RU118020U1

RU118020U1 - CHIP SIGNAL

Info

Publication number: RU118020U1
Application number: RU2012108462/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Маслов; Георгий Викторович Добрянский; Юрий Евгеньевич Максимов; Алексей Юрьевич Потапов; Владимир Дмитриевич Лабзин; Ирина Анатольевна Петрова
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-07-10

Abstract

1. Сигнализатор стружки, содержащий полый корпус, в котором установлен фильтр, входной и выходной патрубки для циркуляции жидкости через корпус, изолированные друг от друга контакты, связанные с разъемом, один из контактов выполнен в виде втулки из электропроводного материала, в другой - в виде установленного в ней с зазором магнитного сердечника, отличающийся тем, что сигнализатор оснащен пластиной с окнами, установленной в фильтре со стороны входного патрубка с возможностью настроечного перемещения для регулирования зазора с сердечником и оснащенной контактом, выполненным в виде стержня, размещенного в отверстии сердечника и изолированного относительно него, при этом пластина имеет возможность электрического соединения с разъемом. ! 2. Сигнализатор стружки по п.1, отличающийся тем, что он оснащен плавкой вставкой из электропроводного материала, размещенной в отверстии сердечника без контакта в твердом состоянии со стержнем пластины. 1. Chip signaling device containing a hollow body in which a filter is installed, inlet and outlet pipes for fluid circulation through the body, contacts isolated from each other connected to the connector, one of the contacts is made in the form of a sleeve made of electrically conductive material, in the other - in the form a magnetic core installed in it with a gap, characterized in that the signaling device is equipped with a plate with windows installed in the filter from the side of the inlet pipe with the possibility of adjustment movement to adjust the gap with the core and equipped with a contact made in the form of a rod placed in the core hole and isolated relative to it, while the plate is electrically connected to the connector. ! 2. The chip detector according to claim 1, characterized in that it is equipped with a fusible insert made of electrically conductive material, located in the hole of the core without contact in the solid state with the plate rod.

Description

Полезная модель относится к средствам контроля наличия стружки в масле или иной жидкости, циркулирующей по трубопроводам различных пневмо- и гидросистем, а также температуры масла или жидкости и может быть использована в маслосистемах авиационных двигателей и промышленных газотурбинных установок, предназначенных для перекачки нефтепродуктов, газа или для выработки электроэнергии.The utility model relates to means for monitoring the presence of chips in oil or other liquid circulating through pipelines of various pneumatic and hydraulic systems, as well as the temperature of the oil or liquid, and can be used in oil systems of aircraft engines and industrial gas turbine plants intended for pumping oil products, gas, or for power generation.

Известен сигнализатор магнитных продуктов износа в маслосистеме, содержащий корпус, расположенные в нем коаксиально с зазором друг относительно друга электрический контакт в виде полой детали из проводящего материала и постоянный магнит с выемкой, например, полусферической формы на торце, электрическую цепь с источником питания и электропроводами, один их которых подключен к электрическому контакту, а другой - к соответствующему полюсу магнита. Другие концы электропроводов выведены на контакты электрического разъема. В зазоре между магнитом и электрическим контактом расположена втулка из проводящего материала, например, ферромагнитного, с образованием зазора относительно магнита. Корпус состоит из металлической части и части, выполненной из диэлектрического материала. При этом электрический контакт не имеет контакта с металлической частью корпуса. Сигнализатор также оснащен элементом, реагирующим на повышение температуры масла и способного замыкать электрическую цепь, выполненным в виде вставки из плавкого электропроводного материала, подобранного в соответствии с заданной предельной температурой масла и установленным в зазоре между электрическим контактом и магнитом с возможностью замыкания электрической цепи при повышении температуры масла. В качестве материала для вставки обычно используют материал, температура плавления которого 195-205°С. Сигнализатор может быть установлен в трубопроводе откачки масла от двигателя торцом навстречу направлению движения масла.A known detector of magnetic wear products in the oil system, comprising a housing located coaxially with a gap relative to each other, an electrical contact in the form of a hollow part of a conductive material and a permanent magnet with a recess, for example, a hemispherical shape at the end, an electrical circuit with a power source and electric wires, one of which is connected to an electrical contact, and the other to the corresponding pole of the magnet. The other ends of the electrical wires are connected to the contacts of the electrical connector. In the gap between the magnet and the electrical contact there is a sleeve of conductive material, for example, ferromagnetic, with the formation of a gap relative to the magnet. The housing consists of a metal part and a part made of a dielectric material. In this case, the electrical contact has no contact with the metal part of the housing. The signaling device is also equipped with an element that responds to an increase in the temperature of the oil and is able to close the electric circuit, made in the form of an insert of fusible conductive material selected in accordance with the set limit temperature of the oil and installed in the gap between the electrical contact and the magnet with the possibility of closing the electric circuit with increasing temperature oils. As the material for insertion, a material is usually used whose melting point is 195-205 ° C. The signaling device can be installed in the pipeline for pumping oil from the engine end to meet the direction of oil movement.

