无动力非强迫自平压油槽集成浮动密封装置的制作方法

专利2022-11-15  67


技术领域:

本实用新型是一种用于水轮发电机组推力轴承和导轴承油槽动静处密封的装置。



背景技术:

目前,水轮发电机组推力和各个导轴承油槽中的透平油在动静密封间隙位置处向外溢出的现象比较严重,尤其是推力轴承油槽中的透平油在动静密封间隙处向外溢出更为严重,其一,推力轴承油槽容积大装透平油多,旋转的镜瓦直径很大,其线速度高,对透平油撞击导致透平油膨化现象严重,同时旋转的镜瓦与固定的镜板摩擦产生高温使透平油产生一定的油烟,膨化的油雾和摩擦产生的油烟在油槽内产生一定的压力,在油槽这个内部压力作用下,油雾向外溢出;其二,推力轴承油槽上面的分瓣座圈上面正处在发电机冷却风中心位置,用来冷却定子线圈和转子线圈的冷却风在大轴表面和上环面上产生环形负压区,这个环形负压区对油槽内膨化油雾产生外吸力,加剧油槽内部油雾和油烟向外溢出的现象;其三,目前分瓣浮动密封体采用分散装配方式,不仅密封性极差,而且还有其它问题。向外溢出的油雾给发电机定子和转子线圈绝缘寿命带来危害,并且污染下游人民用水和生态环境。现有技术为解决这一问题采用有动力的吸油雾烟净化机,将油槽内的油雾和油烟进行净化并减压,防止油雾和油烟在分瓣浮动密封体与大轴表面动静密封处向外溢出,由于吸油雾烟净化机的风机强行从油槽中向外吸油雾和油烟,就加剧了透平油产生更多的膨化油雾,使透平油润滑和冷却安全油位迅速降低,导致镜瓦瓦温升高并加大吸油雾烟净化机工作负担,造成净化率降低甚至使吸油雾烟净化机失效。现有技术为了克服冷却风在推力油槽座圈上面产生环形负压区导致环腔产生真空,强迫向环腔内部充入空气,充入的空气又通过上环面动静间隙向外排出产生高速射流效应,这种强迫充入空气的现有方案不但没有消除环腔真空问题,反而产生的射流效应进一步加剧了油槽中油雾和油烟外溢现象,这些现有技术在几个电站进行应用后,证明技术效果是不理想的,没有达到技术要求,还有违背科学技术的地方。现有技术在分瓣浮动密封体加工和安装方面缺陷是:直接在分瓣座圈上环面和下环面内径(大轴侧)上直接加工出矩型槽环,将带有弹簧和定位腰孔的上百块分瓣浮动密封体逐块装在双层矩型槽环中。分瓣浮动密封体是个磨损件经常需要更换,现有技术更换分瓣浮动密封体十分困难,要在十分狭小的发电机室内,要把几十块磨损的分瓣浮动密封体从每瓣几百公斤的分瓣座圈的矩槽中拆下来,还要把几十块新的分瓣浮动密封体装在分瓣座圈矩型槽环中,并且每瓣座圈上、下两层,每层都要装4~16块分瓣浮动密封体,一个整体分瓣座圈是由4~12瓣组成,所以更换一次分瓣浮动密封体不仅工作量大、劳动强度高、工期长,还经常造成分瓣浮动密封体损坏,导致密封性极差。为此,本领域急需一种新型油槽密封装置:1、根据轴承油槽产生的膨化油雾和摩擦产生的油烟所形成的压力与大气连通进行无动力平衡压力,还要对油雾和油烟进行净化;2、取消采用迎着冷却风取空气向环腔内强迫充入空气的方式来消除在环腔形成的真空度;3、更主要的是要采用更好的方案解决更换分瓣浮动密封体所存在问题,新型技术所涉及的装置必须克服现有技术的缺陷。



技术实现要素:

