CN113623115A - 一种轴流式水轮机组合式工作密封 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴流式水轮机组合式工作密封，涉及水轮机设备领域，包括轴套、转环和顶盖，所述轴套通过顶丝与转环固定连接，顶盖的侧面设置有盘根压盖和盘根密封，盘根密封位于盘根压盖的正下方设置，盘根密封和盘根压盖侧表面均与转环的内侧表面活动连接。通过设置金属衬套，通过金属衬套与定位销接触，减少橡胶活塞与定位销之间的摩擦力，从而减少橡胶活塞磨损，大大提高了橡胶活塞的使用寿命，也方便橡胶活塞上下运动的灵活度，通过采用GFO盘根与MF盘根交错布置，改善GFO盘根偏软不耐磨现状，同时又避免单纯的MF盘根较硬磨损主轴的风险，通过设置弹簧，从而保证了转环上下活动的时候也能保持连接位置密封性能良好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种水轮机设备，具体是一种轴流式水轮机组合式工作密封。
背景技术
大唐陈村水力发电厂纪村站装机17MW×2台轴流转桨式水轮发电机机组，两台机分别于2017和2018年完成扩容改造。改造之前水轮机工作密封结构形式为径向密封，改造后工作密封为橡胶活塞加戈尔盘根的组合式密封结构，润滑水由一路总水源分成两个支路。改造后机组在运行过程中发现存在橡胶活塞动作不可靠，戈尔盘根材质软、耐磨性差，导致工作密封不可靠，水轮机支撑盖内漏水大，顶盖抽水泵频繁启动，存在水导轴承被水淹没，无法正常工作而导致机组事故停机的风险隐患。
目前的工作密封由橡胶活塞(端面密封)和戈尔盘根密封双重组合而成，橡胶活塞与活塞槽间隙过小或过大，活塞唇边与密封槽边缘容易卡涩动作不灵活或者动作过于灵活，都会导致封水效果差；橡胶活塞与其定位销杆(导杆)间摩擦阻力大，尤其是在橡胶活塞有周向位移后，其与销钉间更容易产生别劲现象，导致活塞动作不灵活；戈尔盘根材质较软，运行一段时间后，盘根磨损十分严重，封水效果变差。
发明内容
本发明的目的是解决了橡胶活塞与活塞槽间隙过小或过大，活塞唇边与密封槽边缘容易卡涩动作不灵活或者动作过于灵活，都会导致封水效果差；橡胶活塞与其定位销杆(导杆)间摩擦阻力大，尤其是在橡胶活塞有周向位移后，其与销钉间更容易产生别劲现象，导致活塞动作不灵活；戈尔盘根材质较软，运行一段时间后，盘根磨损十分严重，封水效果变差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轴流式水轮机组合式工作密封，包括轴套、转环和顶盖，所述轴套通过顶丝与转环固定连接，顶盖的侧面设置有盘根压盖和盘根密封，盘根密封位于盘根压盖的正下方设置，盘根密封和盘根压盖侧表面均与转环的内侧表面活动连接，顶盖的底部靠近侧表面的位置开设有环形槽，环形槽的内壁侧面固定连接有密封板，环形槽的内部活动连接有橡胶活塞，橡胶活塞的表面与密封板紧密贴合连接，橡胶活塞的上表面开设有定位通孔，且顶盖的上表面对应环形槽的位置处设置有定位销，定位销的底端贯穿顶盖并延伸至定位通孔的内部，定位通孔的内部内嵌有金属衬套，金属衬套活动套接在定位销的表面，环形槽内壁顶部设置有弹簧，弹簧活动套接在定位销的表面，弹簧的底端与橡胶活塞的上表面活动连接；所述顶盖的顶部靠近侧面的位置开设有环形活动槽A，环形活动槽A的内部活动连接有挤压环，挤压环的顶部设置有弹簧片，弹簧片活动连接在环形活动槽A的内部，顶盖的侧面位于环形活动槽A的位置开设有环形移动槽，环形移动槽与环形活动槽A相互连通，环形移动槽的内部活动连接有密封圈，密封圈的表面分别与转环和挤压环活动连接，环形活动槽A内壁的底部开设有环形活动槽B，环形活动槽B的内部活动连接有活动圈，活动圈的底部固定连接有密封体，密封体的底端与转环的表面紧密贴合。
优选的：所述橡胶活塞的形状为“工”字型。
优选的：所述金属衬套为铜材质或不锈钢材质。
优选的：所述密封板为环形设计，且密封板的数量为两个，两个密封板分别固定内嵌在环形槽内壁的两侧，且两个密封板与橡胶活塞接触的一侧表面为光滑设置，橡胶活塞的表面紧密贴合在两个密封板的相对面。
优选的：所述定位通孔和定位销的数量均为八个，弹簧的数量和位置与定位销和定位通孔的数量和位置相互匹配。
优选的：所述橡胶活塞的两侧唇边经过磨修处理。
优选的：所述盘根密封包括一个GFO盘根和一个MF盘根，GFO盘根和MF盘根交错设置。
