КОМПОНЕНТ ТУРБОМАШИНЫ И ОБОРУДОВАННАЯ ИМ ТУРБОМАШИНА Российский патент 2013 года по МПК G01D5/48 

Изобретение относится к компоненту турбомашины и оборудованной указанным компонентом турбомашине.

У турбомашин, например турбокомпрессоров, включая установленные в них компоненты и тракты, включая расположенные в соответствующем тракте компоненты, такие как редукторы, муфты и т.д., в результате высокой при эксплуатации нагрузки соответствующей турбомашины или ее компонентов, может потребоваться контроль с помощью измерительной техники их определенного числа во время эксплуатации.

Кроме того, у таких высоконагруженных турбомашин или их компонентов решающим является то, что в турбомашине установлены высококачественные компоненты.

В основе изобретения лежит задача создания компонента турбомашины для использования в ней, причем компонент, с одной стороны, удобным и надежным образом контролируется с помощью измерительной техники, а, с другой стороны, однозначно обозначается как оригинальная деталь, так что неоригинальные детали надежно отличаются от оригинальных. Кроме того, в основе изобретения лежит задача создания турбомашины, оборудованной таким компонентом.

Поставленные задачи решены посредством компонента турбомашины по п.1 и посредством турбомашины по п.4 формулы. Предпочтительные варианты выполнения изобретения охарактеризованы в соответствующих зависимых пунктах.

Согласно первому аспекту изобретения, создан компонент турбомашины для использования в ней, причем компонент содержит сенсорный блок, размещенный на нем, причем сенсорный блок содержит сенсор для регистрации контролируемого параметра компонента и передатчик для обработки/передачи соответствующего параметру измерительного сигнала на блок оценки, причем передатчик сенсорного блока выполнен с возможностью передачи на блок оценки вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала, содержащего идентифицирующий сенсорный блок идентификационный код, причем сенсорный блок выполнен таким образом, что его отделение от компонента возможно только при функциональном разрушении сенсорного блока.

Выполненный, согласно изобретению, компонент контролируется с помощью измерительной техники удобным и надежным образом и однозначно обозначается как оригинальная деталь, так что неоригинальные детали надежно отличаются от оригинальных.

За счет того, что передатчик сенсорного блока выполнен с возможностью передачи вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала или идентифицирующего сенсорный блок идентификационного кода, измерительный сигнал и соответствующий сенсорный блок в блоке оценки турбомашины могут быть однозначно соотнесены. Изготовитель турбомашины может, тем самым, предоставить определенные идентификационные коды для сенсорных блоков или, тем самым, для соответствующих компонентов, чтобы однозначно обозначить оригинальные детали.

За счет того, что сенсорный блок размещен на компоненте в определенной степени неразъемно или разъемно только с разрушением, можно надежно воспрепятствовать размещению на неоригинальных деталях сенсорных блоков оригинальных деталей.

Согласно одному варианту выполнения изобретения, сенсорный блок образован ПАВ-сенсорным блоком (ПАВ - поверхностные акустические волны), причем сенсорный блок содержит пассивный транспондер, в который интегрирован сенсор, по меньшей мере, с одним отражателем.

Согласно изобретению, предложено использовать ПАВ-сенсоры, например в виде пассивных транспондерных/сенсорных блоков (более коротко сенсорных блоков), для различных измерительных задач в турбомашинах, их компонентах или трансмиссиях. Таким образом, в том числе, возможна беспроводная и не требующая обслуживания передача измеренных данных.

Посредством ПАВ могут создаваться, например, цифровые идентификационные метки. Для этого на подходящей подложке может быть размещен звуковой преобразователь, который посредством антенны может принимать электромагнитные сигналы и преобразовывать их в ПАВ. Затем последние отражаются одним или несколькими размещенными на подложке отражателями и снова отдаются через звуковой преобразователь и антенну. Полученная, таким образом, последовательность импульсов или полученный, таким образом, идентификационный код может считываться с помощью подходящего или предназначенного для кодировки устройства.

