СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2013 года по МПК G01L5/00 

Система измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя относится к газотурбостроению и авиадвигателестроению, более конкретно - к системам измерения частоты вращения ротора газотурбинных двигателей, имеющих циркуляционную систему смазки подшипниковых опор, включающую системы подачи масла и суфлирования, в частности к системам измерения частоты вращения ротора свободных турбин газотурбинных двигателей наземного использования.

Известна также система измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя или паровой турбины, содержащая бесконтактный датчик частоты вращения индукционного типа, содержащая индуктор, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного на роторе газотурбинного двигателя под датчиком частоты вращения, с осью, совпадающей с осью вращения ротора газотурбинного двигателя, систему обработки сигнала, электрические линии, связывающие датчик частоты вращения с системой обработки сигнала (см. А.с. SU №1257246 А1, МПК4 F01D 21/02, опубликовано 15.09.1986 г.).

Недостатком системы является то, что расположение датчика частоты вращения рядом с деталями турбины, имеющими высокую температуру, приводят к снижению надежности системы и точности замера сигнала.

Наиболее близким к заявляемому техническим решением-прототипом является система измерения частоты вращения ротора свободной турбины газотурбинных двигателей НК-16СТ, НК-16-18СТ, НК-36СТ, НК-37СТ, НК-38СТ, имеющих циркуляционную систему смазки подшипниковых опор, включающую системы подачи масла и суфлирования, каналы, смазки которых выполнены в ребрах опоры газотурбинного двигателя, содержащая бесконтактный датчик частоты вращения индукционного типа, закрепленный на деталях статора газотурбинного двигателя, содержащая индуктор, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного на роторе газотурбинного двигателя под датчиком частоты вращения, с осью, совпадающей с осью вращения ротора газотурбинного двигателя, систему обработки сигнала, электрические линии, связывающие датчик частоты вращения с системой обработки сигнала (см. патент RU №2416731 С1, МПК F02C 9/28, опубликовано 20.04.2011 г.).

Недостатком известной системы является то, что расположение датчика частоты вращения рядом с деталями турбины, имеющими большие перепады температур, следовательно, и различные температурные расширения корпусов (статора и преобразователя частоты вращения) при работе газотурбинного двигателя приводят к существенному изменению зазора Н между индуктором и бесконтактным датчиком, снижению надежности системы и точности измерений, так как из-за существенного изменения зазора Н между индуктором и бесконтактным датчиком нарушается стабильность электрических импульсов от бесконтактного датчика к считывающему устройству.

Технической задачей изобретения является повышение надежности работы системы измерения частоты вращения ротора, получение надежного, более точного и устойчивого электрического сигнала от бесконтактного датчика системы измерения частоты вращения ротора независимо от режима работы газотурбинного двигателя.

Решаемая техническая задача в системе измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя, имеющая циркуляционную систему смазки подшипниковых опор, включающую системы подачи масла и суфлирования, каналы смазки которых выполнены в ребрах опоры газотурбинного двигателя, содержащая бесконтактный датчик частоты вращения индукционного типа, закрепленный на деталях статора газотурбинного двигателя, содержащая индуктор, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного на роторе газотурбинного двигателя под датчиком частоты вращения, с осью, совпадающей с осью вращения ротора газотурбинного двигателя, систему обработки сигнала, электрические линии, связывающие датчик частоты вращения с системой обработки сигнала, при этом трубчатый корпус преобразователя частоты вращения по месту соединения с тройником разделен на две части и между тройником и трубчатым корпусом преобразователя частоты вращения установлен компенсатор, а в нижней части трубчатого корпуса преобразователя частоты вращения непосредственно перед входом в корпус маслополости на наружной поверхности выполнен цилиндрический опорный выступ, ограничивающий перемещения трубчатого корпуса в радиальном направлении в сторону оси ротора двигателя.

Кроме того, под выступом предусмотрены набор регулировочных шайб различной толщины.

Технический эффект в части выполнения системы измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя с индуктором заключается в повышении надежности работы системы, получением надежного, более точного и устойчивого электрического сигнала от бесконтактного датчика системы измерения частоты вращения ротора из-за исключения влияния температурных расширений корпусов.

Технический эффект в части выполнения регулировочных шайб различной толщины заключается в обеспечении необходимого радиального зазора Н между датчиком и индуктором.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.

Система измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя состоит из преобразователя частоты вращения 1, установленного фланцевым соединением в корпусе опоры свободной турбины 2, и включает в себя трубчатый корпус 3, тройник 4 компенсатор 5, кольцевой выступ 6, ограничивающие осевое перемещение бесконтактного датчика 7, индуктора 8, набор регулировочных шайб 9 и крепежных болтов 10.

После установки преобразователя частоты вращения 1 по месту и затяжки крепежных болтов 10 компенсатор 5 сжимается в пределах упругой деформации, величина которой выбирается из результатов расчета температурного расширения корпуса опоры свободной турбины 2 и преобразователя частоты вращения 1, а корпус преобразователя частоты вращения 1 торцом кольцевого выступа 6 прижимается к корпусу маслополости. Для обеспечения необходимого радиального зазора Н между бесконтактным датчиком 7 и индуктором 8 предусмотрен набор регулировочных шайб различной толщины 9.

При такой конструкции трубчатого корпуса преобразователя частоты вращения, который одновременно играет роль канала суфлирования, температурные расширения корпусов на величину зазора Н практического влияния не оказывают ввиду того, что зона L₁ имеет существенно меньшее значение размера по сравнению с размером L и находится в месте минимальных температур из-за омывания воздушно-масляной смесью суфлирования системы смазки двигателя.

Система измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя относится к системам измерения частоты вращения ротора авиационных и наземных газотурбинных двигателей, имеющих циркуляционную систему смазки подшипниковых опор. Канал системы смазки суфлирования, одновременно являющийся трубчатым корпусом (3), разделен на две части: тройник (4) и трубчатый корпус (3), которые между собой герметично соединены компенсатором (5). Непосредственно у входа трубчатого корпуса (3) в корпус маслополости на наружной поверхности трубчатого корпуса (3) выполнен цилиндрический выступ (6), ограничивающий перемещения трубчатого корпуса (3) в радиальном направлении в сторону оси ротора двигателя, а под цилиндрическим выступом (6) предусмотрен набор шайб (9) различной толщины для обеспечения зазора Н между бесконтактным датчиком (7) и индуктором (8). 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя, имеющая циркуляционную систему смазки подшипниковых опор, включающую системы подачи масла и суфлирования, каналы смазки которых выполнены в ребрах опоры газотурбинного двигателя, содержащая бесконтактный датчик частоты вращения индукционного типа, закрепленный на деталях статора газотурбинного двигателя, содержащая индуктор, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного на роторе газотурбинного двигателя под датчиком частоты вращения, с осью, совпадающей с осью вращения ротора газотурбинного двигателя, систему обработки сигнала, электрические линии, связывающие датчик частоты вращения с системой обработки сигнала, отличающаяся тем, что трубчатый корпус преобразователя частоты вращения по месту соединения с тройником разделен на две части и между тройником и трубчатым корпусом преобразователя частоты вращения установлен компенсатор, а в нижней части трубчатого корпуса преобразователя частоты вращения непосредственно перед входом в корпус маслополости на наружной поверхности выполнен цилиндрический опорный выступ, ограничивающий перемещения трубчатого корпуса в радиальном направлении в сторону оси ротора двигателя.

2. Система измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что под выступом предусмотрен набор регулировочных шайб различной толщины.