CN220396469U - 一种水轮机组主轴密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水轮机组主轴密封装置，涉及水轮发电机技术领域。包括密封座、套设在主轴上的轴套、套设在轴套上的密封转轮和固定在密封座内的配合环件，密封转轮的外侧具有突出部，配合环件的内侧具有凹陷部，突出部延伸进凹陷部内，且突出部和凹陷部之间形成水膜间隙以及依次连通的多个密封圆环腔室，且密封圆环腔室的进水口沿径向方向具有第一投影范围，密封圆环腔室的出水口沿径向方向具有第二投影范围，第一投影范围位于第二投影范围外。本实用新型通过使第一投影范围位于所述第二投影范围外，能够延缓水的渗透速度，提高装置的密封性能。

Description

一种水轮机组主轴密封装置

技术领域

本实用新型涉及水轮发电机技术领域，具体涉及一种水轮机组主轴密封装置。

背景技术

水轮机上，为了实现主轴的旋转，主轴与其它部件之间不可避免的存在一定间隙。由于该间隙的存在，水会通过该间隙渗出，影响设备的正常运行。

为了减少水的渗出，在申请号为202021654768.8，专利名称为一种水轮发电机主轴密封装置的实用新型专利中，提供了一种密封装置，包括多个环状部件，且多个环状部件配合形成了多个间隙，并且在间隙中形成压力水膜，以起到密封作用。且在间隙内壁上设有多个密封圆环，以使水轮机主轴上的水每经过一次密封圆环就进行一次减压，进一步降低其渗透能力。

然而经过试验，在主轴连同其上的密封转轮进行旋转时，密封转轮上附着的水被赋予了向外侧移动的动能，导致部分附着的水可能径直从密封圆环上处于内侧的进水口被甩入到密封圆环上处于外侧的出水口处，此时将会提高水的渗透速度，影响装置的密封性能。

有鉴于此，特此提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水轮机组主轴密封装置，解决背景技术存在的上述技术问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种水轮机组主轴密封装置，包括密封座，还包括轴套、密封转轮和配合环件，所述轴套套设在主轴上；所述密封转轮套设在所述轴套上，所述密封转轮的外侧具有突出部；所述配合环件固定在所述密封座内，所述配合环件的内侧具有与突出结构对应的凹陷部。

其中，所述突出部延伸进所述凹陷部内，且所述突出部和凹陷部之间形成分隔间隙，所述分隔间隙包括水膜间隙以及多个密封圆环腔室，多个所述密封圆环腔室通过所述水膜间隙依次连通，且所述密封圆环腔室的进水口沿径向方向具有第一投影范围，所述密封圆环腔室的出水口沿径向方向具有第二投影范围，所述第一投影范围位于所述第二投影范围外。

进一步的，所述突出部呈阶梯状结构，所述凹陷部呈适配的阶梯状凹槽结构。

进一步的，所述密封圆环腔室面向所述轴套的一侧内壁为阻挡面，所述阻挡面平行于主轴的轴线，且所述阻挡面沿径向方向的投影范围覆盖第一投影范围。

进一步的，所述密封圆环腔室中平行于轴套轴线的截面形状为方形。

进一步的，所述进水口和出水口分别设置在所述密封圆环腔室上相对的两个边角上；

所述密封圆环腔室沿轴线方向的宽度大于所述进水口和出水口沿轴线方向的宽度的4倍。

进一步的，所述配合环件包括沿轴向依次设置的第一抗磨环、连接环和第二抗磨环，所述第一抗磨环、所述连接环和所述第二抗磨环的内侧配合形成所述凹陷部，且连接环的内侧处于凹陷部的底部。

进一步的，所述第一抗磨环、所述连接环和所述第二抗磨环为刚性材料。

进一步的，所述第一抗磨环、所述连接环和所述第二抗磨环之间均设有密封圈。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型通过使第一投影范围位于所述第二投影范围外，当主轴连同其上的密封转轮进行旋转，使得密封转轮上附着的水向外沿径向方向被甩出时，被甩出的水不会径直的从密封圆环腔室的进水口甩到出水口处，导致水直接输出，而会是先被甩到密封圆环腔室的内壁上，消除相应动能后，等到密封圆环腔室内的压力足够时才会从密封圆环腔室的出水口受压输出。由此，延缓了水的渗透速度，提高了装置的密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的一个结构示意图；

图2为图1中A处示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-密封座，2-密封盖，3-轴套，31-密封转轮，32-突出部，41-第一抗磨环，42-连接环，43-第二抗磨环，44-凹陷部，51-密封圆环腔室，52-水膜间隙，6-密封圈。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例

一种水轮机组主轴密封装置，如图1到图2所示，包括密封座1以及安装在密封座1上的密封盖2，还包括轴套3、密封转轮31、配合环件，轴套3套设在主轴上；密封转轮31套设在轴套3上，密封转轮31的外侧具有突出部32；配合环件固定在密封座1内，配合环件的内侧具有与突出结构对应的凹陷部44。

其中，突出部32延伸进凹陷部44内，且突出部32和凹陷部44之间形成分隔间隙，分隔间隙包括水膜间隙52以及多个密封圆环腔室51，多个密封圆环腔室51通过水膜间隙52依次连通，且密封圆环腔室51的进水口沿径向方向具有第一投影范围，密封圆环腔室51的出水口沿径向方向具有第二投影范围，第一投影范围位于第二投影范围外。

需说明的是，第一投影范围位于第二投影范围外，指的是密封圆环腔室51的进水口和出水口在主轴的轴向方向上的位置不存在重合或部分交错；其中密封圆环腔室51的进水口和出水口即为水膜间隙52连通于密封圆环腔室51的开口。

