RU130070U1

RU130070U1 - WIRELESS TEMPERATURE MEASUREMENT SYSTEM OF THRUST AND THRUST SLIDING BEARINGS

Info

Publication number: RU130070U1
Application number: RU2012151915/28U
Authority: RU
Inventors: Андрей Павлович Еранов; Семён Григорьевич Коханов; Александр Петрович Харитонов; Ибрагим Габдулхакович Хисамеев; Александр Рудольфович Ширман
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-07-10

Abstract

1. Беспроводная система измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения, содержащая, по меньшей мере, одно устройство измерения температуры, встроенное в несущий элемент подшипника скольжения и соединенное с, по меньшей мере, одним устройством передачи измеренных значений, а также устройство приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления и источник электропитания перечисленных устройств, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство передачи измеренных значений также встроено в несущий элемент подшипника скольжения, а устройство приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления и источник электропитания, снабженный излучателем электромагнитных волн, установлены на удалении от несущего элемента подшипника скольжения с возможностью приема сигналов от устройства передачи измеренных значений и с возможностью передачи электромагнитного излучения для электропитания устройства измерения температуры и устройства передачи измеренных значений.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что несущий элемент подшипника скольжения представляет собой самоустанавливающуюся колодку.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что несущий элемент подшипника скольжения представляет собой подвижную или неподвижную втулку.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждое устройство измерения температуры вместе с соответствующим устройством передачи измеренных значений имеют контур питания с катушкой, предназначенной для возбуждения в ней ЭДС излучателем электромагнитных волн.5. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждое устройство измерения температуры вместе с соотв�1. A wireless temperature measurement system of support and thrust sliding bearings, comprising at least one temperature measuring device integrated in the bearing element of the sliding bearing and connected to at least one device for transmitting measured values, as well as a device for receiving signals and transmitting them into the automatic control system and the power source of the listed devices, characterized in that at least one device for transmitting the measured values is also integrated in the supporting element the bearing of the sliding bearing, and the device for receiving signals and transmitting them to the automatic control system and the power supply, equipped with an emitter of electromagnetic waves, are installed at a distance from the bearing element of the sliding bearing with the possibility of receiving signals from the device for transmitting measured values and with the possibility of transmitting electromagnetic radiation to power the device temperature measurements and transmission devices of measured values. 2. The system according to claim 1, characterized in that the bearing element of the sliding bearing is a self-aligning block. The system according to claim 1, characterized in that the bearing element of the sliding bearing is a movable or fixed sleeve. The system according to claim 1, characterized in that each temperature measuring device, together with a corresponding measured value transmission device, has a power circuit with a coil designed to excite an EMF in it with an emitter of electromagnetic waves. The system according to claim 1, characterized in that each temperature measuring device, together with the corresponding

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и касается обеспечения контроля температуры подшипников скольжения с самоустанавливающимися колодками или цельной втулкой различного динамического оборудования, например, центробежных компрессоров.The utility model relates to the field of mechanical engineering and relates to providing temperature control of sliding bearings with self-aligning blocks or an integral sleeve of various dynamic equipment, for example, centrifugal compressors.

Известны системы измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения динамического оборудования - компрессоров, электродвигателей, турбин и др., когда работу подшипников оценивают по температуре масла на сливе из подшипников. Для этого устанавливают в коллекторе слива масла или непосредственно в сливной камере подшипника датчики температуры, от которых поступают данные в систему автоматического управления.Known systems for measuring the temperature of thrust and thrust bearings of dynamic equipment - compressors, electric motors, turbines, etc., when the operation of the bearings is estimated by the temperature of the oil at the discharge from the bearings. To do this, install temperature sensors in the oil drain manifold or directly in the bearing drain chamber, from which data are sent to the automatic control system.

