CN202132508U - 轴承水压端面静压密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轴承水压端面静压密封结构，属水轮机水导轴承配套结构，包括转环(1)与密封座(2)，所述的密封座(2)安装在支架(3)上，并置于转环(1)的下方，所述的密封座(2)上的凹槽中填充有密封圈(4)，密封圈(4)与密封座(2)凹槽底部之间形成第一密封水腔(5)；转环(1)上设置有抗磨板(9)，且抗磨板(9)与密封圈(4)之间设置有第二密封水腔(6)，抗磨板(9)与密封圈(4)保持间隙，第二密封水腔(6)当中的液体可渗入该间隙中，本实用新型所提供的一种轴承水压端面静压密封结构简单，可直接采用现有结构的轴承水压端面进行改良，亦可在各种水轮机的水导轴承上安装使用，应用范围广。
Description
技术领域
本实用新型涉及水轮机水导轴承配套结构，更具体的说是一种轴承水压端面静压密封结构。
背景技术
水轮机水导轴承的密封的作用是阻止其过流部分的水漏入轴承下的积水腔，以减少轴承漏水、进而防止水淹轴承。但目前我国普遍采用的水轮机水导轴承的密封结构的水压端面密封由于其工作原理限制，因此在试运行和正常运行时，常发生冒烟烧损或者大量漏水导致水淹轴承，如图1所示，又由于其结构上仅由一条进水管道10进入密封结构中的密封座2内，难以平衡两个密封水腔的之间的水压，且两个密封水腔的水压也不可调节，在水压不平衡时，如水压端面的间隙过大会使密封结构外部的泥沙水进入密封，造成密封圈和密封环的磨损，而大大减少使用寿命，严重降低了密封的可靠性，如水压端面的间隙过小或完全接触，则又会影响水压端面的正常运行。现有结构的水轮机水导轴承的密封的具体结构如下：
为运行时防止和减少被密封的非清洁水从转环1与密封圈4的密封面漏入水导轴承下部的集水腔内，防止水淹轴承。为提高密封性能，采用清洁水P1通入第一密封水腔5，使密封圈4面受水压为F1·P1，F1为密封圈受压面积。清洁水P1经节流孔φ1进入第二密封水腔6，此时压力变为P2≤P1，这时第二密封水腔6的有效密封面为F2，为保证可靠密封应保证P1·F1≥P2·F2，但由于P2是与P1相关，随P1变化，且P2＜P1。F2也随P1变化，当P1·F1增大时，F2减小，而它们变化值与φ1孔径有很大关系，这种复杂的变化关系，在设计中难以考虑，要在电站试运行时调整也是十分困难，始终得不到最佳运行状态。故大多数电站都发生干磨、冒烟、烧密封圈或水淹轴承，磨损快，需常更换密封件。前述弊端出现的原因如下：
一是当φ1孔径过小时使减压作用明显，使P2比P1减小很多，使P1·F1远大于P2·F2，因P1增大，P1-P2＝ΔP增大和F2减小，造成密封面压紧力过大，使密封面不能产生水膜润滑，造成干摩擦、冒烟。这时就需降低水压P1，使P1·F1-P2·F2值减小，压紧力减小，使在运行中密封面能形成水膜，防止干摩擦，不冒烟；但当p2＜P3被密封水压时，泥沙水就进入密封面的密封水腔II，且使密封圈易磨损，同时漏水量也增大。当P3＞调整好的P1值时，又会使密封面的压紧力变化。因此在现有电站使用的密封运行中常发生烧坏冒烟，为防止干摩擦，只得增设润滑水槽，这是防烧的消极措施。二是当φ1过大，大于某一个值时，当密封圈贴在转环上，间隙较小时，密封能起作用。当在试运行或正常工作时，由于某些原因使密封圈离开了转环，φ1不起节流减压作用，密封间隙过大时，使密封的压力P1大大降低即失压，就不能把密封圈压至转环，就造成大量漏水而发生水淹轴承事故。
由于φ1不好选优，且P1和P2不易同步调整就使水压密封进行原理性的优化设计，产生的问题就不能彻底解决的原因。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述不足，提供一种可自调整轴承水压端面水压的轴承水压端面静压密封结构。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型所提供的一种轴承水压端面静压密封结构，包括转环与密封座，所述的密封座安装在支架上，并置于转环的下方，所述的密封座上的凹槽中填充有密封圈，密封圈与密封座凹槽底部之间形成第一密封水腔；转环上设置有抗磨板，且抗磨板与密封圈之间设置有第二密封水腔，抗磨板与密封圈保持间隙，密封水腔当中的液体可渗入该间隙中，所述的密封结构还包括第一连通管道与第二连通管道，第一连通管道与第一密封水腔相连通，第二连通管道穿过第一密封水腔与密封圈、与第二密封水腔相连通，所述的第一连通管道与第二连通管道都与供水系统相连接。
进一步的技术方案是：所述的密封圈的顶面高于密封座的顶面。
上述更进一步的技术方案是：所述的第一连通管道穿过密封座的一侧进入其凹槽底部，并与第一密封腔相连通。
上述再进一步的技术方案是：所述的第二连通管道由密封座的底部进入其凹槽中，并与第二密封水腔相连通。
