一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置的制作方法

本发明涉及到水轮发电机密封技术领域，尤其涉及一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置。

背景技术：

发电机轴承一般采用滑动轴承，轴承瓦浸润在润滑油中或通过喷油装置将润滑油喷到滑动面上为轴承提供润滑。当机组旋转时，将形成油雾，一般而言转速越高油雾产生越多。机组运行过程中，油雾不断积累，油槽内油雾浓度和气体压力升高，油雾会从密封结构处溢出。溢出的油雾对发电机和环境造成污染，非常严重的情况下，可能引起绝缘性能下降、空气冷却器效率降低一系列问题，使发电机可靠性降低。

现有的立式水轮发电机轴承油槽密封装置主要有几大类形式：一类是非接触式梳齿密封，其泄漏量大，泄漏物中含有油雾，长期运行过程中，油雾会凝集在定转子风道中，影响发电机安全运行；一类是接触式密封，密封摩擦副一般采用高分子材料，其密封效果优于非接触式梳齿密封，但是在运行过程中摩擦副磨损非常严重，有时还会出现摩擦生热导致滑转子失去热套紧量、轴摆度增大的问题；还有一类是气密封，密封盖一般有两层或多层环形槽，其与轴表面构成两层腔体，腔体之间沿轴向设置多层梳齿密封，向其中一层腔体通入空气，并设置吸油雾机从另一腔体吸气，利用空气密封轴与密封盖之间的间隙，采用非接触梳齿时，该方法密封效果不佳，而采用接触式梳齿时，密封效果尚可，但摩擦磨损严重。

公开号为cn205780892u，公开日为2016年12月07日的中国专利文献公开了一种立式水轮发电机密封装置，包括油槽和密封盖，其特征在于：所述密封盖上设置有进气腔和抽气腔，所述进气腔由进气均压腔和进气节流通道构成，所述抽气腔由抽气均压腔和抽气节流通道构成，所述进气腔和抽气腔的外壁上均连接有密封齿。

该专利文献公开的立式水轮发电机密封装置，采用复合腔体结构，气体通入进气腔的进气均压腔、再经与其连通的进气节流通道形成气体射流，与密封齿相互配合，从而防止油雾外泄。但是，密封效果欠佳，油雾还是容易外泄。

技术实现要素：

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，本发明油雾从油槽内到油槽外须经过多个密封性良好的腔体与油雾溢出方向相反的射流气体配合，结合多层密封齿结构，从而能够有效密封油雾，防止油雾外泄，极大的提升了油雾密封效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，包括油槽、旋转轴和密封端盖，其特征在于：还包括密封座圈一和密封座圈二，所述密封端盖的一侧与密封座圈一的下端连接，密封端盖的另一侧与油槽固定连接，所述密封座圈一的上端与密封座圈二的下端连接，密封座圈二的上端连接有第一密封毛刷，所述密封座圈一上连接有第二密封毛刷和多层密封齿，所述密封座圈一上设置有腔体一和腔体二，所述密封座圈二、密封座圈一和旋转轴形成腔体三，所述旋转轴与密封座圈一之间形成腔体四，腔体一通过进气通道与腔体四连通，所述密封端盖上连接有抽气管，抽气管与油槽连通，所述腔体一上连接有贯穿密封座圈一的进气管一，所述腔体二上连接有贯穿密封座圈一的进气管二。

所述多层密封齿包括第一层密封齿、第二层密封齿和第三层密封齿，第一层密封齿、第二层密封齿和第三层密封齿从上到下依次布置在密封座圈一上，第二密封毛刷位于第一层密封齿上方。