优选的：所述挤压环的剖面形状为倒“梯形”，密封体的剖面形状为倒“Y”型由于采用上述技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
上述方案中，通过设置金属衬套，使的橡胶活塞在上下运动的时，金属衬套也在定位销的表面上下运动，通过金属衬套与定位销接触，减少橡胶活塞与定位销之间的摩擦力，从而减少橡胶活塞磨损，大大提高了橡胶活塞的使用寿命，也方便橡胶活塞上下运动的灵活度。
通过采用GFO盘根与MF盘根交错布置，改善GFO盘根偏软不耐磨现状，同时又避免单纯的MF盘根较硬磨损主轴的风险。
通过设置弹簧，在转环上下活动的时候会与橡胶活塞产生间隙，这些间隙若不进行填充会造成密封失效，因此在转环上下活动时，弹簧挤压橡胶活塞，使其紧密贴合在转环的表面，从而保证了转环上下活动的时候也能保持连接位置密封性能良好的效果。
通过设置密封体和密封圈，实现了在盘根密封与橡胶活塞之间的中间密封，即使在转环2活动的时候，密封体和密封圈通过弹簧片的作用也能够紧密的贴合转环，进一步提高了密封效果。
附图说明
图1为一种轴流式水轮机组合式工作密封中定位销位置正视截面图；
图2为一种轴流式水轮机组合式工作密封中图1中A处的结构示意图；
图3为一种轴流式水轮机组合式工作密封中弹簧位置处俯视截面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-3所示，本发明提供一种轴流式水轮机组合式工作密封，包括轴套1、转环2和顶盖3，所述轴套1通过顶丝与转环2固定连接，顶盖3的侧面设置有盘根压盖4和盘根密封5，盘根密封5包括一个GFO盘根和一个MF360盘根，GFO盘根和MF360盘根交错设置，盘根密封5位于盘根压盖4的正下方设置，盘根密封5和盘根压盖4侧表面均与转环2的内侧表面活动连接，用两种不同性能的盘根交错布置，能综合各盘根的优缺点，确保工作可靠又保证设备不受损，顶盖3的底部靠近侧表面的位置开设有环形槽6，环形槽6的内壁侧面固定连接有密封板7，密封板7为环形设计，且密封板7的数量为两个，两个密封板7分别固定内嵌在环形槽6内壁的两侧，且两个密封板7与橡胶活塞8接触的一侧表面为光滑设置，为了增强两者之间连接的密封性，也能保证活塞移动的时候不易产生缝隙，也便于弹簧推动。
所述橡胶活塞8的表面紧密贴合在两个密封板7的相对面，环形槽6的内部活动连接有橡胶活塞8，橡胶活塞8的形状为“工”字型，这样能够达到双层密封的效果，橡胶活塞8的表面与密封板7紧密贴合连接，橡胶活塞8的两侧唇边经过磨修处理，橡胶活塞8的上表面开设有定位通孔9，且顶盖3的上表面对应环形槽6的位置处设置有定位销10，定位销10的底端贯穿顶盖3并延伸至定位通孔9的内部，定位通孔9和定位销10的数量均为八个，弹簧12的数量和位置与定位销10和定位通孔9的数量和位置相互匹配。
所述定位通孔9的内部内嵌有金属衬套11，金属衬套11为铜材质或不锈钢材质，增强硬度和光滑性能，减少两者之间的摩擦力，金属衬套11活动套接在定位销10的表面，环形槽6内壁顶部设置有弹簧12，弹簧12活动套接在定位销10的表面，弹簧12的底端与橡胶活塞8的上表面活动连接。
所述顶盖3的顶部靠近侧面的位置开设有环形活动槽A13，环形活动槽A13的内部活动连接有挤压环14，挤压环14的剖面形状为倒“梯形”，这样设置便于使其挤压密封圈17，从而在转环2向下移动的时候，弹簧片15挤压挤压环14，然后挤压环14通过活动圈19挤压密封体20，使密封体20继续与转环2紧密连接实现密封，此时挤压环14向下移动挤压密封圈17，使密封圈17向转环2的方向移动，使其与转环2的表面紧密贴合，实现顶盖3的侧面位置密封，该密封为中间位置1级密封，密封体20位置的密封为中间位置二级密封，从而实现更佳的密封效果，挤压环14的顶部设置有弹簧片15，弹簧片15活动连接在环形活动槽A13的内部，顶盖3的侧面位于环形活动槽A13的位置开设有环形移动槽16，环形移动槽16与环形活动槽A13相互连通，环形移动槽16的内部活动连接有密封圈17，密封圈17的表面分别与转环2和挤压环14活动连接，环形活动槽A13内壁的底部开设有环形活动槽B18，环形活动槽B18的内部活动连接有活动圈19，活动圈19的底部固定连接有密封体20，密封体20的剖面形状为倒“Y”型，使其能够很好的吸住转环2，从而到达非常好的密封效果，密封体20的底端与转环2的表面紧密贴合。