ПАВ-сенсорные блоки могут, тем самым, однозначно идентифицировать самые различные измерительные сенсоры на компонентах турбомашин. ПАВ-сенсорные блоки выдерживают высокие температуры до 400°С и вибрации.

Другими словами, помимо очевидных преимуществ в отношении контроля, мониторинга условий и обслуживания за счет подходящей разной кодировки отражателей на поверхности сенсора возможен характерный ответный сигнал для идентификации и присвоения измерительного сигнала сенсорному блоку или компоненту турбомашины. Если сенсорные блоки, как в изобретении, соединены с компонентами турбомашины неразъемно или разъемно только с разрушением, то помимо измерительной задачи при специфической для данного изготовителя кодировке отражателей возможна также однозначная идентификация оригинальных деталей.

Возможности принципиальной реализации ПАВ-сенсорного блока приведены, например, в WO 2006/110936 А1.

Предпочтительно компонентом турбомашины является компонент турбокомпрессора.

В качестве турбомашин, согласно изобретению, рассматриваются, в частности, турбокомпрессоры и турбины, включая установленные в них компоненты, а также тракты турбомашин, включая расположенные на соответствующем тракте компоненты, такие как редукторы, двигатели и т.д.

Согласно второму аспекту изобретения, создана турбомашина с несколькими компонентами и блоком оценки для ее контроля, причем, по меньшей мере, один из компонентов содержит сенсорный блок, расположенный на нем, причем сенсорный блок содержит сенсор для регистрации контролируемого параметра компонента и передатчик для обработки/передачи соответствующего параметру измерительного сигнала на блок оценки турбомашины, причем передатчик сенсорного блока выполнен с возможностью передачи на блок оценки вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала, содержащего идентифицирующий сенсорный блок идентификационный код, причем блок оценки выполнен с возможностью приема и обработки идентификационного сигнала, а сенсорный блок выполнен таким образом, что его отделение от компонента возможно только при функциональном разрушении сенсорного блока.

Согласно изобретению, блок оценки может быть интегрирован в турбомашину или может быть расположен также вне ее, например в контрольно-измерительном пункте или в диспетчерской.

Выполненные, согласно изобретению, компоненты турбомашины удобным и надежным образом контролируются с помощью измерительной техники и за счет идентификационного кода однозначно обозначаются как оригинальная деталь, так что неоригинальные детали надежно отличаются от оригинальных.

За счет того, что передатчик сенсорного блока выполнен с возможностью передачи вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала или идентифицирующего сенсорный блок идентификационного кода, измерительный сигнал и соответствующий сенсорный блок в блоке оценки турбомашины могут быть однозначно соотнесены. Изготовитель турбомашины может, тем самым, предоставить определенные, специфические для него идентификационные коды для сенсорных блоков или, тем самым, для соответствующих компонентов, чтобы однозначно обозначить оригинальные детали.

За счет того, что сенсорный блок расположен на соответствующем компоненте в определенной степени неразъемно или разъемно только с разрушением, можно надежно воспрепятствовать размещению сенсорных блоков с отобранными оригинальными деталями на неоригинальных деталях.

Согласно одному варианту выполнения предложенной турбомашины, сенсорный блок образован ПАВ-сенсорным блоком, причем сенсорный блок содержит пассивный транспондер, в который интегрирован сенсор, по меньшей мере, с одним отражателем.

Таким образом, помимо очевидных преимуществ в отношении контроля, мониторинга условий и обслуживания за счет подходящей разной кодировки отражателей на поверхности сенсора возможен характерный ответный сигнал для идентификации и присвоения измерительного сигнала сенсорному блоку или компоненту турбомашины. Если сенсорные блоки, как в изобретении, соединены с компонентами турбомашины неразъемно или разъемно только с разрушением, то помимо измерительной задачи при специфической для данного изготовителя кодировке отражателей возможна также однозначная идентификация оригинальных деталей.