所述第一层密封齿与旋转轴之间的间隙小于第二层密封齿与旋转轴之间的间隙，第二层密封齿与旋转轴之间的间隙小于第三层密封齿与旋转轴之间的间隙。

所述密封座圈二为径向可调节座圈，密封座圈二上的第一密封毛刷与旋转轴相接触。

所述进气通道的轴向高度为0.5-100mm，进气通道的轴向高度与腔体一的轴向高度比值为0.01-1。

所述密封座圈一和密封端盖为一体成型结构，腔体一、腔体二和腔体三沿圆周方向贯通。

所述腔体一用于通入高压空气，腔体二用于通入常压空气。

本发明的工作原理如下：

使用时，采用高压风机或通过管路从发电机挡风板取高压空气向腔体一通气，抽气管与吸油雾机连接从油槽中抽出油雾。高压气体通过进气管一进入腔体一，腔体一起均压作用，腔体一中的高压气体通过进气通道进入腔体四，形成均匀、连续且与油雾溢出方向相反的射流气体，常压气体通过进气管二进入腔体二，腔体二中的常压气体起到补气作用，腔体四中的气体经过多层密封齿到第二密封毛刷处，气体进入刷毛之间的间隙形成湍流，具有良好的自密封性，使腔体四仅能通过多层密封齿与油槽连通，使得高压射流气体的方向始终保持在与油雾溢出方向相反的方向，密封座圈一、密封座圈二与旋转轴形成密封性良好的腔体三，进一步有利于提升腔体四的刷毛侧的密封性。

本发明的有益效果主要表现在以下方面：

一、本发明，密封端盖的一侧与密封座圈一的下端连接，密封端盖的另一侧与油槽固定连接，密封座圈一的上端与密封座圈二的下端连接，密封座圈二的上端连接有第一密封毛刷，密封座圈一上连接有第二密封毛刷和多层密封齿，密封座圈一上设置有腔体一和腔体二，密封座圈二、密封座圈一和旋转轴形成腔体三，旋转轴与密封座圈一之间形成腔体四，腔体一通过进气通道与腔体四连通，密封端盖上连接有抽气管，抽气管与油槽连通，腔体一上连接有贯穿密封座圈一的进气管一，腔体二上连接有贯穿密封座圈一的进气管二，使用时，腔体四中的气体经过多层密封齿到第二密封毛刷处，气体进入刷毛之间的间隙形成湍流，具有良好的自密封性，使腔体四仅能通过多层密封齿与油槽连通，使得高压射流气体的方向始终保持在与油雾溢出方向相反的方向，密封座圈一、密封座圈二与旋转轴形成密封性良好的腔体三，进一步有利于提升腔体四的刷毛侧的密封性；作为一个整体，较现有技术而言，油雾从油槽内到油槽外须经过多个密封性良好的腔体与油雾溢出方向相反的射流气体配合，结合多层密封齿结构，从而能够有效密封油雾，防止油雾外泄，极大的提升了油雾密封效果。

二、本发明，多层密封齿包括第一层密封齿、第二层密封齿和第三层密封齿，第一层密封齿、第二层密封齿和第三层密封齿从上到下依次布置在密封座圈一上，第二密封毛刷位于第一层密封齿上方，采用多层密封齿配合第二密封毛刷的结构，腔体四中的气体经过多层密封齿到第二密封毛刷处，气体进入刷毛之间的间隙形成湍流，具有良好的自密封性，使腔体四仅能通过多层密封齿与油槽连通，使得高压射流气体的方向始终保持在与油雾溢出方向相反的方向，进而极大的保障了油雾密封效果。

三、本发明，第一层密封齿与旋转轴之间的间隙小于第二层密封齿与旋转轴之间的间隙，第二层密封齿与旋转轴之间的间隙小于第三层密封齿与旋转轴之间的间隙，特定的依次变大的间隙是为了使腔体四中的气体方向保持在与油雾溢出方向相反的方向，多层密封齿具有良好的随动性，从而能有效避免旋转轴摆度过大时旋转部件与静止部件的碰撞。

四、本发明，密封座圈二为径向可调节座圈，密封座圈二上的第一密封毛刷与旋转轴相接触，灵活性强，能够进一步提高密封效果。

五、本发明，进气通道的轴向高度为0.5-100mm，进气通道的轴向高度与腔体一的轴向高度比值为0.01-1，使腔体一中的高压气体通过进气通道进入腔体四，能够更好的形成均匀、连续且与油雾溢出方向相反的射流气体。

