CN220769613U - 一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水泵水轮机结构领域，具体为一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，中轴套及中轴套衬套下方设有D型聚氨酯密封，所述中轴套衬套顶部靠近截面圆心处设有环槽一，YO型密封压盖底面设有向所述环槽一延伸的凸环所述环槽一与凸环一匹配，且所述环槽一与凸环一的间隙中还设有YO型聚氨酯密封，所述YO型密封压盖顶面靠近截面圆心处设有环槽二，所述O型密封压盖的底面设有与环槽二配合的凸环二，所述环槽二和凸环二的间隙中还设有O型氟橡胶密封，较现有技术具有结构可靠、密封效果良好、密封使用寿命长、便于维护更换的效果。

Description

一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构

技术领域

本实用新型涉及水泵水轮机结构领域，具体为一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构。

背景技术

抽水蓄能电站储能容量大，储放效率高，运行灵活，反应迅速，能与新能源形成良好互补，是目前公认最安全，最稳定，最成熟的储能方式，在促进新能源使用、提升全系统性能中发挥着重要作用。抽水蓄能机组兼有抽水与发电两种功能，一般在电网中承担削峰、填谷、紧急事故备用任务，并兼有调频、调相等任务。

水泵水轮机作为20世纪30年代出现的新型抽水蓄能机组，与水轮机和水泵串联的蓄能机组相比，其重量大为减轻，造价降低，因而得到广泛应用，水泵水轮机在运行中具有启停机次数多，工况转换频繁的特点，决定了必须充分考虑导叶中轴套及密封设计的可靠性和检修维护的便捷性。

如果水泵水轮机中轴套密封损坏，漏水增加，一方面可能导致导水机构相关部件磨损加剧、顶盖漏水量异常增大，危及机组安全运行；另一方面可能会导致顶盖排水泵启停频繁，增加顶盖排水泵负担，缩短顶盖排水泵寿命。当漏水量进一步增大，并且顶盖自流排水和顶盖排水泵的排水能力无法完全满足及时排出要求时，就会发生水淹水导轴承并导致机组停机事故，严重情况下导叶中轴套密封完全失效，甚至会造成水淹厂房事故。

公开号为CN209293953U的一种用于水泵水轮机组的活动导叶中轴密封结构，该技术采用导叶轴、密封支撑环、顶盖下孔构成一道密封结构，密封结构的两道橡胶密封圈在密封槽里，分别与导叶轴和顶盖孔内圆面接触，当装配到位时，橡胶密封会产生一定的压缩量，形成密封止漏，阻挡蜗壳压力水漏入顶盖，有效的解决了中轴密封大量漏水的问题，但在发生漏水时或者轴套磨损时，密封结构更换难度大，且更换轴套时需要全部拆除重装，从而使工作量大、工期长，导致影响工作效率的问题。

鉴于此，有必要开发一种具有结构可靠、密封效果良好且便于检修维护的导叶中轴套及密封结构，以便能有效延长轴套及密封使用寿命，同时也可减小顶盖排水泵的负担，延长顶盖排水泵的使用寿命。在发生一般漏水或导叶轴套磨损时，在小修时即可方便地进行密封或轴套的更换，保证满足机组大修周期不小于10年的要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，解决了上述技术中水泵水轮机运行过程中导叶中轴套及密封损坏需要维护时，由于中轴套密封结构复杂导致密封更换难度大、轴套拆装步骤复杂从而影响工作效率的问题。

为解决上述问题，提供了一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，较现有技术具有结构可靠、密封效果良好、密封使用寿命长、便于维护更换的导叶中轴套密封结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，包括：中轴套衬套，所述中轴套衬套为截面是圆形的管状结构，且嵌设在顶盖下环板内；中轴套，所述中轴套嵌设中轴套衬套内，且中轴套及中轴套衬套底部设有D型聚氨酯密封；衬套外压盖，所述衬套外压盖为环形板状结构，套设在中轴套衬套外周上，底部与所述圆法兰顶面接触；YO型密封压盖，为环形，安装并固定在所述中轴套衬套顶部；O型密封压盖，为环形，安装在所述YO型密封压盖顶部；中轴套预先置于中轴套衬套，所述的D型聚氨酯密封为第一道密封，主要作用是密封及防止泥沙进入中轴套，避免轴套异常磨损。

