用于监测旋转构件的操作的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于监测旋转构件的操作的系统和方法。提供一种用于监测转子组件(132)的操作的系统。该系统包括多个间隙传感器(230)，其包括至少第一间隙传感器(240,250)，第一间隙传感器(240,250)配置成测量在第一传感器与锁线突出部(220)的表面(242,252)之间的距离；以及监测单元(244)，其联接到多个间隙传感器，该监测单元配置成：从多个间隙传感器接收测量；以及基于所接收到的测量来确定在转子组件中是否存在裂缝。

【技术实现步骤摘要】

本文所公开的主题大体涉及监测系统，且更具体而言，涉及用于监测转子组件的操作的系统和方法。
技术介绍
已知的机器，诸如燃气涡轮，包括转子组件。转子组件可在操作期间表现出振动或其它行为。传感器可用于监测这种行为，以确定ー个或多个构件的操作状況。例如，传感器可測量在马达驱动轴中所引起的振动量、马达驱动轴的旋转位置或位移，和/或机器或马达的其它操作特征。通常，传感器联接到监测系统，监测系统包括多个监测器和至少ー个处理器。监测系统接收表示从传感器感测的测量的信号。至少ー些已知的监测系统使用振动传感器来确定在被监测的构件中裂缝的存在。但是，由于振动传感器只能检测到裂缝的存在，但不能查明裂缝的位置，所以至少ー些已知的监测系统不能准确地确定裂缝的位置。此外，尽管至少ー些已知的监测系统使用间隙传感器企图确定裂缝的位置，但由于在被监测的机器内的传感器的温度限制和空间限制，这些监测系统中的至少ー些不能监测燃气涡轮发动机中的正在操作(即，联机)的转子组件。
技术实现思路
在一方面，提供一种用于监测转子组件的操作的系统。该系统包括多个间隙传感器，包括至少第一间隙传感器，第一间隙传感器配置成測量在第一传感器与锁线突出部(tab)的表面之间的距离；以及监测单元，其联接到多个间隙传感器，监测单元配置成:从多个间隙传感器接收测量；以及基于所接收到的測量来确定在转子组件中是否存在裂縫。在另一方面，提供一种用于监测转子组件的操作的监测单元。该监测単元包括:存储装置，其配置成:存储从多个间隙传感器接收的测量，多个间隙传感器包括:至少第一传感器，其配置成測量在第一传感器与锁线突出部的表面之间的距离；以及处理装置，其联接到存储装置且配置成基于存储的測量来确定在转子组件中是否存在裂縫。在又一方面，提供一种用于监测转子组件的操作的方法。该方法包括:从至少ー个间隙传感器采集指示在至少ー个间隙传感器与转子组件的构件之间的距离的测量，其中至少ー个间隙传感器包括第一传感器，其配置成測量在第一传感器与锁线突出部的表面之间的距离；将所采集的測量传输到监测单元；以及，使用监测单元基于所接收到的測量来确定在转子组件中是否存在裂縫。附图说明图1为示例性涡轮发动机的示意截面图。图2为可用于图1所示的涡轮发动机的示例性转子组件的示意截面图。图3为图2所示的转子组件的一部分的放大视图。图4为可用于图2所示的转子组件的示例性监测单元的框图。部件列表 100涡轮发动机 102转子轴 112进气区段 114压缩机区段 116燃烧器区段 118涡轮区段 120排气区段 122转子轴 124燃烧器 126燃料喷射组件 128负载 130转子盘组件 132转子组件 202转子叶轮(wheel) 204纵向轴线 206动叶 208外壳体 210基部 212顶端 214前缘 216后缘 220锁线突出部 230间隙传感器 240第一传感器 242第一表面 244监测单元 246第一缆线248_膜(diaphragm)密封件 250第二传感器 252第二表面 256第二缆线 260第三传感器 266第三缆线 270第四传感器 276第四缆线 400监测单元 410存储装置 415处理器 420展示接ロ 425用户 430输入接ロ 435用户输入接ロ 440通信接ロ。具体实施例方式本文所述的系统和方法允许准确地识别在燃气涡轮的转子组件中的裂縫。多个间隙传感器周期性地測量到转子组件的构件的距离。更具体而言，至少ー个传感器測量在传感器与锁线突出部的表面之间的距离。多个间隙传感器所获得的測量传输到监测单元，监测单元使用測量来确定是否存在任何开裂。监测单元还可比较来自至少两个间隙传感器的測量来确定在构件上的裂缝的位置。本文所述的方法和系统的技术效果包括下列中的至少ー个:(a)从至少一个间隙传感器采集指示在至少ー个传感器与转子组件的构件之间的距离的测量，其中至少ー个间隙传感器包括第一传感器，其配置成測量在第一传感器与锁线突出部的表面之间的距离；(b)将所采集的測量传输到监测单元；以及(C)基于所接收到的測量来确定在转子组件中是否存在裂縫。图1为示例性涡轮发动机100的示意截面图。更具体而言，在示例性实施例中，涡轮发动机100为燃气涡轮发动机。虽然示例性实施例是针对于燃气涡轮发动机,但本专利技术并不限于任何特定发动机，且本领域技术人员应意识到本专利技术可结合其它涡轮发动机和/或并非转子组件的旋转结构来使用。在示例性实施例中，涡轮发动机100包括:进气区段112 ;压缩机区段114，其在进气区段112的下游；燃烧器区段116，其在压缩机区段114的下游；涡轮区段118，和在燃烧器区段116的下游；以及排气区段120。在示例性实施例中，涡轮区段118经由转子轴122联接到压缩机区段114。备选地，涡轮发动机100并不包括将涡轮区段118联接到压缩机区段114的转子轴102。在示例性实施例中，燃烧器区段116包括多个燃烧器124。燃烧器区段116联接到压缩机区段114，使得每个燃烧器124与压缩机区段114流动连通。燃料喷射组件126联接于每个燃烧器124内。涡轮区段118联接到压缩机区段114并且联接到负载128，负载128为诸如(但不限干)发电机和/或机械驱动应用。在示例性实施例中，每个压缩机区段114和涡轮区段118包括至少ー个转子盘组件130，转子盘组件130联接到转子轴122以形成转子组件132。图2为可用于涡轮发动机100 (在图1中示出)的转子组件132的示意截面图。图3为沿着区域3(在图2中示出)所截取的转子组件132的一部分的放大视图。在示例性实施例中，转子组件132包括转子叶轮202，转子叶轮202包围在轴向通过转子组件132延伸的纵向轴线204。多个动叶206联接到转子叶轮202且每个转子叶轮沿垂直于纵向轴线204的径向方向从转子叶轮202径向向外朝向外壳体208延伸。此外，每个动叶206径向从基部210延伸到顶端212，且在轴向从前缘214延伸到后缘216。在基部210处的锁线突出部220相对于转子叶轮202固连动叶206的轴向位置。尽管在图2中示出了仅ー个动叶206，但是转子组件132包括多个动叶206，动叶206联接到转子叶轮202且从转子叶轮202径向向外延伸。照此，在操作期间，转子叶轮202和动叶206绕纵向轴线204同时旋转。转子组件132还包括一个或多个间隙传感器230，其各监测锁线突出部220和/或动叶206的相对位置以允许确定任何锁线突出部220和/或动叶206是否已经形成了任何裂缝,如在下文中更详细地描述地。在示例性实施例中，间隙传感器230为电容探头，其具有相对高的温度容限。因此，间隙传感器230各基于所检测的电容来测量到构件的表面的距离。备选地，间隙传感器230可为任何其它类型的传感器，其允许转子组件132如本文所述地起作用。虽然在示例性实施例中，间隙传感器230测量锁线突出部220和/或动叶206的位置和位移，但是间隙传感器230可測量允许转子组件132如本文所述地起作用的转子组件132中的任何构件的任何表面和/或特征的位置和位移。例如，间隙传感器230可测量靠近基座210、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测转子组件(132)的操作的系统，所述系统包括：多个间隙传感器(230)，其包括至少第一间隙传感器(240,250)，所述第一间隙传感器(240,250)配置成测量在所述第一传感器与锁线突出部(220)的表面(242,252)之间的距离；以及监测单元(244)，其联接到所述多个间隙传感器，所述监测单元配置成：从所述多个间隙传感器接收测量；以及基于所述接收到的测量来确定在所述转子组件中是否存在裂缝。

