專利名稱：水輪機(jī)密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工作在水輪機(jī)組主軸部位的密封裝置。尤其是能靈活操作、快速準(zhǔn)確調(diào)整密封位置、正常實(shí)現(xiàn)密封功能的密封裝置。
對于水電站運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)組，其水輪機(jī)主軸工作密封裝置主要的功能是密封機(jī)組運(yùn)行中主軸下方的漏水。公知的技術(shù)是現(xiàn)在普遍采用一種用壓力水操作的活塞式橡膠密封圈密封裝置。這種密封裝置主要有三個部件。裝配后這三個部件形成動、靜配合關(guān)系，發(fā)揮密封功能。是一種機(jī)械端平面密封裝置。密封裝置的三個主要部件分別是密封轉(zhuǎn)環(huán)、橡膠密封圈、密封座。工作時，密封轉(zhuǎn)環(huán)安裝在(轉(zhuǎn)動運(yùn)行的)主軸上方，與安裝在其下方的密封座中的橡膠密封圈形成一動一靜平面密封結(jié)構(gòu)，并利用兩者其端平面的機(jī)械配合發(fā)揮密封作用。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，這種密封裝置其橡膠密封圈在運(yùn)行中由于與轉(zhuǎn)環(huán)是轉(zhuǎn)動動態(tài)平面配合密封關(guān)系，密封端平面始終處在摩擦或邊界摩擦狀態(tài)，因而端平面不斷磨損，需要經(jīng)常用水壓向上不斷微調(diào)調(diào)整其位置，補(bǔ)償密封平面的尺寸損失。但是，由于橡膠密封圈裝配在密封座的水箱腔環(huán)槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，由于橡膠密封圈與密封座水箱腔環(huán)槽結(jié)構(gòu)配合部位設(shè)計有操作水壓力下的壓力配合，由于存在因密封圈材料特性產(chǎn)生的尺寸精度偏差經(jīng)常過大造成的過盈緊配合，雖然橡膠為彈性可變形材料，水壓下可以操作移動，但因?yàn)樯鲜鰤壕o力的存在且由于一般橡膠與鋼鐵材料間的摩擦系數(shù)很高高達(dá)0.6左右，造成操作時摩擦阻力也很大的情況。在此情況下，運(yùn)行中當(dāng)需要少量移動橡膠密封圈向上運(yùn)行補(bǔ)償微小尺寸時，難以用額定設(shè)計水壓快速準(zhǔn)確移動橡膠密封圈到合理位置。目前，為防止因轉(zhuǎn)環(huán)密封平面、橡膠密封圈密封端平面運(yùn)行中磨損間隙變大以后引起漏水量過大，需要移動密封圈補(bǔ)償時，為克服過大的操作阻力經(jīng)常采用比較盲目地加大操作水壓的方式強(qiáng)制移動橡膠密封圈進(jìn)行補(bǔ)償。這產(chǎn)生了操作參數(shù)(壓力)偏離設(shè)計規(guī)范，不能微調(diào)控制移動尺寸，密封圈與轉(zhuǎn)環(huán)配合平面出現(xiàn)超合理壓力配合的問題。這使相應(yīng)的密封部件磨損加快，出現(xiàn)壽命減短的問題。因此，傳統(tǒng)密封裝置存在調(diào)整遲緩，不能快速準(zhǔn)確控制密封位置，密封圈及密封轉(zhuǎn)環(huán)，易磨損、使電站檢修更換頻繁并增加運(yùn)行成本的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種水輪機(jī)密封裝置，它具有操作磨擦阻力小，調(diào)整反應(yīng)迅速，可靠及工作壽命長的特點(diǎn)。它克服了原有密封裝置的缺點(diǎn)，能滿足水輪機(jī)運(yùn)行時密封裝置始終正常工作的需要。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將傳統(tǒng)水壓操作活塞式密封裝置中的密封座部件其與橡膠密封圈配合的工作腔(槽狀結(jié)構(gòu))內(nèi)、外圓面部位加工設(shè)置或復(fù)合上低摩擦系數(shù)的材料。所需的低摩擦系數(shù)材料可以在銅基材料、工程塑料、石墨材料以及復(fù)合材料中選取。在這種密封裝置中，當(dāng)橡膠密封圈在設(shè)置有低摩擦系數(shù)材料的密封座中水壓操作移動時，因摩擦系數(shù)可從0.6降到0.04-0.25，操作阻力大幅度下降。
