CN1316160C - 双磁极双随动动静间隙处密封装置 - Google Patents

双磁极双随动动静间隙处密封装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水轮机主轴止水密封的双磁极双随动动静间隙处密封装置，它是采用二级密封设计，一级密封由密封筒座、径向静态槽盖、径向转动充气橡胶环、转动铝合金磁铁座环、多块高强度磁铁与分瓣密封体构成径向转动磁力随动密封环，二级密封由轴向静态导槽座、二级活塞、二级活塞油缸、轴向转动槽盖、O型橡胶环、充气橡胶环、转动铝合金磁铁座环、多块高强度磁铁与分瓣密封体构成，由于采用了新型结构和石墨复合材料做密封体，跟踪速度高，距离大，缓冲性能好，随动密封效果极佳，又因为分瓣密封体的自润滑性能好，耐温性好，耐磨性强，节省了滤水系统，解决水轮机在运行时产生的主轴摆动瞬时抬机止水效果，避免水轮机瞬时抬机后迅速落下时，对分瓣密封环的冲击，并可大幅度地提高随动密封的跟踪速度和跟踪量。

Description

双磁极双随动动静间隙处密封装置
技术领域
本发明涉及一种水轮机主轴止水密封的双磁极双随动动静间隙处密封装置。
背景技术
当前，水轮机主轴止水环还采用橡胶止水密封方式，这种密封方式不但橡胶密封环磨损快，而且要为橡胶止水环提供压力水及润滑冷却水，净化后的水资源浪费极大，并给机组排水系统带来了极大的工作负担和维护工作量，目前还没有有效的技术可以从根本上解决了这一难题，既要将含有泥沙的水密封住，避免进入机组内部中来，又要省去滤水系统或供水系统，节约大量净化水资源，并且减少对机组排水系统的检修维护工作量，极大地延长水轮机主轴止水环工作周期，为发电厂提高经济效益，提供可靠的先进技术。
发明内容
本发明的目的是利用磁极和动静相结合的原理设计一种双磁极双随动动静间隙处密封装置，克服上述水轮机主轴止水环采用橡胶止水密封方式存在的密封效果不理想的问题。
本发明的技术方案是采用二级密封设计，一级密封由密封筒座、径向静态槽盖、径向转动充气橡胶环、径向转动铝合金磁铁座环、多块高强度磁铁与分瓣密封体构成径向转动磁力随动密封环，二级密封由轴向静态导槽座、二级活塞、二级活塞油缸、轴向转动槽盖、O型橡胶环、轴向转动充气橡胶环、轴向转动铝合金磁铁座环、多块高强度磁铁与分瓣密封体构成，其特征在于：分瓣的密封筒座固定在顶机盖上，通过径向转动槽把合螺栓把径向转动槽盖的内圆固定在旋转主轴上；将分成两瓣的径向静态槽盖用径向静态槽盖把合螺栓把合成圆，用径向静态槽固定螺栓将其固定密封筒座上；径向转动充气橡胶环放置在径向转动槽盖沟槽的底部，多块高强度磁铁固定在径向转动铝合金磁铁座环上，径向转动铝合金磁铁座环放置在径向转动槽盖沟槽内的转动充气橡胶环外，径向转动铝合金磁铁座环外侧连结分瓣密封体，使多块分瓣密封体密合成一个整体；把径向静态充气橡胶环放入径向静态槽盖的槽底，把多块高强磁铁固定在静态铝合金座环上，再固定好多块分瓣密封体，径向静态铝合金座环放入静态槽内充气橡胶环的外侧，轴向转动槽盖固定在密封筒座内的旋转主轴上，轴向转动充气橡胶环放置在轴向转动槽盖沟槽的底部，多块高强度磁铁固定在轴向转动铝合金磁铁座环上，轴向转动铝合金磁铁座放置在轴向转动槽盖沟槽内的轴向转动充气橡胶环下侧，轴向转动铝合金磁铁座的另一侧连结分瓣密封体；轴向静态导槽座固定在顶机盖上，二级活塞油缸固定在轴向静态导槽座外下方，二级活塞下半置于活塞油缸中，上半穿过轴向静态导槽座底部置于槽内，其上依次放置分瓣活塞环、O型橡胶环、轴向静态铝合金磁铁座环、分瓣密封体，与轴向转动槽盖内的分瓣密封体密合；恒压油箱置于顶机盖上，箱内有一活塞，活塞上有一油压调整块，油压调整块与压缩空气管连接；二级活塞油缸、轴向静态导槽座由油管与恒压油箱联通。
把径向静态分瓣密封体、多块高强度磁铁、铝合金磁铁座环及充气橡胶环连接在一起，放入径向静止导槽内并进退自如，构成了径向静止磁力随动密封环。两个密封环的外径和内径接触面，通过磁力及充气橡胶环的弹力紧靠在一起，从而达到了径向动静间隙随动密封的效果，并且两个密封环的密封面，根据磨损情况还可以进行一定量的自动补偿。
轴向磁力随动密封是将轴向转动充气橡胶环、铝合金磁力座环、多块磁铁及分瓣密封体连接在一起，放入轴向转动导槽内，构成轴向转动磁力随动密封体；再将轴向静态分瓣密封体，多块高强度磁铁，铝合金磁铁座环，缓冲橡胶环及一级环型活塞放入轴向静止导槽内，并与二级活塞连在一起，构成轴向静态磁力随动密封环。动静两个密封环面通过磁力、充气橡胶环的弹力和两级活塞作用力，使其紧靠在一起，从而实现了轴向动静间隙处的密封效果。
轴向径向动静密封环均有定位螺杆进行圆周定位。根据机组运行工况要求，两级液压油可以用压缩空气，整体密封环上移时，用压缩空气。下移时卸压逆止阀自动打开，达到上下随动密封目的。水轮机突然抬机时，轴向密封环相向随动，达到快速跟踪，水轮机突然下落，轴向密封环反向运动，同时，逆止卸压阀迅速排压，使密封环快速缩回。
