[发明专利]一种海流能发电系统叶轮主轴密封装置

说明书

技术领域

本发明属于新能源发电领域，具体涉及一种海流能发电系统叶轮主轴密封装置。

背景技术

化石能源的过度使用，使得资源短缺和环境恶化的问题日益突出。海流能作为一种清洁、可再生的海洋能资源，具有储量丰富、规律性强、能量密度大等特点，已成为各国开发可再生能源的战略性选择。海流能发电系统是一种新型的利用海流能发电的机械系统。

对于海流能发电系统来说，叶轮主轴伸出机舱处的密封是关键技术之一。由于海流能发电系统工作环境恶劣，叶轮主轴极易磨损，泄漏量大，如果润滑油漏出舱体，会污染海洋环境；同时，海水也会进入舱体内部，使舱内元件受到侵蚀，降低海流能发电系统寿命。另外，在更换密封件时也会极为不便，需要把海流能发电系统提升至水面以上，更换成本较高。在设计海流能发电系统的叶轮主轴密封装置时，既要考虑密封的可靠性和长久性，又要考虑尽量减少密封件摩擦以提高海流能发电系统的效率和启动特性。

由于海流能发电系统在工作时，叶轮主轴处于旋转运动状态，叶轮主轴伸出机舱处的密封方式属于活动轴系密封。现有的海流能发电系统普遍采用组合油封方法和浮动环式机械密封方法。就组合油封方法而言，水下的恶劣工况会加速密封元件的磨损使密封失效，进而产生泄漏，导致机舱内的齿轮箱、发电机等元件的损坏，同时造成水资源污染。就浮动环机械密封方法而言，虽然其密封效果较好、泄漏量小、寿命长，但是其对密封元件的加工精度和安装要求较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种海流能发电系统叶轮主轴密封装置，该海流能发电系统叶轮主轴密封装置采用磁流体密封技术，可以防止海水向机舱内部渗透和防止润滑油向机舱外部泄漏，实现了叶轮主轴伸出机舱处的双向密封。通过分别在两个磁流体密封副之间的腔室和机舱内部腔室充入一定压力的气体、逐级平衡外部海水压力的方式，保证了磁流体密封的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种海流能发电系统叶轮主轴密封装置，该海流能发电系统叶轮主轴密封装置固定装配在海流能发电系统的机舱壳体上，该海流能发电系统叶轮主轴密封装置包括两副磁流体密封副、磁流体自动补给设备、轴盖、密封壳体、内包骨架油封、耐磨套和充气设备，所述轴盖和密封壳体通过螺栓连接固定在一起。所述密封壳体为套筒式结构，所述内包骨架油封、两副磁流体密封副均为圆环式结构，所述内包骨架油封、两副磁流体密封副依次排列装配在所述密封壳体内表面。所述磁流体自动补给设备安装在海流能发电系统的叶轮主轴处。

所述密封壳体上设有四个第一充液孔和一个第一充气孔，所述机舱壳体上设有第二充气孔。所述磁流体自动补给设备通过充液管道与所述第一充液孔相连通，所述充气设备通过充气管道分别与所述第一充气孔、所述第二充气孔相连通。

进一步的，所述磁流体密封副包括永磁体和两个磁极，两个所述磁极分别位于所述永磁体的两侧。所述磁极上设有与所述第一充液孔相对应的第二充液孔，所述第一充液孔与所述第二充液孔通过所述充液管道将所述磁流体自动补给设备与所述磁极的内表面相连通。

进一步的，两个所述磁流体密封副之间设有第一隔磁套，两个所述磁流体密封副与所述第一隔磁套紧贴在一起。所述第一隔磁套上设有与所述第一充气孔相对应的第三充气孔，所述第一充气孔和所述第三充气孔所述充气管道将所述充气设备与所述第一隔磁套的内表面相连通。

进一步的，所述耐磨套套在海流能发电系统的叶轮主轴上，所述耐磨套和所述叶轮主轴之间为过盈配合。所述耐磨套的外表面与所述磁极的内表面之间存在间隙，该间隙中填充磁流体。

进一步的，所述磁极的内表面为锯齿形结构。

进一步的，所述轴盖与所述耐磨套的结合处设有防尘圈。

进一步的，所述轴盖与所述内包骨架油封之间设有隔套

进一步的，所述磁极与所述密封壳体之间设有第一密封圈。

进一步的，所述密封壳体与机舱壳体之间设有第二密封圈。

进一步的，所述内包骨架油封与其相邻近的所述磁流体密封副之间设有第二隔磁套，所述充液管道21为软管。

采用本发明具有如下的有益效果：

1、本发明所述的海流能发电系统叶轮主轴密封装置采用磁流体密封技术，由于磁流体密封属于非接触式密封，具有零泄漏、磨损少、无污染、寿命长等特点，不但可以提高叶轮主轴能量传递效率，从而海流能发电系统的发电效率，还可以提升海流能发电系统的减振降噪效果。