專利名稱：可調式間隙密封及漏水處理裝置的制作方法
技術領域：
可調式間隙密封及漏水處理裝置屬于一種在水輪發電機組中水輪機的主軸 密封裝置，尤其涉及一種在臥式水輪發電機組中水輪機主軸的可調式間隙密封 及漏水處理裝置。
背景技術：
目前，水輪機主軸的密封裝置有在主軸與機殼間由壓蓋壓入石棉等密封材
料的盤根密封裝置；由抗磨環及橡皮板組成的橡膠平板密封裝置；由轉環、密 封塊、彈簧或壓力水等組成的機械式或液壓式端面密封裝置；由碳精密封塊、 頂緊塊、彈簧、潤滑水管等組成的徑向密封以及水泵密封等密封裝置。并且還 有將主軸與外殼的間隙設置在較小的狀態下，在位于外殼外側的主軸上固裝甩 水環及護罩的密封結構。
由于以上各接觸式密封裝置，均通過壓蓋、彈簧、壓力水等向接觸面施加 一定程度的外力后，才能阻止由水輪機轉輪與其外殼間竄入的未作功前便進入 主軸密封的壓力水流。因水輪機屬于長期不間斷運轉的機械，因此在水輪機運 轉很短的時段內便可將接觸密封結構的動靜接觸面部件損毀，從而使壓力水流 從主軸密封中漏出。漏出主軸密封的水流在主軸表面離心力的作用下四處飛濺， 飛濺至主軸頂部的漏水便會不斷地再次落向主軸表面，最終從主軸表面與水導 軸承及推力軸承的間隙屮竄入該軸承的油箱內。由于油箱內的潤滑稀油在主軸 轉動時不斷地循環，因此竄入油箱內的漏水不但不能沉向潤滑稀油的底層，而
3且迅速與潤滑稀油混為一體，并使潤滑稀油乳化變質。變質后潤滑稀油因其潤 滑性能的下降會很快導致承受巨大水推力的推力軸承及水導軸承的燒瓦事故。 當進入水輪機的壓力水流中含有泥沙時，接觸密封的動靜接觸面損毀更快，從 而使無間隙的接觸密封結構，在水輪機運轉很短的時段內便成為大間隙的運行 狀態。間隙設置在較小的狀態下并在其外側固裝有甩水環及護罩的密封結構， 當其間隙因水流及其泥沙的磨損而不斷增大后，很難再將其間隙恢復至其原來 的狀態，并且其甩水環甩向主軸上方的漏水將會再次落向主軸表面后最終進入 軸承。
公告號為CN2422490Y公開的《臥式水輪機主軸密封裝置》由安裝在頂蓋上 的一個密封箱，密封箱內主軸上安裝的一個一端為法蘭盤狀另一端為錐形狀的 轉環，轉環與頂蓋之間通過壓環固裝的一個橡膠平板等組成，并在密封箱上與 轉環錐形環相對的地方有一個與錐形相對應斜面。其不足之處是橡膠平板為接 觸式密封結構，當其損毀后即有大量壓力水流從大圓周的間隙內直接噴出后從 密封箱和主軸間漏出，并且從密封箱落在轉環錐形內表面的水流，將會由轉環 帶入密封箱的斜面，并從斜面流動至主軸表面后漏出。因此，該裝置即不能控 制漏水量，又不能徹底阻止漏水進入水輪機軸承。
由于主軸密封的漏出是由未作功前便進入水輪機轉輪與其外殼間的壓力水 流造成，在轉輪上設置的泄水孔又因其泄水方向與轉輪運轉時離心力的方向相 反，使該水流無法有效排出，甚至會出現反向充水的可能。因此，當水輪機在 滿負荷狀態運行時，進入主軸密封的壓力水流的水壓最大，從而造成的漏水也 最大。為防止漏水進入軸承，必須要減去水輪機的部分負荷，從而使機組無法 在滿負荷狀態下長期穩定地運行。此外，當主軸密封的漏水過大時還會造成淹 沒機房及設備等更大損失的事故。而主軸與水輪機外殼之間的相對運動使主軸密封的漏水問題至今無法徹底解決。因此，在水力發電生產中，主軸密封的漏 水問題到目前為止仍然是水輪發電機組不能安全穩定連續及滿負荷運行的最大 根源。
發明內容
本發明的目的在于克服以上現有技術中存在的嚴重不足，而提供一種能將 主軸密封的漏水控制在最小范圍，并將漏出的水流進行徹底處理后使其無法進 入軸承，從而使水輪發電機組能夠安全穩定連續及滿負荷運行的可調式間隙密 封及漏水處理裝置。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。
可調式間隙密封及漏水處理裝置，包括主軸、主軸外圍的機殼和機殼上固 裝的固定式靜密封環，并且包括甩水環及護罩，其特征在于在主軸外圍的機 殼上固裝的固定式靜密封環外側的主軸上裝置可調式轉動密封環，在轉動密封 環或其外側的主軸上固裝甩水環，在位于靜密封環、轉動密封環和甩水環的上 半部的機殼、軸承蓋或其它靜止部件上固裝護罩及護罩位于甩水環上半部的外 緣下方設置的接水槽。
