SE510060C2 - Method and apparatus for detecting gaps in bearings and operating mechanisms of a impeller or rotor with rotatable vanes - Google Patents
Method and apparatus for detecting gaps in bearings and operating mechanisms of a impeller or rotor with rotatable vanesInfo
- Publication number
- SE510060C2 SE510060C2 SE9703118A SE9703118A SE510060C2 SE 510060 C2 SE510060 C2 SE 510060C2 SE 9703118 A SE9703118 A SE 9703118A SE 9703118 A SE9703118 A SE 9703118A SE 510060 C2 SE510060 C2 SE 510060C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- rotor
- impeller
- angular position
- load
- sensor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/04—Bearings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
Description
510 060 10 15 20 25 30 rotation, åtminstone en givare anordnad att detektera skovelspetsamas vinkelposition för uppåt- och nedåtriktad last på skovlama, och organ i stånd att registrera skillnadema i vinkelposition mellan rotom och respektive skovelspets. Rotation, at least one sensor arranged to detect the angular position of the vane tips for upward and downward load on the vanes, and means capable of detecting the differences in angular position between the rotor and the respective vane tip.
Detta uppnås genom en annan aspekt av uppfinningen genom att tiden mellan signal från givaren for löphjulets position till signal från givaren för löpskovelspetsens position lagras i en processenhet tillsammans med signalen från givaren for skovel- bladens vinkel vid turbindrift med nedåtriktad last på skovlama, att lastens riktning vändes och att tiden mellan signal fiån givaren för löphjulets position till signal från givaren för löpskovelspetsens position mätes samt jämförs med tiden erhällen for nedåtriktad last, varvid den erhållna tidsskillnaden utgör den vinkel rotom vridit sig för de två lastfallen vid specifika vinkelhastigheter hos rotom och att glappet i löpskoveln kan räknas ut i processenheten.This is achieved by another aspect of the invention by storing the time between signal from the sensor for the position of the impeller to the signal from the sensor for the position of the impeller tip together with the signal from the sensor for the impeller blade angle in turbine operation with downward load on the blades. and that the time between the signal from the sensor for the position of the impeller to the signal from the sensor for the position of the impeller tip is measured and compared with the time obtained for downward load, the time difference obtained being the angle the rotor rotated for the two load cases at specific angular velocities of the rotor. in the running vane can be calculated in the process unit.
Med en metod och anordning enligt uppfinningen kan en kontinuerlig övervakning av turbinens tillstånd erhållas. Företrädesvis utföres en referensmätning vid nyinstallation samt efier renovering av turbinen. Denna mätning järntöres sedan med mätningar under drift efter viss drifislängd för att erhålla uppgifter på ökat glapp i lagringar och manövermekanismer.With a method and device according to the invention, a continuous monitoring of the condition of the turbine can be obtained. Preferably, a reference measurement is performed during new installation and after renovation of the turbine. This measurement is then iron-dried with measurements during operation after a certain drive dri to obtain information on increased play in bearings and operating mechanisms.
Dessa och andra aspekter av samt fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den detaljerade beskrivningen av en utforingsform samt av de efterföljande patentkraven.These and other aspects and advantages of the invention will be apparent from the detailed description of an embodiment and from the appended claims.
KORT FIGURBESKRIVNING I följande beskrivning av en utföringsforrn kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 visar en sidovy delvis snittad av ett löphjul av i och for sig känd konstruktion till en kaplanturbin, vid vilken uppfinningen utnyttjas, Fig. 2 visar en schematisk vy från sidan av de mätställen som utnyttjas vid uppfinningen, Fig. 3 visar en vy tagen uppifrån enligt Fig. 2. 10 15 20 25 30 35 51021060 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORM I Fig. 1 har ett löphjul eller rotor ingående i en kaplanturbin allmänt betecknats med hänvisningssiffran 10. Löphjulet innefattar en navkropp 12 fastad vid en turbinaxel- fläns 14. En axel 16 är anbringad till turbinaxelflänsen 14. Löphjulet 10 innefattar vidare ett antal löpskovlar 18, var och en med en löpskovelfläns 20, som är integrerad med en löpskoveltapp 22 eller via skruvförband fästad vid löpskoveltappen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following description of an embodiment, reference will be made to the accompanying drawings, of which Fig. 1 shows a side view partly sectioned by an impeller of per se known construction of a chaplain turbine, in which the invention is used, Fig. 2 shows a schematic Fig. 3 shows a top view according to Fig. 2. 10 15 20 25 30 35 51021060 DESCRIPTION OF EMBODIMENT In Fig. 1, an impeller or rotor included in a chaplain turbine is generally designated by reference numeral 10. The impeller includes a hub body 12 attached to a turbine shaft shaft 14. A shaft 16 is mounted to the turbine shaft shaft 14. The impeller 10 further includes a plurality of vanes 18, each having a vane 20 shaft integrated with a vane 22 or vane. via screw connection attached to the impeller pin.