【技术特征摘要】
2011.11.04 US 13/289,6801.一种用于监测转子组件(132)的操作的系统，所述系统包括: 多个间隙传感器(230)，其包括至少第一间隙传感器(240，250)，所述第一间隙传感器(240, 250)配置成測量在所述第一传感器与锁线突出部(220)的表面(242，252)之间的距离；以及 监测单元(244)，其联接到所述多个间隙传感器，所述监测単元配置成: 从所述多个间隙传感器接收测量；以及 基于所述接收到的測量来确定在所述转子组件中是否存在裂縫。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器(240)包括被定位成测量在所述第一传感器与所述锁线突出部(220)的表面(242)之间的距离的传感器，所述锁线突出部(220)的表面(242)大致平行于所述转子组件(132)的纵向轴线(204)。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器(250)包括被定位成测量在所述传感器与所述锁线突出部(220)的表面(252)之间的距离的传感器，所述锁线突出部(220)的表面(252)大致垂直于所述转子组件的纵向轴线(204)。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个间隙传感器(230)还包括至少第二传感器(260，270)，所述第二传感器(260，270)被定位成測量在所述第二传感器与联接到所述转子组件(132)的动叶(206)的表面(212)之间的距离。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二传感器(260)包括被...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ贝青格尔，VV巴达米，W卢，SM霍伊特，MD戈德博尔，R尤加纳塔巴布，A巴塔查亚，JJ基特尔森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：