CN102803905A

CN102803905A - 涡轮机组件和配备有涡轮机组件的涡轮机

Info

Publication number: CN102803905A
Application number: CN2009801599281A
Authority: CN
Inventors: T.米希利希克
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: US20120121383A1; EP2419700B1; NO341763B1; WO2010118715A1; RU2484429C1; DE102009017935A1; CN102803905B; EP2419700A1; BRPI0925065A2; US9297673B2; NO20111570A1; UA104757C2

Abstract

涡轮机组件和配备有涡轮机组件的涡轮机，其中涡轮机组件具有装设在涡轮机组件上的传感器单元，其中传感器单元具有传感器和发送器，所述传感器用于检测涡轮机组件的待监视的参数，发送器用于把对应于该参数的测量信号传递至涡轮机的分析单元，以便处理，其中传感器单元的发送器被设计用于把编码的识别信号与测量信号一起发出至分析单元，该分析单元含有对传感器单元进行识别的识别编码，其中传感器单元经过适当设计，使得只有在损坏传感器单元的功能的情况下才能把传感器单元与涡轮机组件分开。

Description

涡轮机组件和配备有涡轮机组件的涡轮机

本发明涉及涡轮机组件和配备有这种涡轮机组件的涡轮机。

涡轮机例如涡轮增压器，包括安装于其中的组件在内，和涡轮机支线，包括设置于相应涡轮机支线中的组件如变速器、离合器等在内，由于相应的涡轮机或涡轮机组件在工作时负荷高，故需要在工作期间采用测量技术监视其多个涡轮机组件。

此外，对于这种高负荷的涡轮机或涡轮机组件来说，关键是要在涡轮机中安装无质量瑕疵的涡轮机组件，以便能够满足保障要求。

本发明的目的在于，提出一种在涡轮机中使用的涡轮机组件，其中一方面能以舒适且可靠的方式采用测量技术监视涡轮机组件，另一方面能作为原厂零件对其进行唯一性识别，从而能把非原厂零件可靠地与原厂零件区分开。本发明的目的还在于，提供配备有这种涡轮机组件的涡轮机。

采用根据权利要求1的涡轮机组件或根据权利要求4的涡轮机，即可实现上述目的。本发明的改进分别在从属权利要求中限定。

根据本发明的第一方面，提供一种在涡轮机中使用的涡轮机组件，其中涡轮机组件具有：装设在涡轮机组件上的传感器单元，其中传感器单元具有传感器和发送器，该传感器用于检测涡轮机组件的待监视的参数，发送器用于把对应于该参数的测量信号传递至涡轮机的分析单元，以便处理，其中传感器单元的发送器被设计用于把编码的识别信号与测量信号一起发出至分析单元，该分析单元含有对传感器单元进行识别的识别编码，其中传感器单元经过适当设计，使得只有在损坏传感器单元的功能的情况下才能把传感器单元与涡轮机组件分开。

按照本发明构造的涡轮机组件既能以舒适且可靠的方式采用测量技术被予以监视，又能作为原厂零件对其进行唯一性识别，从而能把非原厂零件可靠地与原厂零件区分开。

传感器单元的发送器经过设计，使得编码的识别信号或对传感器单元进行识别的识别编码与测量信号一起发出，由此既可以使得测量信号又可以使得相应的传感器单元在分析单元中被唯一性地配属给涡轮机。涡轮机的制造商因而可以针对传感器单元或者进而针对相关的涡轮机组件设定一定的识别编码，以便唯一性地识别原厂零件。

传感器单元装设在涡轮机组件上，在一定程度上不可拆下，或者只有在损坏的情况下才能拆下，由此能可靠地防止把挑出的原厂零件的传感器单元装设在非原厂零件上。

根据本发明的一种实施方式，传感器单元由AOW传感器单元（AOW-表面声波）构成，其中传感器单元具有无源的应答器，具有至少一个反射器的发送器集成在该应答器中。

根据本发明提出，AOW传感器例如作为无源应答器/传感器-单元（短式传感器单元）用于在涡轮机、其组件或其传动系中执行各种不同的测量任务。由此特别是可以实现无线的免维护的测量数据传递。

利用表面声波可以产生例如数字的识别标记。为此可以在一个共同的基材上装设声音转换器，该声音变换器能通过天线接收电磁信号并转换成表面声波。这种表面声波然后被一个或多个装设在基材上的反射器反射回去，并通过声音转换器和天线又被发出。如此产生的脉冲序列或如此产生的识别编码只能用合适的或者与编码匹配的读取器读出。