本实用新型旨在提供一种克服现有技术中存在的所有缺陷的技术方案,本实用新型公开的技术方案是采用无动力自动排油雾、非强迫向环腔内充入空气消除其内部的真空、应用集成浮动密封的结构技术方案,本技术方案所涉及的装置主要技术特征是这样的:由矩槽上环、矩槽下环和固定孔组成上集成矩型槽环,上集成矩型槽环数量与分瓣座圈分瓣数量相同,由矩槽上环、带有多个注油孔的矩槽下环和固定孔组成下集成矩型槽环,下集成矩型槽环数量与分瓣座圈分瓣数相同,把4~8块背部固定有预紧弹簧和上面有定位腰孔的分瓣浮动密封体分别置于上集成矩型槽环和下集成矩型槽环中,用定位螺丝通过定位腰孔把4~8块分瓣浮动密封体以前后可以浮动方式固定连接在上集成矩型槽环和下集成矩型槽环中;在分瓣上环面和分瓣下环面前端加工有挡环,在挡环内侧上环面和挡环下环面上等径均布加工多个固定螺孔,用固定螺栓穿过固定孔通过固定螺孔将与分瓣座圈分瓣数相同的上集成矩型槽环固定在挡环内侧上环面上,用固定螺栓穿过固定孔通过固定螺孔将与分瓣座圈分瓣数相同的下集成矩型槽环固定在挡环内侧下环面上;在分瓣竖环面上开有空气进孔,连接管一端通过连管法兰用固定螺栓与空气进孔连通,连接管的另一端通过连接软管和空气过滤器通过壳体上的平压孔连通,空气过滤器内有空滤体并且设有空气口;在竖环面外侧的分瓣下环面上开一个平压通孔,平压管一端通过连管法兰用固定螺栓固定在平压通孔上,平压管另一端用连接软管通过平压孔与壳体连通,在壳体上端开有平压口,在壳体内部上端装有多层油雾滤体,在油雾滤体下面装有导流框,在壳体的底部有集油盒,分瓣座圈通过把合面用把合螺栓把合成一个整圆,分瓣座圈组合的整圆通过座圈法兰用把合螺栓固定在油槽上面,上环面和下环面上的挡环是有定位作用的,加工精度高,主要保证上、下集成矩型槽环与大轴同心度,从而使集成在上、下集成矩型槽环中的分瓣浮动密封体与大轴同心度良好,为提高下层分瓣浮动密封体润滑性来提高浮动随动性,以便密封效果更好,在下集成矩型槽环的矩槽下环钻有多个注油孔,油槽内的透平油以油雾方式不断地通过注油孔润滑分瓣浮动密封体。空气过滤器中的空滤体过滤阻力极小,不影响向环腔补入干净的空气,冷却风在环腔中产生多大真空就通过空气过流器向环腔补入多少合适的空气。油雾滤体的过滤阻力也很小,不影响油槽通过油雾滤体向大气中释放膨化产生的压力,实现油槽内部压力自动平衡,从而减轻下层分瓣浮动密封体在动静处的密封压力。

