一种发电站发电机用主轴密封结构的设计报告

王德林

大唐雅安电力开发有限公司 四川雅安 625000

1 现有发电站发电机用主轴密封结构的设计问题

水力发电设备是一种以水轮机驱动产生电力的发电机组，为了发电站发电机的长期稳定运行，通常需要在发电机主轴上设置密封结构加以保护，但是现有的发电机主轴密封结构都较为简单，使用一段时间后密封效果欠佳，主轴外部的保护效果被破坏，降低了发电机的使用寿命[1]。

2 发电站发电机用主轴密封结构设计方案

本设计提供一种技术方案（如图1、2、3）：一种发电站发电机用主轴密封结构，包括密封上座1 和密封下座2 以及轴体3，轴体3 的顶部通过固定件4 与密封上座1 连接，密封下座2 下端面两侧具有凹槽7，凹槽7 的内部通过弹簧一9 弹性连接有密封板8，密封板8 的截面为U 型结构，两侧分别延伸至凹槽7 的内部并与凹槽7 的槽壁滑动连接，保证了密封板8 受到水压时弹簧一9 压缩带动密封板8 与密封下座2 紧密贴合，密封板8 的上端面两侧通过伸缩件10 连接有封堵块12，封堵块12 位于密封下座2 内部的泄压腔6 中，封堵块12 的上方开设有泄压孔13，密封板8 向上顶起的时带动伸缩件10 缩短，套管101 在内杆102 的外部向上滑动，套管101 的滑动使弹簧二5 压缩，弹簧二5 产生的弹性势能对封堵块12 形成推力，使封堵块12 与泄压腔6 的顶部内表壁紧密贴合，对泄压孔13 进行封堵，轴体3 的外部套设有安装块14，安装块14 的外部开设有固定槽141，固定槽141 的内部设置有密封环11，固定槽141 能够防止密封环11 发生位移。如图1 所示，密封环11 的上端面与密封上座1 的顶部内表壁贴合连接，增强了密封上座1 与轴体3 之间的密封性。如图1 所示，封堵块12 的最大直径大于泄压孔13 的直径，使得封堵块12 能够完全封堵泄压孔13。如图2 所示，伸缩件10 包括套管101 和内杆102，所述内杆102 与套管101 滑动连接，保证了伸缩件10 能够自适应伸缩。如图1 所示，内杆102 的外部套设有弹簧二5，弹簧二5 与内杆102 的顶端固定连接，使得内杆102 在弹簧二5 的作用下恢复至原位。如图1 所示，密封板8 和封堵块12 均为橡胶材料制作，橡胶材料能够提高密封板8 和封堵块12 的密封效果。

图1 发电站发电机用主轴密封结构主视结构示意图

3 设计方案工作原理

本设计方案在设备使用时，当有水的压力过大，水流从底部往上流入时，水的压力冲击密封板8，将密封板8 顶至与密封下座2的下端面紧密贴合，从而阻止水流在压力作用下继续往上流动，密封板8 向上顶起时带动伸缩件10 缩短，套管101 在内杆102 的外部向上滑动，套管101 的滑动使弹簧二5 压缩，弹簧二5 产生的弹性势能对封堵块12 形成推力，使封堵块12 与泄压腔6 的顶部内表壁紧密贴合，对泄压孔13 进行封堵，再次阻止水流往高程方向流动，防止水流进入密封上座1 中，轴体3 外部的密封环11 在密封上座1 的内部形成三次密封，从而使得轴体3 在正常工作时达到密封效果；当密封板8 不受水的压力时，在弹簧一9 的复位作用减小了与密封下座2 的贴近力度，减小密封板8 磨损，同理，伸缩件10 在弹簧二5 的作用下伸长，从而减小弹簧二5 对封堵块12 的推力，减小封堵块12 的磨损，提高密封板8 和封堵块12 的使用寿命[2-3]。

图2 发电站发电机用主轴密封结构伸缩件内部结构示意图

图3 发电站发电机用主轴密封结构安装块结构示意图