В случае разрушения трущихся поверхностей деталей, например, подшипникового узла, ферромагнитые частицы износа, например стружка, движущиеся совместно с маслом, в зоне торца магнита попадают под действие магнитного поля и устремляются в зазор между магнитом и электрическим контактом. При накоплении в зазоре определенного количества стружки происходит замыкание электрической цепи, в результате чего выдается сигнал в систему управления самолета и далее в многофункциональный цифровой индикатор для выдачи сообщения «Стружка в масле».In the case of destruction of the friction surfaces of parts, for example, a bearing assembly, ferromagnetic wear particles, for example chips, moving together with oil, in the area of the end face of the magnet are affected by the magnetic field and rush into the gap between the magnet and the electrical contact. When a certain amount of chips is accumulated in the gap, an electric circuit is closed, as a result of which a signal is issued to the aircraft control system and then to a multifunctional digital indicator for the message “Chips in oil”.

В случае, когда температура масла превышает предельно установленную величину, происходит расплавление плавкого элемента, что приводит к замыканию электрической цепи, в результате чего и регистрируется сигнал перегрева масла.In the case when the oil temperature exceeds the maximum set value, the fusible element melts, which leads to the closure of the electric circuit, as a result of which the oil overheating signal is recorded.

(см. патент РФ на полезную модель №98525, кл. F16N 29/00, 2010 г.).(see RF patent for utility model No. 98525, class F16N 29/00, 2010).

В результате анализа выполнения сигнализатора необходимо отметить, что его недостатками является возможность загрязнения зазора между контактами поверхностей электрического контакта и магнита неметаллическими и токонепроводящими частицами, из-за чего сигнализатор теряет чувствительность и требует довольно частой периодической очистки поверхностей контактов для восстановления работоспособности. По этой причине возможно несрабатывание сигнализатора, что может привести к аварийной ситуации. Кроме того, данный сигнализатор не обеспечивает очистку жидкости от немагнитного шлама.As a result of the analysis of the performance of the signaling device, it should be noted that its disadvantages are the possibility of contamination of the gap between the contacts of the surfaces of the electrical contact and the magnet with non-metallic and non-conductive particles, because of which the signaling device loses its sensitivity and requires quite frequent periodic cleaning of the contact surfaces to restore operability. For this reason, the alarm may not work, which can lead to an emergency. In addition, this alarm device does not provide cleaning of liquid from non-magnetic sludge.

Известен сигнализатор наличия металлических частиц в масле или иной жидкости, содержащий полый корпус с входным и выходным патрубками, установленный в корпусе фильтр. В нижней части корпуса установлен шаровой кран с проходным отверстием. Снизу к корпусу прикреплен стакан, в котором размещен датчик наличия металлических частиц, содержащий контакты и две изолирующие втулки. Контакты датчика выполнены в виде магнитной пробки и втулки. Магнитная пробка (контакт) и втулка (контакт) соединены с электрической цепью системы сигнализации (не показана). Изолирующие втулки изолируют втулку (контакт) от магнитной пробки.Known signaling device for the presence of metal particles in oil or other liquid, containing a hollow body with inlet and outlet nozzles, a filter installed in the housing. In the lower part of the body there is a ball valve with a through hole. A cup is attached to the bottom of the case, in which a metal particles detector is located, containing contacts and two insulating sleeves. The sensor contacts are made in the form of a magnetic plug and sleeve. The magnetic plug (contact) and sleeve (contact) are connected to the electrical circuit of the alarm system (not shown). Insulating sleeves isolate the sleeve (contact) from the magnetic plug.