除了在密封座環(huán)槽內(nèi)設(shè)置低摩擦系數(shù)的材料這一方法外，也可以按同樣道理在橡膠密封圈的內(nèi)、外圓表面設(shè)置(復(fù)合)上減摩材料(如聚四氟乙烯材料)包括石墨材料的結(jié)構(gòu)型式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
由于采用上述方案，密封裝置能實(shí)現(xiàn)在正常的工作參數(shù)(壓力)下靈活操作動作、準(zhǔn)確控制密封位置的目的。由于操作靈活，密封經(jīng)常處在合理水壓控制工作位置的情況，因此密封圈不易燒毀及磨損失效。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中1是已設(shè)置有低摩擦系數(shù)材料的密封座部件；2是內(nèi)外圓表面復(fù)合有低摩擦系數(shù)材料的橡膠密封圈部件；3是轉(zhuǎn)環(huán)部件；4是水輪機(jī)主軸；5是壓力水；6是從主軸下方過來的漏水；7是密封座1環(huán)槽上面復(fù)合的減摩材料層。
圖2是傳統(tǒng)密封座8剖面示意圖，它具有一環(huán)槽結(jié)構(gòu)9，用鋼鐵材料制造。
圖3是在槽狀結(jié)構(gòu)9上內(nèi)外圓面上全面設(shè)置了具有低摩擦系數(shù)特性材料的密封座部件1。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的最好形式是直接選用圖3所示結(jié)構(gòu)的密封座部件1。因?yàn)槊芊庾?作為機(jī)座類零部件一次加工長期使用，不會經(jīng)常更換。符合機(jī)器設(shè)計的一般原則。此外，采用這種結(jié)構(gòu)的密封座其水箱槽狀結(jié)構(gòu)9的內(nèi)、外圓面可以是布置有一層聚四氟乙烯涂料的型式，由于聚四氟乙烯材料的動、靜摩擦系數(shù)均只有0.04左右，在這種結(jié)構(gòu)中橡膠密封圈能輕松靈活地啟動和操作移動，與上方的密封轉(zhuǎn)環(huán)3工作平面在合理的水壓下配合密封漏水。所以采用圖3結(jié)構(gòu)密封座部件的本實(shí)用新型是最好的選擇。
如果采用內(nèi)、外圓面布置有減摩材料的橡膠密封圈2作為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的形式，則作為易損件的橡膠密封圈2，由于其每件都具有減摩材料層，相對成本本身就較單一橡膠材料為高。這樣，隨著更換數(shù)量的增加，消耗配件的成本會急劇增加，這是很不經(jīng)濟(jì)的。
工作中，橡膠密封圈環(huán)狀兩圓面緊貼密封座槽內(nèi)外圓面配合，只在操作水壓下向上移動調(diào)整上端平面位置，無水壓時處于自由狀態(tài)(可下落)。密封圈需緊貼密封槽兩側(cè)面，一方面是為保證配合的穩(wěn)定性，另一方面是因?yàn)楸仨毞舛虏僮饔脡毫λ?，防止壓力水泄漏產(chǎn)生操作壓力損失。
權(quán)利要求1.一種水輪機(jī)密封裝置是以主軸(4)為中心自上而下布置的密封裝置，包括有布置在主軸(4)確定位置的密封轉(zhuǎn)環(huán)(3)、順序向下布置的橡膠密封圈(2)及密封座(1)三大部件，其特征在于；其密封座(1)上環(huán)形槽狀結(jié)構(gòu)(9)的內(nèi)、外圓面上布置有減摩材料(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是密封座(1)上的減摩材料(7)與橡膠密封圈配合摩擦系數(shù)在0.04-0.25區(qū)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于減摩材料(7)的品種包括工程塑料、石墨材料、復(fù)合材料。
專利摘要一種水輪機(jī)密封裝置其特征在于密封裝置的重要部件密封座的槽狀結(jié)構(gòu)部位布置有摩擦系數(shù)為0.04—0.25的減摩材料。橡膠密封圈在這種密封座中能迅速啟動,靈活操作移動,因而能與密封轉(zhuǎn)環(huán)定壓密封配合。橡膠密封圈因而不易磨損、燒毀。密封裝置工作可靠性高。
文檔編號F16J9/26GK2450444SQ00222439
公開日2001年9月26日 申請日期2000年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月7日
發(fā)明者何生榮 申請人:何生榮