專利名稱：抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于多泥沙流域水電站水輪機(jī)的主軸密封。
背景技術(shù)：
我國水力資源蘊(yùn)藏豐富，位居世界首位。但是河流含沙量很高，尤其是黃河、長江已成為多泥沙河流，其它的各大河輸沙量也逐漸増大。因此多泥沙電站的抗磨損措施就成為人們關(guān)注的研究課題。在多泥沙電站機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，已不能完全照搬在清水電站中運(yùn)行良好的結(jié)構(gòu)。主軸密封在水輪機(jī)結(jié)構(gòu)中扮演著阻水密封的角色，主要是保護(hù)油導(dǎo)軸承不受泄漏水的 侵入，避免燒瓦現(xiàn)象，影響軸瓦壽命，進(jìn)而減少電站效益；以及避免因泄漏水量的増加，水淹頂蓋上的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，造成零件生銹，縮短零件的使用壽命。現(xiàn)行多泥沙電站機(jī)組的主軸密封采用端面活塞式水壓密封結(jié)構(gòu)，它是在密封環(huán)上部空腔的ー側(cè)通入壓力水，使密封環(huán)與抗磨板貼合，借此把來至轉(zhuǎn)輪的泥沙泄漏水擋著，這使得與抗磨板下部緊密接觸的護(hù)罩表面滯留泥沙水。在主軸轉(zhuǎn)動過程中，這些滯留泥沙水在護(hù)罩上部空間繞流，侵蝕著密封結(jié)構(gòu)零件并造成密封結(jié)構(gòu)零件的磨損破壞，迫使密封環(huán)在短期內(nèi)失效。同時，這種密封結(jié)構(gòu)在機(jī)組緊急停機(jī)出現(xiàn)抬機(jī)時，密封環(huán)會因為抗磨板向上移動而向上移動；當(dāng)再次開機(jī)時又可能會因為這種向上移動而使密封環(huán)與抗磨板不能很好的貼合而出現(xiàn)漏水。現(xiàn)行主軸密封的結(jié)構(gòu)中，護(hù)罩是ー個橫斷面呈“I ”形的圓環(huán)，套在主軸上。長期以來，人們設(shè)計的密封結(jié)構(gòu)，皆直接把護(hù)罩作為密封環(huán)和空氣圍帶的施壓對象。檢修用的空氣圍帶直接箍在護(hù)罩的外側(cè)面上，而密封環(huán)則隔著抗磨板置于護(hù)罩的上表面(水平面)上。密封環(huán)、空氣圍帶在封閉空腔中所處的位置很低，正因為如此，現(xiàn)有技術(shù)中的密封結(jié)構(gòu)，受泥沙水的侵蝕也就難免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供ー種機(jī)組抬機(jī)無泄漏的，無滯留泥沙侵蝕的抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的目的可以通過下述技術(shù)方案來達(dá)到抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)輪及與轉(zhuǎn)輪通過法蘭相連的主軸；包括頂蓋和護(hù)罩；包括密封環(huán)及其壓力水連通管件，及受密封環(huán)作用的抗磨板；包括空氣圍帶；其特征是(i )主軸帶護(hù)軸套；護(hù)軸套上部抵在抗磨板安裝座根部；抗磨板安裝座的板面與主軸中心線垂直，套固在主軸上；(ii)密封座通過緊固件固定在頂蓋上；(iii)空氣圍帶利用下蓋板通過緊固件安裝在密封座上，并圍箍在護(hù)軸套上；(iv)密封環(huán)利用外蓋板通過緊固件安裝在密封座上；密封環(huán)以下、外蓋板和安裝座側(cè)壁共同圍成密封環(huán)下部空腔，壓力水連通管件安裝在密封座上，并與密封環(huán)下部空腔連通；密封環(huán)上表面抵在抗磨板的下表面上，抗磨板安裝固定在抗磨板安裝座的下板面上；(V )護(hù)罩、下蓋板、密封座側(cè)壁共同圍成護(hù)罩上部空腔，此空腔與沖沙管件I、沖沙管件II連通；沖沙管件I、沖沙管件II安裝在密封座上，分別位于主軸的兩側(cè)。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點I、有壓進(jìn)水方式發(fā)生了根本的改變，原來是密封環(huán)由上往下壓，而改進(jìn)后是由下往上壓。