一种用于电站水轮机的主轴密封结构的制作方法

1.本实用新型涉及电站水轮机技术领域，具体为一种用于电站水轮机的主轴密封结构。


背景技术：

2.电站水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械，电站水轮机是用于提灌和驱动粮食加工器械，现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电，在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。
3.电站水轮机在使用驱动的过程中，通常需要对主轴进行密封防护，以保证电站水轮机运行的效果，例如中国专利cn215848058u中提出的一种水轮机主轴支撑结构，具备通过安装板上的螺钉插入主轴底板的连接口中，将两块夹持板卡入主轴的卡槽中，启动电机带动螺杆转动，螺杆旋转插入螺孔板中，实现两块夹持板卡紧，即可以对主轴进行支撑，防止其悬空，而夹持板夹紧的时候，螺钉在连接口内移动的优点，但是该设计存在着密封效果较差的缺点，导致水轮机的输出功率过大容易使主轴密封失效，将直接威胁水轮机组安全运行，使得水导轴承油盆进水导轴瓦损坏，从而造成机组非计划停运，可能造成设备损坏，将其修复，工作量大，工期长，直接影响电站发电量，可能导致水淹厂房的事故。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于电站水轮机的主轴密封结构，具备密封效果较好等优点，解决了现有的电站水轮机的主轴存在着密封效果较差的缺点，导致水轮机的输出功率过大容易使主轴密封失效，将直接威胁水轮机组安全运行，使得水导轴承油盆进水导轴瓦损坏，从而造成机组非计划停运，可能造成设备损坏，将其修复，工作量大，工期长，直接影响电站发电量，可能导致水淹厂房的事故的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于电站水轮机的主轴密封结构，包括水轮机转轮，所述水轮机转轮的顶部固定连接有转轮法盘，所述转轮法盘的顶部活动连接有主轴法盘，所述主轴法盘的顶部固定连接有固定主轴，所述固定主轴的顶端固定连接有连接法盘，所述水轮机转轮的顶部活动连接有转轮顶盖，所述转轮顶盖的顶部活动连接有密封底座，所述密封底座的顶部活动连接有外盖板，所述固定主轴的外侧活动连接有密封转环，所述密封转环的底部活动连接有密封块，所述密封块的外侧活动连接有密封圈。
6.进一步，所述密封块的内侧活动连接有定位销，所述定位销与密封底座活动连接，所述密封块和密封底座的内侧均开设有定位槽，所述定位销位于定位槽的内侧。
7.进一步，所述主轴法盘的顶部活动连接有防护罩，所述固定主轴的外侧活动连接有护轴套，所述防护罩的内侧活动连接有连接销，所述连接销与活动螺丝活动连接。
8.进一步，所述密封底座与转轮顶盖相对的一侧之间活动连接有空气围带，所述主
轴法盘和转轮法盘均与空气围带活动连接。
9.进一步，所述密封底座的内侧螺纹连接有连接螺钉，所述连接螺钉的底端依次贯穿密封底座和转轮顶盖并延伸至转轮顶盖的内侧。
10.进一步，所述主轴法盘的内侧螺纹连接有活动螺丝，所述转轮法盘与活动螺丝螺纹连接，所述活动螺丝的外侧活动连接有弹簧垫圈，所述活动螺丝的底端依次贯穿弹簧垫圈、主轴法盘和转轮法盘并延伸至转轮法盘的内侧。
11.进一步，所述转轮顶盖的顶部固定连接有活动螺栓，所述活动螺栓的外侧螺纹连接有活动螺母，所述活动螺栓的顶端依次贯穿密封底座和活动螺母并延伸至活动螺母的上方。
12.进一步，所述密封底座和外盖板的内侧均开设有密封槽，所述密封圈位于密封槽的内侧，所述密封底座和外盖板均与密封圈活动连接。
13.进一步，所述主轴法盘的顶部开设有固定圆槽，所述活动螺丝的顶部固定连接有螺丝头，且螺丝头和弹簧垫圈均位于固定圆槽的内侧，所述防护罩位于螺丝头的上方。
14.进一步，所述密封底座与主轴法盘活动连接，所述密封块位于密封底座与外盖板之间，所述密封底座和外盖板均与密封块活动连接。
15.与现有技术相比，本技术的技术方案具备以下有益效果：