Недостатком известной системы является, то, что контроль состояния подшипников по температуре масла на сливе из подшипников не обеспечивает достаточную надежность работы оборудования, так как датчик фиксирует среднюю температуру сливаемого масла, тогда как температура самих колодок или втулки подшипника может быть значительно выше, особенно в нагруженном участке. Кроме того, такая система измерений температуры имеет большую инерционность.A disadvantage of the known system is that monitoring the condition of the bearings by the temperature of the oil at the discharge from the bearings does not provide sufficient reliability of the equipment, since the sensor detects the average temperature of the oil being drained, while the temperature of the pads or bearing bush itself can be much higher, especially in a loaded plot. In addition, such a temperature measurement system has a large inertia.

Известна также система измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения с самоустанавливающимися колодками или цельной втулкой, например, центробежного компрессора, включающая в себя, по крайней мере, одно устройство измерения температуры с датчиком температуры, встроенным в колодку или втулку, устройство передачи измеренных значений, устройство приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления, электропитание перечисленных устройств, (В.Б.Шнепп «Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин» издательства «Машиностроение» г.Москва 1995 г. ББК 31.76, Шн.76, УДК 621.515, раздел 5, подраздел 5.4 «Подшипники центробежных компрессоров», стр.126). Установка датчика температуры в колодке или втулке подшипника предполагает измерение температуры их рабочей поверхности в наиболее нагруженном месте. Это конструктивное решение обеспечивает измерение максимальных температур в подшипнике с большой точностью и позволяет предупредить возможные нештатные ситуации.Also known is a temperature measurement system of thrust and thrust bearings with self-aligning blocks or an integral sleeve, for example, a centrifugal compressor, including at least one temperature measuring device with a temperature sensor integrated in the block or sleeve, a device for transmitting measured values, a device receiving signals and transmitting them to the automatic control system, power supply to the listed devices, (VB Shnepp “Design and calculation of centrifugal compressor machines” Mashinostroenie Publishing House Moscow 1995 LBC 31.76, Shn.76, UDC 621.515, section 5, subsection 5.4 “Bearings of centrifugal compressors”, p. 126). Installing a temperature sensor in a block or bearing sleeve involves measuring the temperature of their working surface in the most loaded place. This constructive solution provides the measurement of maximum temperatures in the bearing with great accuracy and allows you to prevent possible emergency situations.

Недостаток известной системы заключается в следующем. Информация о значении температуры колодки или втулки от датчика температуры поступает в устройство приема сигналов по проводам, проложенным в колодке или втулке и в корпусах подшипника и компрессора. Нередко происходит обрыв контактов в соединении датчика с проводами и прекращение передачи сигнала, обусловленные, с одной стороны, неквалифицированными действиями персонала при монтаже подшипников и системы измерений температуры, а с другой - постоянными перемещениями самоустанавливающихся колодок или подвижной втулки относительно проводов во время работы оборудования. Увеличение сечения проводов для обеспечения их более надежного соединения с датчиком ограничивает подвижность колодок и препятствует правильной установке последних во время работы.A disadvantage of the known system is as follows. Information about the temperature value of the pads or bushings from the temperature sensor is fed to the signal receiving device via wires laid in the blocks or bushings and in the bearing and compressor housings. Often there is a break in the contacts in the connection of the sensor with the wires and the termination of signal transmission due to, on the one hand, unqualified actions of personnel during the installation of bearings and a temperature measurement system, and, on the other, due to constant movements of self-aligning blocks or a movable sleeve relative to the wires during operation of the equipment. Increasing the cross-section of the wires to ensure their more reliable connection with the sensor limits the mobility of the pads and prevents the latter from being properly installed during operation.

