DE1260313B

DE1260313B - Measuring device for measuring the degree of warping of hot water centrifugal pumps u. like

Info

Publication number: DE1260313B
Application number: DE1966K0059838
Authority: DE
Inventors: Walter Schwengler
Original assignee: Schanzlin & Becker AG
Current assignee: Schanzlin & Becker AG
Priority date: 1966-07-21
Filing date: 1966-07-21
Publication date: 1968-02-01

Description

Meßeinrichtung zum Messen des Verkrümmungsgrades von Heißwasserkreiselpumpen u, dgl. Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Ermittlung des Krümmungszustandes von heiße Medien fördernden Kreiselpumpen od. dgl.Measuring device for measuring the degree of warpage of hot water centrifugal pumps and the like. The invention relates to a measuring device for determining the state of curvature of centrifugal pumps conveying hot media or the like.

Es ist bekannt, daß sich das Gehäuse z. B. einer Kesselspeisepumpe nach Abschaltung infolge sich einstellender Temperaturdifferenz verkrümmt. Wird eine Pumpe in diesem Zustand in Betrieb genommen, muß mit einem mehr oder weniger starken Anlauf des Pumpenläufers an den mit kleinen Spielen ausgeführten Drosselspaltteilen gerechnet werden, wodurch - besonders wenn die Pumpe oft in solchen Verkrümmungszuständen angefahren wird - ein vorschneller Verschleiß eintritt und die Lebensdauer der Pumpe stark herabgesetzt wird. Mit größer werdenden Speisepumpen wächst die Forderung einer möglichst langen Standzeit bzw. Lebensdauer, da die wirtschaftlichen Verluste bei Ausfall höher und die Reparaturen mit zunehmender Pumpengröße aufwendiger werden. Hinzu kommt, daß heute mehr als früher die Speisepumpen geschaltet werden und damit dem Problem »häufiges Anfahren ohne Berührung zwischen Pumpenläufer und Gehäuse« erhöhte Beachtung beigemessen werden muß.It is known that the housing z. B. a boiler feed pump warped after switching off as a result of the temperature difference. Will A pump started up in this state must be more or less Strong start-up of the pump rotor on the throttle gap parts with small clearances can be expected, which - especially if the pump is often in such states of curvature is approached - premature wear occurs and the service life of the pump is greatly reduced. As the feed pumps get larger, the demand increases the longest possible service life or service life, as the economic losses higher in the event of failure and the repairs become more complex with increasing pump size. In addition, the feed pumps are now switched on more than in the past, and thus the problem of "frequent start-ups without contact between the pump rotor and the housing" increased attention must be paid.

Um das Gehäuse aus einem gefährlichen Verkrümmungszustand zu bringen, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die nicht Gegenstand der Erfindung sind. Wichtig ist aber, daß der Verkrümmungszustand des Gehäuses gemessen werden kann, um bei Inbetriebnahme eines berührungsfreien Laufes sicher zu sein. Kann der Verkrümmungszustand genau gemessen werden, ist auch über die betreffende Meßeinrichtung eine automatische Inbetriebnahme von Einrichtungen, z. B. Heizeinrichtungen, möglich, welche für einen Temperaturausgleich in der in Anfahrbereitschaft stehenden Pumpe sorgen und damit erst gar nicht unzulässige Verkrümmung aufkommen lassen.In order to bring the housing out of a dangerous state of curvature, there are various possibilities that are not the subject of the invention. Important is, however, that the state of warpage of the housing can be measured to at Commissioning a non-contact run to be sure. Can the warp state are measured precisely, is also automatic via the relevant measuring device Commissioning of facilities, e.g. B. heating devices, possible which for one Ensure temperature equalization in the pump that is ready to start and thus Do not even let inadmissible curvature arise.

