一种电动滤水器转动轴密封结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电动滤水器转动轴密封结构，采用“2+1+3”的密封结构代替原先的单只骨架密封结构，可以消除转动轴密封装置处漏进泥沙和水。引水环的内、外环之间的环形壁上开设有贯穿的多个通孔，填料函的内部加工有引水道，引水道的一端连通至所述引水环的外环，另一端连通至排引水管，通过排引水管，可以把漏水引出筒体外。若有微量水往轴承室里漏，流到引水环时，则被引水管排出，水进不了轴承室，从而起到保护轴承不被水锈蚀目的。这样，既提高了转动轴的密封性，同时还减少了对减速机支座的损坏，明显提高了电动滤水器的运行可靠性。
【专利说明】一种电动滤水器转动轴密封结构
【技术领域】
[0001] 本发明属于密封结构领域，特别涉及一种电动滤水器转动轴密封结构。
【背景技术】
[0002] 电动滤水器是汽轮机凝结器装置的重要设备，其作用是过滤冷却水，除去可能堵 塞换热器的杂物，提高换热器冷却水管的清洁度，提高换热效率，降低发电煤耗。电动滤水 器结构如图1所示。它是由减速机、减速机连接座、转动轴密封装置、上筒体、下筒体、转动 轴、轴承压盖、轴承、滤芯进水腔、滤芯、滤芯进水腔支撑板、反冲洗排污斗、电动排污阀等部 分组成。该滤水器，利用负压产生反冲效果，清理掉水中杂物。冷却水从滤芯内部往外部流 动，垃圾积在滤芯内网壁上。十只滤芯沿圆周均布，排污时，反冲洗排污斗对准某一滤芯，电 动排污阀打开后排污管内形成负压，冷却水由滤芯外部反向流入内部，从反冲洗排污斗排 出，滤芯内网壁上的垃圾被冲走。间隔一定时间后，减速机带动反冲洗排污斗转动至下一个 滤芯，该滤芯开始清理......10个滤芯依次清理完为一个清洗周期，清洗完毕电动排污阀 关闭。反冲洗排污斗不转动时，垃圾积在滤芯内壁上，检测滤芯前后压差，压差升高到定值 时，表明垃圾聚集较多，自动启动清理程序。
[0003] 2012年1月24日，投用#3机电动滤水器不久，其减速机连接座法兰即爆裂。2012 年2月9日，把厂家新发来的减速机总成装上去，通电试运行，减速机连接座法兰又爆裂。对 #3机电动滤水器减速机连接座法兰两次爆裂的问题，设备部汽机专业组织有关人员进行了 损坏的原因分析。分析认为电动滤水器筒体内发生了动静碰磨的缺陷，动静碰磨导致阻力 转矩增大，最终导致机体薄弱环节爆裂。
[0004] 根据电动滤水器的工作原理，如图2所示，当电动排污阀打开后，因反冲洗排污斗 内部为负压，故内外壁就形成压差。根据图反冲洗排污斗形状及尺寸，可以算出反冲洗排污 斗的迎流口承压面积。依据压差值和承压面积可以计算出反冲洗排污斗在正常排污时约受 1510N的轴向力作用，轴向力方向由下指向上。正常排污时，该轴向力总是力图使反冲洗排 污斗和轴朝上方向窜动，这就加剧了轴承的载荷，使之更易损坏。该轴向力的存在是由电动 滤水器的工作原理所决定的，不可能消除它。在改造时，应该充分重视该轴向力的影响。
