專利名稱：一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法。
背景技術(shù)：
開發(fā)利用可再生能源已成為應對全球能源危機。解決環(huán)境污染問題、實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要手段。海流能是一種儲量豐富的可再生能源，海流能發(fā)電裝置就是一種以捕獲海水動能來發(fā)電的方式來開發(fā)利用海流能的裝置。對于海流能發(fā)電裝置來說，水下密封方法是其關(guān)鍵技術(shù)之一。海流能發(fā)電裝置所處的惡劣工況條件使得海流能發(fā)電裝置更換密封件不方便、成本高，所以所采用的水下密封方法必須能保證機組可以長時間地在水下工作。但是，復雜的水下密封方法又會引起過多的功率損耗，導致機組效率的降低。根據(jù)被密封部件間是否存在相對運動，水下密封方法可分為靜密封和動密封兩種方法。靜密封通常使用如電纜線的出頭、液壓管的接頭等構(gòu)件來進行密封，靜密封方法相對簡單而且成熟。考慮到需要保證密封的可靠性和長久性，以及需要保證密封件的摩擦損耗盡量小用以保證海流能發(fā)電裝置較高的效率和較好的啟動特性，與采用靜密封方法相比， 葉輪(葉片和輪轂統(tǒng)稱葉輪)的主軸與機艙之間采用動密封方法的難度比較大?，F(xiàn)有的海流能發(fā)電裝置的水下密封方法通常采用普通的組合油封方法或者浮動式機械密封方法來進行密封。對于組合油封方法來講，在海流能發(fā)電裝置內(nèi)外部壓差作用下，密封件磨損較快，隨著密封件的磨損和失效，將導致海水滲漏進入機艙內(nèi)部，損壞主軸軸承和齒輪箱，從而進一步損壞發(fā)電機。浮動式機械密封方法對海流能發(fā)電裝置的加工精度和安裝工藝的要求比較高，間接地提高了海流能發(fā)電裝置的加工成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，該方法將機艙內(nèi)部分為四個腔室，通過向第一腔室充入油液的方式平衡外部海水壓力，提高了動密封的可靠性；通過向第二腔室充入一定壓力氣體的方式平衡第一腔室內(nèi)油液壓力，通過逐級降低第三腔室和第四腔室內(nèi)部壓力的方式，提高了第四腔室中靜密封的可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，在主軸穿過機艙壁處采用密封套件進行密封，將機艙內(nèi)部空間分成四個腔室，依次為第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室。主軸穿過充滿油液的第一腔室和第一隔板伸入第二腔室，將主軸與位于第二腔室中的聯(lián)軸器的一端相連接；將齒輪箱安裝在第三腔室中，齒輪箱的輸入軸穿過第二隔板伸入第二腔室，將齒輪箱的輸入軸與聯(lián)軸器的另一端相連接。齒輪箱的輸出軸穿過第三隔板伸入第四腔室， 將齒輪箱的輸出軸與位于第四腔室中的發(fā)電機相連接。外部油液源通過機艙上的進液孔向第一腔室中注入油液，油液充滿第一腔室，使得第一腔室內(nèi)的油液壓力與外部海水壓力平衡。外部氣體源通過機艙上的進氣孔向第二腔室中充入壓力可控的氣體，使得第二腔室內(nèi)的氣體壓力與第一腔室內(nèi)的油液壓力平衡。在第二腔室與第三腔室之間的第二隔板上，開設(shè)第一通孔，在第一通孔處安裝第一氣動單向閥，第一氣動單向閥打開時可以使得氣體從第二腔室流入第三腔室。在第三腔室與第四腔室之間的第三隔板上，開設(shè)第二通孔，在第二通孔處安裝第二氣動單向閥，第二氣動單向閥打開時可以使得氣體從第三腔室流入第四腔室。進一步的，可以在主軸穿過第一隔板處、在齒輪箱的輸入軸穿過第二隔板處和在齒輪箱的輸出軸穿過第三隔板處均采用內(nèi)包骨架油封進行密封。進一步的，所述密封套件包括密封殼體和密封圈，將若干個密封圈安裝在密封殼體內(nèi)部，在相鄰的兩個密封圈之間安裝一個隔套將兩個相鄰的密封圈隔開；在主軸上先套上一個耐磨套筒，然后將密封套件套在耐磨套筒上。進一步的，可以將發(fā)電機的電纜線通過固定在機艙壁上的電纜固定頭引出到機艙外面。進一步的，所述第一氣動單向閥和第二氣動單向閥的開啟壓力可以調(diào)節(jié)。采用本發(fā)明具有如下的有益效果1、采用本發(fā)明所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，通過向第一腔室充入油液的方式平衡外部海水壓力，改善密封套件的工況，提高了動密封的可靠性和密封效果。