CN114110169B - 发电机防油雾溢出气密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了发电机防油雾溢出气密封结构，围绕主轴，在油槽盖上间隔设置与主轴之间留有间隙的上、下密封齿；在上、下密封齿下面，靠近主轴的前端，分别设置有斜向下弯曲的、前端分别与主轴接触的第一、第二密封板；在油槽盖上面设置有密封隔板，密封隔板将上、下密封齿分隔为相互隔离、相对封闭的上密封腔和下密封腔；补气通道通与上密封腔连通；气体抽吸管道一端与下密封腔连通，另一端连接气体处理装置。本发明的密封结构，补气通道从上密封腔进入的气体经过主轴与下密封齿的间隙进入下密封腔，有效封堵油槽内的油雾，防止油雾溢出；同时能够抵消主轴转动的负压，进一步防止油雾从间隙溢出；具有优异的封堵油雾、抵消负压的作用。

Description

发电机防油雾溢出气密封结构

技术领域

本发明涉及一种发电机附属补气装置，具体涉及发电机防油雾溢出气密封结构。

背景技术

水力或火电发电机运行时，其转轴（主轴）高速转动，并通过转轴带动发电机转子跟着转动，转子与定子之间因切割磁力线而产生电能而发电。由于转轴是高速旋转的，就需要润滑油对轴承进行润滑，通常是在转轴的轴承周围设置油槽室，将润滑油封闭在油槽室内，并在油槽室上部设置油槽盖，增强密闭性能，防止油雾溢出造成污染。发电设备的轴承浸泡在润滑油中，由于轴承是高速旋转部件，导致润滑油在油槽内高速撞击，极易出现甩油现象和油雾溢出现象，既污染环境又可能引发绝缘事故。

而且随着机组转速的增高，转轴的直径增大，线速度增加，使油四处溅射，转轴将油直接带出，造成外甩油现象，严重污染周边环境。又由于转子的高速旋转，在润滑油油槽上方形成负压区，将油槽内的油雾吸出，油雾严重程度增加。

A针对水轮发电机组油雾问题，本申请人在2013年11月29日申请了名称为“防止发电机轴承油雾溢出的装置”、申请号为2013106206840的发明专利，其能够起到防负压、防止外甩油及对油雾进行及时处理等作用，但由于弹性密封件与转轴之间是紧密接触的，弹性密封件与转轴的接触部位都存在磨损，而且要产生热量，使高分子材质的弹性密封件更容易老化，降低使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能使用寿命长、有效防止油雾向外溢出的发电机防油雾溢出气密封结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种发电机防油雾溢出气密封结构，所述发电机包括发电机主轴，

发电机主轴下部设置油槽，油槽上部设置油槽盖；其特征在于，围绕主轴，在油槽盖上间隔设置上密封齿和下密封齿，上密封齿和下密封齿与主轴之间留有间隙，形成间隙式密封；在上密封齿和下密封齿的下面，靠近主轴的前端，分别设置有斜向下弯曲的第一密封板和第二密封板，第一密封板和第二密封板前端分别与主轴接触；

在油槽盖上面，对应上密封齿和下密封齿的位置，设置有密封隔板，密封隔板前端与主轴之间具有间隙，密封隔板在高度方向将上密封齿上表面与密封隔板之间的空间、下密封齿上表面与密封隔板之间的空间分隔为相互隔离、相对封闭的上密封腔和下密封腔；

补气通道通过在隔板上开设的补气通孔与上密封腔连通，在补气通道上设置气体抽吸装置，将外界气体导入上密封腔内；

气体抽吸管道一端穿过在隔板上开设的抽气通孔与下密封腔连通，另一端连接气体处理装置，气体处理装置将下密封腔内的含油气体经气体抽吸管道抽吸入气体处理装置内处理。

这样，补气通道从上密封腔进入的气体经过主轴与下密封齿的间隙进入下密封腔，有效封堵油槽内的油雾，防止油雾从主轴与上密封齿的间隙溢出，形成良好的气密封结构；同时能够抵消主轴转动的负压，进一步防止油雾从主轴与上密封齿的间隙溢出；具有优异的封堵油雾、抵消负压的作用。

