水轮机及其水导轴承.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105649854A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610169938.5(22)申请日2016.03.23(71)申请人西华大学地址610039四川省成都市金牛区土桥金周路999号(72)发明人李正贵刘小兵宋文武杨逢瑜伍迪文海罡吕文娟(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人罗满(51)Int.Cl.F03B11/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称水轮机及其水导轴承(57)摘要本发明公开了一种水轮机的水导轴承，包括轴承本体；轴承本体的端部连接有磁流体密封装置，磁流体密封装置包括电磁装置和套设于水轮机的大轴外且具有导磁性的衬套，电磁装置包括套设于衬套外的磁环，磁环上绕有电磁线圈，磁环的两端分别设置有环状的磁极，磁极的内端面与衬套间设置有间隙，间隙内吸附有油基纳米Fe3O4磁液。应用本发明提供的水导轴承，实现了与大轴的接触密封，阻止水导轴承的油外流，以及外面的水流入水导轴承。进而无端部漏油、改善生态环境；减少油量损失，确保冷却效果，稳定瓦温；阻止沿大轴爬水或来自主轴密封的刺水进入水导轴承，保证润滑油质量，降低运行成本，提高发电量。本发明还公开了一种包括上述水导轴承的水轮机。CN105649854ACN105649854A权利要求书1/1页1.一种水轮机的水导轴承，包括轴承本体(1)；其特征在于，所述轴承本体(1)的端部连接有磁流体密封装置，所述磁流体密封装置包括电磁装置和用于套设于水轮机的大轴(9)外且具有导磁性的衬套(2)，所述电磁装置包括套设于所述衬套(2)外的磁环(3)，所述磁环(3)上绕有电磁线圈(4)，所述磁环(3)的两端分别设置有环状的磁极(5)，所述磁极(5)的内端面与所述衬套(2)间设置有间隙，所述间隙内吸附有油基纳米Fe3O4磁液(6)。2.根据权利要求1所述的水轮机的水导轴承，其特征在于，所述磁极(5)的内端面呈齿状。3.根据权利要求2所述的水轮机的水导轴承，其特征在于，所述磁极(5)的轴向截面上包括多个齿形，且多个所述齿形均为双侧斜角齿形。4.根据权利要求3所述的水轮机的水导轴承，其特征在于，所述磁极(5)的磁极高度范围为1毫米-1.5毫米，磁极角范围为40度-50度，磁极间隙范围为0.05毫米-0.2毫米，磁极偏距范围为0.04毫米-0.05毫米。5.根据权利要求1-4任一项所述的水轮机的水导轴承，其特征在于，所述油基纳米Fe3O4磁液为包括纳米Fe3O4磁性微粒、表面活性剂和油基的悬浮状胶体。6.根据权利要求1-4任一项所述的水轮机的水导轴承，其特征在于，还包括罩设于所述磁流体密封装置外的支撑端盖(7)，所述支撑端盖(7)与所述轴承本体(1)密封固定连接，且所述支撑端盖(7)为非导磁端盖。7.根据权利要求6所述的水轮机的水导轴承，其特征在于，所述支撑端盖(7)上设置有排气孔(8)。8.一种水轮机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的水导轴承，所述水导轴承的衬套(2)套设于大轴(9)外且与所述大轴(9)密封固定连接。2CN105649854A说明书1/5页水轮机及其水导轴承技术领域[0001]本发明涉及水利发电设备技术领域，更具体地说，涉及一种水轮机的水导轴承，还涉及一种包括上述水导轴承的水轮机。背景技术[0002]水轮机，即把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械。水导轴承是水轮机的重要组成部分，用于支撑高速旋转的大轴，大轴与水导轴承间充满不断循环的稀油，以冷却、润滑大轴。[0003]请参阅图1，图1为现有技术中常见的水导运行结构示意图。轮叶06在充满水的水轮机流道01中带动大轴旋转，水轮机主轴密封05的作用是防止流道中水流入密闭空间02，水轮机水导轴承03内充满着润滑油，水轮机主轴密封05、水轮机水导轴承03均与大轴04之间存在转动间隙。[0004]在水轮机运行过程中，由于轮毂及轮叶的转动惯量较大，水力激励引起的振动较大，以及大轴04与水导轴承03等机械配合不好造成的振动等造成的大轴跳动或安装不正造成间隙变化，都会引起水导轴承03漏油，而渗漏油通过与大轴的间隙流到渗漏集水井直接排到江河流域，会对水质直接造成污染。且在大轴高速旋转的同时，带动空气通过转动间隙进入润滑油中也做高速运动，并且形成油气泡，从而，油随气就可能从油盆盖与挡油环之间的间隙中甩出，同时水也极有可能沿大轴进入水导中，形成油混水现象。油随水流通过电站排水系统排放到河流中，造成水污染，破坏生态环境；且油量减少，使轴瓦冷却及润滑效果减小，使得水导轴承的温度升高而造成烧瓦事故；甩油或油混水会极大的消耗用油量，增加了运行成本。[0005]同时，水轮机主轴密封05，一般采用断面密封、