Согласно другому варианту выполнения предложенной турбомашины, блок оценки содержит память, в которую записывается определенное число единственных в своем роде, например для турбомашины, идентификационных кодов, причем блок оценки выполнен с возможностью сравнения переданного передатчиком идентификационного кода с хранящимися в памяти идентификационными кодами.

Этот вариант выполнения изобретения представляет собой надежное и практическое решение по хранению специфических для данного изготовителя идентификационных кодов и по обнаружению оригинальных и неоригинальных деталей, а также для обнаружения и соотнесения специфических для данного компонента измерительных сигналов.

Согласно другому варианту выполнения предложенной турбомашины, блок оценки содержит обрабатывающую логику, выполненную с возможностью соотнесения хранящихся в памяти идентификационных кодов с разными сенсорами. Предпочтительно обрабатывающая логика блока оценки выполнена так, что каждый сенсор относится к единственному компоненту турбомашины.

Эти варианты выполнения изобретения предпочтительным образом поддерживают быстрое и надежное обнаружение или соотнесение специфических для каждого компонента измерительных сигналов.

Согласно еще одному варианту выполнения предложенной турбомашины, блок оценки содержит решающую логику, которая выполнена с возможностью определения хранящихся в памяти идентификационных кодов, как надежных для работы турбомашины, причем решающая логика выполнена с возможностью блокирования работы турбомашины, если принятый передатчиком или сенсорным блоком идентификационный код не совпадает ни с одним из хранящихся в памяти идентификационных кодов.

Благодаря этому варианту выполнения изобретения можно простым и надежным образом предотвратить эксплуатацию турбомашины с неоригинальными деталями. Другими словами, в блоке оценки измерительных сигналов возможен контроль полноты в отношении оригинальных компонентов турбомашины. Посредством блокирования можно предотвратить пуск турбомашины, если отсутствует кодировка ее одного или нескольких оригинальных компонентов. Таким образом, дополнительно к измерительной задаче возможна эффективная защита от использования неоригинальных деталей.

Предпочтительно турбомашина выполнена в виде турбокомпрессора.

Изобретение поясняется с помощью предпочтительного варианта его осуществления со ссылкой на прилагаемую фиг.1, на которой представлен схематичный вид выполненной в виде турбокомпрессора турбомашины 1.

Турбомашина 1 содержит несколько компонентов 10, 20, блок оценки 30 для контроля компонентов 10, 20 или турбомашины 1 и устройство управления 40 компонентами 10, 20 или турбомашиной 1.

Хотя блок оценки 30 интегрирован в турбомашину 1, он в альтернативном варианте (не показан) может быть расположен также вне нее, например в контрольно-измерительном пункте или в диспетчерской (не показано).

Блок оценки 30 через электрическую линию 34 находится в сигнальной связи с устройством управления 40, которое находится в сигнальной связи через тракты 41, 42 передачи сигналов (беспроводным путем) с компонентами 10, 20.

Блок оценки 30 и устройство управления 40 могут быть выполнены в виде аппаратных средств и/или средств программирования как отдельные друг от друга блоки или могут быть также объединены в один блок.

Оба компонента 10, 20 представляют собой лишь пример выбора из совокупности компонентов турбомашины 1, причем, согласно этому примеру, первым компонентом 10 может быть ступень рабочего колеса турбомашины 1, а вторым компонентом 20 - ее спрямляющий аппарат.

Компонент 10 содержит выполненный в виде ПАВ-сенсорного блока сенсорный блок 11, расположенный на компоненте 10, причем сенсорный блок 11 содержит сенсор 11а в виде температурного сенсора для регистрации контролируемого параметра в виде температуры компонента 10 и пассивный транспондер 11b с передатчиком в виде отражательного (отдельно не показано) и антенного устройства 11с для обработки/передачи соответствующего параметру измерительного сигнала на блок оценки 30.

Компонент 20 содержит выполненный в виде ПАВ-сенсорного блока сенсорный блок 21, расположенный на компоненте 20, причем сенсорный блок 21 содержит сенсор 21а в виде температурного сенсора для регистрации контролируемого параметра в виде температуры компонента 20 и пассивный транспондер 21b с передатчиком в виде отражательного (отдельно не показано) и антенного устройства 21с для обработки/передачи соответствующего параметру измерительного сигнала на блок оценки 30.

