一种水轮发电机油雾密封结构

摘要

本发明公开了一种水轮发电机油雾密封结构，属于发电设备领域，由无间隙密封和磁性液体密封两部分组成，属于旋转组合密封，适用于从低速到高速水轮发电机轴承油雾密封。组合密封装置的密封壳由四瓣轴承密封盖通过螺栓连接组成，首先在轴承密封盖下部安装四瓣密封分体，周向方向采用复合柔性材料对四瓣密封分体进行连接，在小弹簧径向和轴向推力作用下形成无间隙密封，对轴承油雾起到了很好的密封；然后通过轴承密封盖上部的磁性液体密封，达到零泄漏密封的效果，通过两种密封的组合，可有效维持由下部密封和上部密封组成的密封腔体中的气压，不会在腔体内形成负压，可有效预防因内部压力高和轴承密封盖外部压力低所形成的压差而导致的溢出，提高了油雾密封的使用寿命。

权利要求

1.一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，包括：主轴套（21），所述主轴套（21）外部设有轴承密封盖（1），所述轴承密封盖（1）上具有两条环状凹槽，包括上部凹槽和下部凹槽，所述上部凹槽内设有磁性液体密封装置，所述磁性液体密封装置顶部设有压板（12），所述磁性液体密封装置环绕的主轴套（21）处设有绝缘套（17），所述绝缘套（17）外部套有导磁轴套（15），所述导磁轴套（15）与磁性液体密封装置形成磁性液体密封，所述下部凹槽内设有无间隙密封装置，所述绝缘套（17）与主轴套（21）之间设有密封圈A（18），所述绝缘套（17）与导磁轴套（15）之间设有密封圈C（23），所述无间隙密封装置，包括：主密封圈（4），所述主密封圈（4）径向设有径向垫片（3），所述主密封圈（4）轴向设有轴向垫片（5），所述径向垫片（3）和轴向垫片（5）与轴承密封盖（1）之间分别设有水平弹簧（2）和竖直弹簧（6），所述主密封圈（4）为分体式结构，所述主密封圈（4）由四瓣密封分体组成，所述每瓣密封分体之间设有缓冲连接垫（19）。

2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，所述磁性液体密封装置，包括：极靴一（8）和极靴二（10）、以及安装于极靴一（8）和极靴二（10）之间的若干永磁体（9），所述导磁轴套（15）与极靴形成的间隙内充满磁性液体（13）。

3.根据权利要求1所述的一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，所述每瓣密封分体径向上具有销钉孔（20），所述销钉孔（20）内装有防转销（7），所述防转销（7）固定于轴承密封盖（1）之上。

4.根据权利要求3所述的一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，所述主密封圈（4）上与主轴套（21）的接触面间设有若干环状消力槽。

5.根据权利要求1所述的一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，所述压板（12）和轴承密封盖（1）之间采用外六角螺钉（11）进行连接。

6.根据权利要求1所述的一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，所述导磁轴套（15）和绝缘套（17）之间采用内六角螺钉（16）进行连接。

7.根据权利要求1所述的一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，所述压板（12）和导磁轴套（15）之间设有耐磨绝缘套（14）。

8.根据权利要求2所述的一种水轮发电机油雾密封结构，其特征在于，所述极靴一（8）和极靴二（10）与轴承密封盖（1）在径向方向分别设有密封圈B（22）和密封圈D（24）。

说明书

一种水轮发电机油雾密封结构

技术领域

[0001] 本发明属于发电设备领域，特别涉及一种水轮发电机油雾密封结构。

背景技术

[0002] 从水电站对立式水轮发电机导轴承及推力轴承反馈过来的信息看，甩油及油雾溢出是最大的问题，长期的油雾溢出会导致：（1）油雾和灰尘长期吸附在定子和转子的绝缘层上对其造成腐蚀，导致绝缘性能下降，造成发电机定转子线圈短路或击穿，威胁发电机安全；（2）油雾和灰尘在定子铁芯通风沟和转子磁极通风沟处堆积，造成发电机通风散热变差，严重影响散热效果。目前需用密封来防止水轮发电机推力轴承油槽和导轴承油槽里的油雾逸出，避免对机坑内大气环境造成污染和对发电机组造成损害。油雾密封分非接触式密封和接触式密封两类，应用到轴承非接触式油雾密封的结构有迷宫密封和迷宫加气动混合密封两种，迷宫密封结构简单，曲折间隙只是增加了流通阻力，但不会根本防止油雾的逸出。迷宫加气动混合密封是利用空气动力来堵住油雾泄漏，结构复杂，需要消耗外部能源。接触式油雾密封有毛毡密封和弹簧支撑滑块机械密封。毛毡密封自润滑性差，耐磨性差，从根本上不能解决油雾的逸出。弹簧支撑滑块机械密封与毛毡密封相似，但绝缘性差，结构复杂，需要消耗气源，成本高。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提出一种水轮发电机油雾密封结构，由无间隙密封和磁性液体密封两部分组成，属于旋转组合密封，无间隙密封具有随动补偿的效果从而使密封更加的有效和可靠，磁性液体密封是一种非接触式密封，可实现对被密封介质的零泄漏，通过两种密封的组合，可有效维持由下部密封和上部密封组成的密封腔体中的气压，不会在腔体内形成负压，可有效预防因内部压力高和轴承密封盖外部压力低所形成的压差而导致的溢出，提高了油雾密封的使用寿命。