本实用新型提供的技术方案所达到的技术效果是这样实现的:在发电机室外面大空间里就将4~16块分瓣浮动密封体,通过定位腰孔用定位螺丝分别装入与分瓣座圈分瓣数等同的上、下集成矩型槽环中,上、下集成矩型槽环重量很轻4~8公斤,外形尺寸小,然后将带有4~16块磨损的分瓣浮动密封体原上、下集成矩型槽环拆下换上新的即可,由于上、下环面上的挡环同心度精度高,挡环内径作为上、下集成矩型槽环的外止口。在安装新的上、下集成矩型槽环时不用调整同心度,拆除和安装极为简单方便,工作强度小,更换时间短,本技术方案克服了现有技术更换分瓣浮动密封体的缺陷:如首先不用搬运几百公斤的分瓣座圈,也不用在狭小空间内要拆装数十个定位螺丝,定位螺丝个数是分瓣浮动密封体的两倍;现有技术方案不仅要搬运几百公斤的分瓣座圈还要搬到发电机室外面,更换完再搬进发电机室,所以采用现有技术方案更换分瓣浮动密封体工作强度大、更换繁琐、更换时间长和分瓣浮动密封体易损坏等缺点。当冷却风在环腔产生真空度,这个真空度就可以通过空气进孔、连接管、连接软管和空气过滤器由空气口使外面的大气中的空气自动向环腔补入,以合适量的空气消除环腔内的真空度,这种根据真空度的实际情况充入的空气即能消除环腔内的真空度,还能保证环腔中的气压基本与大气压一致不产生射流效应,完全优于现有技术中采用强迫方式向环腔内充入空气的方案。油槽内因膨化油雾和油烟产生的压力可以通过平压通孔、平压管、连接软管、平压孔和油雾滤体通过平压口将压力排掉,油雾滤体过滤阻力小,从而达到油槽内外压力平衡的技术要求,自动减小了下层分瓣浮动密封体与大轴之间动静密封处的密封压力,油雾滤体产生的微弱过滤阻力对膨化油雾的产生还有一定的抑制作用;而不像现有技术中采用风机向外吸油雾,使油槽内产生负压,这个负压促使油雾产生,使透平油损耗大,油位降低迅速,造成紧急停机事故经常发生。所以在本技术方案中提供的自平压技术特征优于现有技术中的技术特征,被油雾滤体过滤下来的透平油形成液态,在重力作用下通过导流框流入集油盒。本技术方案中需采用几个空气进孔、空气过滤器和几个由壳体及油雾滤体、导流框、集油盒组成的油槽平压装置,根据油槽大小及发电机转速来确定。

本实用新型结构简单而巧妙,采用的方法符合发电机运行条件,与现有技术相比具有新颖性、创造性和实用性,必将广泛应用水轮发电机组领域和汽轮发电机等领域。

附图说明:

图1.无动力非强迫自平压油槽集成浮动密封装置主视图

图2.无动力非强迫自平压油槽集成浮动密封装置俯视图

图3.无动力非强迫自平压油槽集成浮动密封装置a向视图

图4.无动力非强迫自平压油槽集成浮动密封装置b-b视图

其中:

1、空气口2、空气过滤器3、壳体

4、空滤体5、连接软管6、连接管

7、固定螺栓8、连管法兰9、竖环面

10、上环面11、挡环12、上集成矩型槽环

13、预紧弹簧14、矩槽上环15、定位螺丝

16、分瓣浮动密封体17、大轴18、环腔

19、下环面20、平压管21、平压口

22、油雾滤体23、导流框24、集油盒

25、平压孔26、把合螺栓27、座圈法兰

28、油槽29、透平油30、平压通孔

31、镜瓦32、镜板33、定位腰孔

34、矩槽下环35、固定螺孔36、下集成矩型槽环

37、固定孔38、空气进孔39、注油孔

40、分瓣座圈41、把合面

具体实施方式:

在带有座圈法兰27和把合面41的分瓣座圈40上的上环面10和下环面19内径侧上面加工出挡环11,在竖环面9上加工出空气进孔38,竖环面9的外侧的下环面19上加工出平压通孔30,由矩槽上环14、矩槽下环34和固定孔37组成了上集成矩型槽环12,由矩槽上环14、带有多个注油孔39的矩槽下环34和固定孔37组成了下集成矩型槽环36,把每组有4~16块背部固定有预紧弹簧13、上面有定位腰孔33的分瓣浮动密封体16分别置于上集成矩型槽12和下集成矩型槽环36中,通过定位腰孔33用定位螺丝将分瓣浮动密封体16以浮动方式固定在上集成矩型槽环12和下集成矩型槽环36中,通过固定孔37用固定螺栓7把上集成矩型槽环12固定在上环面10的挡环11内侧,通过固定孔37用固定螺栓7把下集成矩型槽环36固定在下环面19的挡环11内侧。通过连管法兰8用固定螺栓7把连接管6一端固定在空气进孔38外侧,连接管6的另一端通过连接软管5与壳体3上带有平压孔25和前面带有空气口1及内部装有空滤体4所组成的空气过滤器2连通。平压管20一端通过连管法兰8用固定螺栓7固定在平压通孔30上面,平压管20的另一端与连接软管5连通,连接软管5通过平压孔25与上面开有平压口21、内部上端装有多层油雾滤体22、中间固定有导流框23和下面有集油盒24的壳体3连接。多块分瓣座圈40放置在大轴17油槽28上面,通过把合面41用把合螺栓26将分瓣座圈40把合成一个整圆,通过座圈法兰27用把合螺栓26把整圆分瓣座圈40固定在油槽28上面。实施完毕。