Es ist z. B. bei Turbinen bekannt, an mehreren Meßstellen die Gehäusetemperaturen zu messen und vor dem Anfahren durch bestimmte Maßnahmen dafür zu sorgen, daß keine unzulässigen Temperaturdifferenzen (und damit keine unzulässige Gehäuseverkrümmung) vorhanden sind. Das Problem solcher Messungen liegt darin, daß letztlich die notwendige Berührungsfreiheit zwischen Gehäuse und Läufer mangels direkter Meßmöglichkeit über Temperaturdifferenzen indirekt gemessen wird und die Temperaturen längs des Gehäuses recht verschieden sein können, so daß man mit Temperaturmessungen in nur einer vertikalen Meßebene nicht auskommt. Das gleiche gilt auch für das Pumpengehäuse einer Kesselspeisepumpe. Zum gleichen Meßzeitpunkt sind die Temperaturdifferenzen in verschiedenen vertikalen Meßebenen oft sehr verschieden, gleichgültig, ob man die Temperaturdifferenz an den Verbindungsschrauben oder dem Gehäuse selbst mißt.It is Z. B. known in turbines, the housing temperatures at several measuring points to measure and to take certain measures to ensure that no impermissible temperature differences (and thus no impermissible housing curvature) available. The problem with such measurements is that ultimately the necessary No contact between the housing and the rotor due to the lack of a direct measurement option Temperature differences are measured indirectly and the temperatures along the housing can be quite different, so that one can use temperature measurements in only one vertical Measuring plane does not get along. The same applies to the pump housing of a boiler feed pump. At the same time the temperature differences are in different verticals Measuring levels often very different, regardless of whether one indicates the temperature difference the connecting screws or the housing itself.

Man ist heute dabei, für hohe Temperaturen geeignete induktive Wegmeßgeber zu entwickeln, mittels deren das Spaltspiel zwischen Läufer und Gehäuse (also letztlich der Verkrümmungszustand des Gehäuses) direkt gemessen werden kann. Die Geber sind zur Zeit jedoch noch nicht betriebssicher, zumal beim Einbau in ein Pumpengehäuse der hohe Pumpendruck und eine Beeinflussung des Meßergebnisses durch Oxydablagerung an den Gebern problematisch wird.Today, inductive displacement encoders suitable for high temperatures are being developed to develop, by means of which the clearance between the rotor and the housing (i.e. ultimately the curvature of the housing) can be measured directly. The givers are At the moment, however, it is not yet operationally safe, especially when it is installed in a pump housing the high pump pressure and the influence of oxide deposits on the measurement result at the donors becomes problematic.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Meßeinrichtung zu schaffen, mit welcher der Verkrümmungszustand von heiße Medien fördernden Kreiselpumpen od. dgl. ermittelt wird, derart, daß die Verkrümmung automatisch z. B. über eine Heizeinrichtung vor dem Anfahren einer Pumpe unterbunden wird, wobei die Nachteile der bekannten Meßeinrichtungen vermieden sind.The object of the invention is therefore to create a measuring device with which the state of curvature of hot media conveying centrifugal pumps od. Like. Is determined such that the curvature automatically z. B. via a heating device is prevented before starting a pump, the disadvantages of the known Measuring devices are avoided.

Gelöst wird diese Aufgabe durch oben und unten in der Pumpe montierte ein- oder zweiteilige Meßstäbe, mittels deren die durch den Verkrümmungszustand bedingte Längenänderungsdifferenz am Pumpengehäuse gemessen wird, wobei die Längenänderungswerte der Meßstäbe einem Anzeigegerät übermittelt werden, welches seinerseits mit einem Relais verbunden ist, das eine den Verkrümmungszustand aufhebende Einrichtung betätigt.This task is solved by mounting them at the top and bottom of the pump one- or two-part measuring rods, by means of which the through the state of curvature conditional difference in length change at the pump housing is measured, whereby the length change values the measuring rods are transmitted to a display device, which in turn with a Relay is connected, which actuates a device which cancels the deformation state.