[0004] 本发明的目的通过下述技术方案来实现：

[0005] 一种水轮发电机油雾密封结构，包括：主轴套，所述主轴套外部设有轴承密封盖，所述轴承密封盖上具有两条环状凹槽，包括上部凹槽和下部凹槽，所述上部凹槽内设有磁性液体密封装置，所述磁性液体密封装置顶部设有压板，所述磁性液体密封装置环绕的主轴套处设有绝缘套，所述绝缘套外部套有导磁轴套，所述导磁轴套与磁性液体密封装置形成磁性液体密封，所述下部凹槽内设有无间隙密封装置，所述绝缘套与主轴套之间设有密封圈A，所述绝缘套与导磁轴套之间设有密封圈C。

[0006] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述磁性液体密封装置，包括：极靴一和极靴二、以及安装于极靴一和极靴二之间的若干永磁体，所述导磁轴套与极靴形成的间隙内充满磁性液体。

[0007] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述无间隙密封装置，包括：主密封圈，所述主密封圈径向设有径向垫片，所述主密封圈轴向设有轴向垫片，所述径向垫片和轴向垫片与轴承密封盖之间分别设有水平弹簧和竖直弹簧。

[0008] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述主密封圈为分体式结构，所述主密封圈由四瓣密封分体组成，所述每瓣密封分体之间设有缓冲连接垫。

[0009] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述每瓣密封分体径向上具有销钉孔，所述销钉孔内装有防转销，所述防转销固定于轴承密封盖之上。

[0010] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述主密封圈上与主轴套的接触面间设有若干环状消力槽，减小摩擦，降低发热。

[0011] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述压板和轴承密封盖之间采用外六角螺钉进行连接。

[0012] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述导磁轴套和绝缘套之间采用内六角螺钉进行连接。

[0013] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述压板和导磁轴套之间设有耐磨绝缘套。

[0014] 本发明的一种水轮发电机油雾密封结构，所述极靴一和极靴二与轴承密封盖在径向方向分别设有密封圈B和密封圈D。

[0015] 根据上述技术方案，本发明的有益效果是：提出一种水轮发电机油雾密封结构，由无间隙密封和磁性液体密封两部分组成，属于旋转组合密封，无间隙密封具有随动补偿的效果从而使密封更加的有效和可靠，磁性液体密封是一种非接触式密封，可实现对被密封介质的零泄漏，从根本上防止了油雾的泄漏，适用于从低速到高速水轮发电机轴承油雾密封。

附图说明

[0016] 图1是本发明一种水轮发电机油雾密封结构示意图；

[0017] 图2是本发明一种水轮发电机油雾密封结构的缓冲连接垫示意图；

[0018] 图3是本发明一种水轮发电机油雾密封结构主密封圈局部示意图；

[0019] 图4是本发明一种水轮发电机油雾密封结构的极靴和永磁体安装示意图；

[0020] 图中标记： 1-轴承密封盖、2-水平弹簧、3-径向垫片、4-主密封圈、5-轴向垫片、6-竖直弹簧、7-防转销、8-极靴一、9-永磁体、10-极靴二、11-外六角螺钉、12-压板、13-磁性液体、14-耐磨绝缘套、15-导磁轴套、16-内六角螺钉、17-绝缘套、18-密封圈A、19-缓冲连接垫、20-销钉孔、21-主轴套、22-密封圈B、23-密封圈C、24-密封圈D。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。