进一步的，在隔板上方，设置挡风板，挡风板的前端，与主轴之间有间

隙。这样，在发电机转子转动时，气流由下往上运动，在油槽盖上方形成负压区，挡风板将该气流分为上、下两部分，上部分随转子转动向上冷却转子，下部分由挡风板引导至发电机主轴与上密封齿的密封处，形成向下的气流，能减小由转子转动形成的负压对上密封腔内压力的影响。

进一步地，在隔板上方，或隔板与挡风板之间，隔板与主轴的缝隙处，

设置毛刷，在毛刷下部设置第三密封板，第三密封板斜向下弯曲，前端与主轴接触。在隔板上方的毛刷，在停机状态下封堵可能向上溢出的油雾，或者封堵零星的油雾，进一步增强封堵油雾的作用。

进一步地，上密封齿和下密封齿与主轴之间的间隙为0.5—1mm。形成间隙密封，首先减少其磨损，其次能够引导气体形成有序的气体流动路径，防止油雾向上溢出，进一步增强封堵油雾的作用。

进一步地，所述的隔板，包括横向设置的第一横板、第二横板和竖向设

置的上竖板和下竖板，第一横板与上竖板上端连接，第一横板、上竖板与上密封齿之间的空腔形成上密封腔；第二横板与下竖板连接，上竖板和下竖板相连接，或上竖板支撑在下竖板上；第二横板、下竖板与下密封齿之间的空腔形成下密封腔。通过隔板的横板、竖板的分隔作用，形成密封效果优异的上、下密封腔。

进一步地，补气通孔开设在上竖板上。

进一步地，抽气通孔开设在下竖板上，与补气通孔错位设置。

进一步地，上密封齿设置为螺旋密封齿。

进一步的，所述毛刷是软质材料。

总之，本发明的发电机防油雾溢出气密封结构，具有如下优点：

1、本发明经补气通道从上密封腔进入的气体经过主轴与下密封齿的间隙进入下密封腔，有效封堵油槽内的油雾，防止油雾从主轴与上密封齿的间隙溢出，形成良好的气密封结构；同时能够抵消主轴转动的负压，进一步防止油雾从主轴与上密封齿的间隙溢出。

2、下密封腔与气体抽吸管道连接，在气体处理装置的抽吸作用下，首先使气体形成从补气通道（补气通孔）、上密封腔、主轴与上密封齿的间隙、下密封腔、抽气口到气体抽吸管道的流动路径，将下密封腔的油雾抽吸到气体处理装置进行处理；同时，这样的气体流动方向，就具有优异的封堵油雾作用，防止油雾从主轴与上密封齿的间隙溢出，形成良好的气密封结构。

3、上、下密封齿与主轴之间具有间隙，是非接触式密封结构，具有弹性的上、下密封齿使用寿命得以延长，显著提高；

4、上密封齿上面的毛刷与主轴是接触式，封堵两者的间隙，防止外部气体从该间隙进入，更能防止油槽内部油雾从该间隙溢出；

5、能增强整体的吸油雾效果，防负压、防止油雾溢出，防止其污染环境。

附图说明

图1为本发明发电机防油雾溢出气密封结构安装示意图；

图2是图1的A处局部放大图；

图3是图1的B处局部放大图；

图4是本发明油槽盖上方的风向流动示意图。

图中：1—主轴、2—油槽、3—油槽盖、4—上密封齿、5—下密封齿、6—第一密封板、7—第二密封板、8—隔板、9—上密封腔、10—下密封腔、11—挡风板、10—进风口、11—挡风板、12—螺栓、13—补气通道、14—气体抽吸管道、15—气体处理装置、18—毛刷、19—第三密封板、81—第一横板、82—第二横板、83—上竖板、84—下竖板、85—补气通孔、86—抽气通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