当主轴进行旋转时，通过分隔间隙避免主轴及其上的部件与密封座1及其上的部件之间的接触，减少磨损；且通过水膜间隙52形成压力水膜，以起到减少水进入的密封效果，并通过多个密封圆环腔室51依次对途经的水进行减压，使得水压逐次减小，进一步降低其渗透能力，提高水轮机主轴密封性。

在此基础上，通过使第一投影范围位于第二投影范围外，当主轴连同其上的密封转轮31进行旋转，使得密封转轮31上附着的水向外沿径向方向被甩出时，被甩出的水不会径直的从密封圆环腔室51的进水口甩到出水口处，导致水直接输出，而会是先被甩到密封圆环腔室51的内壁上，消除相应动能后，等到密封圆环腔室51内的压力足够时才会从密封圆环腔室51的出水口受压输出。由此，延缓了水的渗透速度，提高了装置的密封性能。

在一个或多个实施例中，突出部32呈阶梯状结构，凹陷部44呈适配的阶梯状凹槽结构，通过突出部32和凹陷部44的阶梯状结构，能够较为轻松的形成所需的分隔间隙。

其中，密封圆环腔室51面向轴套3的一侧内壁为阻挡面，阻挡面平行于主轴的轴线，且阻挡面沿径向方向的投影范围覆盖第一投影范围。此时被甩出的水先被甩到阻挡面上，通过使阻挡面与主轴的轴线平行，尽量消除水被甩出时的动能，以减少水在残余动能的带动下从出水口输出的可能性。

具体而言，密封圆环腔室51中平行于轴套3轴线的截面形状为方形，便于进行生产。

在一个或多个实施例中，进水口和出水口分别设置在密封圆环腔室51上相对的两个边角上；进水口和出水口沿轴线方向的宽度为0.1～0.4mm，密封圆环腔室51沿轴线方向的宽度大于进水口和出水口沿轴线方向的宽度的4倍。

通过对密封圆环腔室51、进水口和出水口宽度的限定，确保即使水在从进水口进入密封圆环腔室51时产生分散，也能够切实的对分散的水进行阻挡。

在一个或多个实施例中，配合环件包括沿轴向依次设置的第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43，第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43通过螺栓连接在密封座1上，第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43的内侧配合形成凹陷部44，且连接环42的内侧处于凹陷部44的底部。由此能够先在第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43拆分开，然后将密封转轮31的突出部32放置于连接环42的内侧，并将第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43连接在一起，由此使突出部32能够延伸进凹陷部44内，便于突出部32与凹陷部44的装配。

其中，第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43优选为刚性材料，由此减少在装配配合环件时由于弹性变形产生的误差，确保分隔间隙的形成以及水膜间隙52的宽度适宜。

此时，刚性材料下的第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43之间易形成水的渗漏，因此，为了避免该情况的发生，在第一抗磨环41、连接环42和第二抗磨环43之间均设有密封圈6。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水轮机组主轴密封装置，包括密封座(1)，其特征在于，还包括：

轴套(3)，所述轴套(3)套设在主轴上；

密封转轮(31)，所述密封转轮(31)套设在所述轴套(3)上，所述密封转轮(31)的外侧具有突出部(32)；

配合环件，所述配合环件固定在所述密封座(1)内，所述配合环件的内侧具有与突出结构对应的凹陷部(44)；

其中，所述突出部(32)延伸进所述凹陷部(44)内，且所述突出部(32)和凹陷部(44)之间形成分隔间隙，所述分隔间隙包括水膜间隙(52)以及多个密封圆环腔室(51)，多个所述密封圆环腔室(51)通过所述水膜间隙(52)依次连通，且所述密封圆环腔室(51)的进水口沿径向方向具有第一投影范围，所述密封圆环腔室(51)的出水口沿径向方向具有第二投影范围，所述第一投影范围位于所述第二投影范围外。

2.根据权利要求1所述的一种水轮机组主轴密封装置，其特征在于，所述突出部(32)呈阶梯状结构，所述凹陷部(44)呈适配的阶梯状凹槽结构。

3.根据权利要求1所述的一种水轮机组主轴密封装置，其特征在于，所述密封圆环腔室(51)面向所述轴套(3)的一侧内壁为阻挡面，所述阻挡面平行于主轴的轴线，且所述阻挡面沿径向方向的投影范围覆盖第一投影范围。

4.根据权利要求3所述的一种水轮机组主轴密封装置，其特征在于，所述密封圆环腔室(51)中平行于轴套(3)轴线的截面形状为方形。

5.根据权利要求4所述的一种水轮机组主轴密封装置，其特征在于，所述进水口和出水口分别设置在所述密封圆环腔室(51)上相对的两个边角上；

所述密封圆环腔室(51)沿轴线方向的宽度大于所述进水口和出水口沿轴线方向的宽度的4倍。

6.根据权利要求1所述的一种水轮机组主轴密封装置，其特征在于，所述配合环件包括沿轴向依次设置的第一抗磨环(41)、连接环(42)和第二抗磨环(43)，所述第一抗磨环(41)、所述连接环(42)和所述第二抗磨环(43)的内侧配合形成所述凹陷部(44)，且连接环(42)的内侧处于凹陷部(44)的底部。

7.根据权利要求6所述的一种水轮机组主轴密封装置，其特征在于，所述第一抗磨环(41)、所述连接环(42)和所述第二抗磨环(43)为刚性材料。

8.根据权利要求6所述的一种水轮机组主轴密封装置，其特征在于，所述第一抗磨环(41)、所述连接环(42)和所述第二抗磨环(43)之间均设有密封圈(6)。