AOW传感器单元由此可以唯一性地识别涡轮机组件上的各种不同的测量传感器。AOW传感器单元能耐受直到400℃的高温和振动。

换句话说，除了由于适当地对传感器表面上的反射器进行不同的编码而实现的在监视、工况监控和维护方面的显而易见的优点外，还能实现表征性的应答信号，用于识别和把测量信号配属给传感器单元或涡轮机组件。如果传感器单元如根据本发明那样与涡轮机组件不可拆卸地连接，或者只有在损坏的情况下才能拆下，则除了在特定于制造商对反射器编码时的测量任务外，还能实现唯一性地识别原厂零件。

例如在WO 2006/110936 A1中记载了一种用于原则上实现AOW传感器单元或SAW传感器单元（SAW-表面声波）的方案。

涡轮机组件优选是涡轮压缩机组件。

根据本发明，特别是涡轮压缩机和涡轮机，包括安装于其中的组件在内，以及涡轮机支线，包括设置于相应涡轮机支线中的组件如变速器、发动机等在内，均被视为涡轮机。

根据本发明的第二方面，提供一种涡轮机，其具有多个涡轮机组件和用于监视涡轮机的分析单元，其中至少一个涡轮机组件具有：装设在涡轮机组件上的传感器单元，其中传感器单元具有传感器和发送器，该传感器用于检测涡轮机组件的待监视的参数，发送器用于把对应于该参数的测量信号传递至涡轮机的分析单元，以便处理，其中传感器单元的发送器被设计用于把编码的识别信号与测量信号一起发出至分析单元，该分析单元含有对传感器单元进行识别的识别编码，其中分析单元被设计用于接收和处理识别信号，其中传感器单元经过适当设计，使得只有在损坏传感器单元的功能的情况下才能把传感器单元与涡轮机组件分开。

根据本发明，分析单元可以内置到涡轮机中，或者也可以设置在涡轮机的外部，例如设置在测控室或操纵台中。

涡轮机的按照本发明构造的涡轮机组件能以舒适且可靠的方式采用测量技术被予以监视，且能利用识别编码作为原厂零件对其进行唯一性识别，从而能把非原厂零件可靠地与原厂零件区分开。

传感器单元的发送器经过设计，使得编码的识别信号或对传感器单元进行识别的识别编码与测量信号一起发出，由此既可以使得测量信号又可以使得相应的传感器单元在分析单元中被唯一性地配属给涡轮机。涡轮机的制造商因而可以针对传感器单元或者进而针对相关的涡轮机组件设定一定的特定于制造商的识别编码，以便唯一性地识别原厂零件。

传感器单元装设在相应的涡轮机组件上，在一定程度上不可拆下，或者只有在损坏的情况下才能拆下，由此能可靠地防止把挑出的原厂零件的传感器单元装设在非原厂零件上。

根据本发明的涡轮机的一种实施方式，传感器单元由AOW传感器单元构成，其中传感器单元具有无源的应答器，具有至少一个反射器的发送器集成在该应答器中。

由此除了由于适当地对传感器表面上的反射器进行不同的编码而实现的在监视、工况监控和维护方面的显而易见的优点外，还能实现表征性的应答信号，用于识别和把测量信号配属给传感器单元或涡轮机组件。如果传感器单元如根据本发明那样与涡轮机组件不可拆卸地连接，或者只有在损坏的情况下才能拆下，则除了在特定于制造商对反射器编码时的测量任务外，还能实现唯一性地识别原厂零件。

根据本发明的涡轮机的另一实施方式，分析单元具有存储器，多个例如唯一性地用于涡轮机的识别编码可存储在该存储器中，其中分析单元被设计用于对由发送器传递的识别编码与存储在存储器中的识别编码进行比较。

本发明的这种设计提供了一种可靠且实用的解决方案，用于存储特定于制造商的识别编码，和用于识别原厂零件或非原厂零件，以及用于识别或配属组件特定的测量信号。

根据本发明的涡轮机的又一实施方式，分析单元具有逻辑处理器，该逻辑处理器被设计用于把存储在存储器中的相应的识别编码分别配属给不同的传感器。分析单元的逻辑处理器优选被设计用于可把每个传感器配属给唯一的涡轮机组件。

本发明的这种设计以有利的方式支持迅速且可靠地识别或配属特定于组件的测量信号。

根据本发明的涡轮机的又一实施方式，分析单元具有逻辑判决器，该逻辑判决器被设计用于把存储于存储器中的识别编码规定为允许涡轮机工作，其中逻辑判决器被设计用于在由发送器或传感器单元接收的识别编码与存储在存储器中的识别编码不一致时阻止涡轮机工作。