16.1、该用于电站水轮机的主轴密封结构，通过转轮法盘、主轴法盘、固定主轴、连接法盘、转轮顶盖、密封底座、外盖板、密封转环、密封块、密封圈、防护罩、护轴套和空气围带之间的配合作用，可以有效的对水轮机转轮与固定主轴的连接处进行密封，以保证水轮机转轮与固定主轴运行的安全性，密封底座用采用连接螺钉、活动螺栓和活动螺母固定在转轮顶盖上，密封转环固定在固定主轴上并同固定主轴一起旋转，利用均布水压力将密封块顶起，与固定在固定主轴上的密封转环接触形成环形密封水，密封后的少量漏水从转轮顶盖上经座环至固定导叶排水孔和蜗壳鼻端排水孔自流排往集水井，整体结构简单，方便使用，实现了电站水轮机的主轴密封效果好的目的，尽量避免水轮机因输出功率过大使主轴密封失效，以保证水轮机组安全运行，防止水导轴承油盆进水导轴瓦损坏，避免造成机组非计划停运，保证电站发电量。
17.2、该用于电站水轮机的主轴密封结构，将密封底座和密封转环上的密封环槽设置在下部，可以避免密封圈与密封块直接接触，减少工作密封块向上顶起中的摩擦力，将不锈钢密封底座采用定位槽与定位销结合的结构，保证工作密封块的内外圆的同心度，减小不锈钢密封底座的变形，定位销在密封块采用不穿心孔，减小定位销处漏水，增大固定主轴工作密封水压力，将密封底座分半面与密封块分半面错开九十度进行装配，以增加其结构强度与同心度，防止后期硬力变形，通过对密封块材料、结构形式、安装方式改造后，在安装过程中出现的变形，通过密封底座的定位销和密封块九十度安装，能有效将变形恢复到加工后状态，对密封块定位槽、润滑水孔和密封圈位置进行改造降低了摩擦力增加了上浮压力。
附图说明
18.图1为本实用新型结构示意图；
19.图2为本实用新型结构图1中a处放大图。
20.图中：1、水轮机转轮；2、转轮法盘；3、主轴法盘；4、固定主轴；5、连接法盘；6、转轮
顶盖；7、密封底座；8、外盖板；9、密封转环；10、密封块；11、密封圈；12、定位销；13、防护罩；14、护轴套；15、空气围带；16、连接螺钉；17、活动螺丝；18、活动螺栓；19、活动螺母；20、连接销。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.请参阅图1-2，本实施例中的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，包括水轮机转轮1，水轮机转轮1的顶部固定连接有转轮法盘2，转轮法盘2的顶部活动连接有主轴法盘3，主轴法盘3的顶部固定连接有固定主轴4，固定主轴4的顶端固定连接有连接法盘5，水轮机转轮1的顶部活动连接有转轮顶盖6，转轮顶盖6的顶部活动连接有密封底座7，密封底座7的顶部活动连接有外盖板8，固定主轴4的外侧活动连接有密封转环9，密封转环9的底部活动连接有密封块10，密封块10的外侧活动连接有密封圈11。
23.密封块10的内侧活动连接有定位销12，定位销12与密封底座7活动连接，密封块10和密封底座7的内侧均开设有定位槽，定位销12位于定位槽的内侧，主轴法盘3的顶部活动连接有防护罩13，固定主轴4的外侧活动连接有护轴套14，防护罩13的内侧活动连接有连接销20，连接销20与活动螺丝17活动连接。
24.密封底座7与转轮顶盖6相对的一侧之间活动连接有空气围带15，主轴法盘3和转轮法盘2均与空气围带15活动连接，密封底座7的内侧螺纹连接有连接螺钉16，连接螺钉16的底端依次贯穿密封底座7和转轮顶盖6并延伸至转轮顶盖6的内侧，密封底座7的顶部开设有固定槽，连接螺钉16的顶部固定连接有连接头，且连接头位于固定槽的内侧。
25.主轴法盘3的内侧螺纹连接有活动螺丝17，转轮法盘2与活动螺丝17螺纹连接，活动螺丝17的外侧活动连接有弹簧垫圈，活动螺丝17的底端依次贯穿弹簧垫圈、主轴法盘3和转轮法盘2并延伸至转轮法盘2的内侧，转轮顶盖6的顶部固定连接有活动螺栓18，活动螺栓18的外侧螺纹连接有活动螺母19，活动螺栓18的顶端依次贯穿密封底座7和活动螺母19并延伸至活动螺母19的上方，活动螺栓18与密封底座7活动连接。
26.密封底座7和外盖板8的内侧均开设有密封槽，密封圈11位于密封槽的内侧，密封底座7和外盖板8均与密封圈11活动连接，主轴法盘3的顶部开设有固定圆槽，活动螺丝17的顶部固定连接有螺丝头，且螺丝头和弹簧垫圈均位于固定圆槽的内侧，防护罩13位于螺丝头的上方，密封底座7与主轴法盘3活动连接，密封块10位于密封底座7与外盖板8之间，密封底座7和外盖板8均与密封块10活动连接。
