CN220268434U - 一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，包括：螺塞垫板和O型密封圈和密封块；所述螺塞垫板设置在主轴密封盖的弹簧支座上，并外套于弹簧螺塞；所述O型密封圈设置在螺塞垫板和主轴密封盖之间；所述密封块设置在浮动环下方，所述浮动环与密封盖之间安装有若干压缩弹簧。通过设置螺塞垫板，当密封块首次磨损后，可去除各个密封盖弹簧支座上的螺塞垫板，拧紧弹簧螺塞，弹簧及浮动环又可恢复首次安装时的压缩状态，这样密封块可再次磨损，从而密封块有了双倍的允许磨损量。
Description
技术领域
本实用新型属于水利水电技术领域，具体地说，特别涉及一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构。
背景技术
水轮机主轴密封是水轮机的一项重要保护，它装在水导轴承的下面，以防止压力水从主轴和顶盖(或支持盖)之间渗漏进机坑内，淹没水导轴承，破坏水导轴承的工作，影响机组的运行。按水轮机主轴密封的工作性质可以分为检修密封和工作密封。
目前立式抽水蓄能机组水泵水轮机的主轴工作密封常采用水力衡压弹簧自补偿型轴向端面密封，密封的原理特点是：密封副由密封块与抗磨环组成，密封块安装在浮动环上，抗磨环安装在主轴上，浮动环与密封座之间安装一定数量的压缩弹簧使密封块可产生轴向运行，并使密封块与抗磨环之间始终保持一定的贴合力。机组运行时通过浮动环注入压力清洁水，使密封块与抗磨环之间形成间隙均匀的的水膜，从而使主轴密封固定部件与旋转部件之间达到封水封气的要求。
例如专利公开号为CN203453469U所公开的一种水轮机主轴密封结构，通过在密封块下方增设抗磨环，并在抗磨环上开凹槽，可以为清洁压力水提供缓冲和分流，使密封块及浮动环的工作更平稳，密封性能更稳定，但是主轴工作密封块磨损较快，使得工作密封块运行时间无法达到设计使用寿命，会导致电站检修维护成本增加。
发明内容
为了解决上述遇到的问题，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构。
本实用新型的技术方案如下：一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，包括：螺塞垫板和O型密封圈和密封块；所述螺塞垫板设置在主轴密封盖的弹簧支座上，并外套于弹簧螺塞；所述O型密封圈设置在螺塞垫板和主轴密封盖之间；所述密封块设置在浮动环下方，所述浮动环与密封盖之间安装有若干压缩弹簧。
当密封块第1次磨损达到上限后，可去除各个密封盖弹簧支座上的螺塞垫板，拧紧弹簧螺塞，弹簧及浮动环又可恢复首次安装时的压缩状态，这样密封块可再一次磨损一定长度。
进一步的，在所述螺塞垫板上开设有密封槽，O型密封圈安装在螺塞垫板上的密封槽里，该结构能主要用来防水，还能保证螺塞垫板在或者不在时该连接处的密封性。
进一步的，所述螺塞垫板外径与弹簧螺塞外径相同，螺塞垫板内孔直径大于弹簧螺塞螺纹处，不仅方便拆卸安装，还能保证螺塞垫板连接时的密封性和稳定性。
进一步的，所述密封块与抗磨环之间一直要保持一定的贴合，机组运行时通过浮动环注入压力清洁水，使密封块与抗磨环之间形成间隙均匀的的水膜，从而使主轴密封固定部件与旋转部件之间达到封水封气的要求。
进一步的，所述压缩弹簧所设计的最大弹力与最小弹力范围的弹簧伸展量为10mm-15mm，配合密封块控制与抗磨环之间的贴合力，根据密封块的磨损度改变伸展量。
进一步的，所述螺塞垫板的厚度与压缩弹簧的弹簧伸展量正相关，螺塞垫板实际上为一种补充元件，与压缩弹簧和密封块之间配合，可以根据不同的使用环境调整磨损量，所以该结构可用于混流式、轴流式等水轮机主轴工作密封。
对于水质较差(尤其是泥沙含量较大)的电站，主轴工作密封块磨损较快，使得工作密封块运行时间无法达到设计使用寿命，导致电站检修维护成本增加。压缩弹簧会设计一定范围的最大弹力与最小弹力范围的弹簧伸展量，此区域密封块与抗磨环之间形成的水膜厚度满足密封漏水量要求，而所对应的密封块磨损量约为12mm，当磨损量达到12mm需要更换密封块时，可以通过拆装各个螺塞垫板，保证弹簧及浮动环又可恢复首次安装时的压缩状态，这样密封块可再磨损12mm。在保持良好密封性能的前提下有效地延长了密封块的使用寿命，有效降低了电站检修维护成本。
附图说明
图1为本实用新型整体剖面示意图；
图2为图1中的局部放大图；
图3为螺塞垫板的结构示意图；
图4为安装螺塞垫板的结构示意图；
图5为拆卸螺塞垫板的结构示意图；