在這種結(jié)構(gòu)下當(dāng)泄漏水經(jīng)過密封環(huán)時是在空氣中旋轉(zhuǎn)的，完全不存在對密封裝置零件的磨損破壞問題。2、當(dāng)機(jī)組緊急停機(jī)出現(xiàn)抬機(jī)時，這種由下往上壓的方式，杜絕了再次開機(jī)時可能會引起密封環(huán)向上移動而使密封環(huán)與抗磨板不能很好的貼合情況的發(fā)生，確保了抬機(jī)不影響密封性能的密封效果。3、増加了兩根沖沙管，使用清潔水通入清洗，一管通入，另一管排出，有效地排除了大多數(shù)的泄漏泥沙淤積量，具有長期的良好的運(yùn)行效果。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I是轉(zhuǎn)輪，3是頂蓋，5是密封座，7是壓力水連通管件，9是沖沙管件I，11是外蓋板，13是抗磨板，15是護(hù)軸套，17是主軸，19是抗磨板安裝座，21是密封環(huán)，23是空氣圍帶，25是下蓋板，27是護(hù)罩。
具體實施例方式本發(fā)明下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說明?？鼓嗌衬p的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)輪(I)及與轉(zhuǎn)輪通過法蘭相連的主軸(17);包括頂蓋(3)和護(hù)罩(27);包括密封環(huán)
(21)及其壓力水連通管件(7)，及受密封環(huán)(21)作用的抗磨板(13);包括空氣圍帶(23)；本發(fā)明的改進(jìn)之處是( i )主軸(17)帶護(hù)軸套(15);護(hù)軸套(15)上部抵在抗磨板安裝座(19)根部；抗磨板安裝座(19)的板面與主軸中心線垂直，通過鎖緊螺釘套固在主軸(17)上?？鼓グ灏惭b座(19)的板面處于水平面內(nèi)，用于機(jī)械固定貼合抗磨板(13)，或者把抗磨板(13)與抗磨板安裝座(19)制作成一體化連接。(ii)密封座(5)通過緊固件固定在頂蓋(3)上。這使得密封座(5)和頂蓋(3) —樣保持相對于地面靜止。(iii)空氣圍帶(23)利用下蓋板(25)通過緊固件安裝在密封座(5)上，并圍箍在護(hù)軸套(15)上?？諝鈬鷰?23)在充氣狀態(tài)下即投入工作。常用于檢修。故通常情況下，泄漏水可以從空氣圍帶(23)與護(hù)軸套(15)之間的間隙向上流動至密封環(huán)(21)與抗磨板(13)之間的所欲密封的縫隙。(iv)密封環(huán)(21)利用外蓋板(11)通過緊固件安裝在密封座(5)上,密封環(huán)(21)以下，外蓋板(11)和安裝座側(cè)壁共同圍成密封環(huán)下部空腔，壓力水連通管件(7 )安裝在密封座(5)上，并與密封環(huán)下部空腔連通。密封環(huán)(21)上表面抵在抗磨板(13)的下表面上，抗磨板(13)安裝固定在抗磨板安裝座(19)的下板面上。壓力水從壓力水連通管件(7)通入，將密封環(huán)(21)壓向抗磨板(13)，使泄漏水不從密封環(huán)(21)和隨主軸(17)—起旋轉(zhuǎn)的抗磨板(13)兩者之間流過，達(dá)到機(jī)組在運(yùn)行中密封泄漏水的目的。
(V)護(hù)罩(27)、下蓋板(25)、密封座側(cè)壁共同圍成護(hù)罩上部空腔，此空腔與沖沙管件I (9)、沖沙管件II連通；沖沙管件I (9)、沖沙管件II安裝在密封座(5)上，分別位于主軸的兩側(cè)。沖沙管件I (9)、沖沙管件II用于通入清水將護(hù)罩上部的泥沙排出。為了使密封環(huán)(21)與抗磨板貼合更均勻，可在密封座(5)上再設(shè)定ー個壓力水連通管件，兩只壓力水連通管件分別位于主軸(17)的兩側(cè)，相互對稱。為了便于拆卸和安裝，密封座(5)、外蓋板(11)、抗磨板安裝座(19)均制作成分半結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的操作過程是在密封環(huán)下部空腔內(nèi)從主軸兩側(cè)相互対稱的兩個壓力水連通管件通入壓力水，這樣就使密封環(huán)(21)與抗磨板(13)貼合得更均勻，增強(qiáng)密封的效果。在密封座(5)上的沖沙管件I (9)、沖沙管件II, 一個管通入有壓清潔水,另一管排出護(hù)罩