采用本发明的这种设计能以简单且可靠的方式防止具有非原厂零件的涡轮机工作。换句话说，由此能在测量信号的分析单元中对原厂涡轮机组件进行完整性检查。如果缺少一个或多个原厂涡轮机组件的编码，则可以通过锁止来防止涡轮机起动。由此除了测量任务外，还能有效地起到保护作用，防止使用非原厂零件。

涡轮机优选由涡轮压缩机构成。

下面借助优选的实施方式并对照附图详细地介绍本发明。

图1为根据本发明的一种实施方式的涡轮机的示意图。

图1以示意图示出根据本发明的一种实施方式的构造成涡轮压缩机的涡轮机1。

涡轮机1具有多个涡轮机组件10、20、用于监视涡轮机组件10、20或涡轮机1的分析单元30和用于控制涡轮机组件10、20或涡轮机1的控制装置40。

尽管分析单元30根据图1内置到涡轮机1中，但根据一种未示出的替代的实施方式，该分析单元也可以设置在涡轮机1的外部，例如设置在测控室或操纵台中（两者均未示出）。

如由图1可见，分析单元30通过电的导线34与控制装置40信号耦接，控制装置40通过信号传递线路（无线的）41、42与涡轮机组件10、20信号耦接。

分析单元30和控制装置40可以按硬件和/或软件的形式被设计成相互独立的单元，或者也可以组合成一个单元。

所示的两个涡轮机组件10、20仅仅是从涡轮机1的全部涡轮机组件中示例性地选取的，按照本发明的这种示例性的实施方式，第一涡轮机组件10可以形成涡轮机1的转子级，第二涡轮机组件20可以形成涡轮机1的出口导向设备。

第一涡轮机组件10具有按照AOW传感器单元（AOW-表面声波）形式构造的装设在第一涡轮机组件10上的传感器单元11，其中传感器单元11具有：温度传感器形式的传感器11a，用于检测待监视的参数，参数的形式为第一涡轮机组件10的温度；带有发送器的无源应答器11b，发送器的形式为反射器（未单独示出）和天线11c总成，发送器用于把对应于所述参数的测量信号传递至涡轮机1的分析单元30，以便处理。

第二涡轮机组件20具有按照AOW传感器单元形式构造的装设在第二涡轮机组件20上的传感器单元21，其中传感器单元21具有：温度传感器形式的传感器21a，用于检测待监视的参数，参数的形式为第二涡轮机组件20的温度；带有发送器的无源应答器21b，发送器的形式为反射器（未单独示出）和天线21c总成，发送器用于把对应于所述参数的测量信号传递至涡轮机1的分析单元30，以便处理。

传感器单元11、21的传感器11b、21b均被设计用于把编码的识别信号与测量信号一起发出至分析单元30，该识别信号含有对相应的传感器单元11、21进行唯一性识别的识别编码，其中分析单元30被设计用于接收和处理识别信号。

传感器单元11、21均适当地固定在其相关的涡轮机组件10或20上，使得只有在损坏相应传感器单元11、21的功能的情况下才能把相应的传感器单元11、21与相关的涡轮机组件10或20分开。

其实现方式例如可以为，把传感器单元11、21耐辐射、耐热且耐溶剂地分别涂敷到相关的涡轮机组件10或20上。此外，涡轮机组件10、20可以具有可拆卸地安装于其上的例如附加的部分，该部分在按要求剔出相应的涡轮机组件10、20的情况下可去除，或者甚至在拆下相应的涡轮机组件10、20的情况下必然被去除，其中相应的传感器单元11、21耐辐射、耐热且耐溶剂地部分地涂敷在相应的涡轮机组件10、20上，且部分地设置在相应的附加部分上。当然也可以采用其它实现方案。

分析单元30具有逻辑处理器31、逻辑判决器32和存储器33，它们在处理技术上相互耦接，或者甚至被构造成一个整体的单元，例如形式为集成的开关电路。

在存储器33中存储有由涡轮机制造商设定的多个唯一性的识别编码，其中逻辑处理器31被设计用于把存储在存储器30中的相应的识别编码配属给不同的传感器11a和21a。逻辑处理器31还被设计用于把每个传感器11a、21a或每个传感器单元11、21配属给其上固定有相应传感器单元11、21的涡轮机组件10或20。

