具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构，包括环状的迎水侧唇形密封橡胶和环状的背水侧唇形密封橡胶，迎水侧唇形密封橡胶和背水侧唇形密封橡胶同轴设置，且和环状的背水侧唇形密封橡胶之间设有导流槽，导流槽通过过渡段连接集水池，集水池内装有浮子液位开关，集水池的底部通过抽水通道连接离心泵。本实用新型专利技术解决了全贯流水轮机轮缘处的密封问题。贯流水轮机轮缘处的密封问题。贯流水轮机轮缘处的密封问题。

【技术实现步骤摘要】
具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构


[0001]本技术属于水轮机密封
，涉及一种具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构。

技术介绍

[0002]全贯流式水轮发电机组适用于低水头的开发利用，在我国东南部低水头水利资源丰富，且能源需求量大，开发利用低水头能源有着广阔的前景，因此，对全贯流式水轮发电机组的研究也有着深远的意义。全贯流式水轮发电机组流道平直，发电机转子被置于转轮流道外侧，并与转轮直接相连，这样设置有很多的优点。从水轮机的角度来说，流道更为平直，且没有大的灯泡体、竖井等结构过多影响水轮机的水利性能，同时适合于可逆式机组，更适用于水头变化较为频繁的潮汐电站。从发电机的角度来说，与灯泡贯流机组相比，更大的转子直径具有更大的转动惯量和更好的稳定性，可设计成更大的容量并获得良好的发电机特性。同时，由于采用较大转子直径，可采用棒形定子绕组，使之具有耐久性并易于维修。
[0003]由于全贯流式水轮发电机的发电机与水轮机共轴且在一个平面内，水流会从转子的内腔通过。为了保证发电机的正常运行，要确保不能有任何形式的漏水现象发生，就要做好水轮机轮缘处的密封，使流道内的水流无法接触发电机转子。传统的橡胶密封存在着耐压和耐磨的问题，轮缘密封一直是全贯流水轮发电机组的关键技术和大难题之一，一直阻碍着该类型水轮发电机组的应用和发展。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构，该结构通过排出泄漏水的方式来解决水流泄漏的问题，并且降低了传统橡胶密封对耐压性的要求，有效解决了全贯流水轮机轮缘处的密封问题。
[0005]本技术所采用的技术方案是，一种具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构，包括环状的迎水侧唇形密封橡胶和环状的背水侧唇形密封橡胶，迎水侧唇形密封橡胶和背水侧唇形密封橡胶同轴设置，且和环状的背水侧唇形密封橡胶之间设有导流槽，导流槽通过过渡段连接集水池，集水池内装有浮子液位开关，集水池的底部通过抽水通道连接离心泵。
[0006]本技术的特点还在于，
[0007]导流槽包括正对设置的外导流槽和内导流槽，外导流槽开设在流道外壁上，内导流槽开设在叶片的轮缘上。
[0008]过渡段为上窄下宽的漏斗状结构，过渡段的上端与内导流槽连通，过渡段的下端与集水池连通。
[0009]过渡段的展开角40
°
～50
°
，过渡段的坡面倾角α为15～20
°
。
[0010]抽水通道上设有电磁阀。
[0011]本技术的有益效果是，在高水压力作用下，迎水侧唇形密封泄漏的水流流入
圆弧形导流槽，泄漏水流在重力和转轮运动产生的离心力的作用下，沿着导流槽最终流入集水池中，集水池中设置有浮子液位开关，当集水池中的水位到达一定高度，电磁阀开启，离心泵开始工作，将集水池中的水流抽出。及时排出泄漏水，使导流槽中始终不处于满流状态，防止导流槽中的水压力过大，影响背水侧唇形密封的密封性能。通过排出泄漏水的方式减少唇形密封承受的水压力，提高了唇形密封的密封性能。
附图说明
[0012]图1是本技术具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构的纵向视图；
[0013]图2是本技术具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构的横截面剖视图；
[0014]图3是图2中上部分的放大图；
[0015]图4是图2中下部分的放大图；
[0016]图中，1.迎水侧唇形密封橡胶，2.背水侧唇形密封橡胶，3.外导流槽，4.内导流槽，5.轮缘，6.流道外壁，7.主轴，8.集水池，9.过渡段，10.浮子液位开关，11.抽水通道，12.叶片，13.电磁阀，14.离心泵。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。
[0018]本技术是具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构，如图1～4所示，叶片12安装在主轴7上，叶片12的轮缘5外侧同轴设有迎水侧唇形密封橡胶1与背水侧唇形密封橡胶2，迎水侧唇形密封橡胶1与背水侧唇形密封橡胶2的外侧为流道外壁6，在迎水侧唇形密封橡胶1与背水侧唇形密封橡胶2之间设置圆弧形导流槽，该导流槽包括外导流槽3和内导流槽4两部分。外导流槽3开设在流道外壁6上，内导流槽4开设在轮缘5上，内导流槽4底端连接过渡段9，过渡段9为内导流槽4与集水池8的过渡流段，过渡段9下方连接集水池8，集水池8中装有浮子液位开关10，集水池8底部设置抽水通道11，抽水通道11上设置有电磁阀13，抽水通道11连接着离心泵14。图2中箭头方向为来流方向。
[0019]如图3所示，轮缘5与流道外壁6之间的间距为D，D为需要密封的间隙宽度。通过迎水侧唇形密封橡胶1泄漏的水流流入外导流槽3和内导流槽4之间，泄漏水在重力以及转轮旋转产生的离心力作用下，向下流经过渡段9，进入集水池8，最终通过离心泵14抽出。
[0020]如图1所示，过渡段9的作用是将导流槽中的泄漏水更流畅的收集到集水池8中，过渡段9类似于一个漏斗形状，过渡段9展开角度β为40～50
°
(优选45
°
)，过渡段9坡面倾斜角度α为15～20
°
(优选为19
°
)。
[0021]如图1所示，浮子液位开关10的作用是控制电磁阀13的启闭和离心泵14的启闭。当集水池8中的水位使浮子液位开关10的浮子漂浮到一定高度时，电磁阀13开启，同时，离心泵14开始工作，集水池8中的水流可通过离心泵14抽出。当水位下降使浮子回到初始位置时，关闭电磁阀13和离心泵14，停止排出集水池中的水流。
[0022]本技术具有排水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构，其特点是：不过度追求传统橡胶的密封性，可以允许橡胶密封在巨大的水压力下有少量的泄漏水流。合理设
置内外两圈导流槽，使泄漏水流在导流槽的引导下排入集水池，并通过离心泵及时将泄漏水抽出，防止导流槽中满流，减少对背水侧唇形密封的水压力。解决了传统橡胶密封在巨大水压力下，会使密封圈与滑动面之间的水被挤出来的问题。两道唇形密封将泄漏水流始终限制在导流槽中，解决了水流继续泄漏的问题，排除了水流接触到转子的可能性，从而保证机组的正常运行。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构，其特征在于：包括环状的迎水侧唇形密封橡胶和环状的背水侧唇形密封橡胶，迎水侧唇形密封橡胶和背水侧唇形密封橡胶同轴设置，且和环状的背水侧唇形密封橡胶之间设有导流槽，导流槽通过过渡段连接集水池，集水池内装有浮子液位开关，集水池的底部通过抽水通道连接离心泵。2.根据权利要求1所述的具有排出泄漏水功能的全贯流水轮机轮缘处的密封结构，其特征在于：所述导流槽包括正对设置的外导流槽和内导流槽，外导流槽开设在流道外壁上，内导流槽开设在叶片的轮缘上。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓航，吴雨洋，朱国俊，
申请(专利权)人：哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：