[0005] 解体转动轴密封装置，发现轴承室里装满了泥沙和水，轴承的弹珠破碎及外圈破 裂。分析认为轴承室仅有一只骨架密封胶圈的密封效果差，是导致泥沙和水进入轴承室的 原因。泥沙和水使轴承弹珠及外圈失去润滑而产生锈蚀坑点，进而使轴承在运行中局部受 力增大，使外圈破裂。轴承弹珠及外圈破碎后，导致轴的轴向定位无依靠，当电动排污阀打 开时，此时作用在反冲洗排污斗上的轴向力使反冲洗排污斗和轴一起向上窜动。当轴向窜 动量超过4mm时，反冲洗排污斗就与进水腔盖板碰磨，碰磨就会发生卡死，卡死后就使阻力 转矩远远超过设计值（102kg. m)。从2012年2月10日解体检查发现反冲洗排污斗与进水 腔盖板有碰磨的现象来判断，反冲洗排污斗与进水腔盖板卡死是造成减速机转矩传递环节 薄弱处一减速机连接座法兰爆裂的原因。而造成反冲洗排污斗与进水腔盖板卡死的根本 原因是转动轴密封装置的密封结构不合理。连接支座法兰材料是铸铁，发生两次爆裂，说明 其强度不足。
[0006] 因此需要对电动滤水器的转动轴密封装置进行改进，以保证正常的生产运行。
【发明内容】
[0007] 为解决上述问题，本发明提供一种电动滤水器转动轴密封结构，所述电动滤水器 包括筒体和转动轴，其中，所述筒体为中空结构，并具有一筒颈部，所述筒颈部具有一开口， 所述转动轴穿过所述开口并伸入到所述筒体的内部，所述转动轴和所述筒颈部之间通过密 封结构实现密封，所述密封结构包括：
[0008] 填料函，其设置在所述筒颈部和所述转动轴之间，所述转动轴与所述填料函之外 侧设置有轴承；
[0009] 五个骨架密封圈，通过所述填料函设置在所述转动轴的外侧，依次设置在所述轴 承的下方；
[0010] 引水环，其套设于所述转动轴的外侧，设置在由下到上第二个骨架密封圈和第三 个骨架密封圈之间，以此"2+1+3"密封结构代替原先的单只骨架密封结构，可以消除转动轴 密封装置处漏进泥沙和水。
[0011] 所述引水环的内、外环之间的环形壁上开设有贯穿的多个通孔，填料函的内部加 工有引水道，引水道的一端连通至所述引水环的外环，另一端连通至排引水管，通过排引水 管连通至外界。
[0012] 若有微量水往轴承室里漏，流到引水环时，则被引水管排出，水进不了轴承室，从 而起到保护轴承不被水锈蚀目的。
[0013] 优选的是，所述的电动滤水器转动轴密封结构中，
[0014] 所述引水环的圆周上沿其径向均匀设置有多个通孔；
[0015] 所述填料函上对应引水环外环位置设置水平通孔，水平通孔外表面用堵头焊接堵 死；
[0016] 所述填料函上对应水平通孔位置设置垂直通孔，垂直通孔与水平通孔贯通，构成 一个引水道，
[0017] 垂直通孔下部外接一引水管。
[0018] 优选的是，所述的电动滤水器转动轴密封结构中，所述转动轴对应于五个骨架密 封圈和引水环的一段为轴颈部分，所述轴颈部分具有不锈钢材料制成的耐磨层。所述轴颈 部分用车床将外径车小2mm，并堆焊不锈钢焊条，然后用车床对焊接的轴颈部分进行精细加 工，恢复到初始外径，得到表面光滑度高于其他部分、且材料为不锈钢的轴颈部分。这样可 以降低表面粗糙度，且轴颈因不生锈，故对骨架密封圈磨损很小，利于延长骨架密封圈的寿 命，保证密封效果。
[0019] 优选的是，所述的电动滤水器转动轴密封结构中，所述转动轴的顶端连接至一减 速机，所述筒颈部的上方设置有一减速机支座，所述减速机设置在所述减速机支座上，所述 减速机支座为由碳钢材料制成，提高连接支座强度。
[0020] 本发明提供一种电动滤水器转动轴密封结构，所述电动滤水器包括筒体和转动 轴，其中，所述筒体为中空结构，并具有一筒颈部，所述筒颈部具有一开口，所述转动轴穿过 所述开口并伸入到所述筒体的内部，所述转动轴和所述筒颈部之间通过密封结构实现密 封，所述密封结构包括：填料函，其设置在所述筒颈部和所述转动轴之间，所述转动轴与所 述填料函之外侧设置有轴承；五个骨架密封圈，通过所述填料函设置在所述转动轴的外侧， 依次设置在所述轴承的下方；引水环，其套设于所述转动轴的外侧，设置在由下到上第二个 骨架密封圈和第三个骨架密封圈之间，以此"2+1+3"密封结构代替原先的单只骨架密封结 构，可以消除转动轴密封装置处漏进泥沙和水。所述引水环的内、外环之间的环形壁上开设 有贯穿的多个通孔，填料函的内部加工有引水道，引水道的一端连通至所述引水环的外环， 另一端连通至排引水管，通过排引水管连通至外界。
