本实用新型专利技术公开了一种水轮机的水导轴承，包括轴承本体；轴承本体的端部连接有磁流体密封装置，磁流体密封装置包括电磁装置和套设于水轮机的大轴外且具有导磁性的衬套，电磁装置包括套设于衬套外的磁环，磁环上绕有电磁线圈，磁环的两端分别设置有环状的磁极，磁极的内端面与衬套间设置有间隙，间隙内吸附有油基纳米Fe3O4磁液。应用本实用新型专利技术提供的水轮机的水导轴承，实现了与大轴的接触密封，进而无端部漏油、改善生态环境；减少油量损失，确保冷却效果，稳定瓦温；阻止沿大轴爬水或来自主轴密封的刺水进入水导轴承，保证润滑油质量，降低运行成本，提高了发电量。本实用新型专利技术还公开了一种包括上述水导轴承的水轮机。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种水轮机的水导轴承，包括轴承本体；轴承本体的端部连接有磁流体密封装置，磁流体密封装置包括电磁装置和套设于水轮机的大轴外且具有导磁性的衬套，电磁装置包括套设于衬套外的磁环，磁环上绕有电磁线圈，磁环的两端分别设置有环状的磁极，磁极的内端面与衬套间设置有间隙，间隙内吸附有油基纳米Fe3O4磁液。应用本技术提供的水轮机的水导轴承，实现了与大轴的接触密封，进而无端部漏油、改善生态环境；减少油量损失，确保冷却效果，稳定瓦温；阻止沿大轴爬水或来自主轴密封的刺水进入水导轴承，保证润滑油质量，降低运行成本，提高了发电量。本技术还公开了一种包括上述水导轴承的水轮机。【专利说明】水轮机及其水导轴承
本技术涉及水利发电设备
，更具体地说，涉及一种水轮机的水导轴承，还涉及一种包括上述水导轴承的水轮机。
技术介绍
水轮机，即把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械。水导轴承是水轮机的重要组成部分，用于支撑高速旋转的大轴，大轴与水导轴承间充满不断循环的稀油，以冷却、润滑大轴。请参阅图1，图1为现有技术中常见的水导运行结构示意图。轮叶06在充满水的水轮机流道OI中带动大轴旋转，水轮机主轴密封05的作用是防止流道中水流入密闭空间02，水轮机水导轴承03内充满着润滑油，水轮机主轴密封05、水轮机水导轴承03均与大轴04之间存在转动间隙。在水轮机运行过程中，由于轮毂及轮叶的转动惯量较大，水力激励引起的振动较大，以及大轴04与水导轴承03等机械配合不好造成的振动等造成的大轴跳动或安装不正造成间隙变化，都会引起水导轴承03漏油，而渗漏油通过与大轴的间隙流到渗漏集水井直接排到江河流域，会对水质直接造成污染。且在大轴高速旋转的同时，带动空气通过转动间隙进入润滑油中也做高速运动，并且形成油气泡，从而，油随气就可能从油盆盖与挡油环之间的间隙中甩出，同时水也极有可能沿大轴进入水导中，形成油混水现象。油随水流通过电站排水系统排放到河流中，造成水污染，破坏生态环境;且油量减少，使轴瓦冷却及润滑效果减小，使得水导轴承的温度升高而造成烧瓦事故;甩油或油混水会极大的消耗用油量，增加了运行成本。同时，水轮机主轴密封05，一般采用断面密封、径向密封、混合密封，而在含沙水流/海水腐蚀运行时，主轴密封05磨损非常严重，故水轮机主轴密封漏水问题普遍存在，而受结构限制，水导轴承03与水轮机主轴密封05之间距离非常近，大约1mm左右，水轮机主轴密封05漏水往往沿大轴4爬行或冲击到水导轴承03，造成油系统污染，经过循环运行，从低位油箱到高位油箱，到水导轴承整个油会乳化，造成水导冷却润滑失效而导致烧瓦，使系统大量的润滑油废弃。且需要停止机组运行进行处理，造成大量水资源的浪费，减少了发电量。综上所述，如何有效地解决水轮机水导轴承易产生甩油现象、易发生沿大轴爬水造成油系统污染及由此引起的环境污染、水资源浪费、发电量减少等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的第一个目的在于提供一种水轮机的水导轴承，该水轮机的水导轴承的结构设计可以有效地解决水轮机水导轴承易产生甩油现象、易发生沿大轴爬水造成油系统污染及由此引起的环境污染、水资源浪费、发电量减少的问题，本技术的第二个目的是提供一种包括上述水导轴承的水轮机。为了达到上述第一个目的，本技术提供如下技术方案:—种水轮机的水导轴承，包括轴承本体;所述轴承本体的端部连接有磁流体密封装置，所述磁流体密封装置包括电磁装置和套设于水轮机的大轴外且具有导磁性的衬套，所述电磁装置包括用于套设于所述衬套外的磁环，所述磁环上绕有电磁线圈，所述磁环的两端分别设置有环状的磁极，所述磁极的内端面与所述衬套间设置有间隙，所述间隙内吸附有油基纳米Fe3O4磁液。