【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泵水轮机，具体涉及一种水泵水轮机主轴工作密封的方法。
技术介绍
1、常规水轮发电机组的主轴工作密封采用叶片泵+间隙密封、活塞密封、填料密封等，且机组的旋转方向为固定的一个方向；对于水泵水轮机而言，机组有两个旋转方向，一个水轮机旋转方向，一个水泵旋转方向，这就对主轴工作密封的可靠性提出了更高的要求，同时在机组处于水泵启动前的调相工况，主轴工作密封还需要有密封气体的要求，这都是有别于常规的水轮机。
2、中国专利文献cn203453469u公开了一种水轮机主轴密封结构，主轴上部形成有保护罩，在保护罩的上方设置有水封盖，该水封盖环套在主轴的外部，在所述水封盖与保护罩之间设置有浮动环、密封块和抗磨环，该浮动环和密封块均环套于主轴外，其中浮动环的断面为l形，浮动环横段的底面与密封块的顶面支撑固定，且浮动环的横段与水封盖之间压有弹簧，所述浮动环的纵段与水封盖的内圈口浮动接触，在浮动环上设有多条第一水道，在密封块上开有多条第二水道及一条第三水道，在抗磨环的上端面开有环形的凹槽，在抗磨环和密封块的接合面上形成一层水膜，该层水膜可以起到润滑作用。
3、该现有技术具有以下不足：现有技术的主轴密封结构，在原活塞密封的基础上增加弹簧装置和冷却水装置，但是在实际使用过程，经常存在安装使密封结构的浮动环和弹簧装置不到位，结构设计不合理，弹簧选择不当，水轮机运行一段时间后密封的可靠性降低，产生漏水情况。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决主轴密封结构安装不到位、弹簧选择不
2、步骤1、确定密封环内侧向上的压力f1、密封环中间联接螺孔处向上的压力f2、密封环外侧向上的压力f3、密封环内侧压力水经溢流后在浮动环上端产生的压力f4、密封环外侧压力水在腔体内对浮动环法兰背面产生的压力f5和浮动环自身重量fg；
3、步骤2、保证浮动环受力平衡：f1+f2+f3＝f4+f5+fg+ft，计算弹簧力ft＝f1+f2+f3-f4-f5-fg；
4、步骤3、确定弹簧数量n：弹簧自由状态长度l1、安装初始状态弹簧压缩后长度l2，弹簧压缩量l1-l2与弹簧刚度k的乘积应等于计算单个弹簧工作载荷f相等，单个弹簧工作载荷f＝ft/n，弹簧数量n＝ft/f，同时需满足单个弹簧工作载荷f是该弹簧试验载荷fs的50％～70％。
5、优选的，步骤1中，确定内漏水压力p1、润滑水压力p2、密封水压力p3、密封环内径r1、密封环润滑水槽内径r2、密封环润滑水槽外径r3、密封环外径r4、浮动环筒体外径r5：
6、s1＝π×(r22-r12)；s2＝π×(r32-r22)；s3＝π×(r42-r32)；s4＝π×(r52-r12)；
7、s5＝π×(r42-r52)；
8、f1＝(p1+p2)/2×s1；f2＝p2×s2；f3＝(p2+p3)/2×s3；f4＝p1×s4；f5＝p3×s5。
9、为了避免调节，步骤4、调节抗磨环和密封环的接合面的密封水膜厚度h在0.05mm～0.09mm之间；润滑水压力p2大于密封水压力p3。
10、为了对磨损后实时调节，步骤4中、计算润滑水qt，流入密封环内侧的流量qi、流入密封环外侧的流量qe、内侧流量系数kqi、外侧流量系数kqe、摩擦系数μ、水的密度ρ、水泵水轮机旋转角速度ω、重力加速度g；
11、
12、qi＝kqih3[p2-p1-3ρω2(r22-r12)/2g]
13、qe＝kqeh3[p2-p3-3ρω2(r42-r32)/2g]
14、qt＝qi+qe；
15、密封环磨损时，调整润滑水压p2和总润滑水量qt，增大总润滑水量qt，进而下降h值，保持浮动环受力平衡。
16、优选的，密封环处平均线速度v，当v≤25m/s，密封环材料选用聚氨酯高分子材料。
17、优选的，密封环处平均线速度v，当v＞25m/s，密封环材料选用聚氨酯高分子柱销。
18、本专利技术具有以下有益效果：
19、1、精确弹簧安装数量，保证浮动环受力平衡，规避人为安装因素避免漏水；对于不同容量和大小的水泵水轮机，只要根据本方法梳理需密封水的压力后，密封压力水随时间变化的情况下可准确计算出水膜厚度与密封润滑水量的关系，并使得密封环受力始终保持均衡，密封环磨损时，通过水量调节来控制密封水膜不变化，来保证机组的密封效果安全、可靠；从而保证机组的安全稳定运行；
20、2、梳理工作密封环的受力、弹簧装置受力和冷却水装置供水量三者之间的关系，更能准确的控制主轴工作密封的水膜间隙，从而保证能密封压力水和空气，同时也尽可能的减少工作密封环的磨损速度，提高其使用寿命。
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1.一种水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于：步骤1中，确定内漏水压力P1、润滑水压力P2、密封水压力P3、密封环内径R1、密封环润滑水槽内径R2、密封环润滑水槽外径R3、密封环外径R4、浮动环筒体外径R5：
3.根据权利要求2所述的水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于：步骤4、调节抗磨环和密封环的接合面的密封水膜厚度h在0.05mm～0.09mm之间；润滑水压力P2大于密封水压力P3。
4.根据权利要求2-3任一项所述的水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于：步骤4中、计算润滑水Qt，流入密封环内侧的流量Qi、流入密封环外侧的流量Qe、内侧流量系数Kqi、外侧流量系数Kqe、摩擦系数μ、水的密度ρ、水泵水轮机旋转角速度ω、重力加速度g；
5.根据权利要求4所述的水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于：密封环处平均线速度V，当V≤25m/s，密封环材料选用聚氨酯高分子材料。
6.根据权利要求4所述的水泵水轮机主轴工作密封的方法，
...【技术特征摘要】
1.一种水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于：步骤1中，确定内漏水压力p1、润滑水压力p2、密封水压力p3、密封环内径r1、密封环润滑水槽内径r2、密封环润滑水槽外径r3、密封环外径r4、浮动环筒体外径r5：
3.根据权利要求2所述的水泵水轮机主轴工作密封的方法，其特征在于：步骤4、调节抗磨环和密封环的接合面的密封水膜厚度h在0.05mm～0.09mm之间；润滑水压力p2大于密封水压力p3。
4.根据权利要求2-3...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦波，程烈蓉，邓润华，陈秋月，
申请(专利权)人：重庆水轮机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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