[实用新型]水轮机密封装置

说明书

本实用新型涉及一种工作在水轮机组主轴部位的密封装置。尤其是能灵活操作、快速准确调整密封位置、正常实现密封功能的密封装置。

对于水电站运行的水轮发电机组，其水轮机主轴工作密封装置主要的功能是密封机组运行中主轴下方的漏水。公知的技术是现在普遍采用一种用压力水操作的活塞式橡胶密封圈密封装置。这种密封装置主要有三个部件。装配后这三个部件形成动、静配合关系，发挥密封功能。是一种机械端平面密封装置。密封装置的三个主要部件分别是密封转环、橡胶密封圈、密封座。工作时，密封转环安装在(转动运行的)主轴上方，与安装在其下方的密封座中的橡胶密封圈形成一动一静平面密封结构，并利用两者其端平面的机械配合发挥密封作用。传统结构中，这种密封装置其橡胶密封圈在运行中由于与转环是转动动态平面配合密封关系，密封端平面始终处在摩擦或边界摩擦状态，因而端平面不断磨损，需要经常用水压向上不断微调调整其位置，补偿密封平面的尺寸损失。但是，由于橡胶密封圈装配在密封座的水箱腔环槽结构内，由于橡胶密封圈与密封座水箱腔环槽结构配合部位设计有操作水压力下的压力配合，由于存在因密封圈材料特性产生的尺寸精度偏差经常过大造成的过盈紧配合，虽然橡胶为弹性可变形材料，水压下可以操作移动，但因为上述压紧力的存在且由于一般橡胶与钢铁材料间的摩擦系数很高高达0.6左右，造成操作时摩擦阻力也很大的情况。在此情况下，运行中当需要少量移动橡胶密封圈向上运行补偿微小尺寸时，难以用额定设计水压快速准确移动橡胶密封圈到合理位置。目前，为防止因转环密封平面、橡胶密封圈密封端平面运行中磨损间隙变大以后引起漏水量过大，需要移动密封圈补偿时，为克服过大的操作阻力经常采用比较盲目地加大操作水压的方式强制移动橡胶密封圈进行补偿。这产生了操作参数(压力)偏离设计规范，不能微调控制移动尺寸，密封圈与转环配合平面出现超合理压力配合的问题。这使相应的密封部件磨损加快，出现寿命减短的问题。因此，传统密封装置存在调整迟缓，不能快速准确控制密封位置，密封圈及密封转环，易磨损、使电站检修更换频繁并增加运行成本的缺点。

本实用新型的目的就是提供一种水轮机密封装置，它具有操作磨擦阻力小，调整反应迅速，可靠及工作寿命长的特点。它克服了原有密封装置的缺点，能满足水轮机运行时密封装置始终正常工作的需要。    

本实用新型的目的是这样实现的：将传统水压操作活塞式密封装置中的密封座部件其与橡胶密封圈配合的工作腔(槽状结构)内、外圆面部位加工设置或复合上低摩擦系数的材料。所需的低摩擦系数材料可以在铜基材料、工程塑料、石墨材料以及复合材料中选取。在这种密封装置中，当橡胶密封圈在设置有低摩擦系数材料的密封座中水压操作移动时，因摩擦系数可从0.6降到0.04-0.25，操作阻力大幅度下降。

除了在密封座环槽内设置低摩擦系数的材料这一方法外，也可以按同样道理在橡胶密封圈的内、外圆表面设置(复合)上减摩材料(如聚四氟乙烯材料)包括石墨材料的结构型式实现本实用新型的目的。

由于采用上述方案，密封装置能实现在正常的工作参数(压力)下灵活操作动作、准确控制密封位置的目的。由于操作灵活，密封经常处在合理水压控制工作位置的情况，因此密封圈不易烧毁及磨损失效。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构原理图。

图中1是已设置有低摩擦系数材料的密封座部件；2是内外圆表面复合有低摩擦系数材料的橡胶密封圈部件；3是转环部件；4是水轮机主轴；5是压力水；6是从主轴下方过来的漏水；7是密封座1环槽上面复合的减摩材料层。

图2是传统密封座8剖面示意图，它具有一环槽结构9，用钢铁材料制造。

图3是在槽状结构9上内外圆面上全面设置了具有低摩擦系数特性材料的密封座部件1。

实现本实用新型的最好形式是直接选用图3所示结构的密封座部件1。因为密封座1作为机座类零部件一次加工长期使用，不会经常更换。符合机器设计的一般原则。此外，采用这种结构的密封座其水箱槽状结构9的内、外圆面可以是布置有一层聚四氟乙烯涂料的型式，由于聚四氟乙烯材料的动、静摩擦系数均只有0.04左右，在这种结构中橡胶密封圈能轻松灵活地启动和操作移动，与上方的密封转环3工作平面在合理的水压下配合密封漏水。所以采用图3结构密封座部件的本实用新型是最好的选择。

如果采用内、外圆面布置有减摩材料的橡胶密封圈2作为实现本实用新型的形式，则作为易损件的橡胶密封圈2，由于其每件都具有减摩材料层，相对成本本身就较单一橡胶材料为高。这样，随着更换数量的增加，消耗配件的成本会急剧增加，这是很不经济的。

工作中，橡胶密封圈环状两圆面紧贴密封座槽内外圆面配合，只在操作水压下向上移动调整上端平面位置，无水压时处于自由状态(可下落)。密封圈需紧贴密封槽两侧面，一方面是为保证配合的稳定性，另一方面是因为必须封堵操作用压力水，防止压力水泄漏产生操作压力损失。