CN111503269A - 一种水轮发电机组油槽组合密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水轮发电机组油槽组合密封装置，由端面密封装置、径向密封装置、鼓风装置、吸油雾装置组成。其特征在于：端面密封装置可借助自身重力在竖直方向移动，弥补密封齿的磨损，保证密封齿与主轴顶面始终压紧接触；径向密封装置为两腔三“爪”结构，其中上腔体与鼓风装置连通，下腔体与吸油雾装置连通，上“爪”结构、中间“爪”结构、下“爪”结构分别布置有三排、两排、一排密封材料，密封材料布置数量代表通风阻力大小。通过端面密封装置与径向密封装置的组合作用，本发明能有效解决水轮发电机组轴承甩油及油雾溢出问题。

Description

一种水轮发电机组油槽组合密封装置

技术领域

本发明涉及水轮发电机组油雾治理领域，具体涉及一种水轮发电机组油槽组合密封装置。

背景技术

通常水轮发电机组油槽中含有大量润滑油，在机组运行过程中，受转动部件的搅拌影响，油槽将产生大量高温油雾。油雾经由密封装置与主轴之间的间隙溢出，溢出的油雾凝结在发电机定子、转子线棒的表面，会降低绝缘材料的使用寿命，甚至引发电气危险。

当前，对水轮发电机组开展油雾治理主要从两方面入手：一方面是设计新型密封装置，另一方面是提升油雾吸附装置的净化能力。本发明属于新型密封装置，与专利号为“CN 103671922 A”公开的密封装置具有相似结构。需要指出的是：

(1)与发明专利“CN 103671922 A”类似的径向密封装置，在密封材料背部均设计有弹簧装置，设计目的是弥补密封齿在运行过程中的磨损，但多个电站的实际运行事实证明，在密封材料投入运行一段时间后，弹簧力作用并不可靠，压紧作用逐渐失效，最终在密封齿与主轴之间形成一定间隙，间隙是造成水轮发电机油雾问题的主因。

(2)在专利“CN 103671922 A”中，径向密封装置的三“爪”结构中均布置有相同数量的密封齿，三“爪”结构对油雾的阻力作用是一致的，在鼓风装置工作时，风压容易裹挟部分油雾从最上端密封齿间隙处溢出。发明内容

本发明针对现有密封装置的不足，公开一种水轮发电机组油槽组合密封装置，技术方案为：由端面密封装置(1)、周向密封条(2)、端面密封座(3)、径向密封装置(4)、密封材料(5)、刚性弹簧(6)、鼓风装置(7)、吸油雾装置(8)、端面密封装置合缝板(9)、导向圆柱销(10)、径向密封装置合缝板(11)、径向密封装置进气口(12)、径向密封装置油雾出口(13)、径向密封装置上腔体(14)、径向密封装置下腔体(15)组成，其中端面密封装置(1)由四瓣结构拼成整圆，通过端面密封装置合缝板(9)紧固成整体，在端面密封装置(1)下端布置两排密封材料(5)，密封材料(5)背部与端面密封装置(1)之间安装有刚性弹簧(6)，在端面密封装置(1)圆周方向均布四个导向圆柱销(10)，通过导向圆柱销(10)与端面密封座(3)连接，端面密封座(3)圆周方向安装有周向密封条(2)，与径向密封装置(4)通过螺栓紧固，径向密封装置(4)由四瓣结构拼成整圆，通过径向密封装置合缝板(11)紧固成整体，径向密封装置进气口(12)、径向密封装置油雾出口(13)为间隔90°布置，径向密封装置(4)为两腔三“爪”结构，其中径向密封装置上腔体(14)通过径向密封装置进气口(12)与鼓风装置(7)连通，径向密封装置下腔体(15)通过径向密封装置油雾出口(13)与吸油雾装置(8)连通，上“爪”结构、中间“爪”结构、下“爪”结构分别布置有三排、两排、一排密封材料(5)，在密封材料(5)与径向密封装置(4)之间均安装有刚性弹簧(6)。

工作原理

在机组初始运行阶段，径向密封装置4上密封材料5磨损量较小。吸油雾装置8一直处于开启状态，具有吸风能力，径向密封装置4的下“爪”结构只有一排密封材料，对油雾流通产生的阻力较小，油雾受吸力影响，大部分流向吸油雾装置8，少量油雾被风裹挟着从中间“爪”结构处溢出，此时鼓风装置7将持续提供风压，由于上“爪”结构为三排密封材料，中间爪结构为两排密封材料，因此上“爪”结构对油雾的阻力远大于中间“爪”结构，鼓风装置7在中间“爪”结构处对油雾溢出产生气密封作用。