При работе сигнализатора шаровой кран находится в открытом положении и поток жидкости (например, масла) поступает через входной патрубок в полость корпуса и через проходное отверстие шарового крана попадает на магнитную пробку. Из корпуса поток жидкости через фильтр отводится через выходной патрубок. При наличии в жидкости металлических частиц они притягиваются магнитной пробкой и концентрируются в кольцевом зазоре между контактами датчика (пробкой и втулкой).During the operation of the signaling device, the ball valve is in the open position and the fluid flow (for example, oil) enters through the inlet pipe into the body cavity and through the passage opening of the ball valve enters the magnetic plug. From the housing, fluid flow through the filter is discharged through the outlet pipe. If metal particles are present in the liquid, they are attracted by the magnetic plug and are concentrated in the annular gap between the sensor contacts (plug and bushing).

Изолирующие втулки изолируют втулку (контакт). После накопления достаточного количества металлических частиц происходит замыкание через них контактов датчика электрической цепи системы сигнализации и на пульт поступает сигнал о наличии в системе металлических частиц. Для проверки причины срабатывания сигнализатора, закрывают шаровой кран, что обеспечивает возможность демонтажа стакана датчика и осмотр металлических частиц, вызвавших срабатывание сигнализатора. По результатам анализа причин появления металлических частиц принимается решение либо о проведении ремонта, либо после очистки контактов датчик устанавливают на штатное место, открывают шаровой кран и продолжают эксплуатацию двигателя.Insulating bushings isolate the bush (contact). After the accumulation of a sufficient amount of metal particles, the contacts of the sensor of the electric circuit of the alarm system are shorted through them and the remote control receives a signal about the presence of metal particles in the system. To check the cause of the alarm, close the ball valve, which makes it possible to dismantle the sensor glass and inspect the metal particles that triggered the alarm. Based on the analysis of the causes of the appearance of metal particles, a decision is made either to carry out repairs, or after cleaning the contacts, the sensor is installed in a regular place, the ball valve is opened and the engine continues to operate.

(см. патент РФ №2270394, кл. F16N 29/04, 2006 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent No. 2270394, class F16N 29/04, 2006) is the closest analogue.

В результате анализа известного сигнализатора необходимо отметить, что его использование позволяет обеспечить контроль или очистку датчика без демонтажа сигнализатора, что повышает удобство его эксплуатации и обслуживания, а также позволяет обнаружить начало износа механизмов еще до срабатывания сигнализатора. Такая конструкция сигнализатора позволяет также выяснить причину появления сигнала о наличии металлических частиц без остановки машины и, уже обладая достоверной информацией, решить: продолжить работу или срочно остановить машину.As a result of the analysis of the known signaling device, it should be noted that its use allows for monitoring or cleaning the sensor without dismantling the signaling device, which increases the convenience of its operation and maintenance, and also allows detecting the beginning of wear of mechanisms even before the signaling device is triggered. This design of the signaling device also makes it possible to find out the reason for the appearance of a signal about the presence of metal particles without stopping the machine and, already having reliable information, decide whether to continue working or urgently stop the machine.