由于本发明采用了新型结构和石墨复合材料做密封体，因此，跟踪速度高，距离大，缓冲性能好，随动密封效果极佳；又因为分瓣密封体的自润滑性能好，耐温性好，耐磨性强，因此，完全节省了滤水系统，也大大地减少了对机组的排水系统的维护量。上述发明完全解决水轮机在运行时产生的主轴摆动瞬时抬机止水效果；也避免水轮机瞬时抬机后迅速落下时，对分瓣密封环的冲击，并可大幅度地提高随动密封的跟踪速度和跟踪量，完全可替代了水轮机原止水环的传统结构，该发明也可应用于水泵造船等领域。
附图说明
图1双磁极双随动动静间隙处密封装置结构示意图
图2径向复合分瓣密封体结构示意图
图3径向分瓣密封体端面密封结构示意图
图4轴向复合分瓣密封体结构示意图
图5液压、(气压)缸结构示意图
其中：
1、旋转主轴  2、径向转动槽把合螺栓  3、径向转动槽盖  4、径向转动定位螺栓  5、径向转动充气橡胶环  6、径向转动铝合金磁铁座环  7、径向转动磁铁  8、径向转动分瓣密封体  9、径向静态分瓣密封体  10、径向静态磁铁  11、径向静态定位螺栓  12、径向静态铝合金磁铁座环  13、径向静态充气橡胶环  14、径向静态槽盖  15、径向静态槽盖把合螺栓  16、径向静态槽固定螺栓  17、密封筒座  18、恒压油箱密封盖  19、油压调整块  20、压缩空气管  21、油箱活塞  22、O型橡胶密封圈23、恒压油箱24、液压油25、主供油(气)管26、卸压控制阀27、密封筒座固定螺栓  28、密封筒座密封圈  29、二级主供油(气)管  30、二级环型供油(气)管  31、二级分路供油(气)管  32、一级主供油(气)管  33、一级环型供油(气)管  34、一级分路供油(气)管  35、轴向静态导槽座  36、静态定位螺栓  37、轴向静态铝合金磁铁座环  38、轴向静态高强度磁铁  39、轴向静态分瓣密封体  40、轴向转动分瓣密封体  41、轴向转动磁铁42、轴向转动铝合金磁铁座环  43、轴向转动定位螺栓  44、轴向转动充气橡胶环  45、轴向转动把合螺栓  46、轴向转动槽盖  47、O型径向盖密封橡胶环  48、轴向盖O型橡胶密封圈  49、轴向转动座环O型密封橡胶圈  50、轴向静态座环O型密封橡胶圈  51、缓冲O型橡胶环  52、一级活塞环O型橡胶圈  53、一级分瓣活塞环  54、二级活塞  55、二级活塞油缸  56、二级活塞O型橡胶密封圈  57、静态槽座固定螺栓  58、顶机盖
具体实施方式
下面根据附图详细地描述本发明的结构。
将4个以上的二级活塞(54)，二级活塞O型橡胶密封圈(56)装在二级活塞油缸(55)内，二级活塞油缸通过其上的二级活塞缸固定孔固定在轴向静态导槽座(35)下部，然后将轴向静态导槽座(35)用静态槽座固定螺栓(57)固定在顶机盖(58)上。把一级分瓣活塞环(53)、一级活塞环O型橡胶圈(52)和缓冲O型橡胶环(51)放入轴向静态导槽座(35)槽内后，再把轴向静态分瓣密封体(39)，轴向静态高强度磁铁(38)，轴向静态铝合金磁铁座环(37)连在一起，把2个轴向静态座环O型密封橡胶圈(50)装在轴向静态铝合金磁铁座环(37)上，然后放入轴向静态导槽座(35)槽内，装上轴向静态定位螺栓(36)。将一级和二级多个分路供油(气)管(34)、(31)分别与一级环型供油(气)管(33)二级环型供油(气)管(30)与一级主供油(气)管(32)，二级主供油(气)管(29)连通，轴向静态磁力随密封环安装完成。
把分瓣的轴向转动槽盖(46)的内圆固定在旋转主轴(1)上，之间用轴向盖O型橡胶密封圈(48)密封，将轴向转动分瓣密封体(40)、轴向转动磁铁(41)、轴向转动座环O型密封橡胶圈(49)固定在轴向转动铝合金磁铁座环(42)上，再与轴向转动充气橡胶环(44)连接在一起，放入轴向转动槽盖(46)槽内，装上轴向转动定位螺栓(43)。将整个轴向转动密封环下降与轴向静态密封环压紧后，把轴向转动把合螺栓(45)拧紧。
把分瓣的密封筒座(17)把合后，用密封筒座固定螺栓(27)固定在顶机盖(58)上，之间用密封筒座密封圈(28)密封，将一二级主供油(气)管(25)通过卸压控制阀(26)与恒压油箱(23)连通。通过径向转动槽把合螺栓(2)把径向转动槽盖的内圆固定在旋转主轴(1)上，用O型径向盖密封橡胶环(47)密封，把径向转动充气橡胶环(5)，径向转动铝合金磁铁座环(6)，径向转动磁铁(7)和径向转动分瓣密封体(8)连接在一起，放入径向转动槽盖(3)的槽中，用径向转动定位螺栓(4)将其定位。
将分成两瓣的径向静态槽盖(14)用径向静态槽盖把合螺栓(15)把合成圆，再将径向静态充气橡胶环(13)径向静态铝合金磁铁座环(12)，径向静态磁铁(10)和径向静态分瓣密封体(9)连接在一起，放入径向静态槽盖(14)的槽中。将整个圆环落下，同时压缩两个分瓣密封体，使径向静止槽盖(14)落在密封筒座(17)上，用径向静态槽固定螺栓(16)将其固定密封筒座(17)上，装上径向静态定位螺栓(11)。
最后将恒压油箱(23)注入液压油(24)，将O型橡胶密封圈(22)装在油箱活塞(21)上，然后放入恒压油箱(23)内再放上油压调整块(19)，固定好恒压油箱密封盖(18)，将6-7Kg压缩空气管(20)接入到恒压油箱密封盖(18)内。

