RU105736U1 - Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя - Google Patents
Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU105736U1 RU105736U1 RU2011105441/28U RU2011105441U RU105736U1 RU 105736 U1 RU105736 U1 RU 105736U1 RU 2011105441/28 U RU2011105441/28 U RU 2011105441/28U RU 2011105441 U RU2011105441 U RU 2011105441U RU 105736 U1 RU105736 U1 RU 105736U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- observation
- camera
- measuring
- gas turbine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя, содержащее эндоскоп бокового зрения, состоящий из двух перископических наблюдательного, содержащего телекамеру, и осветительного зондов, установленных в двух разнесенных отверстиях на корпусе турбины, и регистратор изображения зазора, отличающееся тем, что телекамера наблюдательного зонда снабжена дистанционно управляемым электромеханическим механизмом перемещения, обеспечивающим параллельное смещение оптической оси телекамеры относительно оптической оси наблюдательного зонда в осевой плоскости турбины.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для определения радиальных зазоров между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины при экспериментальных исследованиях и доводке газотурбинных двигателей (ГТД).
Зазоры между вращающимися деталями ротора и неподвижными деталями статора играют важную роль при работе ГТД. С одной стороны, их размер не должен быть менее некоторой величины, гарантирующей отсутствие касания деталей на всех режимах работы, с другой стороны, увеличение зазоров приводит к снижению эффективности турбомашины. Для оптимизации величины зазора на всех режимах работы ГТД используются системы регулирования, использующие принудительные изменения геометрических размеров корпусов за счет их соответствующих механических или температурных деформаций. Для успешного решения задачи активного регулирования зазоров необходимо экспериментально определять их поведение при изменении режимов работы ГТД.
Известны устройства для измерения зазоров при разных режимах работы узлов турбомашин в стендовых условиях, реализующие эндоскопический метод измерения, основанный на получении, с помощью эндоскопа и фотоаппарата, фотографического изображения зазора с известным масштабом, размер которого может быть легко измерен. Этот метод описан в статье Земцова Н.П. «Фотографирование радиального зазора между рабочими лопатками и корпусом турбины ГТД», журнал «Авиационная промышленность», 1978 г., №9, стр.37.
Однако при работе ГТД, из-за температурных и силовых деформаций, происходит перемещение лопаток ротора относительно корпуса в осевом направлении, что приводит к неопределенному изменению расстояния между эндоскопом и рабочими лопатками, что приводит к изменению масштаба изображения, снижающему точность измерения зазора.
Известен способ и устройство его реализующее, где измерение величины зазора, учитывающий это изменение путем получения с помощью стробоскопической подсветки изображения торца лопатки в разных ее частях с разным масштабом и последующим расчетным определением истинного размера зазора (а.с. №1311359, Андреева А.В., Асланяна Э.В. и Лебедева В.А. «Способ определения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбомашины», от 10.06.2000 г.).
Однако, в высокооборотных ГТД, при измерении зазоров, с использованием стробоскопической регистрации изображения зазора, возникают дополнительные фазовые динамические погрешности. Эти проблемы устраняются в известном устройстве измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя (Э.В.Асланян, Берлов И.В., «Телеэндоскопический метод измерения в стендовых условиях радиального зазора между лопатками рабочего колеса и корпусом компрессора», Материалы научной конференции ФГУП ЦИАМ им. П.И.Баранова, от 30.11.2010 г.), где локализуется, на основе триангуляционного ограничения, область наблюдения регистрируемого зазора. Опыт эксплуатации упомянутого устройства показал, что применение охлаждаемых эндоскопических зондов, в сложно нагруженных и нагретых до высоких температур, корпусах турбинного узла современных двухконтурных ГТД, в некоторых случаях (зависящих от сложности переходных режимов работы ГТД) осложняется угловыми перемещениями конструктивной, а, следовательно, и оптической оси наблюдательного зонда относительно области зазора. Это явление, иногда, приводило к временному выходу регистрируемого изображения зазора из поля зрения наблюдательного зонда. В такие моменты измерение зазора невозможно.
Посредством гарантированного (с запасом) увеличения поля зрения изменяется масштаб изображения и уменьшается пространственное разрешение системы (число пикселей матрицы телекамеры на «мм» зазора), что также снижает точность измерения. Теоретически, применение телекамер с матрицами большего разрешения и формата могло бы решить проблему увеличения поля зрения, однако технологические ограничения, пока не позволяют промышленности в мире выпускать малогабаритные и вибростойкие телекамеры.
Целью полезной модели является повышение надежности измерения радиального зазора в высокотемпературных турбинах ГТД при сохранении точности измерений.
Поставленная цель достигается тем, что адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя, содержащее эндоскоп бокового зрения, состоящий из двух перископических наблюдательного, содержащего телекамеру, и осветительного зондов, установленных в двух разнесенных отверстиях на корпусе турбины и регистратор изображения зазора, причем телекамера наблюдательного зонда снабжена дистанционно управляемым электромеханическим механизмом перемещения, обеспечивающим параллельное смещение оптической оси телекамеры относительно оптической оси наблюдательного зонда в осевой плоскости турбины.
На фиг.1 представлена схема заявленного устройства.
Во внутреннем корпусе турбины выполнены два разнесенных отверстия, местоположение которых обозначено позициями: 5 - для установки наблюдательного зонда и 6 - для установки осветительного зонда.
Оптическая система наблюдательного и осветительного зонда одинакова и состоит из перископической призмы 4, герметично заделанной в металлическую трубу, двух линз 3, между которыми, на фокусных расстояниях, установлена диафрагма 2. На другом конце трубы наблюдательного зонда 5 установлена телекамера 1, а в осветительном зонде 6, помещен мощный светодиод освещения. Отверстия в корпусе турбины, в которых расположены осветительный 6 и наблюдательный 5 зонды, разнесены на расстояние, которое определено конструктивными условиями их размещения в корпусе турбины и требованиями триангуляционного условия формирования и регистрации изображения зазора.
