專利名稱：水輪機(jī)主軸密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種水輪機(jī)主 軸密封裝置。
背景技術(shù)：
目前，水輪機(jī)的主軸密封主要有如下幾種方式 l.盤根主軸密封
這是一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)用最廣泛的主軸密封方式，它主要是由盤 根盒、石棉盤根和壓環(huán)組成。它是先將石棉盤根用石蠟浸透后，再將 石棉盤根上涂上碳粉，然后將石棉盤根剪成幾段填充入盤根盒內(nèi)，當(dāng)
填充3-4圈后，最后用壓環(huán)壓緊。這樣做雖然可以對主軸進(jìn)行密封，
但是它最大的缺點(diǎn)就是石棉盤根與主軸進(jìn)行了直接接觸，主軸在轉(zhuǎn)動 的時候很容易磨損，當(dāng)磨損后漏水嚴(yán)重。
2.活塞式主軸密封
這是一種比較常用的主軸密封方式，它是由活塞體、活塞、抗磨環(huán)、 限動銷和螺栓、螺母等構(gòu)成，活塞安裝在活塞體內(nèi)，其工作原理是通 過水壓使活塞下移，活塞與抗磨板摩擦，從而阻止水流通過，以達(dá)到 主軸密封的目的。它的缺點(diǎn)是由于活塞采用水橡膠制作，而且水橡膠 具有水漲性，因此活塞與活塞體之間的配合公差要求相當(dāng)嚴(yán)格，再者 由于橡膠的制造公差很難保證，故導(dǎo)致此種密封結(jié)構(gòu)的成功率不高； 此外如果在開始安裝時運(yùn)行效果不好，則很難進(jìn)行修復(fù)，而且活塞在 運(yùn)行過程中燒損則很難恢復(fù)，橡膠本身也存在老化的問題，故影響活 塞的密封可靠性。
3.平板式主軸密封
平板式主軸密封分為單平板式主軸密封和雙層平板主軸密封。單 平板式主軸密封是利用單層橡膠平板與固定在主軸上的轉(zhuǎn)環(huán)形成的 端面之間隙，靠水壓進(jìn)行密封，它的結(jié)構(gòu)簡單、密封性好，橡膠平板
不與主軸表面直接接觸，不會像盤根主軸密封那樣磨損主軸。但它的 缺點(diǎn)是橡膠平板在使用過程中磨損后和抬機(jī)使漏水量大。雙層平板主 軸密封是利用雙層橡膠平板與固定在主軸上的轉(zhuǎn)盤的上下兩平面，靠 內(nèi)腔水壓作用分別朝兩個相反的方向產(chǎn)生壓力貼緊轉(zhuǎn)盤(水壓來自外 來供水系統(tǒng))，起到端面密封作用。它與單平板式主軸密封相比，結(jié) 構(gòu)比較復(fù)雜，同樣這種密封，磨損后和抬機(jī)時漏水量大，調(diào)整比較復(fù) 雜，維修困難。
4.徑向密封
利用數(shù)層碳精塊或其他耐磨材料，在機(jī)械彈簧等方式下沿徑向與 套在主軸上的抗磨襯套形成徑向密封面，并通過清潔水潤滑，密封塊 磨損后在彈簧的作用下，可以徑向移動，繼續(xù)貼緊主軸襯套，這種密 封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝檢修較困難，彈簧性能不易保證，磨損后徑向自量 小，所以目前采用較少。
綜上所述，現(xiàn)有的水輪機(jī)主軸密封裝置都不能實現(xiàn)可靠止水密 封，往往需要引入外來水壓來實現(xiàn)密封，有些裝置結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，安 裝及檢修不方便，使用中容易失效，使用壽命短。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的問題是提供一種不用外加水壓就能實現(xiàn)可 靠止水密封，并且結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，使用壽命長的水輪機(jī)主軸密 封裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是它包括密 封座及安裝在密封座上端的密封蓋，密封座上安裝有上下兩塊橡膠平板， 主軸上對應(yīng)的安裝有兩塊抗磨環(huán)分別與上述兩橡膠平板的上平面緊密貼 合，兩橡膠平板的下平面分別設(shè)有頂板，頂板上與橡膠平板相貼合的部位 設(shè)置有減壓孔。