Известна также беспроводная система измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения с самоустанавливающимися колодками или цельной втулкой, например, центробежного компрессора, включающая в себя, по крайней мере, одно устройство измерения температуры с датчиком температуры, встроенным в колодку или втулку, устройство передачи измеренных значений, устройство приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления, электропитание перечисленных устройств («Беспроводной измерительный преобразователь температуры Rosemount 848Т», http://www2.emersonprocess.com/siteadmincenter/PM%20Rosemount%20Documents/00813-0107-4697.pdf; http://www2.emersonprocess.com/ru-RU/brands/rosemount/Temperature/High-Density-Measurement/848T-Wireless/Pages/index.aspx, дата выкладки октябрь 2010). В указанной системе датчики измерения температуры соединены проводами с измерительным преобразователем температуры, из которого данные измерений поступают в систему автоматического управления беспроводным путем.Also known is a wireless temperature measurement system of thrust and thrust bearings with self-aligning blocks or an integral sleeve, for example, a centrifugal compressor, which includes at least one temperature measuring device with a temperature sensor integrated in the block or sleeve, a device for transmitting measured values, a device for receiving signals and transmitting them to the automatic control system, power to the listed devices (“Wireless temperature measuring transducer Rosemount 848T tours ”, http://www2.emersonprocess.com/siteadmincenter/PM%20Rosemount%20Documents/00813-0107-4697.pdf; http://www2.emersonprocess.com/en-US/brands/rosemount/Temperature /High-Density-Measurement/848T-Wireless/Pages/index.aspx, October 2010). In this system, temperature sensors are connected by wires to a temperature measuring transducer, from which the measurement data is sent to the automatic control system wirelessly.

Недостаток известной системы измерения температуры - недостаточная надежность из-за наличия проводов, которые проложены в колодках, втулке и корпусе подшипника и соединяют датчики измерения температуры с измерительным преобразователем температуры. По проводам к датчикам измерения температуры поступает электропитание, а от датчиков данные измерений поступают в измерительный преобразователь температуры. При этом провода и подвижные детали подшипника оказывают механическое воздействие друг на друга, что увеличивает вероятность нарушения контактов в линиях соединения и прекращение поступления сигналов от датчиков. Кроме того, сборка и монтаж подшипников с проводами от датчиков достаточно трудоемкий и ответственный процесс, также влияющий на надежность работы системы.A disadvantage of the known temperature measurement system is the lack of reliability due to the presence of wires that are laid in the pads, the sleeve and the bearing housing and connect the temperature sensors to a temperature measuring transducer. Power is supplied through the wires to the temperature measuring sensors, and from the sensors the measurement data is sent to the temperature measuring transducer. In this case, the wires and moving parts of the bearing have a mechanical effect on each other, which increases the likelihood of breaking contacts in the connection lines and stopping the signals from the sensors. In addition, the assembly and installation of bearings with wires from sensors is a rather laborious and responsible process, which also affects the reliability of the system.

Задачей полезной модели является повышение надежности работы системы.The objective of the utility model is to increase the reliability of the system.

Технический результат полезной модели заключается в обеспечении процесса измерения температуры и передачи данных в систему автоматического управления без взаимного механического воздействия друг на друга деталей подшипника и элементов системы измерения температуры.The technical result of the utility model is to provide a process for measuring temperature and transmitting data to an automatic control system without mutual mechanical impact on each other of the bearing parts and elements of the temperature measurement system.

Технический результат достигается тем, что в беспроводной системе измерения температуры опорных и упорных подшипников, содержащей, по меньшей мере, одно устройство измерения температуры, встроенное в несущий элемент подшипника скольжения, и соединенное с, по меньшей мере, одним устройством передачи измеренных значений, а также устройство приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления и источник электропитания перечисленных устройств, согласно изменению, по меньшей мере, одно устройство передачи измеренных значений также встроено в несущий элемент подшипника скольжения, а устройство приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления и источник электропитания, снабженный излучателем электромагнитных волн, установлены на удалении от указанного несущего элемента подшипника скольжения с возможностью приема сигналов от устройства передачи измеренных значений и с возможностью передачи электромагнитного излучения для электропитания устройства измерения температуры и устройства передачи измеренных значений.The technical result is achieved in that in a wireless temperature measurement system of thrust and thrust bearings, comprising at least one temperature measuring device integrated in the bearing element of the sliding bearing and connected to at least one device for transmitting measured values, as well as a device for receiving signals and transmitting them to the automatic control system and a power source of the listed devices, according to a change of at least one device for transmitting measured values also integrated in the bearing element of the sliding bearing, and the device for receiving signals and transmitting them to the automatic control system and the power supply, equipped with an emitter of electromagnetic waves, are installed at a distance from the specified bearing element of the sliding bearing with the possibility of receiving signals from the transmission device of the measured values and with the possibility of transmission electromagnetic radiation for powering the temperature measuring device and the transmission device of the measured values.

