DE1062942B

DE1062942B - Device for measuring the distance between rotating machine parts of gyroscopic machines and fixed parts

Info

Publication number: DE1062942B
Application number: DEST5201A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Cautius; Dipl-Ing Kurt Krenz; Dipl-Ing Walter Petrus
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-08-11
Filing date: 1952-08-11
Publication date: 1959-08-06

Description

Einrichtung zur Messung des Abstandes umlaufender Maschinenteile von Kreiselmaschinen gegenüber feststehenden Teilen Es sind Einrichtungen zur Messung des Spaltes umlaufender Maschinen, insbesondere von Turbomaschinen (Dampfturbinen) bekanntgeworden, bei denen für die Spaltmessung eine Induktivität mit Eisenkern Anwendung findet und das durch den Eisenkern der Induktivität verlaufende magnetische Feld den Luftspalt zwischen den umlaufenden und feststehenden Maschinenteilen durchsetzt, derart, daß bei Anderungen der Spaltgröße die Induktivität der Meßspule, die in einer geeigneten Meßschaltung, z. B. Device for measuring the distance between rotating machine parts of gyroscopic machines versus fixed parts There are devices for measurement of the gap in rotating machines, especially turbo machines (steam turbines) became known, in which an inductance with an iron core for the gap measurement Is used and the magnetic running through the iron core of the inductance Field penetrates the air gap between the rotating and stationary machine parts, such that when the gap size changes, the inductance of the measuring coil, which is shown in a suitable measuring circuit, e.g. B.

Brückenschaltung, angeordnet sein kann, geändert wird.Bridge circuit, can be arranged, is changed.

Es ist bekannt, bei derartigen Meßanordnungen die Induktionsspulen nebst Eisenkern und magnetischem Rückschluß vollständig innerhalb der geschlossenen Turbinengehäuse anzuordnen und von innen zu befestigen. Diese bekannte Lösung, wie sie die britische Patenschrift 666 898 zeigt, ist aber in verschiedener Beziehung ungünstig, insbesondere da sie die Schaffung zusätzlicher Gehäuseräume und damit die Vergrößerung der Gehäuse bis zu einem gewissen Grad erforderlich macht und außerdem die Gehäusebearbeitung wegen der erforderlichen Befestigungs-und Sitzflächen erschwert wird. Hierzu kommt noch, daß auch der Einbau der induktiven Meßsysteme verhältnismäßig umständlich ist und die Montage der Maschinen bzw. Turbinen dadurch erschwert wird. It is known to use induction coils in such measuring arrangements together with the iron core and magnetic yoke completely within the closed To arrange turbine housing and to fasten from the inside. This known solution, like it shows the British patent 666 898 but is in different relationships unfavorable, especially since they create additional housing space and thus requires the enlargement of the housing to a certain extent and also the housing processing is made more difficult because of the required mounting and seating surfaces will. In addition, the installation of inductive measuring systems is also proportionate is cumbersome and the assembly of the machines or turbines is made more difficult.

Ferner wurde bereits vorgeschlagen, bei derartiger Meßeinrichtungen die Induktionsspule außerhalb des Maschinengehäuses auf dem Joch eines Eisenkernes anzuordnen. dessen Schenkel durch abgedichtete, unmagnetische Einsätze in der Gehäusewand hindurch bis nahe an den Läufer ragen, wobei unter Umständen die Schenkel des Eisenkernes als Leitschaufeln für die Turbine ausgebildet werden können. Diese Anordnung, die es ermöglicht, die hohen Temperaturbeanspruchungen bzw. das als Treibmittel verwendete Medium von der Spule fernzuhalten, weist den großen Nachteil auf, daß das Maschinengehäuse wegen der Einschaltung besonderer unmagnetischer Einsätze in der Gehäusewand eine verhältnismäßig verwickelte Ausbildung erhalten muß und daß vor allem die Meßgenauigkeit durch die verhältnismäßig großen Streufelder beschränkt ist. Ferner ist auch bei dieser Anordnung die normale Spalteinstellung und Eichung umständlich und schwierig. Furthermore, it has already been proposed for such measuring devices the induction coil outside the machine housing on the yoke of an iron core to arrange. its legs through sealed, non-magnetic inserts in the housing wall protrude through to close to the runner, with the legs of the iron core under certain circumstances can be designed as guide vanes for the turbine. This arrangement that it enables the high temperature stresses or the one used as a propellant Keeping medium away from the coil has the major disadvantage that the machine housing because of the inclusion of special non-magnetic inserts in the housing wall must receive relatively complex training and that, above all, the measurement accuracy is limited by the relatively large stray fields. Furthermore is also at this arrangement, the normal gap setting and calibration cumbersome and difficult.