上述方案中，通过设置金属衬套，使的橡胶活塞在上下运动的时，金属衬套也在定位销的表面上下运动，通过金属衬套与定位销接触，减少橡胶活塞与定位销之间的摩擦力，从而减少橡胶活塞磨损，大大提高了橡胶活塞的使用寿命，也方便橡胶活塞上下运动的灵活度。
通过采用GFO盘根与MF盘根交错布置，改善GFO盘根偏软不耐磨现状，同时又避免单纯的MF盘根较硬磨损主轴的风险。
通过设置弹簧，在转环上下活动的时候会与橡胶活塞产生间隙，这些间隙若不进行填充会造成密封失效，因此在转环上下活动时，弹簧挤压橡胶活塞，使其紧密贴合在转环的表面，从而保证了转环上下活动的时候也能保持连接位置密封性能良好的效果。
通过设置密封体和密封圈，实现了在盘根密封与橡胶活塞之间的中间密封，即使在转环2活动的时候，密封体和密封圈通过弹簧片的作用也能够紧密的贴合转环，进一步提高了密封效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种轴流式水轮机组合式工作密封，包括轴套(1)、转环(2)和顶盖(3)，其特征在于，所述轴套(1)通过顶丝与转环(2)固定连接，顶盖(3)的侧面设置有盘根压盖(4)和盘根密封(5)，盘根密封(5)位于盘根压盖(4)的正下方设置，盘根密封(5)和盘根压盖(4)侧表面均与转环(2)的内侧表面活动连接，顶盖(3)的底部靠近侧表面的位置开设有环形槽(6)，环形槽(6)的内壁侧面固定连接有密封板(7)，环形槽(6)的内部活动连接有橡胶活塞(8)，橡胶活塞(8)的表面与密封板(7)紧密贴合连接，橡胶活塞(8)的上表面开设有定位通孔(9)，且顶盖(3)的上表面对应环形槽(6)的位置处设置有定位销(10)，定位销(10)的底端贯穿顶盖(3)并延伸至定位通孔(9)的内部，定位通孔(9)的内部内嵌有金属衬套(11)，金属衬套(11)活动套接在定位销(10)的表面，环形槽(6)内壁顶部设置有弹簧(12)，弹簧(12)活动套接在定位销(10)的表面，弹簧(12)的底端与橡胶活塞(8)的上表面活动连接；所述顶盖(3)的顶部靠近侧面的位置开设有环形活动槽A(13)，环形活动槽A(13)的内部活动连接有挤压环(14)，挤压环(14)的顶部设置有弹簧片(15)，弹簧片(15)活动连接在环形活动槽A(13)的内部，顶盖(3)的侧面位于环形活动槽A(13)的位置开设有环形移动槽(16)，环形移动槽(16)与环形活动槽A(13)相互连通，环形移动槽(16)的内部活动连接有密封圈(17)，密封圈(17)的表面分别与转环(2)和挤压环(14)活动连接，环形活动槽A(13)内壁的底部开设有环形活动槽B(18)，环形活动槽B(18)的内部活动连接有活动圈(19)，活动圈(19)的底部固定连接有密封体(20)，密封体(20)的底端与转环(2)的表面紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的轴流式水轮机组合式工作密封，其特征在于，所述橡胶活塞(8)的形状为“工”字型。
3.根据权利要求1所述的轴流式水轮机组合式工作密封，其特征在于，所述金属衬套(11)为铜材质或不锈钢材质。
4.根据权利要求1所述的轴流式水轮机组合式工作密封，其特征在于，所述密封板(7)为环形设计，且密封板(7)的数量为两个，两个密封板(7)分别固定内嵌在环形槽(6)内壁的两侧，且两个密封板(7)与橡胶活塞(8)接触的一侧表面为光滑设置，橡胶活塞(8)的表面紧密贴合在两个密封板(7)的相对面。
5.根据权利要求1所述的轴流式水轮机组合式工作密封，其特征在于，所述定位通孔(9)和定位销(10)的数量均为八个，弹簧(12)的数量和位置与定位销(10)和定位通孔(9)的数量和位置相互匹配。
6.根据权利要求1所述的轴流式水轮机组合式工作密封，其特征在于，所述橡胶活塞(8)的两侧唇边经过磨修处理。
7.根据权利要求1所述的轴流式水轮机组合式工作密封，其特征在于，所述盘根密封(5)包括一个GFO盘根和一个MF360盘根，GFO盘根和MF360盘根交错设置。
8.根据权利要求1所述的轴流式水轮机组合式工作密封，其特征在于，所述挤压环(14)的剖面形状为倒“梯形”，密封体(20)的剖面形状为倒“Y”型。
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