Сенсоры 11b, 21b сенсорных блоков 11, 21 выполнены с возможностью передачи на блок оценки 30 вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала, содержащего однозначно идентифицирующий сенсорный блок 11, 21 идентификационный код, причем блок оценки 30 выполнен с возможностью приема и обработки идентификационного сигнала.

Сенсорные блоки 11, 21 закреплены каждый на своем компоненте 10, 20 так, что отделение соответствующего сенсорного блока 11, 21 от своего компонента 10, 20 возможно только при функциональном разрушении соответствующего сенсорного блока 11,21.

Это может быть реализовано, например, за счет стойкого к излучению, температуре и растворителю размещения сенсорных блоков 11, 21 на соответствующем компоненте 10, 20. Кроме того, компонент 10, 20 может содержать разъемно смонтированную на нем, например дополнительную, деталь, которая при нужном отборе соответствующего компонента 10, 20 должна быть удалена или принудительным образом должна быть удалена даже при его демонтаже, причем соответствующий сенсорный блок 11, 21, будучи размещен со стойкостью к излучению, температуре и растворителю, расположен частично на своем компоненте 10, 20 и частично на соответствующей дополнительной детали. Разумеется, реализация возможна также иным образом.

Блок оценки 30 содержит обрабатывающую 31 и решающую 32 логики, а также память 33, которые связаны между собой с возможностью обработки сигналов или даже выполнены как интегральный блок, например в виде интегральной схемы.

В памяти 33 хранится заданное изготовителем турбомашины число единственных в своем роде идентификационных кодов, причем обрабатывающая логика 31 выполнена с возможностью соотнесения хранящихся в памяти 33 идентификационных кодов с разными сенсорами 11а, 21а, кроме того, обрабатывающая логика 31 выполнена так, что каждый сенсор 11а, 21а или каждый сенсорный блок 11, 21 соответствует тому компоненту 10, 20, на котором закреплен свой сенсорный блок 11, 21.

Для активирования пассивного транспондера 11b, 21b сенсорных блоков 11, 21 и для приема их выходных сигналов обрабатывающая логика 31 содержит транспондер 31а с антенной 31b.

Решающая логика 32 блока оценки 30 выполнена с возможностью определения хранящихся в памяти 33 идентификационных кодов, как надежные для эксплуатации турбомашины 1. На этой основе решающая логика 32 выполнена также с возможностью блокирования работы турбомашины 1, если один из принятых сенсорными блоками 11, 21 идентификационных кодов не совпадает ни с одним из хранящихся в памяти 33 идентификационных кодов. Для этой цели решающая логика 32 передает по линии 34 на устройство управления 40 сигнал состояния (эксплуатация разрешена или нет), на основе которого устройство управления 40 разрешает или блокирует работу компонентов 10, 20 или турбомашины 1.

Другими словами, в блоке оценки 30 при нужном пуске в эксплуатацию турбомашины 1 осуществляется контроль полноты в отношении наличия исключительно оригинальных деталей компонентов 10, 20. Если в качестве компонентов 10, 20 установлены неоригинальные детали, так что кодировка одного или нескольких, выполненных в качестве оригинальных деталей компонентов 10, 20 отсутствует, то посредством описанного блокирования предотвращается пуск турбомашины 1. Таким образом, дополнительно к измерительной задаче возможна эффективная защита от использования неоригинальных деталей.

