申请日2009.05.19
公开(公告)日2009.10.28
IPC分类号F03B11/00
摘要
可调式间隙密封及漏水处理装置属于一种在水轮发电机组中水轮机的主轴密封装置，尤其涉及一种在卧式水轮发电机组中水轮机主轴的可调式间隙密封及漏水处理装置。该装置主要由固定式静密封环、可调式转动密封环，在转动密封环或其外侧的主轴上固装的甩水环，以及护罩和在护罩上设置的接水槽等组成。该装置能将主轴密封的漏水控制在最小范围，并将漏出的水流进行彻底处理后使其无法进入轴承，从而使水轮发电机组能够安全稳定连续及满负荷运行。
权利要求书
1.可调式间隙密封及漏水处理装置，包括主轴、主轴外围的机壳和机壳上固装 的固定式静密封环，并且包括甩水环及护罩，其特征在于：在主轴外围的机壳 上固装的固定式静密封环外侧的主轴上装置可调式转动密封环，在转动密封环 或其外侧的主轴上固装甩水环，在位于静密封环、转动密封环和甩水环的上半 部的机壳、轴承盖或其它静止部件上固装护罩及护罩位于甩水环上半部的外缘 下方设置的接水槽。
2.根据权利要求1所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其特征还在于：该 装置也可以主要是由机壳上固装的固定式静密封环，其外侧的主轴上装置的可 调式转动密封环和在转动密封环或其外侧的主轴上固装的甩水环组成。
3.根据权利要求1所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其特征还在于：该 装置还可以主要是由水轮机原有的主轴密封装置外部的主轴上或轴承外侧的主 轴上单独固装的甩水环或固装的甩水环和其上半部设置的护罩及接水槽组成。
4.根据权利要求1所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其特征还在于：该 装置还可以主要是由机壳上固装的固定式静密封环和其外侧的主轴上装置的可 调式转动密封环组成。
5.根据权利要求1、2或3所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其特征还在 于：甩水环的表面或转动密封环及主轴上还可以设置辅助甩水环，并在甩水环 及辅助甩水环的外缘还可以设置叶片。
6.根据权利要求1、2或4所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其特征还在 于：转动密封环或主轴表面位于动静密封面的内侧部位也可以设置叶片。
7.根据权利要求1或3所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其特征还在于： 甩水环上半部的外缘下方设置的接水槽两侧的出水部位位于甩水环外沿的外 侧。
说明书
可调式间隙密封及漏水处理装置
所属技术领域
可调式间隙密封及漏水处理装置属于一种在水轮发电机组中水轮机的主轴 密封装置，尤其涉及一种在卧式水轮发电机组中水轮机主轴的可调式间隙密封 及漏水处理装置。
背景技术
目前，水轮机主轴的密封装置有在主轴与机壳间由压盖压入石棉等密封材 料的盘根密封装置;由抗磨环及橡皮板组成的橡胶平板密封装置;由转环、密 封块、弹簧或压力水等组成的机械式或液压式端面密封装置;由碳精密封块、 顶紧块、弹簧、润滑水管等组成的径向密封以及水泵密封等密封装置。并且还 有将主轴与外壳的间隙设置在较小的状态下，在位于外壳外侧的主轴上固装甩 水环及护罩的密封结构。
由于以上各接触式密封装置，均通过压盖、弹簧、压力水等向接触面施加 一定程度的外力后，才能阻止由水轮机转轮与其外壳间窜入的未作功前便进入 主轴密封的压力水流。因水轮机属于长期不间断运转的机械，因此在水轮机运 转很短的时段内便可将接触密封结构的动静接触面部件损毁，从而使压力水流 从主轴密封中漏出。漏出主轴密封的水流在主轴表面离心力的作用下四处飞溅， 飞溅至主轴顶部的漏水便会不断地再次落向主轴表面，最终从主轴表面与水导 轴承及推力轴承的间隙中窜入该轴承的油箱内。由于油箱内的润滑稀油在主轴 转动时不断地循环，因此窜入油箱内的漏水不但不能沉向润滑稀油的底层，而 且迅速与润滑稀油混为一体，并使润滑稀油乳化变质。变质后润滑稀油因其润 滑性能的下降会很快导致承受巨大水推力的推力轴承及水导轴承的烧瓦事故。 当进入水轮机的压力水流中含有泥沙时，接触密封的动静接触面损毁更快，从 而使无间隙的接触密封结构，在水轮机运转很短的时段内便成为大间隙的运行 状态。间隙设置在较小的状态下并在其外侧固装有甩水环及护罩的密封结构， 当其间隙因水流及其泥沙的磨损而不断增大后，很难再将其间隙恢复至其原来 的状态，并且其甩水环甩向主轴上方的漏水将会再次落向主轴表面后最终进入 轴承。
公告号为CN2422490Y公开的《卧式水轮机主轴密封装置》由安装在顶盖上 的一个密封箱，密封箱内主轴上安装的一个一端为法兰盘状另一端为锥形状的 转环，转环与顶盖之间通过压环固装的一个橡胶平板等组成，并在密封箱上与 转环锥形环相对的地方有一个与锥形相对应斜面。其不足之处是橡胶平板为接 触式密封结构，当其损毁后即有大量压力水流从大圆周的间隙内直接喷出后从 密封箱和主轴间漏出，并且从密封箱落在转环锥形内表面的水流，将会由转环 带入密封箱的斜面，并从斜面流动至主轴表面后漏出。因此，该装置即不能控 制漏水量，又不能彻底阻止漏水进入水轮机轴承。