技术特征:

1.一种无动力非强迫自平压油槽集成浮动密封装置,有由分瓣上环面、分瓣竖环面、分瓣下环面和座圈法兰组成的分瓣座圈,有背部固定预紧弹簧上面有定位腰孔的多个分瓣浮动密封体,其特征是,由矩槽上环、矩槽下环和固定孔组成上集成矩型槽环,上集成矩型槽环数量与分瓣座圈分瓣数量相同,由矩槽上环、带有多个注油孔的矩槽下环和固定孔组成下集成矩型槽环,下集成矩型槽环数量与分瓣座圈分瓣数相同,把4~8块背部固定有预紧弹簧和上面有定位腰孔的分瓣浮动密封体分别置于上集成矩型槽环和下集成矩型槽环中,用定位螺丝通过定位腰孔把4~8块分瓣浮动密封体以前后可以浮动方式固定连接在上集成矩型槽环和下集成矩型槽环中;在分瓣上环面和分瓣下环面前端加工有挡环,在挡环内侧上环面和挡环下环面上等径均布加工多个固定螺孔,用固定螺栓穿过固定孔通过固定螺孔将与分瓣座圈分瓣数相同的上集成矩型槽环固定在挡环内侧上环面上,用固定螺栓穿过固定孔通过固定螺孔将与分瓣座圈分瓣数相同的下集成矩型槽环固定在挡环内侧下环面上;在分瓣竖环面上开有空气进孔,连接管一端通过连管法兰用固定螺栓与空气进孔连通,连接管的另一端通过连接软管和空气过滤器通过壳体上的平压孔连通,空气过滤器内有空滤体并且设有空气口;在竖环面外侧的分瓣下环面上开一个平压通孔,平压管一端通过连管法兰用固定螺栓固定在平压通孔上,平压管另一端用连接软管通过平压孔与壳体连通,在壳体上端开有平压口,在壳体内部上端装有多层油雾滤体,在油雾滤体下面装有导流框,在壳体的底部有集油盒,分瓣座圈通过把合面用把合螺栓把合成一个整圆,分瓣座圈组合的整圆通过座圈法兰用把合螺栓固定在油槽上面。

技术总结
本实用新型公开了一种无动力非强迫自平压油槽集成浮动密封装置,带有座圈法兰和把合面的分瓣座圈上、下环面上有挡环,内部装有4~16块分瓣浮动密封体的上集成矩型槽环固定在挡环内侧上环面上,内部装有4~16块分瓣浮动密封体,并且矩槽下环上有充油孔的下集成矩型槽环固定在挡环内侧下环面上;竖环面上的空气进孔通过连接管、连接软管与带有平压孔、空气口和内部有空滤体的空气过滤器连通,下环面上的平压通孔通过平压管、连接软管与带有平压孔、上有平压口,内有多层油雾滤体、导流框和集油盒的壳体连通。分瓣座圈通过把合面用把合螺栓组成整圆,通过座圈法兰用把合螺栓将整圆分瓣座圈固定在油槽上。本实用新型将广泛应用水轮发电机等领域。

技术研发人员:韩宏波
受保护的技术使用者:哈尔滨迅普科技发展有限公司
技术研发日:2020.03.20
技术公布日:2021.04.06

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