Die Meßeinrichtung ist dabei so beschaffen, daß die Temperatur im Bereich der Meßstäbe ohne Einftuß auf die zu messende Längenänderungsdifferenz ist. Dies ist möglich bei Verwendung von Werkstoffen mit sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten für die Meßstäbe. Bei anderen Werkstoffen muß durch besondere Maßnahmen (Beheizung, Kühlung, Isolierung) für gleiche Temperatur an den Meßstäben gesorgt werden.The measuring device is designed so that the temperature in Is the range of the measuring rods without any influence on the difference in length change to be measured. This is possible when using materials with very low coefficients of thermal expansion for the dipsticks. In the case of other materials, special measures (heating, Cooling, Insulation) ensure that the measuring rods have the same temperature.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Meßstäben aus Werkstoffen mit niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (z. B. Quarzglas, Invarstahl), die spannungsfrei in das Pumpengehäuse eingebaut werden und mittels deren die Längenänderungsdi$erenz durch induktive Wegmeßgeber ermittelt wird. Es entfällt so der Aufwand für eine Temperaturgleichhaltung der Meßstäbe und die mögliche Beeinflussung des Meßergebnisses durch eine Vorspannungsänderung, mit welcher bei endseitig mit dem Gehäuse verspanntem Meßstab zu rechnen ist.The use of measuring rods made of materials is particularly advantageous with low coefficients of thermal expansion (e.g. quartz glass, invar steel) that are stress-free be installed in the pump housing and by means of which the length change di $ erence is determined by inductive position encoders. There is no need for one Maintaining the same temperature of the measuring rods and the possible influence on the measurement result by a change in bias, with which at the end of the clamped to the housing Dipstick is to be expected.

Je nach Anordnung des induktiven Wegmeßgebers kann der jeweilige Meßstab außer zweiteilig auch einteilig sein, z. B. dann, wenn der Wegmeßgeber an einer Außenstelle des Gehäuses angebracht wird.Depending on the arrangement of the inductive position encoder, the respective measuring rod apart from two-part also be one-part, z. B. when the encoder on one External location of the housing is attached.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Meßeinrichtung nach der Erfindung mit den in einer Heißwasserpumpe montierten geteilten Meßstäben 1 und 2 mit jeweiligen induktiven Meßgebern 3, dem auf diese ansprechenden Anzeigegerät 4 und dem wiederum von diesem gesteuerten Relais 6, welches ein magnetisches Absperrventil 5 betätigt, derart, daß ein Anwärmwasserstrom zum Temperaturausgleich eines verkrümmten Pumpengehäuses über die Leitungen 7 und 8 in die Gehäuseteile eingeleitet wird. Das Magnetventil 5 öffnet automatisch, wenn das Anzeigegerät einen bestimmten Wert der Längenänderungsdifferenz der Meßstäbe als überschritten anzeigt, und schließt, wenn sich dieser Wert in zulässigem Rahmen bewegt. Das Anzeigegerät 4 zeigt über -die Wegmeßgeber 3 die Maße der Spalte S" und S, zwischen den Teilen der Meßstäbe 1 und 2 an, also letztlich .den Wert bzw: die Längenänderungsdifferenz am Gehäuse AS = S,-S".The figure shows an embodiment of the measuring device according to the invention with the split measuring rods 1 and 2 mounted in a hot water pump with respective inductive sensors 3, the display device 4 responding to this and the relay 6 controlled by this, which actuates a magnetic shut-off valve 5, in such a way that a warming water flow for temperature equalization of a curved pump housing is introduced via the lines 7 and 8 into the housing parts. The solenoid valve 5 opens automatically when the display device shows a certain value of the difference in length change of the measuring rods as exceeded, and closes when this value moves within the permissible range. The display device 4 shows via the encoder 3 the dimensions of the column S "and S, between the parts of the measuring rods 1 and 2, so ultimately .the value or: the difference in length change on the housing AS = S, -S".