27.密封底座7与护轴套14活动连接，空气围带15位于转轮法盘2与主轴法盘3的外侧之间，防护罩13与密封底座7活动连接，转轮法盘2与转轮顶盖6活动连接，主轴法盘3与密封底座7活动连接，防护罩13与护轴套14活动连接，防护罩13与固定主轴4活动连接，连接螺钉16、活动螺丝17和连接销20的数量均为设计数量，密封底座7由不锈钢材料制成，转轮顶盖6的内侧设有座环、固定导叶排水孔和蜗壳鼻端排水孔，密封块10的内侧有润滑水孔，密封底座7与密封转环9之间设置有密封环槽。
28.另外，通过转轮法盘2、主轴法盘3、固定主轴4、连接法盘5、转轮顶盖6、密封底座7、外盖板8、密封转环9、密封块10、密封圈11、防护罩13、护轴套14和空气围带15之间的配合作用，可以有效的对水轮机转轮1与固定主轴4的连接处进行密封，通过设置定位销12，可以保证密封块10与密封底座7定位的效果，通过转轮法盘2和主轴法盘3，可以将水轮机转轮1与固定主轴4连接在一起。
29.通过设置活动螺丝17和螺丝头，可以保证转轮法盘2和主轴法盘3连接的稳定性，通过设置防护罩13，可以对活动螺丝17和螺丝头进行隐藏，同时可以对活动螺丝17和螺丝头进行防护，通过设置弹簧垫圈，可以提高活动螺丝17连接的稳定性，通过设置固定圆槽，可以对弹簧垫圈和螺丝头进行隐藏，通过设置活动螺栓18和活动螺母19，可以提高转轮顶盖6与密封底座7连接的稳定性。
30.通过设置连接销20，可以对防护罩13进行连接定位，通过设置护轴套14，可以对固定主轴4进行防护，通过设置空气围带15，可以保证转轮法盘2与主轴法盘3之间的密封性，通过设置连接螺钉16，可以提高密封底座7与转轮顶盖6连接的牢固性，通过设置密封圈11，可以保证密封块10的密封性，通过采用不锈钢材料的密封底座7，可以保证密封底座7的强度和硬度，提高密封底座7的使用寿命。
31.上述实施例的工作原理为：
32.(1)通过转轮法盘2、主轴法盘3、固定主轴4、连接法盘5、转轮顶盖6、密封底座7、外盖板8、密封转环9、密封块10、密封圈11、防护罩13、护轴套14和空气围带15之间的配合作用，可以有效的对水轮机转轮1与固定主轴4的连接处进行密封，以保证水轮机转轮1与固定主轴4运行的安全性。
33.(2)密封底座7用采用连接螺钉16、活动螺栓18和活动螺母19固定在转轮顶盖6上，密封转环9固定在固定主轴4上并同固定主轴4一起旋转，利用均布水压力将密封块10顶起，与固定在固定主轴4上的密封转环9接触形成环形密封水，密封后的少量漏水从转轮顶盖6上经座环至固定导叶排水孔和蜗壳鼻端排水孔自流排往集水井。
34.(3)将密封底座7和密封转环9上的密封环槽设置在下部，可以避免密封圈11与密封块10直接接触，减少工作密封块10向上顶起中的摩擦力，将不锈钢密封底座7采用定位槽与定位销12结合的结构，保证工作密封块10的内外圆的同心度，减小不锈钢密封底座7的变形。
35.(4)定位销12在密封块10采用不穿心孔，减小定位销12处漏水，增大固定主轴4工作密封水压力，将密封底座7分半面与密封块10分半面错开九十度进行装配，以增加其结构强度与同心度，防止后期硬力变形。
36.(5)通过对密封块10材料、结构形式、安装方式改造后，在安装过程中出现的变形，通过密封底座7的定位销12和密封块10九十度安装，能有效将变形恢复到加工后状态，对密封块10定位槽、润滑水孔和密封圈11位置进行改造降低了摩擦力增加了上浮压力，上浮压力≥0.15mpa，通过电站库水位在456.6-479之间变化运行，密封块10升降自如无卡涩情况漏水量在设计范围内。
37.与现有技术相比，整体结构简单，方便使用，实现了电站水轮机的主轴密封效果好的目的，尽量避免水轮机因输出功率过大使主轴密封失效，以保证水轮机组安全运行，防止水导轴承油盆进水导轴瓦损坏，避免造成机组非计划停运，保证电站发电量。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于电站水轮机的主轴密封结构，包括水轮机转轮(1)，其特征在于：所述水轮机转轮(1)的顶部固定连接有转轮法盘(2)，所述转轮法盘(2)的顶部活动连接有主轴法盘(3)，所述主轴法盘(3)的顶部固定连接有固定主轴(4)，所述固定主轴(4)的顶端固定连接有连接法盘(5)，所述水轮机转轮(1)的顶部活动连接有转轮顶盖(6)，所述转轮顶盖(6)的顶部活动连接有密封底座(7)，所述密封底座(7)的顶部活动连接有外盖板(8)，所述固定主轴(4)的外侧活动连接有密封转环(9)，所述密封转环(9)的底部活动连接有密封块(10)，所述密封块(10)的外侧活动连接有密封圈(11)。