[0021] 若有微量水往轴承室里漏，流到引水环时，则被引水管排出，水进不了轴承室，从 而起到保护轴承不被水锈蚀目的。这样，既提高了转动轴的密封性，同时还减少了对减速机 支座的损坏，明显提高了电动滤水器的运行可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明中电动滤水器改进前的结构示意图；
[0023] 图2为本发明中反冲洗排污斗的结构示意图；
[0024] 图3为本发明电动滤水器转动轴密封结构改进前的结构示意图；
[0025] 图4为本发明电动滤水器转动轴密封结构改进后的结构示意图；
[0026] 图5为本发明电动滤水器转动轴密封结构中引水环的剖视图；
[0027] 图6为本发明电动滤水器转动轴密封结构中引水环的俯视图；
[0028] 图7为本发明电动滤水器转动轴密封结构中填料函加工通孔后的剖视图；
[0029] 图8为本发明电动滤水器转动轴密封结构中填料函中引水道的结构示意图；
[0030] 图9为本发明中电动滤水器改进后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0032] 如图1所示，改进前的电动滤水器是由减速机1、减速机连接座2、转动轴密封结构 5、筒体7、转动轴8、轴承盖3、轴承4、滤芯6、支撑板9、反冲洗排污斗10、排污阀门11等部 分组成。所述转动轴8包括筒外部分和筒内部分，其中，所述筒外部分由下至上包括与所述 转动轴8同轴连接的减速机连接座2和减速机1，以及设置在所述轴承4上方并与填料函固 定的轴承盖3 ;所述筒体7内固定有支撑板9,所述支撑板9上圆周阵列有多个滤芯6 ;所述 筒体7的侧壁上还设置有冷却水进水口和出水口，其中所述冷却水进水口低于所述支撑板 9所在的水平面，所述出水口高于所述支撑板9所在的水平面；所述筒内部分的末端固定连 接有一反冲洗排污斗10,反冲洗排污斗10的下端还密封连接有一排污管道，排污管道伸出 所述筒体7外的部分设置有一排污阀门11。反冲洗排污斗10在所述转动轴8的带动下转 动，并且在转动过程中反冲洗排污斗10的上端停留在某一个滤芯6的底端2min，同时排污 阀门11打开，冷却水在负压作用下流出并将所述滤芯6过滤网壁上的污物冲走，完成排污， 当每个所述滤芯6都完成排污后，关闭排污阀门11。
[0033] 根据电动滤水器的工作原理，当排污阀门11打开后，因反冲洗排污斗10内部为负 压，故内外壁就形成压差。根据图2反冲洗排污斗形状及尺寸，可以算出反冲洗排污斗10 的迎流口承压面积。依据压差值和承压面积可以计算出反冲洗排污斗10在正常排污时约 受1510N的轴向力作用，轴向力方向由下指向上。正常排污时，该轴向力总是力图使反冲洗 排污斗和轴朝上方向窜动，这就加剧了轴承4的载荷，使之更易损坏。该轴向力的存在是由 电动滤水器的工作原理所决定的，不可能消除它。