Es wird angenommen, daß das Pumpengehäuse (schematisch dargestellt) oben wärmer sei als unten. Demzufolge ist auch das Gehäuse in seinem Verkrümmungszustand oben länger als unten (1o Alu), und die Gehäuseachse A weicht von der geraden Ag ab und nimmt -die Lage A" ein. Ist das Gehäuse oder sind die Verbindungsschrauben 9 der Pumpe- oben und unten gleich lang (1,=1u), muß auch das Gehäuse gerade sein. Kann man also 1o und 1" bzw. die Längendifferenz messen, hat man ein Maß für den Verkrümmungszustand des Gehäuses. Der Vorteil dieser Meßart gegenüber der Verkrümmungsmessung mittels Temperaturdifferenzmessung ist offensichtlich.It is assumed that the pump housing (shown schematically) is warmer upstairs than downstairs. As a result, the housing is also in its state of curvature longer at the top than at the bottom (1o aluminum), and the housing axis A deviates from the straight Ag and takes position A ". Is the housing or are the connecting screws 9 of the pump - above and below the same length (1, = 1u), the housing must also be straight. So if you can measure 1o and 1 "or the difference in length, you have a measure for the State of curvature of the housing. The advantage of this type of measurement compared to the curvature measurement by means of temperature difference measurement is obvious.

Es werden vorwiegend Meßstäbe aus einem Werkstoff mit sehr niedrigem Ausdehnungskoeffizienten verwendet, so daß die verschiedenen Temperaturen in einem oben und unten angebrachten Meßstab 1 bzw. 2 ohne Einfluß sind. (Im Idealfall ist der Ausdehnungskoeffizient = 0; auch bei größter Temperaturdifferenz ändert sich die Meßstablänge nicht.) An Stelle von Meßstäben mit kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten können z. B. auch solche mit beliebigen Koeffizienten verwendet werden, wenn es gelingt, sie auf gleicher Temperatur zu halten. Die Meßstäbe sind selbstverständlich aus gleichem Werkstoff und könnten z. B. aus vom Kühlwasser durchflossenen Rohren oder aus gut isolierten Stäben bestehen.There are mainly measuring rods made of a material with a very low Expansion coefficient used so that the different temperatures in one Dipstick 1 and 2 attached at the top and bottom have no effect. (Ideally is the expansion coefficient = 0; changes even with the greatest temperature difference the length of the measuring rod is not.) Instead of measuring rods with small thermal expansion coefficients can e.g. B. also those with arbitrary coefficients can be used if there is manages to keep them at the same temperature. The measuring rods are a matter of course made of the same material and could, for. B. from pipes through which the cooling water flows or consist of well-insulated rods.

Es ist auch möglich, je einen Meßstab oben und unten mit Vorspannung einzusetzen und jedem Stab einen Dehnungsmeßstreifen zuzuordnen. Es kann dann die Spannung zwischen dem oberen und dem unteren Meßstab verglichen werden. Bei dieser Meßart werden bei Temperaturkompensation nur Spannungsdehnungen gemessen, die sich dann unmittelbar vergleichen lassen und den Verkrümmungszustand angeben.-Diese Ausführung ist jedoch weniger vorteilhaft, weil die Meßstäbe unter einer Axialspannung stehen und damit eine Vorspannungsänderung, welche das Meßergebnis stark verfälschen kann, möglich ist.It is also possible to have one dipstick at the top and one at the bottom with preload and assign a strain gauge to each rod. It can then Voltage between the upper and lower dipstick can be compared. At this With temperature compensation, only stress strains are measured that are then let it be compared immediately and specify the state of curvature.-This execution however, it is less advantageous because the measuring rods are under axial stress and thus a change in the bias voltage, which can strongly falsify the measurement result, is possible.

Claims

Claims: 1. Measuring device for the degree of curvature of hot Media conveying centrifugal pumps or the like, characterized by above and below in the pump mounted one- or two-part dipsticks (1, 2) with which the through the difference in length change due to the curvature is measured at the pump housing, the length change values of the measuring rods being transmitted to a display device (4), which in turn is connected to a relay (6) which has a device for Relief of the warped condition actuated.

2. Measuring device according to claim 1, characterized by measuring rods made of materials with a low coefficient of thermal expansion (e.g. quartz glass, invar steel).

3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the difference in length of the pump housing by means of inductive Position encoder is determined.

4. Measuring device according to claim 1 and 3, characterized by measuring rods made of any material, which by heating, thermal insulation or Cooling are kept at the same temperature.

5. Measuring device according to claim 1 and 2 or 4, characterized by one-piece measuring rods that are attached to the ends of the pump housing are fastened under tension and where (instead of a change in length) the tension or tension difference is measured by means of applied strain gauges will.