[实用新型]水轮机叶片泵式主轴密封

说明书

技术领域

本实用新型涉及主轴密封技术领域，特别是涉及一种水轮机叶片泵式主轴密封。

背景技术

水轮机主轴与其配合的顶盖（或前盖）在径向上总是有间隙的，水轮机运行时有一部分水流通过该间隙流向上冠与顶盖（或前盖）的腔中，水轮机主轴密封的作用便是用来减小或阻止上述水流。

现有技术中，有两种密封形式被广泛运用于水轮发电机组中的主轴密封中，其中一种密封形式时多针对立式机组，密封的原理是橡胶密封圈在工作水的水压作用下与抗磨环接触，而橡胶密封圈置于密封座的U型槽内，机组运行中，橡胶密封圈端面与抗磨环摩擦，漏水无法越过这一摩擦副沿主轴流出，从而达到密封止水的作用。另外一种密封形式多针对卧式机组：通过压环压紧柔性盘根，盘根与主轴紧密接触，在运行中盘根与主轴形成摩擦副，从而阻止漏水沿主轴流出达到密封止水作用，其中，第二种密封形式也被广泛运用于其他密封环境，如作为阀门的阀杆密封件。

两种密封形式发挥密封止水都是通过摩擦副的接触阻断漏水通道而实现的。但是，两种主轴密封都存在类似的缺陷：经历较短的运行时间密封失效、漏水增大，需停机检修、更换。密封失效原因是：摩擦副的磨损退让。在立式机组中，在工作水的压力作用下橡胶密封圈可沿U型槽向前移动，使其端面始终与抗磨环接触，我们称之为磨损补偿。但实际存在的问题是主轴密封的摩擦副磨损退让严重，橡胶密封圈在补偿的过程中很快出现失效，而后仅能采用停机检修或更换摩擦副的办法来解决漏水问题。对于卧式机组，若盘根与主轴密封套磨损严重，也必须停止更换。当然，也有立式机组采用与橡胶密封圈这一主轴密封结构，在电站的库容较大，泥沙沉淀充分，水质较好的情况下，主轴密封结构磨损较小、补偿作用短时间内不会失效，使用周期较长，密封效果良好。而对于数量占绝大多数的中小电站而言，特别是夏季，河水的泥沙含量很重，密封失效造成主轴漏水成了电站一个突出问题，甚至严重影响到电站的发电量。

实用新型内容

针对上述提出的主轴密封失效漏水问题突出，影响到电站发电量的问题，本实用新型提供了一种水轮机叶片泵式主轴密封，本主轴密封能够在主轴的特定轴向长度上，得到更长长度的密封流道，以得到更好的主轴密封效果。

本实用新型提供的水轮机叶片泵式主轴密封通过以下技术要点来解决问题：水轮机叶片泵式主轴密封，包括动环座及静环座，所述动环座上安装有动齿环，所述静环座上安装有静齿环，所述动齿环及静齿环均为侧面上设置有多个环形齿的筒状结构，所述环形齿均为位于动齿环或静齿环周向上的环形结构，所述动齿环及静齿环两者的数量均为N个，所述N为大于1的整数，动齿环与静齿环组成N组迷宫密封面，每组迷宫密封面中均包括一个动齿环和一个静齿环，在动环座安装于主轴上后及静环座安装于机壳上后，N组迷宫密封面沿着主轴的径向方向分布；

且N组迷宫密封面依次串联在静环座与动环座之间的泄漏流道中；

每组迷宫密封面中，动齿环上的环形齿与静齿环上的环形齿呈交叉关系。

具体的，本主轴密封在使用时，以上动环座安装于主轴上，静环座安装于叶片泵的机壳上，这样，安装在动环座上动齿环随主轴同速转动，静齿环为静止状态，这样，转动的动齿环与静止的静齿环组成一组迷宫密封面，动齿环上的环形齿与静齿环上的环形齿呈交叉关系，可使得以上的迷宫密封面为一组疏齿密封面。作为本领域技术人员，在一组迷宫密封面中，若动齿环位于静齿环的外侧，则动齿环上的环形齿需设置在动齿环的内侧，静齿环上的环形齿需设置在静齿环的外侧，反之，动齿环上的环形齿位于动齿环的外侧，静齿环上的环形齿位于静齿环的内侧。

进一步的，本方案中，进一步限定为：N组迷宫密封面沿着主轴的径向方向分布、组迷宫密封面依次串联在静环座与动环座之间的泄漏流道中，这样，便于实现在现有技术中主轴上已有的密封件安装长度上，得到多组迷宫密封面，即所述多组迷宫密封面沿着主轴的径向方向上排列，这样，在主轴上用于安装密封件的特定轴向长度的基础上，可通过多组迷宫密封面层叠，得到更长的密封流道，以上更长的密封流道将使得介质流出泄漏流道具有更大的阻力，从而，可使得疏齿密封这样的无接触密封形式能够运用于水轮机叶片泵的周向密封上，通过限定为多组迷宫密封面为层叠关系，可使得在较短的安装长度上，即在现有叶片泵主轴的密封件安装位置上，完成本主轴密封的安装后，亦能够实现叶片泵主轴的良好密封。

综上，本案提供的主轴密封形式可在不改变现有叶轮机叶片泵尺寸和结构的基础上，将无接触式密封件安装在叶片泵上，本主轴密封不仅能够长时间工作，且在工作期间能够发挥良好的密封效果。

更进一步的技术方案为：