[0034] 改进前的电动滤水器转动轴密封结构3如图3所示，在所述转动轴8的外侧设置 有一个骨架密封圈14,密封效果不佳，使得轴承室里装满了泥沙和水，轴承的弹珠破碎及外 圈破裂。泥沙和水使轴承弹珠及外圈失去润滑而产生锈蚀坑点，进而使轴承4在运行中局 部受力增大，使外圈破裂。轴承弹珠及外圈破碎后，导致轴的轴向定位无依靠，当排污阀门 11打开时，此时作用在反冲洗排污斗10上的轴向力使反冲洗排污斗和轴一起向上窜动。当 轴向窜动量超过4mm时，反冲洗排污斗10就与支撑板9碰磨，碰磨就会发生卡死，卡死后就 使阻力转矩远远超过设计值（l〇2kg. m)。从2012年2月10日解体检查发现反冲洗排污斗 10与支撑板9有碰磨的现象来判断，反冲洗排污斗10与支撑板9卡死是造成减速机转矩传 递环节薄弱处一减速机连接座法兰爆裂的原因。而造成反冲洗排污斗10与支撑板9卡死 的根本原因是转动轴密封装置的密封结构不合理。
[0035] 如图4和图9所示，本发明提供一种电动滤水器转动轴密封结构，所述电动滤水器 包括筒体7和转动轴8,其中，所述筒体7为中空结构，并具有一筒颈部，所述筒颈部具有一 开口，所述转动轴8穿过所述开口并伸入到所述筒体7的内部，所述转动轴8和所述筒颈部 之间通过密封结构3实现密封，所述密封结构3包括：
[0036] 填料函15,其设置在所述筒颈部和所述转动轴8之间，所述转动轴8与所述填料函 15之外侧设置有轴承4 ;
[0037] 五个骨架密封圈14,通过所述填料函15设置在所述转动轴8的外侧，依次设置在 所述轴承4的下方；
[0038] 引水环16,其套设于所述转动轴8的外侧，设置在由下到上第二个骨架密封圈和 第三个骨架密封圈之间，以此"2+1+3"密封结构代替原先的单只骨架密封结构，可以消除转 动轴密封结构处漏进泥沙和水。如图5和图6所示，
[0039] 所述引水环16的内、外环之间的环形壁上开设有贯穿的多个通孔，填料函的内部 加工有引水道，引水道的一端连通至所述引水环的外环，另一端连通至排引水管，通过排引 水管连通至外界。若有微量水往轴承室里漏，流到引水环时，则被引水管排出，水进不了轴 承室，从而起到保护轴承不被水锈蚀目的。
[0040] 所述的电动滤水器转动轴密封结构中，
[0041] 所述引水环16的圆周上沿其径向均匀设置有多个通孔；
[0042] 如图7和图8所示，所述填料函15上对应引水环16外环位置设置水平通孔12,水 平通孔12外表面用堵头焊接堵死；
[0043] 所述填料函15上对应水平通孔12位置设置垂直通孔13,垂直通孔13与水平通孔 12贯通，构成一个引水道，
[0044] 垂直通孔13下部外接一引水管11。
[0045] 所述的电动滤水器转动轴密封结构中，所述转动轴8对应于五个骨架密封圈14和 引水环16的一段为轴颈部分，所述轴颈部分具有不锈钢材料制成的耐磨层。所述轴颈部分 用车床将外径车小2mm，并堆焊不锈钢焊条，然后用车床对焊接的轴颈部分进行精细加工， 恢复到初始外径，得到表面光滑度高于其他部分、且材料为不锈钢的轴颈部分。这样可以降 低表面粗糙度，且轴颈因不生锈，故对骨架密封圈磨损很小，利于延长骨架密封圈的寿命， 保证密封效果。
[0046] 所述的电动滤水器转动轴密封结构中，所述转动轴8的顶端连接至一减速机1，所 述筒颈部的上方设置有一减速机支座2,所述减速机1设置在所述减速机支座2上，所述减 速机支座2为由碳钢材料制成，提高其强度。
