[实用新型]水轮机主轴密封结构

说明书

技术领域

本实用新型属于水利水电技术领域，具体地说，特别涉及水轮机主轴密封结构。

背景技术

水轮机主轴密封是水轮机的一项重要保护，它装在水导轴承的下面，以防止压力水从主轴和顶盖(或支持盖)之间渗漏进机坑内，淹没水导轴承，破坏水导轴承的工作，影响机组的运行。按水轮机主轴密封的工作性质可以分为检修密封和工作密封。

工作密封按照密封结构型式可以分为：

(一)平板密封。平板密封有单层平板密封和双层平板密封，单层平板密封主要是利用单层橡胶板与固定在主轴上的不锈钢转环端面形成密封，靠水压力进行密封，其结构简单，但密封效果没有双平板密封效果好，使用寿命也没有双平板密封长。双层平板密封效果好，但其结构复杂，抬机时漏水。

(二)径向密封。径向密封是由若干块扇形碳精块在钢扇形块内靠弹簧紧压在主轴上，形成一层层的密封，在密封圈内开有小排水孔，将漏出的水由此排出，它主要是在清洁水中密封，在含泥沙水中其耐磨性较差。这种密封结构复杂，安装检修困难，弹簧性能不易保证，磨擦后径向自调量小，所以现在已经基本淘汰被端面密封所代替。

(三)盘根密封。盘根密封是由底封环、盘根、水封环、水封管和压盖等部件组成，它主要是靠底封环和压盖压紧套在中间的盘根，起到密封作用。该密封主要应用在小型卧式机组中。

(四)端面密封。端面密封有机械式和水压式两种。机械端面密封它是依靠弹簧将装有圆形橡胶块的圆盘拖起，使圆形橡胶块和固定在主轴上的不锈刚圆环紧贴起到密封作用。橡胶密封环固定在水轮机的顶盖(或支持盖)上，该种密封结构简单，好调整，但弹簧受力不均匀，容易发生偏卡，磨损，密封性能不稳定。

(五)迷宫环密封。迷宫环密封是近年来出现的一种新型密封。其工作原理是在在水轮机转轮顶部设有泵板装置，由于泵板的吸出作用，主轴法兰始终处于大气之中，轴与轴封间不接触并只有一层空气，该密封有极长的寿命。该主轴密封为不接触迷宫型，由紧靠着轴上的转动套、密封箱和主轴密封排水管等部件组成。但技术难度较大，造价高，特别是对于已投运设备的改造实施难度大，有局限性。

中国专利（公开号CN2756856Y，公开日2006年2月8日）公开了一种水轮机主轴密封装置，使用浮动环及密封块压在主轴的盘台面上，采用高压水清洁压力水进入主轴的盘台面与密封块之间的密封面，浮动环和密封块浮起，清洁压力水一方面平衡来自机组流道的水压，起到密封作用，另一方面在密封面之间形成一层水膜，起到润滑和冷却作用。虽然相比较传统的端面密封有所改进，但是仍存在以下不足之处：

1）主轴的盘台面为平面，要使密封面的封水效果好，密封块必须完全平整放置，难度高；

2）当压力水中掺有杂质时，杂质在密封面上的存在既降低了密封块与主轴盘台面之间的润滑性，也会对密封块与主轴盘台面产生严重的磨损；

3）浮动环上下浮动过程中缺少轴向的导向，浮动环容易发生偏斜、卡位和磨损，密封性能不够稳定。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种封水效果好的水轮机主轴密封结构。

本实用新型的技术方案如下：一种水轮机主轴密封结构，主轴（3）上部的外周形成有保护罩（1），在保护罩（1）的上方设置有水封盖（2），该水封盖（2）环套在主轴（3）的外部，在所述水封盖（2）与保护罩（1）之间设置有浮动环（4）和密封块（5），该浮动环（4）和密封块（5）均环套于主轴（3）外，其中浮动环（4）的断面为L形，浮动环（4）横段的底面与密封块（5）的顶面支撑固定，且浮动环（4）的横段与水封盖（2）之间压有弹簧（6），所述浮动环（4）的纵段与水封盖（2）的内圈口浮动接触，并在浮动环（4）上设有多条按圆周均匀分布的第一水道（7），各第一水道（7）的上端均连接有压力水管（8），在所述密封块（5）上部轴向开有多条与第一水道（7）一一对应的第二水道（7’），在所述密封块（5）下部开有一道沿周向一圈的第三水道（7”）,第三水道（7”）通过各第二水道（7’）与对应的第一水道（7）相连通，在所述保护罩（1）与密封块（5）之间设置有抗磨环（9），该抗磨环（9）环套在主轴（3）外，抗磨环（9）的下端固定在保护罩（1）上，抗磨环（9）的上端水平支撑密封块（5），在抗磨环（9）的上端面由内圈边向外圈边开有多圈环形的凹槽（10），并在抗磨环（9）与密封块（5）的接合面处形成迷宫型密封。