CN201062566Y - 水轮机主轴密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水轮机主轴密封装置，具有密封座及安装在密封座上端的密封盖，密封座上安装有上下两块橡胶平板，主轴上对应的安装有两块抗磨环分别与上述两橡胶平板的上平面紧密贴合，两橡胶平板的下平面分别设有顶板，顶板上与橡胶平板相贴合的部位设置有减压孔。抗磨环上与橡胶平板相贴合的平面上设置有三道同心的环型迷宫槽。本实用新型具有结构简单、安装维修方便，使用寿命长的优点，使用它可以不用外加水压就能实现水轮机主轴的可靠止水密封。

Description

水轮机主轴密封装置

技术领域

本实用新型属于水轮机技术领域，具体地说，涉及一种水轮机主轴密封装置。

背景技术

目前，水轮机的主轴密封主要有如下几种方式：

1.盘根主轴密封

这是一种结构简单、运用最广泛的主轴密封方式，它主要是由盘根盒、石棉盘根和压环组成。它是先将石棉盘根用石蜡浸透后，再将石棉盘根上涂上碳粉，然后将石棉盘根剪成几段填充入盘根盒内，当填充3-4圈后，最后用压环压紧。这样做虽然可以对主轴进行密封，但是它最大的缺点就是石棉盘根与主轴进行了直接接触，主轴在转动的时候很容易磨损，当磨损后漏水严重。

2.活塞式主轴密封

这是一种比较常用的主轴密封方式，它是由活塞体、活塞、抗磨环、限动销和螺栓、螺母等构成，活塞安装在活塞体内，其工作原理是通过水压使活塞下移，活塞与抗磨板摩擦，从而阻止水流通过，以达到主轴密封的目的。它的缺点是由于活塞采用水橡胶制作，而且水橡胶具有水涨性，因此活塞与活塞体之间的配合公差要求相当严格，再者由于橡胶的制造公差很难保证，故导致此种密封结构的成功率不高；此外如果在开始安装时运行效果不好，则很难进行修复，而且活塞在运行过程中烧损则很难恢复，橡胶本身也存在老化的问题，故影响活塞的密封可靠性。

3.平板式主轴密封

平板式主轴密封分为单平板式主轴密封和双层平板主轴密封。单平板式主轴密封是利用单层橡胶平板与固定在主轴上的转环形成的端面之间隙，靠水压进行密封，它的结构简单、密封性好，橡胶平板不与主轴表面直接接触，不会像盘根主轴密封那样磨损主轴。但它的缺点是橡胶平板在使用过程中磨损后和抬机使漏水量大。双层平板主轴密封是利用双层橡胶平板与固定在主轴上的转盘的上下两平面，靠内腔水压作用分别朝两个相反的方向产生压力贴紧转盘(水压来自外来供水系统)，起到端面密封作用。它与单平板式主轴密封相比，结构比较复杂，同样这种密封，磨损后和抬机时漏水量大，调整比较复杂，维修困难。

4.径向密封

利用数层碳精块或其他耐磨材料，在机械弹簧等方式下沿径向与套在主轴上的抗磨衬套形成径向密封面，并通过清洁水润滑，密封块磨损后在弹簧的作用下，可以径向移动，继续贴紧主轴衬套，这种密封结构复杂，安装检修较困难，弹簧性能不易保证，磨损后径向自量小，所以目前采用较少。

综上所述，现有的水轮机主轴密封装置都不能实现可靠止水密封，往往需要引入外来水压来实现密封，有些装置结构过于复杂，安装及检修不方便，使用中容易失效，使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种不用外加水压就能实现可靠止水密封，并且结构简单、安装方便，使用寿命长的水轮机主轴密封装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：它包括密封座及安装在密封座上端的密封盖，密封座上安装有上下两块橡胶平板，主轴上对应的安装有两块抗磨环分别与上述两橡胶平板的上平面紧密贴合，两橡胶平板的下平面分别设有顶板，顶板上与橡胶平板相贴合的部位设置有减压孔。

工作时，水的压力通过顶板上的减压孔作用在橡胶平板上，使橡胶平板贴紧在抗磨环上，橡胶平板与抗磨环之间的微小间隙会形成压力水膜，微小的压力水膜不仅起到了密封作用，还防止砂石进入。压力水膜使橡胶平板与抗磨环之间为无接触密封，它们之间的磨损很小，因而使用寿命长。由于设置了上下两块橡胶平板及抗磨环，相当于在主轴上设置了两道密封屏障，从下方橡胶平板与抗磨环之间的间隙进入的水已经很少，再通过上方橡胶平板与抗磨环之间的间隙后则几乎没有水流进密封盖，密封效果非常可靠。由于将橡胶平板压向抗磨环的力是统一从下往上的，因而依靠水轮机转轮室内水轮机里水的自身压力就能实现止水密封。