本發明所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，也可以主要是由主軸外圍 的機殼上固裝的固定式靜密封環，靜密封環外側的主軸上裝置的可調式轉動密 封環和在轉動密封環上或其外側的主軸上固裝的甩水環組成。
本發明所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，還可以主要是由水掄機原 有的主軸密封裝置外部的主軸上或軸承外側的主軸上單獨固裝的甩水環或固裝 的甩水環和其上半部設置的護罩及接水槽組成。
本發明所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，還可以主要是由在主軸外圍的機殼上固裝的固定式靜密封環和靜密封環外側的主軸上裝置的可調式轉動 密封環組成。
本發明所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其甩水環的表面或轉動密 封環及主軸上還可以設置輔助甩水環，并在甩水環及輔助甩水環的外緣還可以 設置葉片。
本發明所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其轉動密封環或主軸表面 位于動靜密封面的內側部位也可以設置葉片。
本發明所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其甩水環上半部的外緣下 方設置的接水槽兩側的出水部位位于甩水環外沿的外側。
將動靜密封面間的間隙由轉動密封環調整至接近正負零的狀態后，將轉動 密封環固定在主軸上，從而使動靜密封面間的間隙處于最小狀態，并使轉動密 封環跟隨主軸一起轉動。
當水輪機轉輪與其外殼間的壓力水流進入主軸與動靜密封環的內側時，壓 力水流只能從動靜密封面間的間隙漏出，而該間隙又處于最小狀態，從而使漏 出的水量很小。從動靜密封面間間隙的下方漏出的水流則靠其自重自行排出，
從動靜密封面間間隙的上方漏出的水流則由甩水環及其葉片甩向靜密封環的頂 部后靠其自重排出，或者由甩水環及其葉片甩入護罩下方的接水槽后從其兩側
排出。在從立式機組的動靜密封面間的間隙漏出的水流聚積在其下方后可由水
泵排出。
甩水環及輔助甩水環的外緣設置的葉片對漏水在甩出甩水環邊沿時能產生 向前的推力，使漏水甩出甩水環后落在其前方靜密封環的頂部或護罩上設置的 接水槽內。從而使原來只靠甩水環邊沿處的離心力垂直向上甩出的漏水無法再 次落在甩水環的頂部或主軸表面后進入軸承的油箱內。在轉動密封環或主軸表面位于動靜密封面的內側部位設置的葉片，則能有 效減小動靜密封面入水口處的水壓，從而能夠減小動靜密封面間的漏水量。
甩水環上半部的外緣下方設置的接水槽兩側的出水部位位于甩水環外沿的 外側時，從接水槽兩側靠自重流出的水流在直接落向下方的過程中不會落在甩 水環的表面后再次將其帶到主軸表面。
當動靜密封面間的間隙因漏水及其泥沙的磨損增大后，將轉動密封環向內 推進，使動靜密封面間的間隙再次調整至接近正負零的狀態，并將轉動密封環 再次固定在主軸上。
根據以上所述的的構成情況和工作過程，該發明具有如下有益的效果和顯 著的進步
1. 該裝置能將從主軸密封中漏出的水流進行徹底處理后排出，使漏水 無法進入軸承，從而對水輪發電機組的安全穩定連續及滿負荷的運 行提供了可靠保障。
2. 該裝置能將主軸密封的漏水控制在最小范圍。從而會大大減輕排水 系統的排水壓力。
3. 因該裝置的動靜密封面間未施加任何外力，因此會大大延長其動靜 密封面的使用壽命。
下面將結合附圖及實施例對本發明作詳細的說明。
圖1是將一臺現有臥式水輪發電機組的主軸密封裝置改裝為可調式間隙密 封及漏水處理裝置的剖面圖，該圖清晰表達了該裝置的整體布置結構。
圖2是將一臺現有臥式水輪機主軸的盤根密封裝置改裝為可調式間隙密封及漏水處理裝置的剖面圖。
圖3是在一臺臥式水輪機原有的主軸密封裝置之后的主軸上加裝漏水處理 裝置的剖面圖。
圖4是在大型立式水輪機中裝設可調式間隙密封裝置的剖面圖。
以上各圖中的標號分別代表l.導葉；2.泄水孔；3.止水環；4.轉輪；5. 主軸；6.控制環；7.機殼；8.靜密封環；9.輔助甩水環；10.葉片；ll.甩水環； 12.護罩及接水槽；13.轉動密封環；14.填料；15.壓蓋；16.軸承；17.排水管； 18.示流器；19.原有主軸密封裝置；20.檢修密封；21.抬機密封；22.水泵。