Однако недостатком данного сигнализатора является значительное время между появлением продуктов износа в масле и выдачей сигнала «стружка в масле» из-за необходимости накопления значительного количества продуктов износа (стружки) в зазоре между электрическим контактом и магнитной пробкой, что приводит к низкой эффективности контроля состояния контактирующих поверхностей (например, подшипникового узла). Кроме того, чувствительность срабатывания такого сигнализатора практически невозможно регулировать, поэтому при эксплуатации сигнализатора, вполне вероятны ложные срабатывания, когда наличие небольшого количества стружки не является результатом разрушения деталей двигателя, а следствием нормальной приработки его деталей или попадания стружки, оставшейся в каналах и полостях после изготовления двигателя. Известный сигнализатор также не обеспечивает контроля температуры жидкости, повышение которой, как известно, является следствием повышенного износа контактирующих поверхностей деталей, что снижает эффективность контроля наличия стружки в жидкости.However, the disadvantage of this signaling device is the considerable time between the appearance of wear products in oil and the generation of a “chip in oil” signal due to the need to accumulate a significant amount of wear products (chips) in the gap between the electrical contact and the magnetic plug, which leads to low efficiency of monitoring the state of the contacting surfaces (e.g. bearing assembly). In addition, the response sensitivity of such a signaling device is practically impossible to adjust, therefore, when operating the signaling device, false alarms are quite likely when the presence of a small amount of chips is not the result of destruction of engine parts, but as a result of normal running-in of its parts or ingress of chips remaining in the channels and cavities after manufacturing engine. The known detector also does not provide control of the temperature of the liquid, the increase of which, as you know, is a consequence of increased wear of the contacting surfaces of the parts, which reduces the effectiveness of the control of the presence of chips in the liquid.

Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение эффективности работы сигнализатора за счет исключения ложных срабатываний и обеспечения контроля температуры жидкости, а также за счет настройки чувствительности сигнализатора.The technical result of this utility model is to increase the efficiency of the detector by eliminating false alarms and by monitoring the temperature of the liquid, as well as by adjusting the sensitivity of the detector.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в сигнализаторе стружки, содержащем полый корпус, в котором установлен фильтр, входной и выходной патрубки для циркуляции жидкости через корпус, изолированные друг от друга контакты, связанные с разъемом, один из контактов выполнен в виде втулки из электропроводного материала, в другой - в виде установленного в ней с зазором сердечника из магнитного материала, новым является то, что сигнализатор оснащен пластиной, установленной в фильтре со стороны входного патрубка с возможностью настроечного перемещения для регулирования зазора с сердечником и оснащенной контактом, выполненным в виде стержня, размещенного в отверстии сердечника и изолированного относительно него, при этом сигнализатор может быть оснащен он оснащен плавкой вставкой из электропроводного материала, размещенной в отверстии сердечника без контакта в твердом состоянии со стрежнем пластины, при этом, пластина имеет возможность электрического соединения с разъемомThe specified technical result is ensured by the fact that in the chip detector containing a hollow body in which the filter is installed, the inlet and outlet nozzles for circulating fluid through the body, isolated contacts connected to the connector, one of the contacts is made in the form of a sleeve of electrically conductive material , in another - in the form of a core of magnetic material installed in it with a gap, it is new that the detector is equipped with a plate mounted in the filter from the side of the inlet pipe with the possibility of adjusting movement to regulate the gap with the core and equipped with a contact made in the form of a rod placed in the hole of the core and insulated relative to it, while the signaling device can be equipped with a fuse of electrically conductive material placed in the hole of the core without contact in the solid state with the rod plate, while the plate has the ability to electrical connection with the connector

Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed utility model is illustrated by graphic materials on which:

- на фиг.1 - сигнализатор стружки, продольный разрез;- figure 1 - chip detector, a longitudinal section;

- на фиг.2 - фильтр с размещенной в нем пластиной.- figure 2 is a filter with a plate placed in it.

Сигнализатор стружки содержит полый корпус 1 с выходным 2 и входным 3 патрубками. На корпусе съемно закреплена верхняя крышка 4. В полости корпуса установлен фильтр 5, с окнами «б», для прохода жидкости, обтянутыми сеткой. На фильтре 5 со стороны входного патрубка имеется кольцо 6, на внутренней образующей кольца выполнена резьба, в которую с возможностью настроечного перемещения ввинчена пластина 7, имеющая контакт 8. В пластине 7 выполнены входные окна «а». Пластина выполнена из немагнитного, но электропроводного материала.The chip detector contains a hollow body 1 with output 2 and input 3 nozzles. The upper cover 4 is removably fixed to the housing. A filter 5 is installed in the cavity of the housing, with windows “b” for the passage of fluid covered with a mesh. On the filter 5 from the inlet pipe side there is a ring 6, on the inner generatrix of the ring a thread is made into which a plate 7 having a contact 8 is screwed with the possibility of tuning movement. The input windows “a” are made in the plate 7. The plate is made of non-magnetic, but electrically conductive material.