[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0023] 如图1-4所示为本发明一种水轮发电机油雾密封结构的实施例，一种水轮发电机油雾密封结构，包括：主轴套21，所述主轴套21外部设有轴承密封盖1，所述轴承密封盖1上具有两条环状凹槽，包括上部凹槽和下部凹槽，所述上部凹槽内设有磁性液体密封装置，所述磁性液体密封装置顶部设有压板12，所述磁性液体密封装置环绕的主轴套21处设有绝缘套17，所述绝缘套17外部套有导磁轴套15，所述导磁轴套15与磁性液体密封装置形成磁性液体密封，所述下部凹槽内设有无间隙密封装置，所述绝缘套17与主轴套21之间设有密封圈A18，所述绝缘套17与导磁轴套15之间设有密封圈C23。

[0024] 上述结构适用于水轮发电机轴承油雾密封装置，由无间隙密封和磁性液体密封两部分组成，属于旋转组合密封，适用于从低速到高速水轮发电机轴承油雾密封，通过绝缘套17的设置可有效防止轴流电通过密封装置，通常绝缘套17的材质为聚四氟乙烯，而导磁轴套15的设置则为磁性液体密封装置功能实现提供条件。

[0025] 所述磁性液体密封装置，包括：极靴一8和极靴二10、以及安装于极靴一8和极靴二10之间的若干永磁体9，所述上部导磁轴套与极靴形成的间隙内充满磁性液体13，通常情况下，极靴一8和极靴二10与导磁轴套15之间有一定的间隙，通过与永磁体9配合形成磁回路，永磁体9为圆柱形永磁体，永磁体采用轴向充磁，所有圆柱永磁体的安装方向一致，极靴上的环形齿的形状为矩形或梯形，在间隙内加注磁性液体13，由于磁性液体13具有超顺磁特性，在磁场作用下磁性液体会充满整个环形间隙，每一个齿环形成一个环形液体的“O”型密封圈，每一环形齿的耐压能力在0.01MPa到0.035MPa之间，由于每一个极靴上有多道环形齿，这就极大的提高了密封的承压能力。因为它是一种零泄漏密封，可有效防止密封轴承盖下部的无间隙密封和上部磁性液体密封之间的气体泄漏，不会因内外压差而导致油雾的溢出。

[0026] 所述无间隙密封装置，包括：主密封圈4，所述主密封圈4径向设有径向垫片3，所述主密封圈4轴向设有轴向垫片5，所述径向垫片3和轴向垫片5与轴承密封盖1之间分别设有水平弹簧2和竖直弹簧6，这样可以使主密封圈4可跟随主轴套21的转动进行随动补偿，实现对油雾的无间隙密封。

[0027] 所述主密封圈4为分体式结构，所述主密封圈4由四瓣密封分体组成，所述每瓣密封分体之间设有缓冲连接垫19，这样可以使相邻两瓣密封分体间可以保持动态连接，对一些微小间隙变化时可以始终保持密封状态，缓冲连接垫19采用复合柔性材料制成，是一种间隙补偿材料，具有耐油、耐温、耐化学腐蚀、绝缘、可追随补偿等特点，对间隙密封有很好的密封作用，可有效预防油雾的泄漏。

[0028] 所述每瓣密封分体径向上具有销钉孔20，所述销钉孔20内装有防转销7，所述防转销7固定于轴承密封盖1之上，这样可以防止密封分体在弹簧力的作用下，追随主轴套转动补偿的同时，而发生周向移动，导致弹簧偏心补偿，影响密封的效果。

[0029] 所述主密封圈4上与主轴套21的接触面间设有若干环状消力槽，一般情况下消力槽的数量为三道，这样可以减轻密封分体对主轴套的磨损，而且对密封分体与主轴套接触的三道消力槽的接触部位进行削薄，形成梳齿密封，减小接触应力，减利于散热等，能很好地防止油雾的溢出。

[0030] 所述压板12和轴承密封盖1之间采用外六角螺钉11进行连接，所述导磁轴套15和绝缘套17之间采用内六角螺钉16进行连接，所述压板12和导磁轴套15之间设有耐磨绝缘套14，这样可以防止环境中的灰尘进入到轴承密封的油箱内，污染轴承润滑油，所述极靴一8和极靴二10与轴承密封盖1在径向方向分别设有密封圈，这样使磁性液体密封装置本身的磁性液体13不会发生泄露，同时也保证了整个装置的密封效果。

[0031] 根据上述技术方案，本发明的有益效果是：提出一种水轮发电机油雾密封结构，由无间隙密封和磁性液体密封两部分组成，属于旋转组合密封，无间隙密封具有随动补偿的效果从而使密封更加的有效和可靠，磁性液体密封是一种非接触式密封，可实现对被密封介质的零泄漏，从根本上防止了油雾的泄漏，适用于从低速到高速水轮发电机轴承油雾密封。

[0032] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。