[實用新型]混流式水輪機轉輪下環與下止漏環的螺旋迷宮密封

有效

• 申請號: 201220673002.3
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN203067160U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李任飛;吳喜東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司;哈爾濱大電機研究所;國家水力發電設備工程技術研究中心
• 主分類號: F03B11/00
• 分類號: F03B11/00;F16J15/447
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種混流式水輪機轉輪下環與下止漏環的螺旋迷宮密封。

背景技術

混流式水輪機轉輪在旋轉工作時，有少量水會從轉輪與下止漏環之間的間隙流出，造成容積損失。因此需要在轉輪下環與下止漏環之間設計非接觸式密封結構，抑制下環與下止漏環之間的間隙流，降低容積損失，提高機組效率。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種能夠抑制下環與下止漏環之間的間隙流，降低容積損失，提高機組效率的混流式水輪機轉輪下環與下止漏環的螺旋迷宮密封，本實用新型的技術方案為：

根據轉輪工作時的旋轉方向（9）確定轉輪（8）下環密封面（2）上的旋轉螺旋密封槽（1）是左旋還是右旋：如果轉輪（8）的旋轉方向（9）為俯視順時針旋轉，則在轉輪（8）下環密封面（2）的旋轉螺旋密封槽（1）為右旋，在下止漏環（4）上的固定螺旋密封槽（7）為左旋；如果轉輪（8）旋轉方向（9）俯視逆時針旋轉，則轉輪（8）下環密封面（2）為左旋螺旋槽（1），下止漏環（4）上為右旋螺旋槽（7）。

在轉輪（8）下環密封面（2）上設計旋轉螺旋密封槽（1），在下止漏環（4）密封面（6）上的相應位置設計與轉輪下環密封面（2）方向相反的固定螺旋密封槽（7），從而形成轉輪（8）與下止漏環（4）之間的螺旋迷宮密封。

下環（3）旋轉螺旋密封槽（1）的以下參數：螺旋頭數、螺旋角α_r、螺距p_r、螺紋寬度w_r、螺紋深度d_r以及下止漏環（4）固定螺旋密封槽（7）的以下參數：螺旋頭數、螺旋角α_s、螺距p_s、螺紋寬度w_s、螺紋深度d_s需要根據水輪機額定轉速、水輪機工作水頭范圍、

轉輪（8）與下止漏環（4）之間的間隙（5）大小、轉輪外徑以及止漏面配合高度h來確定。

本實用新型的技術效果如下：

1）本實用新型首次將螺旋迷宮密封應用在混流式水輪機轉輪（8）與下止漏環（4）之間的密封上，通過采用合適的結構設計有效達到非接觸密封的目的；

2）本實用新型首次根據水輪機工作主要參數（額定轉速、工作水頭）、轉輪（8）與下止漏環（4）配合的主要尺寸（間隙（5）大小、轉輪外徑、止漏面配合高度）來確定螺旋密封槽的主要參數；

3）本實用新型通過反向螺旋密封槽（1）（7）的聯合作用，使得轉輪（8）在旋轉過程中，螺旋迷宮密封能夠形成紊流，有效阻止水流從下環（3）與下止漏環（4）之間的間隙（5）進入下游，起到非接觸密封的目的。

附圖說明

圖1.混流式水輪機轉輪下環螺旋迷宮密封整體結構

圖2.混流式水輪機轉輪下環與下止漏環配合圖

圖3.轉輪下環螺旋密封槽結構圖

圖4.下止漏環固定螺旋密封槽結構圖

具體實施方式

如圖1所示，首先需要根據轉輪旋轉方向確定螺旋密封槽的方向：如果轉輪8的旋轉方向為俯視順時針旋轉，則按照圖3所示在轉輪8下環密封面2設計右旋螺旋槽1，按照圖4所示在下止漏環4相應位置設計左旋螺旋槽7，如果轉輪8旋轉方向相反，則在圖3中的轉輪8下環密封面2設計左旋螺旋槽1在圖4中下止漏環4密封面6上設計的右旋螺旋密封槽7。這樣如圖2所示，轉輪8下環密封面2上的螺旋密封槽1與下止漏環上4密封面6上的螺旋密封槽7組成了螺旋迷宮密封。

在設計螺旋密封槽1時應根據水輪機額定轉速、水輪機工作水頭范圍、轉輪8與下止漏環4之間的間隙5大小、轉輪外徑以及止漏面配合設計確定轉輪8下環3螺旋密封槽1的螺旋頭數、螺旋角α_r、螺距p_r、螺紋寬度w_r、螺紋深度d_r等主要參數以及下止漏環4螺旋密封槽7的螺旋頭數、螺旋角α_s、螺距p_s、螺紋寬度w_s、螺紋深度d_s。在附圖中我們以轉輪是俯視順時針旋轉為例進行說明（當轉輪逆時針旋轉螺旋方向與此相反），通過附圖1、2可以看出，在轉輪8處于俯視順時針旋轉工作的狀態下，水流進入下環3與下止漏環4之間的間隙5時，在下環3旋轉螺旋密封槽1與下止漏環4方向相反的固定螺旋密封槽7的作用下，會產生與流動方向相反的渦流，并形成紊流，產生壓力，阻止水流進一步進入該間隙5，從而有效地起到了密封的目的。