一种水电站水轮机保护装置的制作方法

1.本发明涉及水轮机主轴保护技术领域，尤其涉及一种水电站水轮机保护装置。


背景技术：

2.混流式水轮机也称为弗朗西斯式水轮机，属反击式水轮机的一种，由美国工程师弗朗西斯于1849年发明，又称弗朗西斯水轮机，或辐轴流式水轮机。水流从四周径向流入转轮，然后近似轴向流出转轮，转轮由上冠，下环和叶片组成。，转轮的顶部与水轮机主轴相连，水流驱动转轮转动，间接驱动主轴转动，最终带动与主轴相连的转子转动，实现发电。
3.混流式水轮机的转轮外部安装有顶盖，而水轮机主轴与顶盖侧壁之间的动静交接处，需要做密封处理，现有的处理方法一般是采用填料盒的方式，但是在水轮机长期转动后，填料盒内的填料需要定期更换，不然在填料内的润滑剂减少，无法满足主轴动静交界处的润滑效果，最终导致主轴及填料盒磨损，造成水轮机停工检修；而填料定期更换也需要将水轮机停机，导致发电效率降低；发电的维护成本增加。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有水电站水轮机主轴保护存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种水电站水轮机保护装置，其目的在于通过增设补偿单元，使得水轮机主轴上安装的填料，保持温度的润滑和密封效果。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种水电站水轮机保护装置，此装置包括填料箱和填料压板，其中，填料箱，套设于水轮机主轴的轴体侧壁上，其内环腔内设置有填料槽，所述填料槽内放置有填料；填料压板，套设于所述水轮机主轴的轴体侧壁上且其底部配合放置于所述填料槽内，其包括外壳体、驱动单元和补偿单元，所述外壳体内开设有第一环腔、第二环腔和第三环腔，所述驱动单元设置于所述第一环腔并延伸于所述第二环腔，所述补偿单元设置于所述第三环腔内。
8.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述驱动单元包括转动轴、设置于所述转动轴上的从动轮和差速器、连接于所述差速器输出端的驱动轴，设置于所述驱动轴上的驱动辊轮，以及与所述驱动辊轮配合的第一触动件和第二触动件；所述转动轴转动设置于所述第一环腔内，并与所述水轮机主轴的轴线平行，所述从动轮的边缘能够与所述水轮机主轴的外侧壁滚动接触，且所述转动轴远离所述从动轮的一端延伸于所述第二环腔内；所述驱动辊轮的辊面上开设有循环限位槽，所述第一触动件和第二触动件均与所述循环限位槽相连。
9.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述第二环腔的腔体侧壁上设置有第一滑槽和第二滑槽，两滑槽相互平行，且平行于所述驱动轴的轴线方
向。
10.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述第一触动件包括第一导柱、与所述第一导柱相连的第一连杆，以及设置于所述第一连杆底部的弹性件，所述弹性件远离所述连杆的另一端连接于所述第二环腔的腔体底部；所述第二触动件包括第二导柱和与所述第二导柱相连的第二连杆，所述第二连杆远离所述第二导柱的一端延伸于所述第三环腔内。
11.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：第一导柱的一端配合滑动于所述循环限位槽内，另一端滑动于所述第一滑槽内，所述第二导柱的一端配合滑动于所述循环限位槽内，另一端滑动于所述第二滑槽内。
12.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述补偿单元包括供油管、设置于所述供油管中的单向阀，以及与所述单向阀输出端相连的输出管，所述输出管设置于所述外壳体上的排出孔内。
13.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述第二连杆远离所述第二导柱的一端与所述单向阀的启动开关相连。
14.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述外壳体的内环直径大于所述水轮机主轴的径向直径和所述填料的内环直径，且所述排出孔设置有多组，其出口均朝向所述水轮机主轴的轴体外侧壁。
15.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述填料箱的顶部侧壁上还设置有限位柱。
16.作为本发明所述水电站水轮机保护装置的一种优选方案，其中：所述外壳体的外环侧壁上还设置外边环，所述外边环的侧壁上开设有限位孔，所述限位柱能够配合滑动于所述限位孔内。
17.本发明的有益效果：
18.本发明的整体套装在水轮机主轴上，其填料箱为安装填料及放置填料压板的主体，在填料压板中设置了驱动单元和补偿单元，通过借助水轮机主轴的驱动，驱动补偿单元稳定的向填料中补偿润滑剂，从而保障水轮机主轴始终处于最佳的转动状态，从而对水轮机的进行保护。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