六、本发明，密封座圈一和密封端盖为一体成型结构，腔体一、腔体二和腔体三沿圆周方向贯通，能够提高整体结构强度，保障密封效果。

七、本发明，腔体一用于通入高压空气，腔体二用于通入常压空气，高压气体通过进气管一进入腔体一，腔体一起均压作用，便于后序腔体一中的高压气体进入腔体四，形成均匀、连续且与油雾溢出方向相反的射流气体，腔体二中的常压气体能够起到补气作用。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图中标记：1、油槽，2、旋转轴，3、密封端盖，4、密封座圈一，5、密封座圈二，6、第一密封毛刷，7、第二密封毛刷，8、腔体一，9、腔体二，10、腔体三，11、腔体四，12、进气通道，13、抽气管，14、进气管一，15、进气管二，16、第一层密封齿，17、第二层密封齿，18、第三层密封齿。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，包括油槽1、旋转轴2和密封端盖3，还包括密封座圈一4和密封座圈二5，所述密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，所述密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，所述密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，所述密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，所述密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，所述旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，所述密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，所述腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，所述腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15。

本实施例为最基本的实施方式，密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15，使用时，腔体四11中的气体经过多层密封齿到第二密封毛刷7处，气体进入刷毛之间的间隙形成湍流，具有良好的自密封性，使腔体四11仅能通过多层密封齿与油槽1连通，使得高压射流气体的方向始终保持在与油雾溢出方向相反的方向，密封座圈一4、密封座圈二5与旋转轴2形成密封性良好的腔体三10，进一步有利于提升腔体四11的刷毛侧的密封性；作为一个整体，较现有技术而言，油雾从油槽1内到油槽1外须经过多个密封性良好的腔体与油雾溢出方向相反的射流气体配合，结合多层密封齿结构，从而能够有效密封油雾，防止油雾外泄，极大的提升了油雾密封效果。

实施例2

参见图1，一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，包括油槽1、旋转轴2和密封端盖3，还包括密封座圈一4和密封座圈二5，所述密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，所述密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，所述密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，所述密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，所述密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，所述旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，所述密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，所述腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，所述腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15。

所述多层密封齿包括第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18，第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18从上到下依次布置在密封座圈一4上，第二密封毛刷7位于第一层密封齿16上方。

本实施例为一较佳实施方式，多层密封齿包括第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18，第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18从上到下依次布置在密封座圈一4上，第二密封毛刷7位于第一层密封齿16上方，采用多层密封齿配合第二密封毛刷7的结构，腔体四11中的气体经过多层密封齿到第二密封毛刷7处，气体进入刷毛之间的间隙形成湍流，具有良好的自密封性，使腔体四11仅能通过多层密封齿与油槽1连通，使得高压射流气体的方向始终保持在与油雾溢出方向相反的方向，进而极大的保障了油雾密封效果。

实施例3

参见图1，一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，包括油槽1、旋转轴2和密封端盖3，还包括密封座圈一4和密封座圈二5，所述密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，所述密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，所述密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，所述密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，所述密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，所述旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，所述密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，所述腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，所述腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15。

所述多层密封齿包括第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18，第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18从上到下依次布置在密封座圈一4上，第二密封毛刷7位于第一层密封齿16上方。

所述第一层密封齿16与旋转轴2之间的间隙小于第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙，第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙小于第三层密封齿18与旋转轴2之间的间隙。

本实施例为又一较佳实施方式，第一层密封齿16与旋转轴2之间的间隙小于第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙，第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙小于第三层密封齿18与旋转轴2之间的间隙，特定的依次变大的间隙是为了使腔体四11中的气体方向保持在与油雾溢出方向相反的方向，多层密封齿具有良好的随动性，从而能有效避免旋转轴2摆度过大时旋转部件与静止部件的碰撞。

实施例4

参见图1，一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，包括油槽1、旋转轴2和密封端盖3，还包括密封座圈一4和密封座圈二5，所述密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，所述密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，所述密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，所述密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，所述密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，所述旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，所述密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，所述腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，所述腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15。

所述多层密封齿包括第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18，第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18从上到下依次布置在密封座圈一4上，第二密封毛刷7位于第一层密封齿16上方。

所述第一层密封齿16与旋转轴2之间的间隙小于第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙，第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙小于第三层密封齿18与旋转轴2之间的间隙。