Claims (1)

1.一种双磁极双随动动静间隙处密封装置，它是采用二级密封设计，一级密封由密封筒座、径向静态槽盖、径向转动充气橡胶环、径向转动铝合金磁铁座环、多块高强度磁铁与分瓣密封体构成径向转动磁力随动密封环，二级密封由轴向静态导槽座、二级活塞、二级活塞油缸、轴向转动槽盖、O型橡胶环、轴向转动充气橡胶环、轴向转动铝合金磁铁座环、多块高强度磁铁与分瓣密封体构成，其特征在于：分瓣的密封筒座固定在顶机盖上，通过径向转动槽把合螺栓把径向转动槽盖的内圆固定在旋转主轴上；将分成两瓣的径向静态槽盖用径向静态槽盖把合螺栓把合成圆，用径向静态槽固定螺栓将其固定密封筒座上；径向转动充气橡胶环放置在径向转动槽盖沟槽的底部，多块高强度磁铁固定在径向转动铝合金磁铁座环上，径向转动铝合金磁铁座环放置在径向转动槽盖沟槽内的转动充气橡胶环外，径向转动铝合金磁铁座环外侧连结分瓣密封体，使多块分瓣密封体密合成一个整体；把径向静态充气橡胶环放入径向静态槽盖的槽底，把多块高强磁铁固定在静态铝合金座环上，再固定好多块分瓣密封体，径向静态铝合金座环放入静态槽内充气橡胶环的外侧，轴向转动槽盖固定在密封筒座内的旋转主轴上，轴向转动充气橡胶环放置在轴向转动槽盖沟槽的底部，多块高强度磁铁固定在轴向转动铝合金磁铁座环上，轴向转动铝合金磁铁座放置在轴向转动槽盖沟槽内的轴向转动充气橡胶环下侧，轴向转动铝合金磁铁座的另一侧连结分瓣密封体；轴向静态导槽座固定在顶机盖上，二级活塞油缸固定在轴向静态导槽座外下方，二级活塞下半置于活塞油缸中，上半穿过轴向静态导槽座底部置于槽内，其上依次放置分瓣活塞环、O型橡胶环、轴向静态铝合金磁铁座环、分瓣密封体，与轴向转动槽盖内的分瓣密封体密合；恒压油箱置于顶机盖上，箱内有一活塞，活塞上有一油压调整块，油压调整块与压缩空气管连接；二级活塞油缸、轴向静态导槽座由油管与恒压油箱联通。
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