Gegenstand der Erfindung ist eine wesentlich verbesserte Einrichtung zur Messung des Abstandes umlaufender Maschinenteile von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen, gegenüber feststehenden Maschinenteilen, bei der unter Verwendung einer in einer Meßschaltung angeordneten Induktivität mit Eisenkern bei Änderungen des Spaltes zwischen Eisenkern und dem umlaufenden Maschinenteil auf- tretende Induktivitätsänderungen meßtechnisch erfaßt werden. Erfindungsgemäß zeichnet sich diese Einrichtung dadurch aus, daß der die an seinem innerhalb des Maschinengehäuses liegenden Ende die Meßspule tragende Eisenkörper etwa radial in der Gehäusewandung der Maschine von außen einschraubbar ist. The invention relates to a substantially improved device for measuring the distance between rotating machine parts of gyroscopic machines, in particular Steam turbines, compared to fixed machine parts, when using an inductance with an iron core arranged in a measuring circuit in the event of changes of the gap between the iron core and the rotating machine part occurring changes in inductance can be detected by measurement. According to the invention, this device is characterized that the measuring coil at its end located inside the machine housing load-bearing iron bodies can be screwed in approximately radially from the outside into the housing wall of the machine is.

Hierbei ist der Luftspalt zwischen dem umlaufenden Maschinenteil und dem die Spule der Induktivität tragende Eisenkern durch Änderung der Einschraubtiefe veränderlich.Here is the air gap between the rotating machine part and the iron core carrying the coil of inductance by changing the screw-in depth changeable.

Die Erfindung hat eine Anzahl beachtlicher Vorteile zur Folge. Die Meßspule mit dem zur Führung des Magnetfeldes dienenden Eisenkern kann in einfachster Weise in dem unter Umständen eine große Wandstärke aufweisenden Gehäuse ohne wesentliche bauliche Änderungen an letzterem von außen eingebaut werden. Zusätzliche Räume oder Befestigungsflächen für die Anbringung des Meßspulensystems in der Maschine sowie die hierdurch bedingten Komplikationen bei der Fertigung und Montage sind vermieden. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht in einfachster Weise eine genaue Einjustierung des Meßfeldes bzw. der Induktivität und erleichtert damit erheblich die Eichung. Die Anordnung der Spule an dem eingeschraubten Ende des Kernes hat eine hohe Meßgenauigkeit zur Folge, da eine größere, die Meßgenauigkeit beeinträchtigende Streuung vermieden und eine wirksame Feldkonzentration zwischen dem Ende des eingeschraubten Magnetkernes und dem umlaufenden Maschinenteil gewährleistet ist. The invention results in a number of notable advantages. the Measuring coil with the iron core serving to guide the magnetic field can be very simple Way in the housing, which may have a large wall thickness, without substantial structural changes to the latter are built in from the outside. Additional rooms or Fastening surfaces for attaching the measuring coil system in the machine as well as the resulting complications in production and assembly are avoided. The arrangement according to the invention enables precise adjustment in the simplest possible manner of the measuring field or the inductance and thus considerably facilitates the calibration. The arrangement of the coil at the screwed-in end of the core has a high measuring accuracy as a result, since a larger, the measurement accuracy impairing scatter avoided and an effective field concentration between the end of the screwed-in magnetic core and the rotating machine part is guaranteed.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Beschreibung erläutert werden, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben ist. In the following, the invention is to be explained in more detail on the basis of the description showing an embodiment of the invention.