本实用新型的技术效果是：可以不用外加水压就能实现可靠止水密封，整个装置结构简单，安装方便，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3为图1中A向视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2所示，本实用新型提供的水轮机主轴密封装置具有密封座1及安装在密封座1上端的密封盖2，密封座1上安装有上下两块橡胶平板3和4，主轴5上对应的安装有两块抗磨环6和7分别与上述两橡胶平板3、4的上平面紧密贴合，两橡胶平板3、4的下平面分别设有顶板8、9，顶板8、9上与橡胶平板3、4相贴合的部位设置有减压孔10。为了使密封座1与密封盖2之间的密封更加可靠，在密封座1与密封盖2之间设置有密封胶垫18；为了预防水向上渗漏，在密封盖1与主轴5之间设置有密封圈19。抗磨环6、7与橡胶平板3、4之间的间隙不大于0.4mm，最好为0.2mm～0.4mm，工作时橡胶平板与抗磨环之间为无接触密封，因此磨损很小，使用寿命很长；并且在间隙处形成压力水膜，微小的压力水膜不仅起到了密封作用，还防止砂石进入。

如图2、图3所示，在抗磨环6、7上与橡胶平板3、4相贴合的平面上设置有三道同心的环型迷宫槽11。水每经过一道环形槽11，水就进行一次降压，这样使水压逐渐减小，从而降低其渗透能力，相当于迷宫降压原理，因此这类槽常被称作迷宫槽。

如图1、图2所示，抗磨环6、7固定在抗磨环体12上，抗磨环体12通过轴套13安装在主轴5上。抗磨环6、7采用耐磨钢材制成，它们与橡胶平板3、4接触的平面加工成光滑平面，以减小摩擦力，并能在它们之间形成间隙水膜，增强其阻水效果。抗磨环、抗磨环体及轴套分别加工后再进行组装，便于加工制造和降低制造成本，当然，抗磨环、抗磨环体及轴套也可制造成一体的结构。

如图1、图2所示，所述橡胶平板3、4及顶板8、9通过螺栓14安装在密封座1上，位于中间的橡胶平板4与顶板8之间设置有垫环15，从而使橡胶平板与抗磨环组成的两道密封屏障具有一定的距离，水在两道密封屏障之间得以急速降压，从而减弱水渗漏第二道密封屏障的能力。在顶板8、9上设置有定位台阶20，当高压水经过抗磨环6、7与橡胶平板3、4之间时，会有一个力作用在顶板8、9上，该定位台阶20顶靠在密封座1或垫环15上，可增强其抗扭曲力，使顶板8、9分别可靠压在橡胶平板3、4上。

如图1所示，所述密封盖上设置有用来进水或排水的孔16，即使有极少量的水进入密封盖2，也可通过这个孔排出去；同时，当电站作调相运行时，也可通过孔16引入外来水。

本实用新型是在机组安装盘车后在运行高程下安装的，以决定抗磨环的安装高度。工作时，水轮机的叶轮受到水的冲击不断转动，转动的叶轮带动主轴5转动，主轴5同时带动抗磨环6、7转动。水的压力通过顶板9上的减压孔10作用在橡胶平板4上，使橡胶平板4贴紧在抗磨环7上，由于存在间隙水膜，再加上环型迷宫槽11的作用，只有少量的水进入抗磨环7与橡胶平板3之间。在抗磨环6与橡胶平板3之间的间隙水膜及环型迷宫槽11作用下，几乎不会有水流进密封盖2内，从而起到可靠止水密封的效果。

Claims (6)

1.一种水轮机主轴密封装置，包括密封座(1)及安装在密封座(1)上端的密封盖(2)，其特征在于：所述密封座(1)上安装有上下两块橡胶平板(3、4)，主轴(5)上对应的安装有两块抗磨环(6、7)分别与上述两橡胶平板(3、4)的上平面紧密贴合，两橡胶平板(3、4)的下平面分别设有顶板(8、9)，顶板(8、9)上与橡胶平板(3、4)相贴合的部位设置有减压孔(10)。

2.如权利要求1所述的水轮机主轴密封装置，其特征在于：所述抗磨环(6、7)与橡胶平板(3、4)之间的间隙不大于0.4mm。

3.如权利要求1所述的水轮机主轴密封装置，其特征在于：在抗磨环(6、7)上与橡胶平板(3、4)相贴合的平面上设置有三道同心的环型迷宫槽(11)。

4.如权利要求1所述的水轮机主轴密封装置，其特征在于：所述抗磨环(6、7)固定在抗磨环体(12)上，抗磨环体(12)通过轴套(13)安装在主轴(5)上。

5.如权利要求1所述的水轮机主轴密封装置，其特征在于：所述橡胶平板(3、4)及顶板(8、9)通过螺栓(14)安装在密封座(1)上，位于中间的橡胶平板(4)与顶板(8)之间设置有垫环(15)。

6.如权利要求1所述的水轮机主轴密封装置，其特征在于：所述密封盖上设置有用来进水或排水的孔(16)。

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