2、采用本發(fā)明所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，通過向第二腔室充入一定壓力氣體的方式平衡第一腔室內(nèi)油液壓力，提高了第一腔室與第二腔室間的密封可靠性。3、采用本發(fā)明所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，通過逐級降低第三腔室和第四腔室內(nèi)部壓力的方式，既使得第二腔室與第一腔室之間壓力平衡，又使得第四腔室的壓力相對較低，有利于第四腔室與機艙外部環(huán)境之間的靜密封，提高了靜密封的可靠性。4、采用本發(fā)明所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，在機艙內(nèi)部采用多級密封，有效防止機艙外部海水及第一腔室內(nèi)部的油液進入第四腔室損壞發(fā)電機。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。圖1為本發(fā)明一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的密封套件局部安裝示意圖。
具體實施例方式參照附圖1和2所示。一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，該方法將機艙3內(nèi)部分成四個腔室，依次為第一腔室31、第二腔室32、第三腔室33和第四腔室34，在第一腔室 31內(nèi)充滿油液，在第二腔室32內(nèi)充滿氣體，分別將齒輪箱7和發(fā)電機8安裝在第三腔室33 和第四腔室；34中。在主軸1穿過機艙3壁處采用密封套件2進行動密封，安裝時，先在主軸1上套上一個耐磨套筒11，然后將密封套件2套在耐磨套筒11上。所述密封套件2包括密封殼體 21和密封圈22，將三個密封圈22安裝在密封殼體21內(nèi)部，在相鄰的兩個密封圈22之間安裝一個隔套23將兩個相鄰的密封圈22隔開。外部油液源通過機艙3上的進液孔311向第一腔室31中注入油液，油液充滿第一腔室31，使得第一腔室31內(nèi)的油液壓力與外部海水壓力平衡，采用這種壓力平衡方式，有利于提高主軸1進入機艙3處的動密封的可靠性和長久性，可以有效防止海水滲透進入機艙3中。主軸1穿過充滿油液的第一腔室31和第一隔板41伸入第二腔室32，將主軸1與位于第二腔室32中的聯(lián)軸器6的一端相連接。為了防止第一腔室31中的油液進入第二腔室32，在主軸1穿過第一隔板41處采用內(nèi)包骨架油封9進行密封。同時，外部氣體源通過機艙3上的進氣孔321向第二腔室32中充入一定壓力的氣體，使得第二腔室32內(nèi)的氣體壓力與第一腔室31內(nèi)的油液壓力平衡。采用這種壓力平衡方式，可以有效防止第一腔室31 中的油液進入第二腔室32，最終目的是為了防止第一腔室31中的油液進入到第四腔室34 中損壞發(fā)電機8。齒輪箱7的輸入軸71穿過第二隔板42伸入第二腔室32，將齒輪箱7的輸入軸71 與聯(lián)軸器6的另一端相連接。齒輪箱7的輸出軸72穿過第三隔板伸入第四腔室34， 將齒輪箱7的輸出軸72與位于第四腔室34中的發(fā)電機8相連接。在齒輪箱7的輸入軸71 穿過第二隔板42處和在齒輪箱7的輸出軸72穿過第三隔板43處均采用內(nèi)包骨架油封9 來進行密封，目的是在主軸1穿過第一隔板41處采用內(nèi)包骨架油封9進行密封的前提下， 再增加兩級密封，防止第一腔室31中的油液進入到第四腔室34中損壞發(fā)電機8。在第二腔室32與第三腔室33之間的第二隔板42上，開設(shè)第一通孔421，在第一通孔421處安裝第一氣動單向閥51，第一氣動單向閥51打開時可以使得氣體從第二腔室 32流入第三腔室33。在第三腔室33與第四腔室34之間的第三隔板43上，開設(shè)第二通孔 431，在第二通孔431處安裝第二氣動單向閥52，第二氣動單向閥52打開時可以使得氣體從第三腔室33流入第四腔室34。所述第一氣動單向閥51和第二氣動單向閥52的開啟壓力可以調(diào)節(jié)。當?shù)诙皇?2和第三腔室33的壓力差大于第一氣動單向閥51的開啟壓力時，打開第一氣動單向閥 51，將第二腔室32內(nèi)的氣體充入第三腔室33內(nèi)，直到第二腔室32和第三腔室33的壓力差小于第一氣動單向閥51的開啟壓力時，關(guān)閉第一氣動單向閥51。同樣，當?shù)谌皇?3和第四腔室34的壓力差大于第二氣動單向閥52的開啟壓力時，打開第二氣動單向閥52，將第三腔室33內(nèi)的氣體充入第四腔室34內(nèi)，直到第三腔室33和第四腔室34的壓力差小于第二氣動單向閥52的開啟壓力時，關(guān)閉第二氣動單向閥52。