为了激活传感器单元11、21的无源应答器11b、21b，且为了接收其相应的输出信号，逻辑处理器31具有带天线31b的应答器31a。

分析单元30的逻辑判决器32被设计用于把存储于存储器33中的识别编码规定为允许涡轮机1工作。基于此，逻辑判决器32在构造上还被设计用于在由传感器单元11、21接收的识别编码与存储在存储器33中的识别编码不一致时阻止涡轮机1工作。为此，逻辑判决器32通过导线34把状态信号（允许工作或者不允许工作）传递至控制装置40，控制装置40据此允许或阻止涡轮机组件10、20或涡轮机1工作。

换句话说，在涡轮机1按照要求投入工作时，在分析单元30中对唯一性的原厂零件比如涡轮机组件10、20的存在状态进行完整性检查。如果安装了非原厂零件比如涡轮机组件10、20，从而缺少一个或多个被设计成原厂零件的涡轮机组件10、20的编码，则通过所述锁止来防止涡轮机1起动。由此除了测量任务外，还能有效地起到保护作用，防止使用非原厂零件。

附图标记清单

1 涡轮机

10 涡轮机组件

11 传感器单元

11a 传感器

11b 应答器

11c 天线

20 涡轮机组件

21 传感器单元

21a 传感器

21b 应答器

21c 天线

30 分析单元

31 逻辑处理器

31a 应答器

31b 天线

32 逻辑判决器

33 存储器

34 导线

40 控制装置

41 信号传递线路

42 信号传递线路

Claims

1.一种在涡轮机（1）中使用的涡轮机组件（10、20），具有：

装设在涡轮机组件（10、20）上的传感器单元（11、21），

其中传感器单元（11、21）具有传感器（11a、21a）和发送器，所述传感器用于检测涡轮机组件（10、20）的待监视的参数，发送器用于把对应于该参数的测量信号传递至涡轮机（1）的分析单元（30），以便处理，

其中传感器单元（11、21）的发送器被设计用于把编码的识别信号与测量信号一起发出至分析单元（30），该分析单元含有对传感器单元（11、21）进行识别的识别编码，

其中传感器单元（11、21）经过适当设计，使得只有在损坏传感器单元（11、21）的功能的情况下才能把传感器单元（11、21）与涡轮机组件（10、20）分开。

2.如权利要求1所述的涡轮机组件（10、20），其中传感器单元（11、21）由AOW传感器单元构成，其中传感器单元（11、21）具有无源的应答器（11b、21b），具有至少一个反射器的发送器集成在该应答器中。

3.如权利要求1或2所述的涡轮机组件（10、20），其中涡轮机组件（10、20）是涡轮压缩机组件或燃气轮机组件或汽轮机组件或膨胀机组件。

4.一种涡轮机（1），具有多个涡轮机组件（10、20）和用于监视涡轮机（1）的分析单元（30），其中至少一个涡轮机组件（10、20）具有：

装设在涡轮机组件（10、20）上的传感器单元（11、21），

其中传感器单元（11、21）的发送器被设计用于把编码的识别信号与测量信号一起发出至分析单元（30），该分析单元含有对传感器单元（11、21）进行识别的识别编码，其中分析单元（30）被设计用于接收和处理识别信号，

5.如权利要求4所述的涡轮机（1），其中传感器单元（11、21）由AOW传感器单元构成，其中传感器单元（11、21）具有无源的应答器（11b、21b），具有至少一个反射器的发送器集成在该应答器中。

6.如权利要求4或5所述的涡轮机（1），其中分析单元（30）具有存储器（33），多个唯一性地用于涡轮机（1）的识别编码可存储在该存储器中，其中分析单元（30）被设计用于对由发送器传递的识别编码与存储在存储器（33）中的识别编码进行比较。

7.如权利要求6所述的涡轮机（1），其中分析单元（30）具有逻辑处理器（31），该逻辑处理器被设计用于把存储在存储器（33）中的相应的识别编码分别配属给不同的传感器（11a、21a）。

8.如权利要求7所述的涡轮机（1），其中分析单元（30）的逻辑处理器（31）经过设计，使得可把每个传感器（11a、21a）配属给唯一的涡轮机组件（10、20）。

9.如权利要求6至8中任一项所述的涡轮机（1），其中分析单元（30）具有逻辑判决器（32），该逻辑判决器经过设计，使得存储于存储器（33）中的识别编码被规定为允许涡轮机（1）工作，其中逻辑判决器（32）被设计用于在由发送器接收的识别编码与存储在存储器（33）中的识别编码不一致时阻止涡轮机（1）工作。

10.如权利要求4至9中任一项所述的涡轮机（1），其中涡轮机（1）由涡轮压缩机或燃气轮机或汽轮机或膨胀机构成。