В корпусе 1 изолированно от него закреплен кольцевой контакт 9, выполненный из электропроводного материала, в котором изолированно от него посредством проставок 10 установлен магнитный сердечник 11, с нижнего торца сердечника выполнено осевое отверстие (позицией не обозначено), в котором размещены плавкая вставка 12, выполненная из электропроводного материала, и контакт 8. Для плавкой вставки используют материал, температура плавления которого 195-205°С. Данные материалы широко известны и для специалистов не представляет сложности их выбор. Плавкая вставка в твердом ее состоянии не соприкасается с контактом 8, который изолирован от сердечника 11. Кольцевой контакт 9 и сердечник 11 соединены с установленным на крышке 4 разъемом 13 проводами 14. Наружная поверхность сердечника 11 и внутренняя кольцевого контакта 9 образуют зазор «А». Верхняя плоскость пластины 7 и нижняя сердечника 11 образуют зазор «Б». Пластина 7 электрически соединена с разъемом. Данное соединение может быть осуществлено через электропроводные детали корпуса или посредством отдельного контакта (не показан)An annular contact 9, made of an electrically conductive material, is secured to the housing 1 in isolation from it, in which a magnetic core 11 is installed by means of spacers 10, an axial hole is made from the lower end of the core (not indicated by the position), in which a fusible insert 12 made from an electrically conductive material, and contact 8. For a fusible insert, a material is used whose melting point is 195-205 ° C. These materials are widely known and it is not difficult for specialists to choose them. In its solid state, the fusible insert does not come into contact with pin 8, which is isolated from core 11. Ring contact 9 and core 11 are connected to wires 14 mounted on cover 4 of connector 14. The outer surface of core 11 and the inner ring contact 9 form a gap “A”. The upper plane of the plate 7 and the lower core 11 form a gap "B". The plate 7 is electrically connected to the connector. This connection can be made through the conductive parts of the housing or through a separate contact (not shown)

Сигнализатор стружки работает следующим образом.Chip alarm works as follows.

Работу сигнализатора рассмотрим на примере его установки в системе смазки газотурбинного двигателя самолета, например, в трубопроводе откачки масла от двигателя.Let us consider the operation of the detector using an example of its installation in the lubrication system of an aircraft gas turbine engine, for example, in a pipeline for pumping oil from an engine.

Перед работой осуществляют настройку зазора «Б» на наперед заданную величину, характеризующую накопление магнитной стружки, соответствующее началу разрушения двигателя. Для этого вращают контактную пластину 7, которая при вращении совершает осевое перемещение относительно кольца 6, перемещаясь по его резьбе.Before work, the clearance “B” is set in advance to a predetermined value characterizing the accumulation of magnetic chips, corresponding to the beginning of the destruction of the engine. To do this, rotate the contact plate 7, which during rotation performs axial movement relative to the ring 6, moving along its thread.

В процессе работы двигателя масло поступает через входной патрубок 3 и окна «а» пластины 7 в полость фильтра 5 и через окна «б» фильтра 5 поступает в полость корпуса 1 и отводится из корпуса через выходной патрубок 2. Фильтр 5 очищает масло от немагнитных включений.In the process of engine operation, oil enters through the inlet pipe 3 and windows “a” of the plate 7 into the filter cavity 5 and through the windows “b” of the filter 5 enters the cavity of the housing 1 and is discharged from the housing through the outlet pipe 2. Filter 5 cleans the oil from non-magnetic inclusions .

В процессе работы сигнализатора находящаяся в масле стружка притягивается магнитом 11 и постепенно скапливается в зазоре «А». Когда зазор «А» заполнится стружкой, замыкаются сердечник 11 и кольцевой контакт 9, в результате чего сигнал через провода 14 и разъем 13 поступает к находящемуся в кабине летчика указателю, который сигнализирует о наличии стружки в масле системы. Данный сигнал указывает на то, что в системе имеется небольшое количество стружки в масле, которое может быть обусловлено не повышенным износом или началом разрушения деталей двигателя, а приработкой контактирующих деталей и не является критичным для работы двигателя. Это позволяет избежать ложных срабатываний сигнализатора о начале разрушения деталей двигателя.In the process of operation of the signaling device, the chips in the oil are attracted by the magnet 11 and gradually accumulate in the gap “A”. When the gap "A" is filled with chips, the core 11 and the ring contact 9 are closed, as a result of which the signal through the wires 14 and the connector 13 goes to the pointer located in the cockpit, which signals the presence of chips in the system oil. This signal indicates that the system has a small amount of chips in the oil, which may not be due to increased wear or the beginning of the destruction of engine parts, but the running-in of contacting parts is not critical for engine operation. This avoids false alarms of the start of the destruction of engine parts.

