[实用新型]混流式水轮机转轮下环与下止漏环的螺旋迷宫密封

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混流式水轮机转轮下环与下止漏环的螺旋迷宫密封。

背景技术

混流式水轮机转轮在旋转工作时，有少量水会从转轮与下止漏环之间的间隙流出，造成容积损失。因此需要在转轮下环与下止漏环之间设计非接触式密封结构，抑制下环与下止漏环之间的间隙流，降低容积损失，提高机组效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够抑制下环与下止漏环之间的间隙流，降低容积损失，提高机组效率的混流式水轮机转轮下环与下止漏环的螺旋迷宫密封，本实用新型的技术方案为：

根据转轮工作时的旋转方向（9）确定转轮（8）下环密封面（2）上的旋转螺旋密封槽（1）是左旋还是右旋：如果转轮（8）的旋转方向（9）为俯视顺时针旋转，则在转轮（8）下环密封面（2）的旋转螺旋密封槽（1）为右旋，在下止漏环（4）上的固定螺旋密封槽（7）为左旋；如果转轮（8）旋转方向（9）俯视逆时针旋转，则转轮（8）下环密封面（2）为左旋螺旋槽（1），下止漏环（4）上为右旋螺旋槽（7）。

在转轮（8）下环密封面（2）上设计旋转螺旋密封槽（1），在下止漏环（4）密封面（6）上的相应位置设计与转轮下环密封面（2）方向相反的固定螺旋密封槽（7），从而形成转轮（8）与下止漏环（4）之间的螺旋迷宫密封。

下环（3）旋转螺旋密封槽（1）的以下参数：螺旋头数、螺旋角α_r、螺距p_r、螺纹宽度w_r、螺纹深度d_r以及下止漏环（4）固定螺旋密封槽（7）的以下参数：螺旋头数、螺旋角α_s、螺距p_s、螺纹宽度w_s、螺纹深度d_s需要根据水轮机额定转速、水轮机工作水头范围、

转轮（8）与下止漏环（4）之间的间隙（5）大小、转轮外径以及止漏面配合高度h来确定。

本实用新型的技术效果如下：

1）本实用新型首次将螺旋迷宫密封应用在混流式水轮机转轮（8）与下止漏环（4）之间的密封上，通过采用合适的结构设计有效达到非接触密封的目的；

2）本实用新型首次根据水轮机工作主要参数（额定转速、工作水头）、转轮（8）与下止漏环（4）配合的主要尺寸（间隙（5）大小、转轮外径、止漏面配合高度）来确定螺旋密封槽的主要参数；

3）本实用新型通过反向螺旋密封槽（1）（7）的联合作用，使得转轮（8）在旋转过程中，螺旋迷宫密封能够形成紊流，有效阻止水流从下环（3）与下止漏环（4）之间的间隙（5）进入下游，起到非接触密封的目的。

附图说明

图1.混流式水轮机转轮下环螺旋迷宫密封整体结构

图2.混流式水轮机转轮下环与下止漏环配合图

图3.转轮下环螺旋密封槽结构图

图4.下止漏环固定螺旋密封槽结构图

具体实施方式

如图1所示，首先需要根据转轮旋转方向确定螺旋密封槽的方向：如果转轮8的旋转方向为俯视顺时针旋转，则按照图3所示在转轮8下环密封面2设计右旋螺旋槽1，按照图4所示在下止漏环4相应位置设计左旋螺旋槽7，如果转轮8旋转方向相反，则在图3中的转轮8下环密封面2设计左旋螺旋槽1在图4中下止漏环4密封面6上设计的右旋螺旋密封槽7。这样如图2所示，转轮8下环密封面2上的螺旋密封槽1与下止漏环上4密封面6上的螺旋密封槽7组成了螺旋迷宫密封。

在设计螺旋密封槽1时应根据水轮机额定转速、水轮机工作水头范围、转轮8与下止漏环4之间的间隙5大小、转轮外径以及止漏面配合设计确定转轮8下环3螺旋密封槽1的螺旋头数、螺旋角α_r、螺距p_r、螺纹宽度w_r、螺纹深度d_r等主要参数以及下止漏环4螺旋密封槽7的螺旋头数、螺旋角α_s、螺距p_s、螺纹宽度w_s、螺纹深度d_s。在附图中我们以转轮是俯视顺时针旋转为例进行说明（当转轮逆时针旋转螺旋方向与此相反），通过附图1、2可以看出，在转轮8处于俯视顺时针旋转工作的状态下，水流进入下环3与下止漏环4之间的间隙5时，在下环3旋转螺旋密封槽1与下止漏环4方向相反的固定螺旋密封槽7的作用下，会产生与流动方向相反的涡流，并形成紊流，产生压力，阻止水流进一步进入该间隙5，从而有效地起到了密封的目的。