现有技术的发电机，包括发电机主轴1，发电机主轴1下部设置油槽2，主轴1下端包括推力轴承等浸泡在油槽2的润滑油内，形成润滑和降温结构，油槽2上部设置油槽盖3，将油槽2的润滑油密封在油槽2内；发电机主轴1上设置有随同转动的转子，转子与固定不动的定子配合。如图1、2、3、4所示，本发明提供的发电机防油雾溢出气密封结构，围绕发电机主轴1，在主轴1与油槽盖3之间，或者油槽盖3上方，间隔设置上密封齿4和下密封齿5，上密封齿4和下密封齿5前端与主轴1之间留有间隙，形成间隙式密封；该间隙通常为0.5—1mm。在上密封齿4和下密封齿5的下面，靠近发电机主轴1的前端，分别设置有斜向下弯曲的第一密封板6和第二密封板7，第一密封板6和第二密封板7前端分别与主轴1接触，分别封堵在上密封齿4、下密封齿5与发电机主轴1之间的间隙，起到封油的作用；在油槽盖3上面，对应上密封齿4和下密封齿5的位置，设置有密封隔板8，密封隔板8前端与发电机主轴1之间具有间隙，密封隔板8在高度方向将上密封齿4上表面与密封隔板8之间的空间、下密封齿5上表面与密封隔板8之间的空间分隔为相互隔离、相对封闭的上密封腔9和下密封腔10。图中所示的隔板8，包括横向设置的第一横板81、第二横板82和竖向设置的上竖板83和下竖板84两块竖板，第一横板81与上竖板83上端连接，第一横板81、上竖板83与上密封齿4上表面之间的空腔形成上密封腔9；第二横板82与下竖板84连接，上竖板83和下竖板84相连接，或上竖板83支撑在下竖板84上；第二横板82、下竖板84与下密封齿5上表面之间的空腔形成下密封腔10。

在隔板8上方，设置挡风板11，挡风板11的前端，与发电机主轴1之间有间隙，该间隙通常为0.5—10mm，挡风板11通过螺栓12设置在隔板8上的第一横板81上方。挡风板11围绕发电机主轴1设置，通常是一周，形成一个较大面积的阻风风板。该挡风板11的作用如下：在发电机转子转动时，气流由下往上运动，在油槽盖3上方形成负压区，挡风板11将该气流分为上、下两部分，上部分随转子转动向上冷却转子，下部分由挡风板11引导至发电机主轴1与上密封齿4的密封处，形成向下的气流，可以减小由转子转动形成的负压对上密封腔内压力的影响。

设置补气通道13，补气通道13通过在隔板8（具体在上竖板83）上开设的补气通孔85与上密封腔9连通，将外界气体导入上密封腔9内，抵消上密封腔9的负压；根据需要，可以在补气通道13上设置气体抽吸装置，以向上密封腔9内通入一定压力的气体。

在下密封腔10内，连接气体抽吸管道14，气体抽吸管道14一端穿过在隔板8（具体在下竖板84）上开设的抽气通孔86与下密封腔10连通，另一端连接气体处理装置15，在气体处理装置15的电机工作时，产生抽吸作用，将下密封腔10内的含油气体（油雾）经气体抽吸管道14抽吸入气体处理装置15内，对含油气体进行油污处理，分离油污后排放；本发明通过补气通道13补充气体到上密封腔9内，抵消转轴转动产生的负压，且防止下密封腔10的油污溢出；再经过与下密封腔10连通的气体抽吸管道14的抽吸作用，使气体从上密封腔9经过上密封齿4与发电机主轴1的间隙向下进入下密封腔10内，有效防止下密封腔10内的含油气体进入上密封腔9，进而溢出，防油雾效果优异。抽气通孔86与补气通孔85错位设置，在圆周方向错位设置。

本发明的气体处理装置15，可以采用现有技术，如本申请人于2011-07-07 申请的实用新型专利，名称为“直排式吸油雾装置”，申请号为 201120237483.9，能够达到优异的处理效果。