作为优选，所述中轴套衬套顶部靠近截面圆心处设有环槽一，所述YO型密封压盖底面设有向所述环槽一延伸的凸环一，所述环槽一与凸环一匹配，且所述环槽一与凸环一的间隙中还设有YO型聚氨酯密封，所述的YO型聚氨酯密封为第二道密封，其主要作用是防止流道水通过中轴套位置进入顶盖中。

作为优选，所述YO型密封压盖顶面靠近截面圆心处设有环槽二，所述O型密封压盖的底面设有与环槽二配合的凸环二，所述环槽二和凸环二的间隙中还设有O型氟橡胶密封，所述O型氟橡胶密封为第三道密封，且为辅助密封，第一、二道密封具有良好的密封效果，第三道密封是方便更换的氟橡胶材料的O型密封，这样可有效延长中轴套密封检修时间，预期在大修周期中仅需要更换第三道密封。

作为优选，所述圆法兰套设在中轴套衬套外周上，且底部与顶盖下环板顶面固接，所述衬套外压盖的顶面外侧设有两个对称的凸块，所述中轴套衬套的外壁上设有两个与所述凸块配合的凹槽，衬套外压盖与中轴套衬套之间采用防旋转的榫卯设计，避免机组运行时中轴套和中轴套衬套与导叶一起转动。

作为优选，还包括把合螺栓，所述把合螺栓连接并固定衬套外压盖和圆法兰，所述把合螺栓与所述衬套外压盖之间还设有球面锥面组合垫圈，且所述把合螺栓头部还装设有螺栓防松装置，所述球面锥面组合垫圈可以很好适应因加工或安装误差引起的安装面不平整的情况。

作为优选，还包括紧固螺栓，所述紧固螺栓连接并固定中轴套衬套和O型密封压盖以及YO型密封压盖，且所述紧固螺栓头部与O型密封压盖之间还设有制锁防松垫圈，所述制锁防松垫圈为楔形齿几何结构，可有效防止螺栓因振动而松动。

作为优选，所述若干个把合螺栓以所述衬套外压盖的环心等间距的圆周分布在所述衬套外压盖上。

作为优选，所述螺栓防松装置包括护盖和压环，所述压环为整圈状，所述护盖的数量与把合螺栓数量相同，尺寸与螺栓头部相配。且安装在所述把和螺栓头部，所述压环为环形片状结构，且与所有护盖焊接固定，压环焊接在护盖上，可以起到良好的防松作用。

作为优选，所述中轴套套设在导叶轴的一端，所述导叶轴的另一端设有上轴套座，所述上轴套座套设在所述导叶轴的另一端外周上并嵌设在顶盖上环板内，且所述顶盖上环板与轴套座螺栓连接固定。当中轴套发生磨损需要更换时，中轴套及中轴套衬套整体可从顶盖上环板的上轴套座安装孔中吊出或吊入，方便中轴套及其密封的更换。

作为优选，所述顶盖上环板和顶盖下环板之间还设有顶盖外侧环板，且所述顶盖外侧环板连接固定所述顶盖上环板和顶盖下环板。

与现有技术相比，本实用新型有益的效果是：

本实用新型提供了一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，该结构采用了成熟的螺栓防松措施，以便于使螺栓组具有良好的防松作用。

中轴套及中轴套衬套整体可从顶盖上环板处导叶上轴套座安装孔拆除，进行中轴套更换，中轴套检修维护方便，具有便于维护更换的效果。

衬套外压盖与中轴套衬套之间采用凸块-凹槽的防旋转榫卯设计，避免机组运行时中轴套和中轴套衬套与导叶一起转动，具有良好的防旋转效果。

导叶中轴套密封采用性能良好的三道密封，更换YO型聚氨酯密封和O型氟橡胶密封时不需要拆除中轴套，对于一般漏水仅需要在简单维修时只需更换最上面一道O型氟橡胶密封，从而延长了水泵水轮机的检修维护周期。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例的整体结构剖视示意图。