(27)上部護(hù)罩上部空腔中的泥沙水，即可將由轉(zhuǎn)輪泄漏來的泥沙水排走，殘余的泄漏由密封環(huán)直接排入頂蓋。 本發(fā)明中的密封環(huán)(21)、空氣圍帶(23)皆高置于護(hù)罩(27)上部的護(hù)罩上部空腔，位于此空腔之外的上方，故在機(jī)組運(yùn)行中很難直接受到此空腔中的泥沙水侵蝕。并且,此空腔中的泥沙水通過兩只沖沙管件及時排出到外界，避免了泥沙在此空腔中的沉積，保持了主軸密封構(gòu)件的長期正常運(yùn)行，具有長期的良好的運(yùn)行效果。密封環(huán)由下往上壓抗磨板的工作方式，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)抬機(jī)時，密封環(huán)(21)只會壓向抗磨板(13)，不存在密封環(huán)(21)偏離工作狀態(tài)需要回落的問題。
權(quán)利要求
1.抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)輪(I)及與轉(zhuǎn)輪通過法蘭相連的主軸(17);包括頂蓋(3)和護(hù)罩(27);包括密封環(huán)(21)及其壓力水連通管件(7)，及受密封環(huán)(21)作用的抗磨板(13);包括空氣圍帶(23);其特征是(i )主軸(17)帶護(hù)軸套(15);護(hù)軸套(15)上部抵在抗磨板安裝座(19)根部；抗磨板安裝座(19)的板面與主軸中心線垂直，套固在主軸(17)上；(ii)密封座(5)通過緊固件固定在頂蓋(3)上；(iii)空氣圍帶(23)利用下蓋板(25 )通過緊固件安裝在密封座(5 )上，并圍箍在護(hù)軸套(15 )上；(iv)密封環(huán)(21)利用外蓋板(11)通過緊固件安裝在密封座(5)上；密封環(huán)以下,外蓋板(11)和安裝座側(cè)壁共同圍成密封環(huán)下部空腔，壓力水連通管件(7)安裝在密封座(5)上，并與密封環(huán)下部空腔連通；密封環(huán)(21)上表面抵在抗磨板(13)的下表面上，抗磨板(13)安裝固定在抗磨板安裝座(19)的下板面上；(V)護(hù)罩(27)、下蓋板(25)、密封座側(cè)壁共同圍成護(hù)罩上部空腔，此空腔與沖沙管件I (9)、沖沙管件II連通；沖沙管件I (9)、沖沙管件II安裝在密封座(5)上，分別位于主軸的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)，其特征是密封座(5)、外蓋板(11)、抗磨板安裝座(19)均為分半結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)，其特征是在密封座(5)上再設(shè)定另一個壓力水連通管件，兩只壓力水連通管件分別位于主軸(17)的兩側(cè)，相互對稱。
全文摘要
本發(fā)明涉及抗泥沙磨損的水輪機(jī)主軸高位密封結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于多泥沙流域水電站水輪機(jī)的主軸密封。它的主軸帶護(hù)軸套；護(hù)軸套上部抵在抗磨板安裝座根部；抗磨板安裝座的板面與主軸中心線垂直，套固在主軸上；密封座通過緊固件固定在頂蓋上；空氣圍帶利用下蓋板通過緊固件安裝在密封座上，并圍箍在護(hù)軸套上；密封環(huán)利用外蓋板通過緊固件安裝在密封座上，壓力水連通管件與密封環(huán)下部空間連通；密封環(huán)上表面抵在抗磨板的下表面上，抗磨板安裝在抗磨板安裝座的下板面上；護(hù)罩上部空腔與沖沙管件Ⅰ、沖沙管件Ⅱ連通。具有密封裝置零件完全不受磨損，抬機(jī)不影響密封性能，可長期良好運(yùn)行的優(yōu)點。
文檔編號F03B11/08GK102818028SQ201210305928
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者湯永明 申請人:福建南電股份有限公司