图中：1-螺塞垫板，2-O型密封圈，3-弹簧螺塞，4-密封块，5-浮动环，6-压缩弹簧，7-主轴密封盖，8-弹簧支座，9-密封槽,10-抗磨环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，包括：螺塞垫板1和O型密封圈2和密封块4；所述螺塞垫板1设置在主轴密封盖7的弹簧支座上，并外套于弹簧螺塞3；所述O型密封圈2设置在螺塞垫板1和主轴密封盖7之间；所述密封块4设置在浮动环5下方，所述浮动环5与主轴密封盖7之间安装有若干压缩弹簧8。
根据图2所示，在所述螺塞垫板上开设密封槽9，O型密封圈2安装在螺塞垫板1上的密封槽9里，该结构能主要用来防水，还能保证螺塞垫板在或者不在时该连接处的密封性。螺塞垫板1外径与弹簧螺塞3外径相同，螺塞垫板1内孔直径大于弹簧螺塞螺纹处，不仅方便拆卸安装，还能保证螺塞垫板连接时的密封性和稳定性。所述密封块4与抗磨环5之间一直要保持一定的贴合，机组运行时通过浮动环注入压力清洁水，使密封块与抗磨环之间形成间隙均匀的的水膜，从而使主轴密封固定部件与旋转部件之间达到封水封气的要求。压缩弹簧6所设计的最大弹力与最小弹力范围的弹簧伸展量为10mm-15mm，配合密封块4控制与抗磨环5之间的贴合力，根据密封块4的磨损度改变伸展量。
根据图1-图3所示，在使用过程中安装的螺塞垫板1的厚度与压缩弹簧6的弹簧伸展量正相关，螺塞垫板1实际上为一种补充元件，通过与压缩弹簧6和密封块4之间配合，可以根据不同的使用环境调整并补充密封块4的磨损量，所以该结构可用于混流式、轴流式等不同水轮机主轴工作密封，并且该结构简单，安装便捷。
根据图4和图5，在使用过程中，本装置设置在水泵水轮机主轴密封盖7上，机组停机时密封块4与密封抗5磨块保持接触，运行时密封块4与密封抗磨块5之间形成均匀的水膜。密封块的总磨损量为12×2＝24mm，由于弹簧一次性工作的弹簧压缩(伸长)工作行程为12mm，在这个行程里，弹簧的弹力符合设计计算要求，根据此特点，我们可以将密封块4设计成可磨损24mm的磨损量，同时在首次安装时在每个弹簧螺塞3与密封盖7上的弹簧支座之间设置了一个厚度为12mm的螺塞垫板，当密封块第1次磨损12mm后，可去除各个密封盖弹簧支座上的螺塞垫板，拧紧弹簧螺塞，弹簧及浮动环又可恢复首次安装时的压缩状态，这样密封块可再磨损12mm，从而密封块有了双倍的允许磨损量(共24mm)。
本实用新型的有益效果是：
1)创新设计了一种密封块总磨损量为12×2＝24mm的轴向端面主轴密封特殊结构，在保持良好密封性能的前提下有效地延长了密封块的使用寿命，确保能够满足密封块使用寿命20000小时以上，有效降低了电站检修维护成本。
2)结构简单、易于实现，适用于采用水力衡压弹簧自补偿型轴向端面密封结构的立式抽水蓄能机组水泵水轮机主轴工作密封，也可用于立式混流式、轴流式等水轮机主轴工作密封。
Claims (7)
1.一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，包括：
螺塞垫板(1)和O型密封圈(2)和密封块(4)；
所述螺塞垫板(1)设置在主轴密封盖(7)的弹簧支座(8)上，并外套于弹簧螺塞(3)；
所述O型密封圈(2)设置在螺塞垫板(1)和主轴密封盖(7)之间；
所述密封块(4)设置在浮动环(5)下方，所述浮动环(5)与主轴密封盖(7)之间安装若干压缩弹簧(6)。
2.根据权利要求1所述的一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，所述螺塞垫板(1)上设有密封槽(9)。
3.根据权利要求1所述的一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，所述螺塞垫板(1)外径与弹簧螺塞(3)外径相同，螺塞垫板(1)内孔直径大于弹簧螺塞螺纹外径。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，所述O型密封圈(2)安装在螺塞垫板(1)上的密封槽(9)里。
5.根据权利要求1所述的一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，所述密封块(4)与抗磨环(10)之间保持贴合。
6.根据权利要求1所述的一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，所述压缩弹簧(6)所设计的最大弹力与最小弹力范围的弹簧伸展量为10mm-15mm。
7.根据权利要求1或6所述的一种新型水泵水轮机轴向端面主轴工作密封结构，其特征在于，所述螺塞垫板(1)的厚度与压缩弹簧(6)的弹簧伸展量正相关。
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