Устройство для обнаружения трещин в рабочих лопатках турбомашин

 

Изобретение н.б. использовано в установках для газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов Цель изобретения - повьппение надежности в работе устройства. Датчики 1 и 2 перемещения концов лопаток подключены соответственно к усилителям 3 и 4 импульсов. Блок 5 вычисления разности сигналов выполнен в виде дифференциального усилителя. Вы-, ход порогового элемента 8 подключен к индикатору. Вход фильтра 7 нижних частот подключен к выходу блока 5, входы которого подключены к выходам усилителей 3 и 4 импульсов. Конструкция устройства исключает ложную сигнализацию от случайных процессов и помех и обеспечивает работоспособность устройства независимо от скорюстного режима работы. 1 ил. 2

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„14 0648 А1 и 4 G 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4276309/25-06 (22) 06 ° 07. 87(46) 23.02.89. Бюл. У 7 (71) Куйбьппевский авиационный институт им. акад. С.Н. Королева (72) Н.А, Камынин (53) 621,438-55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1101706, кл. G 01 М 15/00, 1983 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТРЕЩИН,В РАБОЧИХ ЛОПАТКАХ ТУРБОМАШИН (57) Изобретение м.б. использовано в установках для газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов

Цель изобретения — повышение надежности в работе устройства. Датчики 1 и 2 перемещения концов лопаток подключены соответственно к усилителям 3 и 4 импульсов. Блок 5 вычисления разности сигналов выполнен в виде дифференциального усилителя. Выход порогового элемента 8 подключен к индикатору. Вход фильтра 7 нижних частот подключен к выходу блока 5, входы которого подключены к выходам усилителей 3 и 4 импульсов. Конструкция устройства исключает ложную сигнализацию от случайных процессов и помех и обеспечивает работоспособность устройства независимо от скоростного режима работы. l ил.

1460648 Изобретение относится к турбостроению, в частности к газотурбинным установкам для газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов .

Цель изобретения — повьппение надежности работы устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для обнаружения трещин в рабочих лопатках турбомашин содержит первый 1 и второй 2 датчики перемещения концов лопаток, подключен ные соответственно к первому 3 и второму 4 усилителям импульсов, блок 5 15 вычисления разности сигналов и индикатор 6. Блок 5 вычисления разности сигналов выполнен в виде дифференциального усилителя, а устройство также содержит последовательно соединен- 20 ные фильтр 7 нижних частот и пороговый элемент 8, выход корого подключен к индикатору 6, вход фильтра 7 нижних частот подключен к выходу блока 5 вычисления разности сигналов, входы 25 которого подключены к выходам первого

3 и второго 4 усилителей импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При работе турбомашины от первого ЗО

1 и второго 2 датчиков перемещения концов лопаток через первый 3 и второй 4 усилители импульсов на входы блока 5 вьиисления разности сигналов поступают импульсы, амплитуда которых 35 пропорциональна расстоянию от внутренней поверхности статора до торца рабочей. лопатки турбомашины и характеризует перемещение концов рабочей лопатки в радиальном направлении при раскрытии в периферийном сечении усталостной трещины, Края торца {концы) лопатки могут иметь неодновременное прохождение мимо первого 1 и второго

2 датчиков перемещения концов лопаток, однако это не влияет на работоспособность устройства.

Допустим, что первый усилитель 3 импульсов подключен к. неинвертирующему входу блока 5 вьиисления разности сигналов, а второй усилитель 4 импульсов — к его инвертирующему входу °

На вход фильтра 7 нижних частот поступает сигнал Пз = U Uz, где

U u U - сигналы на выходах первого

3 и второго 4 усилителей импульсов соответственно.

Фильтр 7 нижних частот фильтрует сигнал U3 так, что на вход порогового элемента 8 поступает постоянная составляющая U сигнала U> .

Пороговый элемент 8 представляет собой компаратор, срабатывающий в том случае, когда абсолютная величина напряжения U превьппает определенный уровень опорного напряжения. Сигнал с выхода порогового элемента 8 поступает на вход индикатора 6, который сигнализирует о возникновении трещины. Величина опорного напряжения порогового элемента 8 устанавливается в зависимости от требуемой чувствительности устройства.

Если трещина отсутствует, то импульсы от края лопатки на выходах первого 3 и второго 4 усилителей импульсов одинаковы, и на выходе блока

5 вычисления разности сигналов формируется в общем случае импульсный сигнал U, в котором импульсы U< имеют положительную полярность, а Uz отрицательную, в случае неодновременного прохождения концов лопатки мимо первого 1 и второго 2 датчиков перемещения концов лопаток (при одновременном прохождении импульсы полностью компенсируют друг друга и сигнал Uy = О).

Так как сигнал U> в общем случае состоит из разнополярных одинаковых импульсов, то он не содержит постоянной составляющей, и напряжение на выходе фильтра 7 нижних частот равно нулю при отсутствии трещины.

При появлении трещины импульсы с выходов первого 3 и второго 4 усилителей импульсов имеют различную амплитуду, и сигнал на выходе блока 5

1 вычисления разности сигналов несимметричен, При этом он содержит постоянную составляющую, величина которой пропорциональна разности расстояний от внутренней поверхности до торца рабочей лопатки турбомашины. На вход порогового элемента 8 поступает напряжение с выхода фильтра 7 нижних частот. Когда это напряжение превысит по абсолютной величине уровень опорного напряжения порогового элемента 8, индикатор 6 вьщает сигнал о появлении трещины.

Устройство не содержит элементов, параметры которых зависят от режима работы трубоагрегата и, таким образом, обеспечивается работоспособность

Составитель В. Колясников

Техред А.Кравчук Корректор В. Романенко

Редактор А. Козориэ

Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 537/52

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

3 146 устройства при произвольных скоростных параметрах ротора.

Исключение ложной сигнализации от,. случайных процессов и помех обеспечивается блоком 5 вычисления разности сигналов совместно с фильтром 7 нижних частот.

Помехи, поступающие одновременно от первого 1 и второго 2 датчиков импульсов, взаимно, компенсируются в блоке 5 вычисления разности сигналов либо создают симметричный разнополярный сигнал на входе фильтра 7 нижних частот, не содержащий постоянной составляющей.

Помехи, поступающие только от одного из датчиков, сглаживаются фильтром 7 нижних частот и не приводят к существенному изменению постоянной составляющей. Только периодическая несимметричность разностного сигнала в случае возникновения трещины обеспечит устойчивое изменение сигнала на выходе фильтра 7 нижних частот и формирование сигнала на индикаторе 6.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокой надежно0648 стью, более широкой областью применения, так как наличие фильтра нижних частот обеспечивает работоспособность устройства независимо от скоростного режима работы турбомашины.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения трещин в рабочих лопатках турбомашин, содержащее первый и второй датчики перемещения концов лопаток, подключенные соответственно к первому и второму усилителям импульсов, блок вычисления разности сигналов и индикатор, о т л и ч.а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, блок вычисления разности сигналов выполнен в виде дифференциального усилителя, а устройство дополнительнб содержит последовательно соединенные фильтр нижних частот и пороговый элемент, выход которого подключен к индикатору, вход фильтра нижних частот

25 подключен к выходу блока вычисления разности сигналов, входы которого подключены к выходам первого и второго усилителей импульсов.