jī)30％左右的負(fù)荷。因此，主軸密封的漏水導(dǎo)致了水輪發(fā)電機(jī)組不能長(zhǎng)期連續(xù)及滿負(fù)荷運(yùn)行的狀況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有密封裝置存在的需頻繁地停機(jī)后更換密封件，并使機(jī)組無法長(zhǎng)期連續(xù)可靠及滿負(fù)荷運(yùn)行等嚴(yán)重不足，而提供一種能將漏水長(zhǎng)期控制在最小狀態(tài)或無漏水的狀態(tài)，并將漏出的水流變向并徹底推出后使其始終無法進(jìn)入軸承，從而能夠徹底解決主軸密封漏水問題的永久性主軸密封裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

水輪機(jī)永久性主軸密封裝置，包括機(jī)殼、穿過機(jī)殼的主軸，在機(jī)殼與主軸之間設(shè)置由變形環(huán)和密封環(huán)相連接后構(gòu)成的跟蹤式密封環(huán)，并在密封環(huán)上設(shè)置徑向主密封面以及端面輔助密封面。

本發(fā)明所述的機(jī)殼上可以設(shè)置固裝變形環(huán)的靜環(huán)，或者設(shè)置與跟蹤式密封環(huán)相配套的靜密封環(huán)及其靜環(huán)。

本發(fā)明所述的主軸上可以設(shè)置固裝變形環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，或者設(shè)置與跟蹤式密封環(huán)相配套的轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)及其轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)。

本發(fā)明所述的變形環(huán)表面可以設(shè)置支撐環(huán)，以防止變形環(huán)在壓力水的作用下膨脹變形。

本發(fā)明所述的密封環(huán)或與其相配套的密封環(huán)上可以設(shè)置密封圈和/或積污槽，從而使密封面保持無漏水的狀態(tài)，并將有損密封面的雜物進(jìn)行沉積。

本發(fā)明所述的靜環(huán)或與其相連接的變形環(huán)在臥式裝置時(shí)，其底部可以開設(shè)補(bǔ)氣排污孔，從而能將泥沙等有損密封面的雜物及時(shí)排出，并能及時(shí)補(bǔ)氣后消除真空。

本發(fā)明所述的跟蹤式密封環(huán)在臥式裝置并處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其密封環(huán)與其它靜止部件之間可以設(shè)置彈性支撐件，從而能夠減小因密封環(huán)自身重量而在密封面間形成的摩擦力。

本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)或轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)上可以設(shè)置出水端朝向機(jī)殼并具有錐形甩水面的變向環(huán)。

在該裝置中，變形環(huán)可由橡膠等材料制成。由于橡膠隨主軸的擺動(dòng)產(chǎn)生的適應(yīng)性變形，使動(dòng)靜密封環(huán)間的徑向主密封面能夠始終保持很嚴(yán)密的動(dòng)配合密封狀態(tài)，因此動(dòng)靜密封環(huán)均可由具有優(yōu)越配合性能的金屬等材料制成，并在密封面間按嚴(yán)密的動(dòng)配合要求裝配，從而實(shí)現(xiàn)了金屬與金屬之間的配合密封；由于橡膠隨水壓的增大而產(chǎn)生的拉伸變形，使動(dòng)靜密封環(huán)間的端面輔助密封面能夠進(jìn)入密封工作狀態(tài)。