随着机组投入运行时间变长，密封材料5产生较大磨损，多个电站的实际运行经验证明刚性弹簧6的弹力作用并不能有效弥补密封材料5的磨损，此时鼓风装置7、径向密封装置4的综合作用仍能将大部分油雾送入吸油雾装置8中，但是鼓风装置7的裹挟作用会导致少量油雾从径向密封装置4的上“爪”结构处溢出，端面密封装置1可借助自身重力作用，始终能保持密封材料5与主轴之间的紧密贴合，弥补径向密封装置4刚性弹簧6回弹力不足，最终油雾被阻隔在径向密封4的上“爪”结构腔体中，凝结成油滴后流入油槽。

技术效果

因油槽产生的油雾当量较大，即使只有少量油雾溢出，仍能产生较大危害，所以端面密封装置1作为油雾密封的最后手段，作用十分重要。

与传统密封结构相比，组合密封装置的优点如下：

(1)在设计的组合密封装置中，径向密封装置的三“爪”结构中分别设计有三排、两排、一排密封材料，密封材料布置越多代表气体流通阻力越大，通过设计方案使三“爪”结构对油雾流通的阻力不同，再配合以鼓风装置，能使油雾流向预定的吸油雾装置，最终被净化。

(2)在设计的组合密封装置中，端面密封装置依靠自身重力作用，能始终与接触零件保持紧密贴合，与刚性弹簧作用相比，这种依靠自身重力的压紧贴合作用更加可靠。

(3)设计的组合密封装置使用寿命长，结构简单，延长了水轮发电机组的维护周期，在成本增加有限情况下减少后期维护费用。

附图说明

图1为本发明组合密封装置结构简图

图2为端面密封装置结构简图

图3为径向密封装置结构简图

图4为油雾在组合密封装置中的流向图

具体实施方式

如图1所示为组合密封装置的结构简图，包括：端面密封装置1、周向密封条2、端面密封座3、径向密封装置4、密封材料5、刚性弹簧6、鼓风装置7、吸油雾装置8、径向密封装置上腔体14、径向密封装置下腔体15。在端面密封装置1下端布置两排密封材料5，密封材料5背部与端面密封装置1之间安装有刚性弹簧6。端面密封座3圆周方向安装有周向密封条2，与径向密封装置通过螺栓紧固。径向密封装置4为两腔三“爪”结构，其中径向密封装置上腔体14通过径向密封装置进气口12与鼓风装置7连通，径向密封装置下腔体15通过径向密封装置油雾出口13与吸油雾装置8连通，上“爪”结构、中间“爪”结构、下“爪”结构分别布置有三排、两排、一排密封材料5，在密封材料5与径向密封装置4之间均安装有刚性弹簧6。

如图2所示为端面密封装置结构简图，其中端面密封装置1由四瓣结构拼成整圆，通过端面密封装置合缝板9紧固成整体，在圆周方向均布四个导向圆柱销10，通过导向圆柱销10与端面密封座3连接。

如图3所示为径向密封装置结构简图，径向密封装置4由四瓣结构拼成整圆，通过径向密封装置合缝板11紧固成整体，径向密封装置进气口(12)、径向密封装置油雾出口(13)为间隔90°布置。

如图4所示为油雾在组合密封装置中的流向图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种水轮发电机组油槽组合密封装置，其特征是：由端面密封装置(1)、周向密封条(2)、端面密封座(3)、径向密封装置(4)、密封材料(5)、刚性弹簧(6)、鼓风装置(7)、吸油雾装置(8)、端面密封装置合缝板(9)、导向圆柱销(10)、径向密封装置合缝板(11)、径向密封装置进气口(12)、径向密封装置油雾出口(13)、径向密封装置上腔体(14)、径向密封装置下腔体(15)组成，其中端面密封装置(1)由四瓣结构拼成整圆，通过端面密封装置合缝板(9)紧固成整体，在端面密封装置(1)下端布置两排密封材料(5)，密封材料(5)背部与端面密封装置(1)之间安装有刚性弹簧(6)，在端面密封装置(1)圆周方向均布四个导向圆柱销(10)，通过导向圆柱销(10)与端面密封座(3)连接，端面密封座(3)圆周方向安装有周向密封条(2)，与径向密封装置(4)通过螺栓紧固，径向密封装置(4)由四瓣结构拼成整圆，通过径向密封装置合缝板(11)紧固成整体，径向密封装置进气口(12)、径向密封装置油雾出口(13)为间隔90°布置，径向密封装置(4)为两腔三“爪”结构，其中径向密封装置上腔体(14)通过径向密封装置进气口(12)与鼓风装置(7)连通，径向密封装置下腔体(15)通过径向密封装置油雾出口(13)与吸油雾装置(8)连通，上“爪”结构、中间“爪”结构、下“爪”结构分别布置有三排、两排、一排密封材料(5)，在密封材料(5)与径向密封装置(4)之间均安装有刚性弹簧(6)。

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