工作時，水的壓力通過頂板上的減壓孔作用在橡膠平板上，使橡 膠平板貼緊在抗磨環(huán)上，橡膠平板與抗磨環(huán)之間的微小間隙會形成壓 力水膜，微小的壓力水膜不僅起到了密封作用，還防止砂石進(jìn)入。壓 力水膜使橡膠平板與抗磨環(huán)之間為無接觸密封，它們之間的磨損很
小，因而使用壽命長。由于設(shè)置了上下兩塊橡膠平板及抗磨環(huán)，相當(dāng) 于在主軸上設(shè)置了兩道密封屏障，從下方橡膠平板與抗磨環(huán)之間的間 隙進(jìn)入的水已經(jīng)很少，再通過上方橡膠平板與抗磨環(huán)之間的間隙后則 幾乎沒有水流進(jìn)密封蓋，密封效果非常可靠。由于將橡膠平板壓向抗磨 環(huán)的力是統(tǒng)一從下往上的，因而依靠水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪室內(nèi)水輪機(jī)里水的自身壓 力就能實現(xiàn)止水密封。
本實用新型的技術(shù)效果是可以不用外加水壓就能實現(xiàn)可靠止水 密封，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用壽命長。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的局部放大圖3為圖1中A向視圖。
具體實施方式

下面結(jié) 合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
如圖l、圖2所示，本實用新型提供的水輪機(jī)主軸密封裝置具有密封座 1及安裝在密封座1上端的密封蓋2，密封座1上安裝有上下兩塊橡膠平板 3和4，主軸5上對應(yīng)的安裝有兩塊抗磨環(huán)6和7分別與上述兩橡膠平板3、 4的上平面緊密貼合，兩橡膠平板3、 4的下平面分別設(shè)有頂板8、 9，頂板 8、 9上與橡膠平板3、 4相貼合的部位設(shè)置有減壓孔10。為了使密封座1 與密封蓋2之間的密封更加可靠，在密封座1與密封蓋2之間設(shè)置有密封 膠墊18;為了預(yù)防水向上滲漏，在密封蓋1與主軸5之間設(shè)置有密封圈19。 抗磨環(huán)6、 7與橡膠平板3、 4之間的間隙不大于0. 4mm，最好為0. 2 mm 0.4 mm，工作時橡膠平板與抗磨環(huán)之間為無接觸密封，因此磨損很小，使 用壽命很長；并且在間隙處形成壓力水膜，微小的壓力水膜不僅起到了 密封作用，還防止砂石進(jìn)入。
如圖2、圖3所示，在抗磨環(huán)6、 7上與橡膠平板3、 4相貼合的平面上 設(shè)置有三道同心的環(huán)型迷宮槽ll。水每經(jīng)過一道環(huán)形槽ll，水就進(jìn)行一次 降壓，這樣使水壓逐漸減小，從而降低其滲透能力，相當(dāng)于迷宮降壓原理， 因此這類槽常被稱作迷宮槽。
如圖1、圖2所示，抗磨環(huán)6、 7固定在抗磨環(huán)體12上，抗磨環(huán)體12 通過軸套13安裝在主軸5上?？鼓キh(huán)6、 7采用耐磨鋼材制成，它們與橡 膠平板3、 4接觸的平面加工成光滑平面，以減小摩擦力，并能在它們之間 形成間隙水膜，增強(qiáng)其阻水效果。抗磨環(huán)、抗磨環(huán)體及軸套分別加工后再 進(jìn)行組裝，便于加工制造和降低制造成本，當(dāng)然，抗磨環(huán)、抗磨環(huán)體及軸 套也可制造成一體的結(jié)構(gòu)。
如圖l、圖2所示，所述橡膠平板3、 4及頂板8、 9通過螺栓14安裝 在密封座1上，位于中間的橡膠平板4與頂板8之間設(shè)置有墊環(huán)15，從而 使橡膠平板與抗磨環(huán)組成的兩道密封屏障具有一定的距離，水在兩道密封 屏障之間得以急速降壓，從而減弱水滲漏第二道密封屏障的能力。在頂板8、 9上設(shè)置有定位臺階20，當(dāng)高壓水經(jīng)過抗磨環(huán)6、 7與橡膠平板3、 4之間 時，會有一個力作用在頂板8、 9上，該定位臺階20頂靠在密封座1或墊 環(huán)15上，可增強(qiáng)其抗扭曲力，使頂板8、 9分別可靠壓在橡膠平板3、 4上。