之所以采用上述第一氣動單向閥51和第二氣動單向閥52，原因是由于發(fā)電機8的電纜線81通過固定在機艙3壁上的電纜固定頭10引出到機艙3外面，通過逐級降低第二腔室32、第三腔室33和第四腔室34內(nèi)的壓力，使得第四腔室34的壓力相對較低，有利于以電纜固定頭10為靜密封方式的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，在主軸(1)穿過機艙C3)壁處采用密封套件(2)進行密封，其特征在于將機艙C3)內(nèi)部空間分成四個腔室，依次為第一腔室(31)、第二腔室(32)、第三腔室(3 和第四腔室(34)；主軸(1)穿過充滿油液的第一腔室(31)和第一隔板Gl)伸入第二腔室(32)，將主軸(1)與位于第二腔室(3 中的聯(lián)軸器(6)的一端相連接；將齒輪箱(7)安裝在第三腔室(3 中，齒輪箱(7)的輸入軸(71)穿過第二隔板 (42)伸入第二腔室(32)，將齒輪箱(7)的輸入軸(71)與聯(lián)軸器(6)的另一端相連接；齒輪箱(7)的輸出軸(72)穿過第三隔板03)伸入第四腔室(34)，將齒輪箱(7)的輸出軸(72) 與位于第四腔室(34)中的發(fā)電機⑶相連接；外部油液源通過機艙C3)上的進液孔(311)向第一腔室(31)中注入油液，油液充滿第一腔室(31)，使得第一腔室(31)內(nèi)的油液壓力與外部海水壓力平衡；外部氣體源通過機艙(3)上的進氣孔(321)向第二腔室(3 中充入壓力可控的氣體，使得第二腔室(3 內(nèi)的氣體壓力與第一腔室(31)內(nèi)的油液壓力平衡；在第二腔室(3 與第三腔室(3 之間的第二隔板0 上，開設(shè)第一通孔G21)，在第一通孔(421)處安裝第一氣動單向閥(51)，第一氣動單向閥(51)打開時可以使得氣體從第二腔室(3 流入第三腔室(3 ；在第三腔室(3 與第四腔室(34)之間的第三隔板G3) 上，開設(shè)第二通孔G31)，在第二通孔031)處安裝第二氣動單向閥(52)，第二氣動單向閥 (52)打開時可以使得氣體從第三腔室(3 流入第四腔室(34)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，其特征在于在主軸 (1)穿過第一隔板Gl)處、在齒輪箱(7)的輸入軸(71)穿過第二隔板0 處和在齒輪箱 (7)的輸出軸(72)穿過第三隔板03)處均采用內(nèi)包骨架油封(9)進行密封。
3.根據(jù)權(quán)力要求2所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，其特征在于所述密封套件( 包括密封殼體和密封圈(22)，將若干個密封圈0 安裝在密封殼體內(nèi)部，在相鄰的兩個密封圈0 之間安裝一個隔套將兩個相鄰的密封圈0 隔開； 在主軸(1)上先套上一個耐磨套筒(11)，然后將密封套件( 套在耐磨套筒(11)上。
4.根據(jù)權(quán)力要求2或3所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，其特征在于將發(fā)電機⑶的電纜線(81)通過固定在機艙(3)壁上的電纜固定頭(10)引出到機艙(3)外
5.根據(jù)權(quán)力要求4所述的一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，其特征在于所述第一氣動單向閥(51)和第二氣動單向閥(5 的開啟壓力可以調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種海流能發(fā)電裝置的水下密封方法，該方法將機艙內(nèi)部空間分成四個腔室，外部油液源向第一腔室中注入油液保持第一腔室與外部海水壓力的平衡，外部氣體源向第二腔室充入氣體保持第二腔室與第一腔室之間的壓力平衡，從第二腔室開始，依次通過兩個氣體單向閥，逐級降低第三腔室和第四腔室內(nèi)的壓力等級，從而提高第四腔室靜密封的可靠性。采用本發(fā)明，通過平衡機艙內(nèi)外部壓力及機艙內(nèi)部各腔室之間的壓力，而達到改善密封套件的工況的目的，提高了動密封和靜密封的可靠性和密封效果。在機艙內(nèi)部采用多級密封，有效防止機艙外部海水及第一腔室內(nèi)部的油液進入第四腔室損壞發(fā)電機。
文檔編號F16J15/16GK102322386SQ20111028767
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉宏偉, 徐全坤, 李偉, 李飛龍, 林勇剛, 石茂順, 顧海港 申請人:浙江大學