20.图1为本发明水电站水轮机保护装置的整体安装结构示意图。
21.图2为本发明水电站水轮机保护装置与水轮机主轴分离结构示意图。
22.图3为本发明水电站水轮机保护装置的爆炸分离结构示意图。
23.图4为本发明水电站水轮机保护装置的整体剖面结构示意图。
24.图5为本发明水电站水轮机保护装置的局部f放大结构示意图。
25.图6为本发明水电站水轮机保护装置的局部e放大结构示意图。
26.图7为本发明水电站水轮机保护装置的驱动辊轮具体结构示意图。
27.图8为本发明水电站水轮机保护装置的补偿单元具体结构示意图。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
30.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
31.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
32.实施例1
33.参照图1～4，为本发明第一个实施例，提供了一种水电站水轮机保护装置，此装置包括填料箱100和填料压板200，其中，填料箱100设置在水轮机顶盖和水轮机主轴z之间，用于隔绝水轮机转轮和发电室，隔绝二者之间的水汽流动，并维持水轮机主轴z的正常转动，填料箱100内安装的填料102则浸润有润滑剂，保持水轮机主轴z转动处的润滑效果；填料压板200配合放置在填料箱100内，并压在填料102上，使得填料102内的润滑剂能够持续被压出，浸润水轮机主轴z的转动处。
34.具体的，填料箱100，套设于水轮机主轴z的轴体侧壁上，其内环腔内设置有填料槽101，填料槽101内放置有填料102；其中，填料箱100呈环形，套装在水轮机主轴z的外侧壁上，其内环与水轮机主轴z之间形成环形的填料槽101，填料102放置在填料槽101内，并套装在水轮机主轴z上。需要说明的是，填料102的厚度小于填料槽101的槽腔高度，以便于填料压板200的放置。
35.进一步的，填料压板200，套设于水轮机主轴z的轴体侧壁上且其底部配合放置于填料槽101内，其包括外壳体201、驱动单元202和补偿单元203，外壳体201内开设有第一环腔201a、第二环腔201b和第三环腔201c，驱动单元202设置于第一环腔201a并延伸于第二环腔201b，补偿单元203设置于第三环腔201c内。其中，填料压板200的整体也呈环形，其下端能够配合放置在填料槽101内，其底部与填料102的顶部接触；需要说明的是，为方便填料压板200的外壳体201对填料102进行挤压，并使其朝向水轮机主轴z靠近，为此，在外壳体201与填料102的接触面设置匹配的接触斜面，如附图4和5中所示。
36.进一步的，在外壳体201内开设第一环腔201a、第二环腔201b和第三环腔201c，分别用于安装驱动单元202和补偿单元203，其中，驱动单元202用于从水轮机主轴z处借力，进而驱动补偿单元203运动，即可以增加填料压板200整体的挤压作用，也可以用于对填料102中的润滑剂持续补偿；从而避免了现有技术中填料内润滑剂持续减少得不到补充，以及停机更换填料的问题。
37.实施例2
38.参照图3～8，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：驱动单元202包括转动轴202a、设置于转动轴202a上的从动轮202b和差速器202c、连接于差速器202c输出端的驱动轴202d，设置于驱动轴202d上的驱动辊轮202e，以及与驱动辊轮202e配合的第一触动件202f和第二触动件202g；转动轴202a转动设置于第一环腔201a内，并与水轮机主轴z的轴线平行，从动轮202b的边缘能够与水轮机主轴z的外侧壁滚动接触，且转动轴202a远离从动轮202b的一端延伸于第二环腔201c内；驱动辊轮202e的辊面上开设有循环限位槽202e-1，第一触动件202f和第二触动件202g均与循环限位槽202e-1相连。
39.第二环腔201b的腔体侧壁上设置有第一滑槽201b-1和第二滑槽201b-2，两滑槽相互平行，且平行于驱动轴202d的轴线方向。
40.第一触动件202f包括第一导柱202f-1、与第一导柱202f-1相连的第一连杆202f-2，以及设置于第一连杆202f-2底部的弹性件202f-3，弹性件202f-3远离连杆202f-2的另一端连接于第二环腔201b的腔体底部；第二触动件202g包括第二导柱202g-1和与第二导柱202g-1相连的第二连杆202g-2，第二连杆202g-2远离第二导柱202g-1的一端延伸于第三环腔201c内。
41.第一导柱202f-1的一端配合滑动于循环限位槽202e-1内，另一端滑动于第一滑槽201b-1内，第二导柱202g-1的一端配合滑动于循环限位槽202e-1内，另一端滑动于第二滑槽201b-2内。
42.补偿单元203包括供油管203a、设置于供油管203a中的单向阀203b，以及与单向阀203b输出端相连的输出管203c，输出管203c设置于外壳体201上的排出孔p内。
43.第二连杆202g-2远离第二导柱202g-1的一端与单向阀203b的启动开关相连。