由于主轴密封的漏出是由未作功前便进入水轮机转轮与其外壳间的压力水 流造成，在转轮上设置的泄水孔又因其泄水方向与转轮运转时离心力的方向相 反，使该水流无法有效排出，甚至会出现反向充水的可能。因此，当水轮机在 满负荷状态运行时，进入主轴密封的压力水流的水压最大，从而造成的漏水也 最大。为防止漏水进入轴承，必须要减去水轮机的部分负荷，从而使机组无法 在满负荷状态下长期稳定地运行。此外，当主轴密封的漏水过大时还会造成淹 没机房及设备等更大损失的事故。而主轴与水轮机外壳之间的相对运动使主轴 密封的漏水问题至今无法彻底解决。因此，在水力发电生产中，主轴密封的漏 水问题到目前为止仍然是水轮发电机组不能安全稳定连续及满负荷运行的最大 根源。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术中存在的严重不足，而提供一种能将 主轴密封的漏水控制在最小范围，并将漏出的水流进行彻底处理后使其无法进 入轴承，从而使水轮发电机组能够安全稳定连续及满负荷运行的可调式间隙密 封及漏水处理装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
可调式间隙密封及漏水处理装置，包括主轴、主轴外围的机壳和机壳上固 装的固定式静密封环，并且包括甩水环及护罩，其特征在于：在主轴外围的机 壳上固装的固定式静密封环外侧的主轴上装置可调式转动密封环，在转动密封 环或其外侧的主轴上固装甩水环，在位于静密封环、转动密封环和甩水环的上 半部的机壳、轴承盖或其它静止部件上固装护罩及护罩位于甩水环上半部的外 缘下方设置的接水槽。
本发明所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，也可以主要是由主轴外围 的机壳上固装的固定式静密封环，静密封环外侧的主轴上装置的可调式转动密 封环和在转动密封环上或其外侧的主轴上固装的甩水环组成。
本发明所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，还可以主要是由水抡机原 有的主轴密封装置外部的主轴上或轴承外侧的主轴上单独固装的甩水环或固装 的甩水环和其上半部设置的护罩及接水槽组成。
本发明所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，还可以主要是由在主轴外 围的机壳上固装的固定式静密封环和静密封环外侧的主轴上装置的可调式转动 密封环组成。
本发明所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其甩水环的表面或转动密 封环及主轴上还可以设置辅助甩水环，并在甩水环及辅助甩水环的外缘还可以 设置叶片。
本发明所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其转动密封环或主轴表面 位于动静密封面的内侧部位也可以设置叶片。
本发明所述的可调式间隙密封及漏水处理装置，其甩水环上半部的外缘下 方设置的接水槽两侧的出水部位位于甩水环外沿的外侧。
将动静密封面间的间隙由转动密封环调整至接近正负零的状态后，将转动 密封环固定在主轴上，从而使动静密封面间的间隙处于最小状态，并使转动密 封环跟随主轴一起转动。
当水轮机转轮与其外壳间的压力水流进入主轴与动静密封环的内侧时，压 力水流只能从动静密封面间的间隙漏出，而该间隙又处于最小状态，从而使漏 出的水量很小。从动静密封面间间隙的下方漏出的水流则靠其自重自行排出， 从动静密封面间间隙的上方漏出的水流则由甩水环及其叶片甩向静密封环的顶 部后靠其自重排出，或者由甩水环及其叶片甩入护罩下方的接水槽后从其两侧 排出。在从立式机组的动静密封面间的间隙漏出的水流聚积在其下方后可由水 泵排出。
甩水环及辅助甩水环的外缘设置的叶片对漏水在甩出甩水环边沿时能产生 向前的推力，使漏水甩出甩水环后落在其前方静密封环的顶部或护罩上设置的 接水槽内。从而使原来只靠甩水环边沿处的离心力垂直向上甩出的漏水无法再 次落在甩水环的顶部或主轴表面后进入轴承的油箱内。
在转动密封环或主轴表面位于动静密封面的内侧部位设置的叶片，则能有 效减小动静密封面入水口处的水压，从而能够减小动静密封面间的漏水量。
甩水环上半部的外缘下方设置的接水槽两侧的出水部位位于甩水环外沿的 外侧时，从接水槽两侧靠自重流出的水流在直接落向下方的过程中不会落在甩 水环的表面后再次将其带到主轴表面。
当动静密封面间的间隙因漏水及其泥沙的磨损增大后，将转动密封环向内 推进，使动静密封面间的间隙再次调整至接近正负零的状态，并将转动密封环 再次固定在主轴上。
根据以上所述的的构成情况和工作过程，该发明具有如下有益的效果和显 著的进步：
1.该装置能将从主轴密封中漏出的水流进行彻底处理后排出，使漏水 无法进入轴承，从而对水轮发电机组的安全稳定连续及满负荷的运 行提供了可靠保障。
2.该装置能将主轴密封的漏水控制在最小范围。从而会大大减轻排水 系统的排水压力。
3.因该装置的动静密封面间未施加任何外力，因此会大大延长其动静 密封面的使用寿命。