所述密封座圈二5为径向可调节座圈，密封座圈二5上的第一密封毛刷6与旋转轴2相接触。

所述进气通道12的轴向高度为0.5mm，进气通道12的轴向高度与腔体一8的轴向高度比值为0.01。

本实施例为又一较佳实施方式，密封座圈二5为径向可调节座圈，密封座圈二5上的第一密封毛刷6与旋转轴2相接触，灵活性强，能够进一步提高密封效果。

实施例5

参见图1，一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，包括油槽1、旋转轴2和密封端盖3，还包括密封座圈一4和密封座圈二5，所述密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，所述密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，所述密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，所述密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，所述密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，所述旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，所述密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，所述腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，所述腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15。

所述多层密封齿包括第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18，第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18从上到下依次布置在密封座圈一4上，第二密封毛刷7位于第一层密封齿16上方。

所述第一层密封齿16与旋转轴2之间的间隙小于第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙，第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙小于第三层密封齿18与旋转轴2之间的间隙。

所述密封座圈二5为径向可调节座圈，密封座圈二5上的第一密封毛刷6与旋转轴2相接触。

所述进气通道12的轴向高度为100mm，进气通道12的轴向高度与腔体一8的轴向高度比值为1。

所述密封座圈一4和密封端盖3为一体成型结构，腔体一8、腔体二9和腔体三10沿圆周方向贯通。

本实施例为又一较佳实施方式，密封座圈一4和密封端盖3为一体成型结构，腔体一8、腔体二9和腔体三10沿圆周方向贯通，能够提高整体结构强度，保障密封效果。

实施例6

参见图1，一种立式水轮发电机轴承油槽组合密封装置，包括油槽1、旋转轴2和密封端盖3，还包括密封座圈一4和密封座圈二5，所述密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，所述密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，所述密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，所述密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，所述密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，所述旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，所述密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，所述腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，所述腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15。

所述多层密封齿包括第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18，第一层密封齿16、第二层密封齿17和第三层密封齿18从上到下依次布置在密封座圈一4上，第二密封毛刷7位于第一层密封齿16上方。

所述第一层密封齿16与旋转轴2之间的间隙小于第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙，第二层密封齿17与旋转轴2之间的间隙小于第三层密封齿18与旋转轴2之间的间隙。

所述密封座圈二5为径向可调节座圈，密封座圈二5上的第一密封毛刷6与旋转轴2相接触。

所述进气通道12的轴向高度为5mm，进气通道12的轴向高度与腔体一8的轴向高度比值为0.05。

所述密封座圈一4和密封端盖3为一体成型结构，腔体一8、腔体二9和腔体三10沿圆周方向贯通。

所述腔体一8用于通入高压空气，腔体二9用于通入常压空气。

本实施例为最佳实施方式，密封端盖3的一侧与密封座圈一4的下端连接，密封端盖3的另一侧与油槽1固定连接，密封座圈一4的上端与密封座圈二5的下端连接，密封座圈二5的上端连接有第一密封毛刷6，密封座圈一4上连接有第二密封毛刷7和多层密封齿，密封座圈一4上设置有腔体一8和腔体二9，密封座圈二5、密封座圈一4和旋转轴2形成腔体三10，旋转轴2与密封座圈一4之间形成腔体四11，腔体一8通过进气通道12与腔体四11连通，密封端盖3上连接有抽气管13，抽气管13与油槽1连通，腔体一8上连接有贯穿密封座圈一4的进气管一14，腔体二9上连接有贯穿密封座圈一4的进气管二15，使用时，腔体四11中的气体经过多层密封齿到第二密封毛刷7处，气体进入刷毛之间的间隙形成湍流，具有良好的自密封性，使腔体四11仅能通过多层密封齿与油槽1连通，使得高压射流气体的方向始终保持在与油雾溢出方向相反的方向，密封座圈一4、密封座圈二5与旋转轴2形成密封性良好的腔体三10，进一步有利于提升腔体四11的刷毛侧的密封性；作为一个整体，较现有技术而言，油雾从油槽1内到油槽1外须经过多个密封性良好的腔体与油雾溢出方向相反的射流气体配合，结合多层密封齿结构，从而能够有效密封油雾，防止油雾外泄，极大的提升了油雾密封效果。

腔体一8用于通入高压空气，腔体二9用于通入常压空气，高压气体通过进气管一14进入腔体一8，腔体一8起均压作用，便于后序腔体一8中的高压气体进入腔体四11，形成均匀、连续且与油雾溢出方向相反的射流气体，腔体二9中的常压气体能够起到补气作用。