图2为本实用新型的一种实施例的中轴套及密封结构剖视示意图。

图3为图2中本实用新型的一种实施例的S1轴套与压盖间的局部剖视放大图。

图4为本实用新型的一种实施例中的轴套衬套外侧压盖平面示意图。

图5为本实用新型的一种实施例中的导叶中轴套衬套平面示意图。

图中：顶盖上环板1、上轴套座2、中轴套衬套3、衬套外压盖4、顶盖下环板5、圆法兰6、中轴套7、顶盖外侧环板8、O型氟橡胶密封9、YO型聚氨酯密封10、D型聚氨酯密封11、O型密封压盖12、YO型密封压盖13、螺栓防松装置14、护盖14.1、压环14.2、球面锥面组合垫圈15，把合螺栓16，制锁防松垫圈17，凹槽18、凸块19、环槽一20、凸环一21、环槽二22、凸环二23、紧固螺栓24、导叶轴25。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1、图2、图3、图4、图5为本实施例，本实施例为一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，包括：中轴套衬套3，中轴套衬套3为截面是圆形的管状不锈钢紧凑式结构，且嵌设在顶盖下环板5内；中轴套7，中轴套为自润滑轴套，并预先嵌设在中轴套衬套3内，且中轴套7及中轴套衬套3底部设有D型聚氨酯密封11；衬套外压盖4，衬套外压盖4为环形板状结构，套设在中轴套衬套外周上，底部与圆法兰6顶面接触；YO型密封压盖13，为环形，安装并固定在中轴套衬套顶部；O型密封压盖12，为环形，安装在YO型密封压盖13顶部，中轴套衬套3下方的D型聚氨酯密封11为第一道密封，主要作用是密封及防止泥沙进入中轴套7，避免轴套异常磨损。

如图1、图2、图3所示，中轴套衬套3顶部靠近截面圆心处设有环槽一20，YO型密封压盖13底面设有向环槽一20延伸的凸环一21，环槽一20与凸环一21匹配，且环槽一与凸环一的间隙中还设有YO型聚氨酯密封10，即Y型密封带O型圈型式聚氨酯密封，为第二道密封，其主要作用是防止流道水通过中轴套位置进入顶盖中。

YO型密封压盖13顶面靠近截面圆心处设有环槽二22，O型密封压盖的底面设有与环槽二22配合的凸环二23，环槽二22和凸环二23的间隙中还设有O型氟橡胶密封9，O型氟橡胶密封9为第三道密封，且为辅助密封，第一、二道密封具有良好的密封效果，第三道密封是方便更换的氟橡胶材料的O型密封，当发现少量漏水时，仅需拆除O型密封压盖12和O型氟橡胶密封9，再重新更换O型氟橡胶密封9，即可解决中轴套处的一般漏水问题，这样可有效延长中轴套7密封检修时间，预期在大修周期中仅需要更换第三道密封。

如图3、图4、图5所示，圆法兰6套设在中轴套衬套3外周上，且底部与顶盖下环板5顶面固接，衬套外压盖4的顶面外侧设有两个对称的凸块19，中轴套衬套的外壁上设有两个与凸块配合的凹槽18，衬套外压盖4与中轴套衬套3之间采用防旋转的榫卯设计，通过凸块-凹槽配合形成旋转锁定，避免机组运行时中轴套和中轴套衬套与导叶一起转动。

如图2所示的把合螺栓16，把合螺栓连接并固定衬套外压盖4和圆法兰6，且16个把合螺栓16以衬套外压盖4的环心等间距的圆周分布在衬套外压盖4上，把合螺栓16与衬套外压盖4之间均设有球面锥面组合垫圈15，且把合螺栓头部还都装设有螺栓防松装置14，球面锥面组合垫圈15可以很好适应因加工或安装误差引起的安装面不平整的情况。

如图2所示的紧固螺栓24，紧固螺栓24连接并固定中轴套衬套3和O型密封压盖12以及YO型密封压盖13，且紧固螺栓24头部与O型密封压盖12之间还设有制锁防松垫圈17，制锁防松垫圈17为楔形齿几何结构，可有效防止螺栓因振动而松动。

螺栓防松装置14包括16个护盖14.1和压环14.2，压环为整圈状，护盖尺寸与螺栓头部相配，当16个把合螺栓16拧紧后，在所有把合螺栓上逐一安装护盖14.1，压环14.2焊接在16只护盖上构成一个整体，可以起到良好的防松作用。