优选地，上述水轮机的水导轴承中，所述磁极的内端面呈齿状。优选地，上述水轮机的水导轴承中，所述磁极的轴向截面上包括多个齿形，且多个所述齿形均为双侧斜角齿形。优选地，上述水轮机的水导轴承中，所述磁极的磁极高度范围为I毫米-1.5毫米，磁极角范围为40度-50度，磁极间隙范围为0.05毫米-0.2毫米，磁极偏距范围为0.04毫米-0.05晕米。优选地，上述水轮机的水导轴承中，所述衬套在轴向上的截面呈梯形。优选地，上述水轮机的水导轴承中，还包括罩设于所述磁流体密封装置外的支撑端盖，所述支撑端盖与所述轴承本体密封固定连接，且所述支撑端盖为非导磁端盖。优选地，上述水轮机的水导轴承中，所述支撑端盖上设置有排气孔。本技术提供的水轮机的水导轴承包括轴承本体和磁流体密封装置。其中，磁流体密封装置包括电磁装置和衬套，衬套套设于水轮机的大轴外且具有导磁性；电磁装置包括磁环，磁环上绕有电磁线圈，进而在电磁线圈通电时产生磁场，磁环的两端分别设置有磁极，磁极呈环状且套设于衬套外，磁极的内端面也就是中空部分的端面与衬套之间设置有间隙，间隙内填充有油基纳米Fe3O4磁液。应用本技术提供的水轮机的水导轴承时，磁环、磁极和具有导磁性的衬套构成闭合磁回路，利用电磁装置的电磁线圈通电产生的磁能，在衬套与磁极之间的间隙内产生强磁场，由于纳米磁性微粒具有被磁控的特性，油基纳米Fe3O4磁液被紧紧吸在密封间隙内，形成磁性液体“O”型密封环，将间隙锁住，从而达到密封效果，实现了与大轴的接触密封，阻止了水导轴承的油外流，以及外面的水流入水导轴承。进而无端部漏油、改善了生态环境;减少了油量损失，确保冷却效果，稳定瓦温;阻止沿大轴爬水或来自主轴密封的刺水进入水导轴承，保证了润滑油质量，降低了运行成本，提高了发电量。同时，采用电磁装置，通过改变电流大小以改变磁场强度，即实现磁力可调，增加了磁环的磁场强度，进而可以根据环境变化调节密封能力以达到最优的密封效果。同时，该油基纳米Fe3O4磁液是一种具有软磁性固液相混的悬浮状胶体，具有较大的磁化强度，可以实现无间隙、零泄漏密封，密封压力可达0.35-0.27MPa，密封效果好。在另一种优选的实施方式中，本技术提供的水导轴承其磁极的内端面呈齿状，即为齿形磁极。磁极采用多级齿形结构，能够获得较大耐压能力，且实现多级密封，进一步提高密封效果。为了达到上述第二个目的，本技术还提供了一种水轮机，该水轮机包括上述任一种水导轴承。由于上述水导轴承具有上述技术效果，具有该水导轴承的水轮机也应具有相应的技术效果。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中常见的水导运行结构示意图；图2为本技术提供的水轮机的水导轴承一种【具体实施方式】的工作状态结构示意图；图3为图2中水导轴承的局部放大结构示意图；图4为图3中的多级齿形磁极结构示意图。附图中标记如下:轴承本体I，衬套2，磁环3，电磁线圈4，磁极5，油基纳米Fe3O4磁液6，支撑端盖7，排气孔8，大轴9，轮叶10，轮毂11，主轴密封12，水导轴承接油盒13，水导润滑油排油管14，水导轴承供油管15，水导轴承内部供油支管1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水轮机的水导轴承，包括轴承本体(1)；其特征在于，所述轴承本体(1)的端部连接有磁流体密封装置，所述磁流体密封装置包括电磁装置和用于套设于水轮机的大轴(9)外且具有导磁性的衬套(2)，所述电磁装置包括套设于所述衬套(2)外的磁环(3)，所述磁环(3)上绕有电磁线圈(4)，所述磁环(3)的两端分别设置有环状的磁极(5)，所述磁极(5)的内端面与所述衬套(2)间设置有间隙，所述间隙内吸附有油基纳米Fe3O4磁液(6)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李正贵，刘小兵，宋文武，杨逢瑜，伍迪，文海罡，吕文娟，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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