При продолжении эксплуатации сигнализатора и при наличии в системе стружки, она постепенно скапливается в зазоре «Б». При заполнении данного зазора стружкой, пластина 7 перемыкается с кольцевым контактом 9 и информация о значительном количестве стружки, которое может свидетельствовать о начале разрушения детали двигателя, поступает через разъем 13 на указатель в кабине летчика и свидетельствует об аварийной ситуации.With continued operation of the signaling device and in the presence of chips in the system, it gradually accumulates in the gap “B”. When filling this gap with chips, the plate 7 is interconnected with an annular contact 9 and information about a significant amount of chips, which may indicate the beginning of the destruction of the engine part, comes through connector 13 to the pointer in the cockpit and indicates an emergency.

Контроль целостности деталей может быть осуществлен по температуре масла, в том числе и параллельно с контролем наличия стружки в масле.The integrity control of parts can be carried out by oil temperature, including parallel with the control of the presence of chips in the oil.

При повышении температуры масла выше температуры плавления вставки 12, она плавится и замыкает контакт 8 пластины 7 и сердечник 11 и сигнал о повышенной температуре масла поступает через разъем 13 на указатель, с которого соответствующая информация выдается в электрическую систему управления самолета и далее в многофункциональный цифровой индикатор для выдачи сообщения о повышении температуры масла сверх допустимой.When the oil temperature rises above the melting temperature of the insert 12, it melts and closes the contact 8 of the plate 7 and the core 11, and a signal about the increased oil temperature is fed through the connector 13 to the pointer, from which the corresponding information is issued to the aircraft’s electrical control system and then to the multifunctional digital indicator to issue a message about an increase in oil temperature in excess of the permissible.

Из уровня техники известно, что начало разрушения какой-то детали двигателя, кроме наличия стружки, как правило, сопровождается повышением температуры масла. Контролируя наличие стружки и температуры жидкости, можно более точно определить момент начала разрушения двигателя. При установке нескольких сигнализаторов на разных линиях откачки из разных масляных полостей (например, на линии откачки из опоры компрессора, опоры турбины и из полости редуктора) можно определить так же место его разрушения. Размещение сигнализатора стружки в системе смазки в одном узле с датчиком температуры масла позволяет более точно определять момент начала разрушения и уменьшить вероятность ложного срабатывания сигнализатора.From the prior art it is known that the beginning of the destruction of some engine parts, in addition to the presence of chips, is usually accompanied by an increase in oil temperature. By controlling the presence of chips and the temperature of the liquid, it is possible to more accurately determine the moment of the beginning of the destruction of the engine. When installing several signaling devices on different pumping lines from different oil cavities (for example, on a pumping line from a compressor support, a turbine support and from a cavity of a gearbox), the place of its destruction can also be determined. Placing the chip signaling device in the lubrication system in one unit with the oil temperature sensor allows you to more accurately determine the moment of fracture onset and reduce the likelihood of a false alarm.

Claims

1. A chip signaling device comprising a hollow housing in which a filter is installed, inlet and outlet nozzles for circulating fluid through the housing, isolated contacts connected to the connector, one of the contacts is made in the form of a sleeve of electrically conductive material, and in the other, in the form installed in it with a gap of the magnetic core, characterized in that the signaling device is equipped with a plate with windows installed in the filter on the side of the inlet pipe with the possibility of tuning movement to adjust the gap with the core m and equipped with terminals formed as a rod placed in the hole of the core and insulated with respect thereto, wherein the plate is electrically connectable with the connector.

2. The chip detector according to claim 1, characterized in that it is equipped with a fusible insert of conductive material placed in the hole of the core without contact in the solid state with the plate core.