如图1所示，中轴套7套设在导叶轴25的一端，导叶轴25的另一端设有上轴套座2，并且，导叶轴25与上轴套座2之间还设有上轴套，并套设在靠近上轴套座一端的导叶轴25外部，上轴套座2嵌设在顶盖上环板1内，且顶盖上环板1与上轴套座2螺栓连接固定。当中轴套7发生磨损需要更换时，中轴套7及中轴套衬套3整体可从顶盖上环板1的上轴套座安装孔中吊出或吊入，方便中轴套7及其密封结构的更换。

中轴套7处所设的尺寸紧凑的中轴套衬套3，满足可从顶盖上环板1的上轴套座安装孔处拆卸的需要，同时减小了顶盖上环板处上轴套座2安装位置的开孔尺寸，相对增加了顶盖上环板1的刚强度。

顶盖上环板1和顶盖下环板5之间还设有顶盖外侧环板8，且顶盖外侧环板连接固定顶盖上环板和顶盖下环板，顶盖外侧环板上对应导叶位置开出与导叶数量相当的矩形孔，矩形孔的宽度满足管路穿出的需要，同时可以为中轴套及密封的拆卸维护工作提供空间。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是包括：中轴套衬套（3），所述中轴套衬套为截面是圆形的管状结构，且嵌设在顶盖下环板（5）内，圆法兰（6）套设在中轴套衬套外周上，且底部与顶盖下环板顶面固接；中轴套（7），所述中轴套嵌设中轴套衬套内，且中轴套及中轴套衬套下方设有D型聚氨酯密封（11）；衬套外压盖（4），所述衬套外压盖为环形板状结构，套设在中轴套衬套外周上，底部与所述圆法兰顶面接触；YO型密封压盖（13），为环形，安装并固定在所述中轴套衬套顶部；O型密封压盖（12），为环形，安装在所述YO型密封压盖顶部。

2.根据权利要求1所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，所述中轴套衬套（3）顶部靠近截面圆心处设有环槽一（20），所述YO型密封压盖（13）底面设有向所述环槽一延伸的凸环一（21），所述环槽一与凸环一匹配，且所述环槽一与凸环一的间隙中还设有YO型聚氨酯密封（10）。

3.根据权利要求1所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，所述YO型密封压盖（13）顶面靠近截面圆心处设有环槽二（22），所述O型密封压盖（12）的底面设有与环槽二配合的凸环二（23），所述环槽二和凸环二的间隙中还设有O型氟橡胶密封（9）。

4.根据权利要求1所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，所述圆法兰（6）套设在中轴套衬套（3）外周上，且底部与顶盖下环板（5）顶面固接，所述衬套外压盖（4）的顶面外侧设有两个对称的凸块（19），所述中轴套衬套的外壁上设有两个与所述凸块配合的凹槽（18）。

5.根据权利要求1所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，还包括把合螺栓（16），所述把合螺栓连接并固定衬套外压盖（4）和圆法兰（6），所述把合螺栓与所述衬套外压盖之间还设有球面锥面组合垫圈（15），且所述把合螺栓头部还装设有螺栓防松装置（14）。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，还包括紧固螺栓（24），所述紧固螺栓连接并固定中轴套衬套（3）和O型密封压盖（12）以及YO型密封压盖（13），且所述紧固螺栓头部与O型密封压盖之间还设有制锁防松垫圈（17）。

7.根据权利要求5所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，所述若干个把合螺栓（16）以所述衬套外压盖（4）的环心等间距的圆周分布在所述衬套外压盖上。

8.根据权利要求5所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，所述螺栓防松装置（14）包括护盖（14.1）和压环（14.2），所述护盖的数量与把合螺栓（16）数量相同，且安装在所述把合螺栓上，所述压环为环形片状结构，且与所有护盖焊接固定。

9.根据权利要求1所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，所述中轴套（7）套设在导叶轴（25）的一端，所述中轴的另一端设有上轴套座（2），所述上轴套座套设在所述导叶轴的另一端外周上并嵌设在顶盖上环板（1）内，且所述顶盖上环板与上轴套座螺栓连接固定。

10.根据权利要求9所述的一种水泵水轮机导叶中轴套密封结构，其特征是，所述顶盖上环板（1）和顶盖下环板（5）之间还设有顶盖外侧环板（8），且所述顶盖外侧环板（8）连接固定所述顶盖上环板和顶盖下环板。