Устройство для измерения частоты вращения вала турбокомпрессора

Полезная модель относится к измерительной технике, и может быть использована для определения частот вращения валов турбокомпрессоров. Технический результат заключается в повышении точности измерения частоты вращения вала турбокомпрессора, снижении стоимости оборудования и облегчении процесса диагностирования турбокомпрессоров. Технический результат достигается тем, что устройство включает корпус с жестко закрепленным на нем магнитно-индукционным датчиком тока, вал, на одном конце которого установлено компрессорное колесо. Дополнительно содержит пластину из ферромагнитной стали, жестко установленную на валу со стороны компрессорного колеса. Магнито-индукционный датчик тока, соединенный с измерительным блоком, расположен соосно или перпендикулярно пластине относительно вала с образованием между магнито-индукционным датчиком тока и пластиной рабочего зазора не более 12 мм. 3 илл., 1 табл.

Полезная модель относится к измерительной технике, и может быть использована как для диагностики, так и для постоянного контроля параметра частоты вращения вала турбокомпрессора.

Известно устройство для определения скорости вращения вала турбокомпрессора, включающее элемент, изменяющий магнитное поле как функцию скорости вращения вала, размещенный на валу или внутри вала между компрессорным колесом и колесом турбины (US, 2008/0118377 А1, опубл. 22.05.2008).

Недостатками данного устройства являются невозможность проведения безразборной неразрушающей диагностики турбокомпрессоров, так как требует полной разборки турбокомпрессора и внесения необратимых изменений в конструкцию вала турбокомпрессора, а именно изготовления в теле вала специальной прорези, ослабляющей его несущую способность. В случае установки чувствительного элемента на валу возможно затруднение схемы смазки подшипника скольжения, в связи со снижение пропускной способности канала смазки подшипникого узла. Также изготовление корпуса турбокомпрессора, либо области корпуса между чувствительным материалом и датчиком из немагнитно-защитного материала ограничивается применением данного устройства на турбокомпрессорах с корпусом, выполненным из магнитно-защитного материала (что имеет место на большинстве отечественных и зарубежных турбокомпрессорах), который изменяет направление силовых линий магнитного поля чувствительного элемента, являясь ферромагнитным экраном. В магнитно-защитных материалах (сталь, чугун) силовые линии замыкаются внутри материала, что приводит к уменьшению сигнала в зоне установки датчика, расположенного на внешней поверхности корпуса турбокомпрессора.

Технический результат заключается в повышении надежности работы конструкции, снижении трудоемкости и облегчении процесса диагностирования турбокомпрессоров за счет проведения неразрушающей безразборной диагностики из-за отсутствия необходимости в разборке турбокомпрессора и внесения необратимых изменений в его конструкцию, а также в расширении модельного ряда диагностируемых турбокомпрессоров за счет исключения ограничения условия изготовления корпуса турбокомпрессора из немагнитно-защитных материалов. Кроме того, упрощается конструкция устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство включает корпус с жестко закрепленным на нем магнитно-индукционным датчиком тока, вал, на одном конце которого установлено компрессорное колесо. Пластина из ферромагнитной стали жестко установлена на валу со стороны компрессорного колеса. Магнито-индукционный датчик тока соединен с измерительным блоком и расположен соосно или перпендикулярно пластине относительно вала с образованием между магнито-индукционным датчиком тока и пластиной рабочего зазора не более 12 мм.

На фиг.1 - изображена конструкция устройства в разрезе с зазором А; на фиг.2 - пластина, вид сверху; на фиг.3 - устройство, вид сбоку.

Устройство содержит корпус 1 (фиг.1, 3) с жестко закрепленным на нем магнитно-индукционным датчиком тока 2, вал 3, на одном конце которого установлено компрессорное колесо 4. Пластина 5 (фиг.2) из ферромагнитной стали жестко установлена на валу 3 со стороны компрессорного колеса 4. Магнитно-индукционный датчик тока 2 расположен соосно или перпендикулярно пластине 5 относительно вала 3 с образованием между ними рабочего зазора А не более 12 мм. Магнитно-индукционный датчик тока 2 соединен с измерительным блоком 6.

Устройство работает следующим образом. При вращении компрессорного колеса 4 турбокомпрессора закрепленная на нем пластина 5 позволяет формировать входной сигнал синусоидальной формы. Пластина 5 сбалансирована и не вносит дисбаланс в конструкцию турбокомпрессора. Кроме того, она имеет малую лобовую площадь, не препятствуя и не изменяя структуру воздушного потока. Магнитно-индукционный датчик 2 воспринимает входной сигнал с пластины 5 и формирует эквивалентный ему в информационном смысле измерительный сигнал, поступающий по экранированным кабелям в измерительный блок 6, где параметры измерительного сигнала, в частности частота, регистрируются и отображаются на дисплее. Так, например, при частоте вращения вала турбокомпрессора 60000 об/мин будет формироваться сигнал частотой тока 2 кГц. Измеряя частоту формируемого сигнала можно определить частоту вращения вала турбокомпрессора, сопоставив ее со значением частоты вращения приведенные в табл.1.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет повысить надежность работы конструкции, снизить трудоемкость и облегчить процесс диагностирования турбокомпрессоров за счет проведения неразрушающей безразборной диагностики турбокомпрессора из-за отсутствия необходимости в его разборке и внесения необратимых изменений в конструкцию турбокомпрессора. Кроме того, расширить модельный ряд диагностируемых турбокомпрессоров за счет исключения ограничения условия изготовления корпуса турбокомпрессора из немагнитно-защитных материалов. Простота устройства позволяет легко и быстро монтировать устройство при проведении диагностики, так и демонтировать после ее выполнения.

Устройство для измерения частоты вращения вала турбокомпрессора, включающее корпус с жестко закрепленным на нем магнитно-индукционным датчиком тока, вал, на одном конце которого установлено компрессорное колесо, отличающееся тем, что дополнительно содержит пластину из ферромагнитной стали, жестко установленную на валу со стороны компрессорного колеса, при этом магнито-индукционный датчик тока, соединенный с измерительным блоком, расположен соосно или перпендикулярно пластине относительно вала с образованием между магнито-индукционным датчиком тока и пластиной рабочего зазора не более 12 мм.

РИСУНКИ