为了进一步封堵零星的油雾，或者在停机状态下可能向上溢出的油雾，在隔板8上方，或隔板8与挡风板11之间，隔板8与发电机主轴1的缝隙处，设置毛刷18，在毛刷18下部设置第三密封板19，第三密封板19斜向下弯曲，前端与主轴1接触。毛刷18采用现有技术的软质材料，与转动的主轴之间的摩擦较小，起到优良的封堵效果，同时设置为可拆卸式安装结构，便于老化、失效后方便更换。通过第三密封板19与毛刷18在发电机主轴1转动的动态下封堵发电机主轴1与隔板8之间的缝隙，形成多道密封层，取得更优的防油雾溢出效果。

上密封齿4可以设置为螺旋密封齿，螺旋密封在发电机主轴1旋转时能够产生向下的力，将油雾限制在下密封腔10内，也能起到防止油雾溢出的作用。第一密封板6、第二密封板7和第三密封板19，采用非金属耐磨材质，发电机主轴1旋转时保持接触或很小的间隙，保证密封腔的密封性。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种发电机防油雾溢出气密封结构，所述发电机包括发电机主轴（1），发电机主轴（1）下部设置油槽（2），油槽（2）上部设置油槽盖（3）；其特征在于，围绕主轴（1），在油槽盖（3）上间隔设置上密封齿（4）和下密封齿（5），上密封齿（4）和下密封齿（5）与主轴（1）之间留有间隙，形成间隙式密封；在上密封齿（4）和下密封齿（5）的下面，靠近主轴（1）的前端，分别设置有斜向下弯曲的第一密封板（6）和第二密封板（7），第一密封板（6）和第二密封板（7）前端分别与主轴（1）接触；

在油槽盖（3）上面，对应上密封齿（4）和下密封齿（5）的位置，设置有密封隔板（8），密封隔板（8）前端与主轴（1）之间具有间隙，密封隔板（8）在高度方向将上密封齿（4）上表面与密封隔板（8）之间的空间、下密封齿（5）上表面与密封隔板（8）之间的空间分隔为相互隔离、相对封闭的上密封腔（9）和下密封腔（10）；

补气通道（13）通过在隔板（8）上开设的补气通孔（85）与上密封腔（9）连通，在补气通道（13）上设置气体抽吸装置，将外界气体导入上密封腔（9）内；

气体抽吸管道（14）一端穿过在隔板（8）上开设的抽气通孔（86）与下密封腔（10）连通，另一端连接气体处理装置（15），气体处理装置（15）将下密封腔（10）内的含油气体经气体抽吸管道（14）抽吸入气体处理装置（15）内处理；

在隔板（8）上方，设置挡风板（11），挡风板（11）的前端，与主轴（1）之间有间隙。

2.根据权利要求1所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在于，在隔板（8）上方，或隔板（8）与挡风板（11）之间，隔板（8）与主轴（1）的缝隙处，设置毛刷（18），在毛刷（18）下部设置第三密封板（19），第三密封板（19）斜向下弯曲，前端与主轴（1）接触。

3.根据权利要求1—2任一所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在于，上密封齿（4）和下密封齿（5）与主轴（1）之间的间隙为0.5—1mm。

4.根据权利要求1—2任一所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在于，所述的隔板（8），包括横向设置的第一横板（81）、第二横板（82）和竖向设置的上竖板（83）和下竖板（84），第一横板（81）与上竖板（83）上端连接，第一横板（81）、上竖板（83）与上密封齿（4）之间的空腔形成上密封腔（9）；第二横板（82）与下竖板（84）连接，上竖板（83）和下竖板（84）相连接，或上竖板（83）支撑在下竖板（84）上；第二横板（82）、下竖板（84）与下密封齿（5）之间的空腔形成下密封腔（10）。

5.根据权利要求4所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在于，补气通孔（85）开设在上竖板（83）上。

6.根据权利要求4所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在于，抽气通孔（86）开设在下竖板（84）上，与补气通孔（85）错位设置。

7.根据权利要求4所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在于，上密封齿（4）设置为螺旋密封齿。

8.根据权利要求2所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在于，所述毛刷（18）是软质材料。

9.根据权利要求2所述的发电机防油雾溢出气密封结构，其特征在

于：所述第一密封板（6）、第二密封板（7）和第三密封板（19），采用非金属耐磨材质。