Несущий элемент подшипника скольжения представляет собой самоустанавливающуюся колодку, подвижную или неподвижную втулку.The bearing element of the sliding bearing is a self-aligning block, a movable or fixed sleeve.

Предпочтительно каждое устройство измерения температуры вместе с соответствующим устройством передачи размещены в одном блоке, корпус которого выполнен в виде цилиндра, размещенного в отверстии, выполненном в несущем элементе подшипника скольжения.Preferably, each temperature measuring device, together with the corresponding transmission device, is placed in one unit, the housing of which is made in the form of a cylinder placed in an opening made in a bearing element of a sliding bearing.

Предпочтительно, чтобы каждый блок был установлен в отверстии несущего элемента подшипника скольжения при помощи резьбового соединения.Preferably, each block is mounted in an opening of a bearing element of a sliding bearing by means of a threaded connection.

Предпочтительно, чтобы свободное пространство отверстия несущего элемента подшипника скольжения с установленным в нем блоком было заполнено синтетическим пластикатом.Preferably, the free space of the hole of the bearing element of the sliding bearing with the unit installed in it is filled with synthetic plastic compound.

Сущность предлагаемой беспроводной системы измерений температуры подшипников скольжения поясняется чертежами, гдеThe essence of the proposed wireless temperature measurement system of bearings is illustrated by drawings, where

- на фиг.1 представлена система измерения температуры опорно-упорного подшипника с самоустанавливающимися опорными и упорными колодками центробежного компрессора;- figure 1 shows a temperature measurement system of a thrust bearing with self-aligning support and thrust blocks of a centrifugal compressor;

- на фиг.2 представлена система измерения температуры опорного упруго-демпферного подшипника с подвижной втулкой центробежного компрессора.- figure 2 presents a system for measuring the temperature of a support elastic-damper bearing with a movable sleeve of a centrifugal compressor.

Беспроводная система измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения содержит, по меньшей мере, одно устройство 1 измерения температуры с датчиком температуры, встроенным в несущий элемент подшипника скольжения - в опорную колодку 2 и/или упорную колодку 3 в опорно-упорном подшипнике (фиг.1) или подвижную или неподвижную втулку 4 в опорном подшипнике (фиг.2), соединенное с устройством 1 измерения температуры устройство 5 передачи измеренных значений, устройство 6 приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления и источник электропитания перечисленных устройств. Устройство 1 измерения температуры и устройство 5 передачи измеренных значений могут быть размещены в одном блоке 7, который встроен в опорную колодку 2 или упорную колодку 3 или втулку 4 подшипника, а электропитание блока 7 и передача от него измеренных значений температуры в устройство 6 приема и передачи сигналов выполнены по беспроводной схеме. Устройство 6 приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления установлено на расстоянии от блока 7, например, на кожухе 8 подшипника и снабжено излучателем 9 электромагнитных волн для электропитания устройств 1 и 5 и преобразователем сигнала (не показан) в стандартный формат для его дальнейшего транслирования в систему автоматического управления по проводу 10. Одно устройство 6 приема и передачи сигналов может взаимодействовать с несколькими блоками 7, установленными в колодках 2, 3 или втулке 4 подшипников.The wireless temperature measurement system of the thrust and thrust bearings contains at least one temperature measuring device 1 with a temperature sensor integrated in the bearing element of the sliding bearing - in the support block 2 and / or thrust block 3 in the thrust bearing (figure 1 ) or a movable or fixed sleeve 4 in a support bearing (Fig. 2), a device 5 for transmitting measured values connected to a device 1 for measuring temperature, a device 6 for receiving signals and transmitting them to the automatic control system ia and power supply of the listed devices. The temperature measuring device 1 and the measured value transmission device 5 can be placed in one block 7, which is integrated in the support block 2 or the stop block 3 or the bearing sleeve 4, and the power supply of the block 7 and the transmission of the measured temperature values from it to the transmission and reception device 6 The signals are made wirelessly. A device 6 for receiving signals and transmitting them to the automatic control system is installed at a distance from block 7, for example, on a bearing casing 8 and is equipped with an electromagnetic wave emitter 9 for powering devices 1 and 5 and a signal converter (not shown) in a standard format for its further broadcasting into the automatic control system by wire 10. One device 6 for receiving and transmitting signals can interact with several blocks 7 installed in blocks 2, 3 or in the sleeve 4 of the bearings.