具體實施例
圖1示出了本發明的第一個實施例。該實施例詳細說明了將一臺現有的水 輪發電機組的主軸密封裝置改裝為可調式間隙密封及漏水處理裝置的整體結構 事例。
如圖1所示主軸5的端部裝置有具有泄水孔2的轉輪4，轉輪4外圍裝置 有機殼7和導葉1，轉輪4與機殼7之間設置有止水環3。在主軸5外圍的機殼 7上固裝固定式靜密封環8，靜密封環8外側的主軸5上裝置可調式轉動密封環 13，在轉動密封環13上固裝甩水環11，甩水環11上設置有輔助甩水環9，尼 水環11和輔助甩水環9的外緣分別設置有葉片10和葉片10'。在轉動密封環 13尾端裝置有壓蓋15，壓蓋15與轉動密封環13之間壓入填料14。在位于轉動 密封環13和甩水環11及輔助甩水環9的上半部的機殼7上固裝護罩及其接水 槽12，并使接水槽位于甩水環ll上半部的外緣下方，接水槽兩側的出水部位位 于甩水環11外沿的外側。在甩水環11及接水槽12的下方設置有排水管17，排 水管17的出水端設置有示流器18。將動靜密封面間的間隙由轉動密封環調整至接近正負零的狀態后，將轉動 密封環通過壓蓋及填料固定在主軸上，從而使動靜密封面間的間隙處于最小狀 態，并能使轉動密封環跟隨主軸順利轉動。
在甩水環及輔助甩水環的外緣設置的葉片，能使即將甩出甩水環外沿的水 流產生向前的推力，從而使水流落入靜密封環的頂部或護罩下方的接水槽中。 壓蓋及填料即能將轉動密封環和主軸固定在一起，又能將轉動密封環和主軸間 的間隙嚴密封堵。
當水輪機轉輪與其外殼間的壓力水流進入主軸與動靜密封環的內側時，壓 力水流只能從動靜密封面間的間隙漏出，而動靜密封面間的間隙又處于最小狀 態，從而使漏出的水量很小。從動靜密封面間間隙的下方漏出的水流則靠其自 重自行排出，從動靜密封面間間隙的上方漏出的水流則由輔助甩水環及其葉片 甩向靜密封環的頂部后靠其自重排出，并將甩向甩水環頂部的漏水由該甩水環 及其葉片逐步甩入護罩下方的接水槽后從其兩側排出。因動靜密封面間未施加 任何外力，從而使動靜密封面的使用壽命會大大延長。
當排水管出水端示流器的指針指向較大刻度時，動靜密封面間的間隙則因 漏水及其泥沙的磨損處于較大狀態。此時即可將轉動密封環向內推進，使動靜 密封面間的間隙再次調整至接近正負零的狀態，并將轉動密封環再次固定在主 軸上。
圖2示出了本發明的第二個實施例。該實施例詳細說明了將一臺現有水輪 機主軸的盤根密封裝置改裝為可調式間隙密封及漏水處理裝置的結構事例。
如圖2所示在主軸5外圍的機殼7位于裝置原盤根壓蓋的部位固裝固定 式靜密封環8，靜密封環8外側的主軸5上裝置可調式轉動密封環13，在轉動 密封環13上固裝甩水環11，甩水環11的外緣設置有葉片10。在轉動密封環13尾端裝置有壓蓋15，壓蓋15與轉動密封環13之間壓入填料14。
將動靜密封面間的間隙由轉動密封環調整至接近正負零的狀態后，將轉動 密封環通過壓蓋及填料固定在主軸上，從而使動靜密封面間的間隙處于最小狀 態，并能使轉動密封環跟隨主軸順利轉動。
當水輪機轉輪與其外殼間的壓力水流進入主軸與動靜密封環的內側時，壓 力水流只能從動靜密封面間的間隙漏出，而動靜密封面間的間隙又處于最小狀 態，從而使漏出的水量很小。從動靜密封面間間隙的下方漏出的水流則靠其自 重自行排出，從動靜密封面間間隙的上方漏出的水流則由甩水環及其葉片甩向 靜密封環的頂部后靠其自重排出。
當動靜密封面間的間隙因漏水及其泥沙磨損至較大狀態后，將轉動密封環 向內推進，使動靜密封面間的間隙再次調整至接近正負零的狀態，并將轉動密 封環再次固定在主軸上。
圖3示出了本發明的第三個實施例，該實施例詳細說明了在一臺水輪機原
有的主軸密封裝置之后的主軸上加裝漏水處理裝置的結構事例。
如圖3所示在位于水輪機的原有主軸密封裝置19之后的主軸5上固裝甩 水環11，甩水環11的外緣設置有葉片10。在位于甩水環11上半部的軸承16 和原有主軸密封裝置19上固裝護罩及其接水槽12，并使接水槽位于甩水環11 上半部的外緣下方，接水槽兩側的出水部位位于甩水環11外沿的外側。
從原有主軸密封裝置的下方漏出的水流則靠其自重自行排出，從原有主軸 密封裝置的上方漏出的水流的一部分從護罩表面落下后靠其自重自行排出，另 一部分則由甩水環及其葉片逐步甩入護罩下方的接水槽后從其兩側排出。