Mit 1 ist in der Figur der Läufer einer Maschine, z. B. einer Dampfturbine, bezeichnet. 2 ist die Gehäusewandung. Gegenüber dem Turbinenläufer ist zur Messung des Abstandes eine in einer geeigneten Meßschaltung angeordnete Induktionsspule 5 angeordnet, die von dem das magnetische Wechselfeld führenden radial angeordneten Eisenkern 3 getragen wird. Erfindungsgemäß ist der das magnetische Feld führende Eisenkern 3 in einer Gewindebohrung des Gehäuses eingeschraubt. 6 bedeutet den Meßspalt, durch welchen das mit der Spule 5 verkettete Feld in dem umlaufenden Maschinenteil übertritt. Man erkennt, daß infolge Anordnung der am Ende des Schraubkernes 3 sitzenden Meßspule 5 die Kraftlinien in dem Luftspalt am Ende des Kernes konzentriert sind und die Streuung denkbar gering gehalten werden kann, wodurch eine hohe Meßgenauigkeit ermöglicht wird.With 1 is in the figure the runner of a machine, for. B. a steam turbine, designated. 2 is the housing wall. Opposite the turbine runner is for measurement of the distance an induction coil arranged in a suitable measuring circuit 5 arranged, which are arranged radially by the alternating magnetic field leading Iron core 3 is worn. According to the invention, the one leading the magnetic field Iron core 3 screwed into a threaded hole in the housing. 6 means the measuring gap, through which the interlinked with the coil 5 field in the rotating machine part transgresses. It can be seen that as a result of the arrangement of the seated at the end of the screw core 3 Measuring coil 5 the lines of force are concentrated in the air gap at the end of the core and the scatter can be kept as small as possible, whereby a high measurement accuracy is made possible.

Mit 4 ist noch eine zusätzliche Verschlußschraube bezeichnet, die in das Gehäuse eingeschraubt ist und durch welche das Gehäuse gegebenenfalls unter Einschaltung von Dichtungsmitteln dicht abgeschlossen werden kann.With 4 an additional screw plug is referred to, the is screwed into the housing and through which the housing may be under Activation of sealants can be sealed off.

Wie ohne weiteres ersichtlich ist, gestattet es die erfindungsgemäße Anordnung, den Luftspalt 6 zwischen dem Kern der Induktivität und dem Läufer nach Bedarf einzustellen oder einzujustieren. Die Anwendung des eingeschraubten, an seinem Ende die Meßspule tragenden Eisenkernes bietet auch ohne weiteres die Möglichkeit, die Zuführungsleitungen abgedichtet durch den eingeschraubten Kernteil aus dem Gehäuse herauszuführen. As is readily apparent, it allows the invention Arrangement, the air gap 6 between the core of the inductance and the rotor Set or adjust as required. The application of the screwed, on his The end of the measuring coil-carrying iron core also offers without further the possibility the supply lines are sealed by the screwed-in core part from the housing lead out.

PATENTANSPHOCHE: 1. Einrichtung zur Messung des Abstandes umlaufender Maschinenteile von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen, gegenüber feststehenden Maschinenteilen unter Verwendung einer in einer Meßschaltung angeordneten Induktivität mit Eisenkern, deren magnetisches Feld einen Spalt zwischen Eisenkern und dem umlaufenden Maschinenteil durchsetzt und bei Spaltänderungen geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der die an seinem innerhalb des Maschinengehäuses liegenden Ende die Meßspule tragende Eisenkern etwa radial in der Gehäusewandung der Maschine von außen einschraubbar ist. PATENT APPEAL: 1. Device for measuring the distance of circumferential Machine parts of centrifugal machines, in particular steam turbines, compared to stationary ones Machine parts using an inductance arranged in a measuring circuit with iron core, whose magnetic field creates a gap between the iron core and the surrounding one Machine part is penetrated and changed in the event of gap changes, characterized in that that the measuring coil at its end located inside the machine housing load-bearing iron core can be screwed approximately radially into the housing wall of the machine from the outside is.

Claims

2. Device according to claim 1, characterized in that the air gap between the rotating machine part and the iron core of the coil by changing the screw-in depth is variable.

3. Device according to claim 1, characterized in that the threaded bore is tightly sealed in the housing by a screwed-in screw plug.

Older patents considered: German Patent No. 859 372.