上述还进一步的技术方案是：所述的转环的一侧安装在水轮机水导轴承的主轴上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：将两个密封水腔内分别连通管道，通过调节供水系统中洁净水的压力，使轴承水压端面始终保持在一个最佳的压力状态，密封圈与抗磨板之间的间隙在标准的范围内，保证密封面能形成水膜润滑，还可避免产生密封水腔内进入泥沙增加磨损降低密封结构的使用寿命，且本实用新型所提供的一种轴承水压端面静压密封结构简单，可直接采用现有结构的轴承水压端面进行改良，亦可在各种水轮机的水导轴承上安装使用，应用范围广。
附图说明
图1为现有结构的轴承水压端面密封结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
如图2所示，本实用新型所提供的一种轴承水压端面静压密封结构，包括转环1与密封座2，所述的密封座2安装在支架3上，并置于转环1的下方，所述的密封座2上的凹槽中填充有密封圈4，密封圈4与密封座2凹槽底部之间形成第一密封水腔5，最好将密封圈4的顶面高于密封座2的顶面；转环1上设置有抗磨板9，且抗磨板9与密封圈4之间设置有第二密封水腔6，抗磨板9与密封圈4保持间隙，第二密封水腔6当中的液体可渗入该间隙中，所述的密封结构还包括第一连通管道7与第二连通管道8，第一连通管道7与第一密封水腔5相连通，比较优选的技术方案是第一连通管道7穿过密封座2的一侧进入其凹槽底部，并与第一密封水腔5相连通，第二连通管道8穿过第一密封水腔5与密封圈4、与第二密封水腔6相连通，所述的第一连通管道7与第二连通管道8都与供水系统相连接，同样，此处也最好将第一连通管道7穿过密封座2的一侧进入其凹槽底部，并与第一密封水腔5相连通。该密封结构用于水轮机的水导轴承上，具体为将转环1的一侧安装在水轮机水导轴承的主轴11上。
本实用新型所提供的一种轴承水压端面静压密封结构，从原理上就可以设计计算密封水压、密封间隙、密封漏水量，且可灵活的调整多要素，调整好后运行时自己就能在该范围内工作，其工作原理如下：
为防止密封结构外部被密封的水的压力P3进入密封圈4与抗磨板9之间的密封面，就需保证第二连通管道8中的洁净水的压力P2≥P3，使P2压力的清洁水能渗入密封面，并使少量水形成水膜向密封面以外渗漏，起润滑、防干摩与冒烟烧坏的作用，并防止密封结构以外的泥沙水进入密封面，提高密封寿命。同时为保证密封圈4在压力P2的作用下离开转环1，使密封圈4与转环1之间产生过大间隙发生大量漏水，需向第一密封水腔5通入压力为P1的洁净水。使密封有一定的最佳压紧量，使密封面能既形成水膜且漏水量又较小，其设计就需保证P1·F1＝P2·F2，当间隙增大时，漏水量增加，经静压节流，使P2减小就使P1·F1＞P2·F2，这样使密封间隙减小，趋向设计间隙。当间隙小于设计值时，使P2增加，这就使P·1F1＜P2·F2使密封间隙增大又趋向设计间隙。当间隙在设计值时，P1·F1＝P2·F2表明该密封有一定的间隙值，能自调，且不接触，不能发生干摩擦、不能大量漏水，且P2≥P3，使泥沙进不到密封面。当被密封结构之外没有水时，调相有压缩空气时，两个静压密封水腔内仍有密封水，P2使密封面形成压力水膜，可润滑和防漏气。
一般被封的水压力随水头变化，和运行工况而变动，约在0.05～0.3MPa。而密封面以外的水中大多会有泥沙，如一旦进入密封面就会增加密封面的磨损，降低轴承水压端面静压密封的运行寿命和使用可靠性。
因而水压洁净水则应当采用不含泥沙的水，且密封水压应略高于被密封的水，这就可阻止泥沙水进入密封面。因此选取密封腔水压为0.05～0.3MPa，水压可根据水轮机使用场所具体情况进行调整。
为保证密封面无接触，设计应按密封间隙为0.05～0.1mm以内。且能自动在该范围内进行调整。
Claims (5)
1.一种轴承水压端面静压密封结构，包括转环(1)与密封座(2)，所述的密封座(2)安装在支架(3)上，并置于转环(1)的下方，所述的密封座(2)上的凹槽中填充有密封圈(4)，密封圈(4)与密封座(2)凹槽底部之间形成第一密封水腔(5)；转环(1)上设置有抗磨板(9)，且抗磨板(9)与密封圈(4)之间设置有第二密封水腔(6)，抗磨板(9)与密封圈(4)保持间隙，其特征在于：所述的密封结构还包括第一连通管道(7)与第二连通管道(8)，第一连通管道(7)与第一密封水腔(5)相连通，第二连通管道(8)穿过第一密封水腔(5)与密封圈(4)、与第二密封水腔(6)相连通，所述的第一连通管道(7)与第二连通管道(8)都与供水系统相连接。
2.根据权利要求1所述的轴承水压端面静压密封结构，其特征在于：所述的密封圈(4)的顶面高于密封座(2)的顶面。
3.根据权利要求1所述的轴承水压端面静压密封结构，其特征在于：所述的第一连通管道(7)穿过密封座(2)的一侧进入其凹槽底部，并与第一密封水腔(5)相连通。
4.根据权利要求1所述的轴承水压端面静压密封结构，其特征在于：所述的第二连通管道(8)由密封座(2)的底部进入其凹槽中，并与第二密封水腔(6)相连通。
5.根据权利要求1至4任意一权利要求所述的轴承水压端面静压密封结构，其特征在于：所述的转环(1)的一侧安装在水轮机水导轴承的主轴(11)上。
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