圖4示出了本發明的第四個實施例，該實施例詳細說明了在一臺大型立式水輪機中裝設可調式間隙密封裝置的結構事例。
如圖4所示在主軸5與其外圍的機殼7之間設置有抬機密封21，機殼7
的頂部固裝有固定式靜密封環8，靜密封環8的底部設置有檢修密封20，其頂 部的主軸5上裝置有可調式轉動密封環13，在轉動密封環13位于動靜密封面的 內側部位設置有葉片IO。在轉動密封環13的頂端裝置有壓蓋15，壓蓋15與轉 動密封環13之間壓入填料14。在靜密封環8外圍的機殼7上還裝置有排水水泵 22。
將動靜密封面間的間隙由轉動密封環調整至接近正負零的狀態后，將轉動 密封環通過壓蓋及填料固定在主軸上，從而使動靜密封面間的間隙處于最小狀 態，并能使轉動密封環跟隨主軸順利轉動。
當水輪機轉輪與其外殼間的壓力水流進入主軸與動靜密封環的內側時，在 轉動密封環位于動靜密封面的內側部位設置的葉片能夠減小動靜密封面入水口 處的水壓，從而能夠減小動靜密封面間的漏水量。從動靜密封面間間隙漏出的 水流則聚積在機殼頂部后由水泵排出。
當動靜密封面間的間隙因漏水及其泥沙磨損至較大狀態后，將轉動密封環 向下推進，使動靜密封面間的間隙再次調整至接近正負零的狀態，并將轉動密 封環再次同定在主軸上。
權利要求
1.可調式間隙密封及漏水處理裝置，包括主軸、主軸外圍的機殼和機殼上固裝的固定式靜密封環，并且包括甩水環及護罩，其特征在于在主軸外圍的機殼上固裝的固定式靜密封環外側的主軸上裝置可調式轉動密封環，在轉動密封環或其外側的主軸上固裝甩水環，在位于靜密封環、轉動密封環和甩水環的上半部的機殼、軸承蓋或其它靜止部件上固裝護罩及護罩位于甩水環上半部的外緣下方設置的接水槽。
2. 根據權利要求1所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其特征還在于該 裝置也可以主要是由機殼上固裝的固定式靜密封環，其外側的主軸上裝置的可 調式轉動密封環和在轉動密封環或其外側的主軸上固裝的甩水環組成。
3. 根據權利要求1所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其特征還在于該 裝置還可以主要是由水輪機原有的主軸密封裝置外部的主軸上或軸承外側的主 軸上單獨固裝的甩水環或固裝的甩水環和其上半部設置的護罩及接水槽組成。
4. 根據權利要求1所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其特征還在于該 裝置還可以主要是由機殼上固裝的固定式靜密封環和其外側的主軸上裝置的可 調式轉動密封環組成。
5. 根據權利要求1、 2或3所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其特征還在于甩水環的表面或轉動密封環及主軸上還可以設置輔助甩水環，并在甩水環 及輔助甩水環的外緣還可以設置葉片。
6. 根據權利要求1、 2或4所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其特征還在于轉動密封環或主軸表面位于動靜密封面的內側部位也可以設置葉片。
7. 根據權利要求1或3所述的可調式間隙密封及漏水處理裝置，其特征還在于: 甩水環上半部的外緣下方設置的接水槽兩側的出水部位位于甩水環外沿的外
全文摘要
可調式間隙密封及漏水處理裝置屬于一種在水輪發電機組中水輪機的主軸密封裝置，尤其涉及一種在臥式水輪發電機組中水輪機主軸的可調式間隙密封及漏水處理裝置。該裝置主要由固定式靜密封環、可調式轉動密封環，在轉動密封環或其外側的主軸上固裝的甩水環，以及護罩和在護罩上設置的接水槽等組成。該裝置能將主軸密封的漏水控制在最小范圍，并將漏出的水流進行徹底處理后使其無法進入軸承，從而使水輪發電機組能夠安全穩定連續及滿負荷運行。
文檔編號F03B11/00GK101566119SQ200910141689
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月19日 優先權日2009年4月3日
發明者黃國宏 申請人:黃國宏