Расположение выходящих из призмы 4 оптических осей зондов, ориентированных на спинку лопатки 7 выбирается из условия зеркального отражения от поверхности лопатки лучей осветителя в наблюдательный зонд, т.е. угол падения равен углу отражения по отношению к нормали к поверхности в выбранной области на лопатке.
Оптические системы зондов выбраны такими, чтобы лучи формирующие поле освещения были практически параллельными, а лучи формирующие изображение на матрице телекамеры телецентрическими (с малым углом расхождения, как в телескопе). Поле освещения выбрано приблизительно в 2,5-3 раза, а поле наблюдения в 1,5 раза больше чем максимальный размер зазора (обычно это монтажный зазор не превышающий в современных ГТД - 2 мм). Наблюдательный зонд установлен так, чтобы в поле зрения телекамеры попадали: кромка вставки корпуса 8 и кромка спинки лопатки 7 у ее торца, а его оптическая ось на входе призмы 4 была параллельна внутренней поверхности вставки 8 корпуса турбины.
Таким образом, устройство формирует с известным масштабом изображение зазора при движущихся лопатках, которое далее измеряется специальной программой в компьютере.
В современных высокотемпературных ГТД корпуса турбины представляют собой сложную многослойную конструкцию, с развитой системой воздушного охлаждения, которая предопределяет возможность температурных и напряженно деформируемых перемещений компонентов корпуса друг относительно друга, в осевых направлениях двигателя (см. фиг.1). Это обстоятельство, в ряде случаев, приводит к тому, что возникают угловые перемещения оптической оси наблюдательного зонда относительно области зазора и наблюдаемый зазор уходит из формата телекамеры. Для устранения этого явления в известную конструкцию наблюдательного зонда введено дистанционно управляемое электромеханическое устройство перемещения, обеспечивающее параллельное смещение оптической оси телекамеры относительно оптической оси наблюдательного зонда в осевой плоскости турбины. Устройство состоит из направляющей платформы 12, на которой установлено перемещаемое основание 9 телекамеры 1. Основание 9 имеет, уплотненное фторопластом, резьбовое отверстие в которое вставлен винтовой шток 10. Последний соединен с выходом планетарного редуктора 11 и дистанционно управляемый реверсивный электромотор 12.
С помощью этого устройства, во время испытаний ГТД, оператор, наблюдающий на экране монитора изображение измеряемого зазора, может корректировать положение поля зрения наблюдательного зонда так, чтобы изображение зазора не выходило за границы матрицы телекамеры.
Claims (1)
- Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя, содержащее эндоскоп бокового зрения, состоящий из двух перископических наблюдательного, содержащего телекамеру, и осветительного зондов, установленных в двух разнесенных отверстиях на корпусе турбины, и регистратор изображения зазора, отличающееся тем, что телекамера наблюдательного зонда снабжена дистанционно управляемым электромеханическим механизмом перемещения, обеспечивающим параллельное смещение оптической оси телекамеры относительно оптической оси наблюдательного зонда в осевой плоскости турбины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011105441/28U RU105736U1 (ru) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011105441/28U RU105736U1 (ru) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU105736U1 true RU105736U1 (ru) | 2011-06-20 |
Family
ID=44738460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011105441/28U RU105736U1 (ru) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU105736U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106969720A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-07-21 | 中国长江三峡集团公司 | 升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统及方法 |
-
2011
- 2011-02-16 RU RU2011105441/28U patent/RU105736U1/ru active IP Right Revival
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106969720A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-07-21 | 中国长江三峡集团公司 | 升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2705304B1 (en) | Inspection system for a combustor of a turbine engine | |
US7064811B2 (en) | Imaging rotating turbine blades in a gas turbine engine | |
US9664593B2 (en) | Bearing apparatus | |
US10816429B2 (en) | Determining a moment weight of a component based on measured surface geometry/solid model of the component | |
EP3239477A1 (en) | Micro thermal imaging system for turbine engines | |
RU2415379C1 (ru) | Устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя | |
RU105736U1 (ru) | Адаптивное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя | |
US10712150B2 (en) | Displacement determination using optical measurements | |
CN112067309B (zh) | 一种基于旋转实验台的piv全流场同步自动测量系统 | |
CN102798514A (zh) | 一种航空相机高空环境条件下成像分辨力检测方法 | |
CN108562246A (zh) | 一种测量和调整伺服阀气嘴装配角度的方法 | |
JP2004354382A (ja) | 流れ開口面積を測定するための方法及び装置 | |
CN111579184A (zh) | 航空发动机转子系统弹性环支承结构静刚度测试装置 | |
US9857227B1 (en) | Flash thermography device having moveable arm for inspecting internal turbine components | |
WO2018160270A2 (en) | System and method for monitoring hook wear in a gas turbine engine | |
ES2940809T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la inspección con boroscopio | |
KR102256543B1 (ko) | 플래시 서모그래피 보어스코프 | |
RU133284U1 (ru) | Высокотемпературное устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя | |
KR20180056933A (ko) | 회전축 변위 측정 시스템 및 회전축 변위 측정 방법 | |
EP3234682A1 (en) | Deployment mechanism for optical measurement system | |
JP2014206171A (ja) | ガスタービンロータの自動位置決め方法 | |
JP2023061684A (ja) | 工具測定装置および工具測定方法 | |
JP2008032504A (ja) | 摺動部品の加工精度計測装置 | |
US7191665B2 (en) | Support for a reflective target | |
CN113125797A (zh) | 一种速度测量装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130217 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20150810 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170217 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20180110 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190217 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20191018 |