Корпус блока 7 может быть выполнен в виде цилиндра, а место для блока 7 в колодках 2, 3 или втулке 4 - в виде отверстия. На наружном диаметре корпуса блока 7 может быть выполнена резьба, и он может быть установлен в колодках 2, 3 или втулке 4 при помощи резьбового соединения.The housing of the block 7 can be made in the form of a cylinder, and the place for the block 7 in the blocks 2, 3 or the sleeve 4 - in the form of a hole. A thread can be made on the outer diameter of the housing of the block 7, and it can be installed in the pads 2, 3 or the sleeve 4 by means of a threaded connection.

В колодках 2, 3 или втулке 4 место для блока 7 после установки последнего может быть заполнено синтетическим пластикатом 11 для фиксации блока 7. Корпус 12, 13 подшипника, в котором установлены колодки 2, 3 или втулка 4, может быть выполнен из нержавеющей стали для обеспечения свободного прохождения через него радиоволн.In pads 2, 3 or sleeve 4, the place for block 7 after installing the latter can be filled with synthetic plastic 11 for fixing block 7. The bearing housing 12, 13 in which the pads 2, 3 or sleeve 4 are installed can be made of stainless steel for ensuring the free passage of radio waves through it.

Предлагаемая беспроводная система измерения температуры подшипников скольжения работает следующим образом. При подаче электроэнергии в устройство 6 приема и передачи сигналов в работу включаются его элементы, в том числе и излучатель 9 магнитных волн. Электроволны, испускаемые излучателем 9, инициируют (возбуждают) ЭДС в катушке контура питания, размещенного в блоке 7, вследствие чего в устройство 1 измерения температуры и в устройство 5 передачи измеренных значений поступает электропитание. Датчик температуры устройства 1 измеряет температуру колодок 2, 3 или втулки 4, и по внутренней связи блока 7 сигнал поступает в устройство 5 передачи измеренных значений. Сигнал из устройства 5 передается в виде радиоволн в устройство 6 приема сигналов, которое может располагаться на расстоянии до 0,5 метров от блоков 7, например, на кожухе 8 подшипника. Корпус 12, 13 подшипника, выполненный из нержавеющей стали, а также синтетический пластикат 11, фиксирующий положение блока 7 в колодках 2, 3 или втулке 4, не препятствуют свободному прохождению через них радиоволн. Из устройства 6 приема сигналов данные о температурах в колодках 2, 3 или втулке 4 с помощью преобразователя сигнала в стандартный формат передаются по проводу 10 в систему автоматического управления.The proposed wireless temperature measurement system of bearings is as follows. When power is supplied to the device 6 for receiving and transmitting signals, its elements are included in the operation, including the emitter 9 of the magnetic waves. The electrowaves emitted by the emitter 9 initiate (excite) the EMF in the coil of the power circuit located in block 7, as a result of which power is supplied to the temperature measuring device 1 and to the measured value transmission device 5. The temperature sensor of the device 1 measures the temperature of the pads 2, 3 or sleeve 4, and through the internal communication unit 7, the signal enters the device 5 transmitting the measured values. The signal from the device 5 is transmitted in the form of radio waves to the device 6 for receiving signals, which can be located at a distance of up to 0.5 meters from the blocks 7, for example, on the casing 8 of the bearing. The bearing housing 12, 13, made of stainless steel, as well as synthetic plastic 11, fixing the position of block 7 in blocks 2, 3 or sleeve 4, do not impede the free passage of radio waves through them. From the device 6 for receiving signals, temperature data in the pads 2, 3 or sleeve 4 using a signal converter in a standard format are transmitted via wire 10 to the automatic control system.