如圖1所示，所述密封蓋上設(shè)置有用來進(jìn)水或排水的孔16，即使有極 少量的水進(jìn)入密封蓋2，也可通過這個孔排出去；同時，當(dāng)電站作調(diào)相運(yùn)行 時，也可通過孔16引入外來水。
本實用新型是在機(jī)組安裝盤車后在運(yùn)行高程下安裝的，以決定抗 磨環(huán)的安裝高度。工作時，水輪機(jī)的葉輪受到水的沖擊不斷轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn) 動的葉輪帶動主軸5轉(zhuǎn)動，主軸5同時帶動抗磨環(huán)6、 7轉(zhuǎn)動。水的 壓力通過頂板9上的減壓孔10作用在橡膠平板4上，使橡膠平板4 貼緊在抗磨環(huán)7上，由于存在間隙水膜，再加上環(huán)型迷宮槽ll的作用， 只有少量的水進(jìn)入抗磨環(huán)7與橡膠平板3之間。在抗磨環(huán)6與橡膠平 板3之間的間隙水膜及環(huán)型迷宮槽11作用下，幾乎不會有水流進(jìn)密封蓋 2內(nèi)，從而起到可靠止水密封的效果。
權(quán)利要求1、一種水輪機(jī)主軸密封裝置，包括密封座(1)及安裝在密封座(1)上端的密封蓋(2)，其特征在于所述密封座(1)上安裝有上下兩塊橡膠平板(3、4)，主軸(5)上對應(yīng)的安裝有兩塊抗磨環(huán)(6、7)分別與上述兩橡膠平板(3、4)的上平面緊密貼合，兩橡膠平板(3、4)的下平面分別設(shè)有頂板(8、9)，頂板(8、9)上與橡膠平板(3、4)相貼合的部位設(shè)置有減壓孔(10)。
2、 如權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)主軸密封裝置，其特征在于所述抗磨 環(huán)(6、 7)與橡膠平板(3、 4)之間的間隙不大于0.4mm。
3、 如權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)主軸密封裝置，其特征在于在抗磨環(huán) (6、 7)上與橡膠平板(3、 4)相貼合的平面上設(shè)置有三道同心的環(huán)型迷宮槽(11)。
4、 如權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)主軸密封裝置，其特征在于所述抗磨 環(huán)(6、 7)固定在抗磨環(huán)體(12)上，抗磨環(huán)體(12)通過軸套(13)安 裝在主軸(5)上。
5、 如權(quán)利要求l所述的水輪機(jī)主軸密封裝置，其特征在于所述橡膠 平板(3、 4)及頂板(8、 9)通過螺栓(14)安裝在密封座(1)上，位于 中間的橡膠平板(4)與頂板(8)之間設(shè)置有墊環(huán)(15)。
6、 如權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)主軸密封裝置，其特征在于所述密封 蓋上設(shè)置有用來進(jìn)水或排水的孔(16)。
專利摘要本實用新型提供了一種水輪機(jī)主軸密封裝置，具有密封座及安裝在密封座上端的密封蓋，密封座上安裝有上下兩塊橡膠平板，主軸上對應(yīng)的安裝有兩塊抗磨環(huán)分別與上述兩橡膠平板的上平面緊密貼合，兩橡膠平板的下平面分別設(shè)有頂板，頂板上與橡膠平板相貼合的部位設(shè)置有減壓孔。抗磨環(huán)上與橡膠平板相貼合的平面上設(shè)置有三道同心的環(huán)型迷宮槽。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便，使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，使用它可以不用外加水壓就能實現(xiàn)水輪機(jī)主軸的可靠止水密封。
文檔編號F03B11/00GK201062566SQ200720124568
公開日2008年5月21日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者高天德 申請人:高天德