[實用新型]水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置

有效

• 申請號: 201320502592.8
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN203476589U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 藍仁峰;潘毓鑠;黃柳情
• 申請（專利權）人: 大唐巖灘水力發電有限責任公司
• 主分類號: F03B11/00
• 分類號: F03B11/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 楊立華;李如柏

技術領域

本實用新型屬于水輪機主軸端面密封技術領域，尤其涉及一種水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置。

背景技術

活塞式水壓端面密封裝置（以下簡稱端面密封）是水輪機主軸端面密封的一種主要結構形式，其主要由密封支座、密封座、門型活塞式橡膠圈、銷釘、密封支架、轉環、抗磨塊等部件組成。端面密封的工作原理是橡膠圈在壓力水的作用下向上浮起并緊密貼合在抗磨塊上，密封住了從主軸端面及密封支座間隙中滲出的水。這種裝置存在以下缺陷：一是洪水期尾水位升高時，尾水管的壓力水從主軸端面及密封支座的間隙反沖至橡膠的下端，從而造成壓力過大燒損橡膠圈的端面；二是當銷釘與銷孔配合間隙過小時橡膠圈不能靈活上浮，而銷釘與銷孔配合間隙過大時漏水量大，活塞腔壓力不足，橡膠圈不能靈活浮起密封；三是轉環上的Φ4橡皮條安裝不便，容易松脫；四是橡膠圈與抗磨塊接觸面過大，影響潤滑及冷卻效果，容易燒損橡膠圈；五是密封座材質為普通碳鋼，活塞腔壁容易生銹，影響橡膠圈靈活浮動。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構可靠穩定、拆裝維護容易的水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置，主要由密封支座、密封座、門型活塞式橡膠圈、銷釘、密封支架、轉環、抗磨塊組成，直接在轉環與密封支架法蘭面上涂上厭氧型平面密封劑作為密封，采用M16X40高強度螺栓固定連接轉環與密封支架；在橡膠圈端面中心加工出潤滑冷卻水槽，潤滑冷卻水槽沿橡膠圈端面整圈布置；在橡膠圈的銷孔內加裝銅銷套；在密封座對稱180°方位分別加裝一根泄壓管，泄壓管通至密封座的環形凹槽底部，泄壓管上設自動泄壓閥。

密封座采用不銹鋼材料制作。

潤滑冷卻水槽寬度為橡膠圈厚度的1/3，深度為15mm。

銅銷套粘接在橡膠圈的銷孔內，銅銷套頂部未開孔，銅銷套頂部距離橡膠圈端面大于15mm。

針對目前端面密封設計存在的問題，發明人對其進行了優化改造，主要是：取消Φ4橡皮條直接采用密封劑密封；把M16X40螺栓更換為M16X40高強度螺栓；在橡膠圈端面中心加工出潤滑冷卻水槽，減輕摩擦，增加潤滑冷卻水量；加裝銅銷套，降低銷釘摩擦力，減少漏水；在活塞腔加裝自動泄壓閥，確保壓力穩定；把密封座更換為不銹鋼密封座，防止運行生銹。應用本實用新型可實現自動保持密封裝置活塞腔壓力穩定、減少密封漏水量并提高浮動靈活性、減小橡膠圈與抗磨塊的摩擦力并提高潤滑冷卻性、減輕轉環回裝工作量并提高連接強度。

附圖說明

圖1是常規的水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置的結構示意圖。

圖中：1水輪機主軸，2M16X40螺栓（或M16X40高強度螺栓），3Φ4橡皮條，4密封支架，5轉環，6抗磨塊，7環形凹槽（活塞腔），8門型活塞式橡膠圈，9銷釘，10密封座，11壓力水孔，12空氣圍帶，13密封支座，14壓力水箱，15壓力水管，16潤滑冷卻水槽，17銅銷套，18泄壓管，19自動泄壓閥。

具體實施方式

如圖1所示，常規的水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置主要由密封支座、密封座、門型活塞式橡膠圈、銷釘、密封支架、轉環、抗磨塊等部件組成。密封座10安裝在密封支座13上，密封座10內裝有門型活塞式橡膠圈8頂在抗磨塊6上，密封住從密封支架4與密封座10的間隙中滲漏出的水；抗磨塊6焊接在轉環5上，轉環與密封支架采用M16X40螺栓2固定連接，其連接面由Φ4橡皮條3密封，密封支架4隨水輪機主軸1一起轉動；門型活塞式橡膠圈8靠來自壓力水箱15的水壓通過活塞腔7始終作用于下部，保證了活塞腔7壓力的穩定及橡膠圈與抗磨環間的密封性；密封座10中均布有4顆銷釘9對門型活塞式橡膠圈8進行定位及導向。密封座材質為普通碳鋼。

為克服前述常規的水輪機主軸活塞式水壓端面密封裝置存在的問題，發明人對圖1的端面密封進行了優化改造獲得了本實用新型，如圖2所示：取消Φ4橡皮條3，直接在轉環5與密封支架4法蘭面上涂上厭氧型平面密封劑作為密封，采用M16X40高強度螺栓2替換M16X40螺栓固定連接轉環5與密封支架4，提高轉環與密封支架連接面的摩擦力及緊固力；在橡膠圈8端面中心加工出潤滑冷卻水槽16（寬度為橡膠圈厚度的1/3，深度為15mm），潤滑冷卻水槽16沿橡膠圈8端面整圈布置，滿足了橡膠圈8與轉環5抗磨塊轉動接觸面的潤滑與冷卻水量，使摩擦面溫度保持穩定，防止燒膠；在橡膠圈的銷孔內加裝銅銷套17，以降低橡膠圈浮動時與銷釘的摩擦力，提高橡膠圈浮動的靈活性，銅銷套17用AB膠粘接在橡膠圈的銷孔內，銅銷套17頂部未開孔，銅銷17頂部距離橡膠圈8端面大于15mm，使活塞腔7內的壓力水不能從銷孔中漏出，保證了活塞腔壓力水壓的穩定；密封座10采用不銹鋼材料制作，更換原碳鋼密封座，防止環形凹槽7生銹而影響了橡膠圈工作時的靈活浮動；在密封座10對稱180°方位分別加裝一根泄壓管18，泄壓管18通至密封座的環形凹槽底部，泄壓管上設自動泄壓閥19；自動泄壓閥調整為當環形凹槽（活塞腔）內的水壓力大于0.05MPa時自動泄壓排水到頂蓋排水孔內，使環形凹槽內的水壓力保持在0.05MPa以下，防止水壓過大發生燒膠事故。