Координатное устройство для исследования поля скоростей в турбомашине

 

Изобретение относится к стендовому оборудованию, предназначенному для экспериментального исследования течения рабочего тела в турбомашинах. Цель изобретения - снижение трудоемкости проведения исследований. Для этого координатное устройство для исследования поля скоростей в турбомашине снабжается подпружиненным дополнительным диском 8, оснащенным дополнительными электромагнитным тормозом и датчиком 13 углового положения. Дополнительный диск 8 установлен с возможностью вращения и подпружинен цилиндрической пружиной 20 относительно диска 2. Державка 5 закреплена на стойке 3, расположенной на диске 2, и пропущена через толкатель 9, смонтированный на дополнительном диске 8. На конце державки 5 закреплен малоинерционный зонд 6. 3 ил.

Изобретение относится к стендовому оборудованию, предназначенного для экспериментального исследования поля скоростей в турбомашинах.

Известно координатное устройство для исследования поля скоростей в турбомашине, содержащее корпус, диск с малоинерционным зондом, подпружиненный с возможностью вращения относительно ротора, электромагнитный тормоз, выполненный в виде двух взаимодействующих магнитов, размещенных на диске и корпусе, датчики углового положения, установленные в корпусе в зоне ротора и диска, и подключенный к датчикам фазометр.

Устройство дополнительно содержит микрометрический винт, установленный в корпусе. Во время работы турбомашины осевое перемещение малоинерционного зонда осуществляется с помощью микрометрического винта, а в окружном направлении с помощью электромагнитного тормоза, поворачивающего диск относительно ротора.

Недостатком указанного устройства является повышенная трудоемкость обслуживания, обусловленная наличием операций, выполняемых вручную с помощью микрометрического винта.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости проведения исследований.

Техническая задача достигается тем, что координатное устройство, содержащее корпус, ротор, установленный с возможностью вращения и подпружиненной относительно ротора диск с малоинерционным зондом, электромагнитный тормоз, выполненный в виде двух взаимодействующих магнитов, размещенных на диске и корпусе, установленные в корпусе в зоне ротора и диска датчики углового положения и подключенный к датчикам фазометр, снабжено установленным с возможностью вращения и подпружиненным относительно диска дополнительным диском с толкателем и дополнительными электромагнитным тормозом и датчиком углового положения и державкой, закрепленной на диске с возможностью угловых отклонений и пропущенной через толкатель, при этом малоинерционный зонд установлен на державке.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: фиг.1 - представлен продольный разрез координатного устройства; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2.

Координатное устройство содержит установленный соосно ротору 1 с возможностью вращения диск 2, на котором расположена стойка 3. На стойке 3 посредством упругого шарнира 4, допускающего угловые отклонения, закреплена державка 5, к которой прикреплен малоинерционный зонд 6. На диске 2, соосно ему, с помощью шариков 7 установлен с возможностью вращения дополнительный диск 8. На дополнительном диске 8 смонтирован толкатель 9 в виде планки с У-образным пазом, сквозь который проходит державка 5. В зоне ротора 1, диска 2 и дополнительного диска 8 в корпусе 10 размещены, соответственно, датчики 11, 12, углового положения диска 2 и дополнительный датчик 13 углового положения дополнительного диска 8. Координатное устройство также содержит подключенный к датчикам 11, 12 и 13 фазометр 14, электромагнитный тормоз диска 2, выполненный в виде двух взаимодействующих постоянного 15 и электрического 16 магнитов, установленных, соответственно, на диске 2 и корпусе 10, а также дополнительный тормоз диска 8, состоящий из постоянного 17 и электрического 18 магнитов, размещенных, соответственно, на дополнительном диске 8 и в корпусе 10. Диск 2 подпружинен цилиндрической пружиной 19 относительно ротора 1, а дополнительный диск 8 подпружиненной цилиндрической пружиной 20 относительно диска 2. Зонд 6 размещен над ротором 1 между рабочими лопатками 21, несущим 22 и покрывным 2 дисками ротора 1. Диск 2 установлен на валу 24 ротора 1 при помощи подшипника 25.

Координатное устройство работает следующим образом.

Во время работы турбомашины крутящий момент от ротора 1 передается на диск 2 через пружину 19, а от диска 2 на дополнительный диск 8 через пружину 2. Координаты зонда 6 в окружном и осевом направлениях регистрируются датчиками 11, 12, 13 сигнал от которых поступает в фазометр 14. При этом, координаты зонда 6 в осевом направлении определяются расчетным путем на основе предварительно найденной зависимости между угловым смещением дополнительного диска 8 относительно диска 2 и осевым перемещением зонда 6. При необходимости перемещения зонда 6 в другую точку над ротором 1 в электрическую цепь сначала включают магнит 18, который создает на дополнительном диске 8 момент сопротивления. Этот момент сопротивления воспринимает на себя пружина 20, скручиваясь на некоторый угол и обеспечивая поворот дополнительного диска 8 на шариках 7 относительно диска 2. При этом толкатель 9, отклоняя на некоторый угол державку 5, обеспечивает осевое перемещение зонда 6 на заданное расстояние. Затем в электрическую цепь включают магнит 16, который создает на диске 2 момент сопротивления. Этот момент воспринимает на себя пружина 19, которая скручиваясь на некоторый угол, обеспечивает поворот диска 2 на подшипнике 25 относительно ротора 1. Тем самым зонд 6 перемещается относительно ротора 1 в окружном направлении в заданную точку. После замера давления, повторяя последовательность действий, описанных выше, осуществляют перевод малоинерционного зонда 6 в точку с новыми координатами.

Оснащение координатного устройства дополнительным диском 8 с соответствующими дополнительными элементами позволяет автоматизировать процесс проведения экспериментальных исследований, а также повысить уровень техники безопасности проведения работ путем удаления обслуживающего персонала на безопасное расстояние от быстровращающегося ротора.

Повышается степень унификации элементов конструкции из-за применения приводных устройств одного типа. Обеспечивается свобода компоновки вала ротора благодаря отсутствию микрометрического винта, расположенного на одной оси с валом. Уменьшаются осевые габариты устройства, увеличивается надежность ее работы из-за ликвидации осевого перемещения диска.

Формула изобретения

КООРДИНАТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ В ТУРБОМАШИНЕ, содержащее корпус, ротор, установленный с возможностью вращения и подпружиненный относительно ротора диск с малоинерционным зондом, электромагнитный тормоз, выполненный в виде двух взаимодействующих магнитов, размещенных на диске и корпусе, установленные в корпусе в зоне ротора и диска датчики углового положения и подключенный к датчикам фазометр, отличающееся тем, что оно снабжено установленным с возможностью вращения и подпружиненным относительно диска дополнительным диском с толкателем и дополнительными электромагнитным тормозом и датчиком углового положения и державкой, закрепленной на диске с возможностью угловых отклонений и пропущенной через толкатель, при этом малоинерционный зонд установлен на державке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3