[0047] 为了检验改造后电动滤水器长期运行的效果，从2012年2月#3机电动滤水器轴 封改造后至今一直跟踪观察它的运行状况，这2年中没有发现引水管有水流出。2014年5 月#3机小修，为了进一步确认电动滤水器轴封改造后的性能，打开了转动轴密封装置，轴 承室内无泥沙和水，轴承也无磨损。解体检验表明#3机电动滤水器轴封改造是成功的。 [0048] 负压反冲洗电动滤水器的轴封不可靠是造成减速机连接座损坏的根本原因。结合 滤水器实际情况而采取的改造措施，对消除减速机连接座的损坏，提高电动滤水器运行可 靠性是十分明显的。
[〇〇49] 本发明提供一种电动滤水器转动轴密封结构，所述电动滤水器包括筒体和转动 轴，其中，所述筒体为中空结构，并具有一筒颈部，所述筒颈部具有一开口，所述转动轴穿过 所述开口并伸入到所述筒体的内部，所述转动轴和所述筒颈部之间通过密封结构实现密 封，所述密封结构包括：填料函，其设置在所述筒颈部和所述转动轴之间，所述转动轴与所 述填料函之外侧设置有轴承；五个骨架密封圈，通过所述填料函设置在所述转动轴的外侧， 依次设置在所述轴承的下方；引水环，其套设于所述转动轴的外侧，设置在由下到上第二个 骨架密封圈和第三个骨架密封圈之间，以此"2+1+3"密封结构代替原先的单只骨架密封结 构，可以消除转动轴密封装置处漏进泥沙和水。若有微量水往轴承室里漏，流到引水环时， 则被引水管排出，水进不了轴承室，从而起到保护轴承不被水锈蚀目的。这样，既提高了转 动轴的密封性，同时还减少了对减速机支座的损坏，明显提高了电动滤水器的运行可靠性。 [0050] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1. 一种电动滤水器转动轴密封结构，所述电动滤水器包括筒体和转动轴，其中，所述筒 体为中空结构，并具有一筒颈部，所述筒颈部具有一开口，所述转动轴穿过所述开口并伸入 到所述筒体的内部，其特征在于，所述转动轴和所述筒颈部之间通过密封结构实现密封，所 述密封结构包括： 填料函，其设置在所述筒颈部和所述转动轴之间，所述转动轴与所述填料函之外侧设 置有轴承； 五个骨架密封圈，通过所述填料函设置在所述转动轴的外侧，依次设置在所述轴承的 下方； 引水环，其套设于所述转动轴的外侧，设置在由下到上第二个骨架密封圈和第三个骨 架密封圈之间， 所述引水环的内、外环之间的环形壁上开设有贯穿的多个通孔，填料函的内部加工有 引水道，引水道的一端连通至所述引水环的外环，另一端连通至排引水管，通过排引水管连 通至外界。
2. 如权利要求1所述的电动滤水器转动轴密封结构，其特征在于， 所述引水环的圆周上沿其径向均匀设置有多个通孔； 所述填料函上对应引水环外环位置设置水平通孔，水平通孔外表面用堵头焊接堵死； 所述填料函上对应水平通孔位置设置垂直通孔，垂直通孔与水平通孔贯通，构成一个 引水道， 垂直通孔下部外接一引水管。
3. 如权利要求2所述的电动滤水器转动轴密封结构，其特征在于，所述转动轴对应于 五个骨架密封圈和引水环的一段为轴颈部分，所述轴颈部分具有不锈钢材料制成的耐磨 层。
4. 如权利要求1所述的电动滤水器转动轴密封结构，其特征在于，所述转动轴的顶端 连接至一减速机，所述筒颈部的上方设置有一减速机支座，所述减速机设置在所述减速机 支座上，所述减速机支座为由碳钢材料制成。
【文档编号】F16J15/16GK104110497SQ201410305339
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】廖忠华, 张毅, 潘国才, 王永步, 覃俊挺 申请人:大唐桂冠合山发电有限公司