44.相较于实施例1，进一步的，第一环腔201a位于外壳体201的上端，其腔体内环与外部连通，驱动单元202安装在其内部，具体的，从动轮202b通过转动轴202a竖向安装在第一环腔201a内，且其轮面与水轮机主轴z的外侧壁滚动接触；还需要说明的是，在第一环腔201a内安装有若干组，本实施例中不少于4组。每一组转动轴202a远离从动轮202b的一端延伸至第二环腔201b内，并安装有差速器202c，差速器202c用于改变转动轴202a输出的转速，其通过驱动轴202d带动驱动辊轮202e转动；驱动辊轮202e通过其辊面上开设的循环限位槽202e-1分别与第一触动件202f和第二触动件202g滑动相连，并分别驱动二者运动。
45.进一步的，第一触动件202f用于增加填料压板200整体对填料102的压力，从而增加填料102中被挤出的润滑剂的剂量。具体的，第一导柱202f-1配合滑动在驱动辊轮202e的循环限位槽202e-1及第一滑槽201b-1内，当驱动辊轮202e转动，即可驱动第一导柱202f-1在第一滑槽201b-1内上下往复运动，通过第一连杆202f-2对底部的弹性件202f-3施加压力，并作用在外壳体201上。而第二触动件202g则用于驱动补偿单元203中的单向阀203b动作，以使得补偿单元203内的润滑剂持续稳定的对填料102进行补偿。具体的，第二导柱202g-1配合滑动在驱动辊轮202e的循环限位槽202e-1及第二滑槽201b-2内，当驱动辊轮202e转动，即可驱动第二导柱202g-1在第二滑槽201b-2内上下往复运动，由于第二连杆202g-2的一端与单向阀203b的启动开关相连，因而当第二连杆202g-2动作时，会间歇稳定的开启和关断单向阀203b，使得供油管203a内的润滑剂持续定量的排出，对填料102进行剂量补偿。
46.补偿单元203整体安装在第三环腔201c内，其供油管203a与外部的润滑剂供应系统相连，保持其管内的压力及润滑剂的量。其管体上连接有多个单向阀203b，并分别对应安装在开设于外壳体201内环侧壁上的排出孔p内，排出孔p沿着外壳体201内环侧壁倾斜开设，使得润滑剂能够沿着其内侧壁流入填料102与水轮机主轴z的动静接触处。
47.其余结构与实施例1的结构相同。
48.实施例3
49.参照图3，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：外壳体201的内环直径大于水轮机主轴z的径向直径和填料102的内环直径，且排出孔p设置有多组，其出口均朝向水轮机主轴z的轴体外侧壁。
50.填料箱100的顶部侧壁上还设置有限位柱103。
51.外壳体201的外环侧壁上还设置外边环201d，外边环201d的侧壁上开设有限位孔201d-1，限位柱103能够配合滑动于限位孔201d-1内。。
52.相较于实施例2，进一步的，外壳体201的内环直径需大于水轮机主轴z的径向直径，原因在于，不能使得外壳体201的内环与水轮机主轴z之间产生干摩擦，避免造成主轴损坏。而大于填料102的内环直径，原因还在于，其排出孔p排出的润滑剂，最终需要流向填料102，对填料102进行润滑剂补偿。
53.而设置限位柱103及外边环201d侧壁上限位孔201d-1的目的在于，保持填料压板200能够竖直压在填料102上，避免驱动单元202的运行造成填料压板200与填料箱100之间产生旋转运动。
54.其余结构与实施例2的结构相同。
55.参照附图1～8中所示，此装置在水轮机主轴z的外侧壁上，当水轮机主轴z被转轮带动过程中，由于驱动单元202中的从动轮202b与水轮机主轴z的侧壁接触，因为从动轮202b及转动轴202a随之转动，在差速器202c的变速及输出作用下，带动驱动轴202d及驱动辊轮202e转动。由于第一导柱202f-1配合滑动在驱动辊轮202e的循环限位槽202e-1及第一滑槽201b-1内，当驱动辊轮202e转动，即可驱动第一导柱202f-1在第一滑槽201b-1内上下往复运动，通过第一连杆202f-2对底部的弹性件202f-3施加压力，并作用在外壳体201上，使得填料压板200整体对填料102的压力增大，使得从填料102中被挤压出的润滑剂量增多，由于第一导柱202f-1是上下往复运动，因而随着弹性件202f-3的恢复，填料压板200对填料102的压力会减小，保障了被挤出润滑剂的量不会超标。此处需要说明的是，当第一导柱202f-1处于最高位置时，弹性件202f-3(优选为弹簧)处于初始长度。
56.同时由于第二导柱202g-1配合滑动在驱动辊轮202e的循环限位槽202e-1及第二滑槽201b-2内，当驱动辊轮202e转动，即可驱动第二导柱202g-1在第二滑槽201b-2内上下往复运动，由于第二连杆202g-2的一端与单向阀203b的启动开关相连，因而当第二连杆202g-2动作时，会间歇稳定的开启和关断单向阀203b，使得供油管203a内的润滑剂持续定量的排出，对填料102进行剂量补偿。水轮机主轴z的转速过快或过慢时，直接影响着单向阀203b被开启或关断的频率，因此能够十分有效的控制润滑剂的补偿量，效果显著。
57.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发
明的权利要求范围当中。