2.根据权利要求1所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述密封块(10)的内侧活动连接有定位销(12)，所述定位销(12)与密封底座(7)活动连接，所述密封块(10)和密封底座(7)的内侧均开设有定位槽，所述定位销(12)位于定位槽的内侧。3.根据权利要求1所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述主轴法盘(3)的顶部活动连接有防护罩(13)，所述固定主轴(4)的外侧活动连接有护轴套(14)，所述防护罩(13)的内侧活动连接有连接销(20)，所述连接销(20)与活动螺丝(17)活动连接。4.根据权利要求1所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述密封底座(7)与转轮顶盖(6)相对的一侧之间活动连接有空气围带(15)，所述主轴法盘(3)和转轮法盘(2)均与空气围带(15)活动连接。5.根据权利要求1所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述密封底座(7)的内侧螺纹连接有连接螺钉(16)，所述连接螺钉(16)的底端依次贯穿密封底座(7)和转轮顶盖(6)并延伸至转轮顶盖(6)的内侧。6.根据权利要求3所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述主轴法盘(3)的内侧螺纹连接有活动螺丝(17)，所述转轮法盘(2)与活动螺丝(17)螺纹连接，所述活动螺丝(17)的外侧活动连接有弹簧垫圈，所述活动螺丝(17)的底端依次贯穿弹簧垫圈、主轴法盘(3)和转轮法盘(2)并延伸至转轮法盘(2)的内侧。7.根据权利要求1所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述转轮顶盖(6)的顶部固定连接有活动螺栓(18)，所述活动螺栓(18)的外侧螺纹连接有活动螺母(19)，所述活动螺栓(18)的顶端依次贯穿密封底座(7)和活动螺母(19)并延伸至活动螺母(19)的上方。8.根据权利要求1所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述密封底座(7)和外盖板(8)的内侧均开设有密封槽，所述密封圈(11)位于密封槽的内侧，所述密封底座(7)和外盖板(8)均与密封圈(11)活动连接。9.根据权利要求6所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述主轴法盘(3)的顶部开设有固定圆槽，所述活动螺丝(17)的顶部固定连接有螺丝头，且螺丝头和弹簧垫圈均位于固定圆槽的内侧，所述防护罩(13)位于螺丝头的上方。10.根据权利要求1所述的一种用于电站水轮机的主轴密封结构，其特征在于：所述密封底座(7)与主轴法盘(3)活动连接，所述密封块(10)位于密封底座(7)与外盖板(8)之间，所述密封底座(7)和外盖板(8)均与密封块(10)活动连接。

技术总结
本实用新型涉及一种用于电站水轮机的主轴密封结构，包括水轮机转轮，所述水轮机转轮的顶部固定连接有转轮法盘，所述转轮法盘的顶部活动连接有主轴法盘，所述主轴法盘的顶部固定连接有固定主轴，所述固定主轴的顶端固定连接有连接法盘，所述水轮机转轮的顶部活动连接有转轮顶盖，所述转轮顶盖的顶部活动连接有密封底座，所述密封底座的顶部活动连接有外盖板，所述固定主轴的外侧活动连接有密封转环，所述密封转环的底部活动连接有密封块，所述密封块的外侧活动连接有密封圈。该用于电站水轮机的主轴密封结构，方便使用，实现了电站水轮机的主轴密封效果好的目的，尽量避免水轮机因输出功率过大使主轴密封失效，以保证水轮机组安全运行。安全运行。安全运行。


技术研发人员：祝建武 温爱华 郑刚 杨前明 胡兵 许守杰 夏福忠 张健 史晶宇 刘玲 柯辉 戴鹏
受保护的技术使用者：国能长源恩施水电开发有限公司
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/5/31