Группа изобретений относятся к машиностроению, в частности к способам, предотвращающим использование поддельных деталей в различных машинах. Предложены компонент турбомашины и оборудованная им турбомашина, причем компонент содержит сенсорный блок, установленный на компоненте. Сенсорный блок содержит сенсор для регистрации контролируемого параметра компонента и передатчик для обработки/передачи соответствующего параметру измерительного сигнала на блок оценки. При этом передатчик сенсорного блока выполнен с возможностью передачи на блок оценки вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала, содержащего идентификационный код для идентифицирования сенсорного блока. При этом сенсорный блок выполнен таким образом, что его отделение от компонента возможно только при функциональном разрушении сенсорного блока. Технический результат заключается в возможности контроля состояния компонентов турбомашины и предотвращения использования в ней неоригинальных деталей. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Компонент (10, 20) турбомашины (1), содержащий сенсорный блок (11, 21), установленный на компоненте (10, 20), причем сенсорный блок (11, 21) содержит сенсор (11а, 21а) для регистрации контролируемого параметра компонента (10, 20) и передатчик для обработки/передачи соответствующего параметру измерительного сигнала на блок оценки (30), при этом передатчик сенсорного блока (11, 21) выполнен с возможностью передачи на блок оценки (30) вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала, содержащего идентификационный код для идентифицирования сенсорного блока (11, 21), при этом сенсорный блок (11, 21) выполнен таким образом, что его отделение от компонента (10, 20) возможно только при функциональном разрушении сенсорного блока (11, 21).

2. Компонент по п.1, в котором сенсорный блок (11, 21) выполнен в виде сенсорного блока поверхностно-акустических волн, при этом сенсорный блок (11, 21) содержит пассивный транспондер (11b, 21b), в который интегрирован сенсор, по меньшей мере, с одним отражателем.

3. Компонент по п.1 или 2, выполненный в виде компонента турбокомпрессора или компонента газовой турбины, или компонента паровой турбины, или компонента расширителя.

4. Турбомашина (1) с множеством компонентов (10, 20) и блоком оценки (30) для ее контроля, причем, по меньшей мере, один из компонентов (10, 20) содержит сенсорный блок (11, 21), размещенный на компоненте (10, 20), причем сенсорный блок (11, 21) содержит сенсор (11а, 21а) для регистрации контролируемого параметра компонента (10, 20) и передатчик для обработки/передачи соответствующего параметру измерительного сигнала на блок оценки (30), причем передатчик сенсорного блока (11, 21) выполнен с возможностью передачи на блок оценки (30) вместе с измерительным сигналом кодированного идентификационного сигнала, содержащего идентификационный код для идентифицирования сенсорного блока (11, 21), причем блок оценки (30) выполнен с возможностью приема и обработки идентификационного сигнала, при этом сенсорный блок (11, 21) выполнен таким образом, что его отделение от компонента (10, 20) возможно только при функциональном разрушении сенсорного блока (11, 21).

5. Турбомашина по п.4, в которой сенсорный блок (11, 21) выполнен в виде сенсорного блока поверхностно-акустических волн, при этом сенсорный блок (11, 21) содержит пассивный транспондер (11b, 21b), в который интегрирован сенсор, по меньшей мере, с одним отражателем.

6. Турбомашина по п.4 или 5, в которой блок оценки (30) содержит память (33), в которую записывается определенное число единственных в своем роде для турбомашины (1) идентификационных кодов, при этом блок оценки (30) выполнен с возможностью сравнения переданного передатчиком идентификационного кода с хранящимися в памяти (33) идентификационными кодами.

7. Турбомашина по п.6, в которой блок оценки (30) содержит обрабатывающую логику (31), выполненную с возможностью соотнесения хранящихся в памяти (33) идентификационных кодов с разными сенсорами (11а, 21а).

8. Турбомашина по п.7, в которой обрабатывающая логика (31) блока оценки (30) выполнена с возможностью соотнесения каждого сенсора (11а, 21а) с единственным компонентом (10, 20).

9. Турбомашина по п.6, в которой блок оценки (30) содержит решающую логику (32), которая предназначена для определения хранящихся в памяти (33) идентификационных кодов как надежных для работы турбомашины, при этом решающая логика (32) выполнена с возможностью блокирования работы турбомашины (1), если принятый передатчиком идентификационный код не совпадает ни с одним из хранящихся в памяти (33) идентификационных кодов.

10. Турбомашина по п.4 или 5, которая выполнена в виде турбокомпрессора, или газовой турбины, или паровой турбины, или расширителя.