Такое выполнение системы измерения температуры исключает механическое воздействие подвижных деталей подшипника - колодок или втулки, на соединение датчика температуры с системой управления динамического оборудования, так как соединение выполнено беспроводным. По этой же причине нет и влияния элементов системы измерения температуры на колодки или втулку, а значит и на работу подшипника. Выполнение в одном блоке устройства измерения температуры и устройства передачи измеренных значений обеспечивает жесткую связь между ними и возможность создания компактной конструкции, которая свободно размещается в колодке или втулке подшипника. При этом упрощается сборка и монтаж подшипника.This embodiment of the temperature measurement system eliminates the mechanical effect of the moving parts of the bearing - blocks or bushings, on the connection of the temperature sensor to the control system of dynamic equipment, since the connection is made wireless. For the same reason, there is no influence of the elements of the temperature measuring system on the pads or the sleeve, and therefore on the operation of the bearing. The execution in one unit of the temperature measuring device and the measured value transmission device provides a rigid connection between them and the possibility of creating a compact design that fits freely in the block or sleeve of the bearing. This simplifies the assembly and installation of the bearing.

Таким образом, выполнение системы измерения температуры со встроенным в колодку или втулку подшипника блоком измерений, с беспроводным электропитанием блока и беспроводной передачей от него значений температуры, повышает надежность работы системы измерений, подшипников и динамического оборудования в целом, упрощает сборку и монтаж подшипников.Thus, the implementation of a temperature measurement system with a measurement unit integrated in the bearing block or sleeve, with wireless power supply to the unit and wireless transmission of temperature values from it, increases the reliability of the measurement system, bearings and dynamic equipment in general, simplifies assembly and installation of bearings.

Claims

1. A wireless temperature measurement system of support and thrust sliding bearings, comprising at least one temperature measuring device integrated in the bearing element of the sliding bearing and connected to at least one device for transmitting measured values, as well as a device for receiving signals and transmitting them into the automatic control system and the power source of the listed devices, characterized in that at least one device for transmitting the measured values is also integrated in the supporting element the plain bearing, and the device for receiving signals and transmitting them to the automatic control system and the power supply, equipped with an emitter of electromagnetic waves, are installed at a distance from the bearing element of the sliding bearing with the possibility of receiving signals from the device for transmitting measured values and with the possibility of transmitting electromagnetic radiation to power the device temperature measurements and transmission devices of measured values.

2. The system according to claim 1, characterized in that the bearing element of the sliding bearing is a self-aligning block.

3. The system according to claim 1, characterized in that the bearing element of the sliding bearing is a movable or fixed sleeve.

4. The system according to claim 1, characterized in that each temperature measuring device, together with a corresponding device for transmitting the measured values, has a power circuit with a coil designed to excite an emf of electromagnetic waves in it.

5. The system according to claim 1, characterized in that each temperature measuring device, together with the corresponding transmission device, is placed in one unit, the housing of which is made in the form of a cylinder placed in an opening made in a bearing element of a sliding bearing.

6. The system according to claim 5, characterized in that the said unit is installed in the hole of the bearing element of the sliding bearing using a threaded connection.

7. The system according to claim 5, characterized in that the free space of the hole of the bearing element of the sliding bearing with the unit installed in it is filled with synthetic plastic compound.