Löpskoveltappen är lagrad i navkroppen 12 genom inre och yttre glidlager 24 respektive 26. Löpskoveltappama 22 och därmed löpskovlama 18 är vridbara i lagren 24 och 26 på i och för sig känt sätt medelst rörelseorgan som innefattar en servo- motorkolv 28, en kolvstång 30, som är vertikalt rörlig i navkroppen, ett navok 32 och en länkmekanism allmänt betecknad 34. De hittills beskrivna delama tillhör känd teknik.The impeller pin is mounted in the hub body 12 by inner and outer sliding bearings 24 and 26, respectively. The impellers 22 and thus the impellers 18 are rotatable in the bearings 24 and 26 in a manner known per se by means of movement means comprising a servomotor piston 28, a piston rod 30, is vertically movable in the hub body, a hub joint 32 and a linkage mechanism generally designated 34. The parts described so far belong to the prior art.
För att kunna mäta tillståndet hos löphjulet med avseende på glapp i löpskovlarnas lager samt manövennekanismer är ett synkroniseringsorgan 40 anordnat vid turbinaxeln 16 eller en med denna roterande anordning. Synkroniseringsorganet 40 innefattar en givare 42 samt en eller flera detekteringspunkter 44 anordnade på axeln.In order to be able to measure the condition of the impeller with respect to play in the bearings of the impellers and operating mechanisms, a synchronizing means 40 is arranged at the turbine shaft 16 or a device rotating therewith. The synchronizing means 40 comprises a sensor 42 and one or more detection points 44 arranged on the shaft.
Givaren är ansluten till lämplig processenhet (ej visad) för behandling av inkommande signaler.The sensor is connected to a suitable process unit (not shown) for processing incoming signals.
I löphjulskamrnarväggen 50 är en givare 52 anbringad, härefier benämnd löpskovel- givare. Givaren 52 är anordnad på en nivå så att löpskovelbladets sidokant passerar givaren för alla vinklar som löpskoveln kan ställas in för. Givaren 52 är ansluten till processenheten. En anordning för mätning av löpskovelns vinkel är anordnad vid turbinen. Den kan exempelvis vara i form av en vinkelgivare anordnad till löpskovel- tappen. Man kan även använda sig av den styr- och reglerutrustning som finns till turbinen för inställning och detektering av löpskovlamas vinkel. Dessutom ñnnes ett organ för mätning av rotoms vinkelhastighet. Man kan därvid använda sig av hastighetsmätningen utförd av turbinens styr- och reglenitrustning eller integrera hastighetsmätningar i synkroniseringsorganet 40.A sensor 52, herein referred to as a running vane sensor, is mounted in the impeller chamber wall 50. The sensor 52 is arranged at a level so that the side edge of the running vane blade passes the sensor for all angles for which the running vane can be set. Sensor 52 is connected to the process unit. A device for measuring the angle of the impeller is arranged at the turbine. It can, for example, be in the form of an angle sensor arranged for the impeller pin. You can also use the control and regulation equipment that is available for the turbine for setting and detecting the angle of the vanes. In addition, there is a means for measuring the angular velocity of the rotor. One can then use the speed measurement performed by the turbine's control and regulation equipment or integrate speed measurements in the synchronizing means 40.
Mätsystemet är tänkt att fimgera enligt följande. När kaplanturbinen är i drifi verkar det förbiströmmande vattnet på löpskovlama varvid turbinen roterar. I de fiesta drifis- fall, och i synnerhet när turbinen är ansluten till nätet, roterar denna med konstant, specifik, hastighet. Skovlamas vinkel inställes beroende på drifisförhållanden. Vattnet 510 060 4 10 15 20 25 30 ger upphov till en nedåtriktad kraft I på skovelbladen, vilket i sin tur ger upphov till en nedböjning av dessa.The measuring system is intended to operate as follows. When the chaplain turbine is in operation, the overflowing water acts on the impellers, whereby the turbine rotates. In most operating cases, and especially when the turbine is connected to the mains, it rotates at a constant, specific, speed. The angle of the blades is set depending on the operating conditions. The water 510 060 4 10 15 20 25 30 gives rise to a downward force I on the vane blades, which in turn gives rise to a deflection of these.
Synkroniseringsgivaren 42 känner av axelns, och därmed löpskovelns vinkelposition i och med att detekteringspunkten passerar förbi givaren. Detekteringspunkten är anordnad så på axeln i förhållande till dess givare, att sidokanten på den löpskovel som skall mätas är i position framför löpskovelgivaren 52. När processenheten erhåller en signal från löpskovelgivaren startar en tidsräkning tills en signal erhålles från synkroniseringsgivaren. Denna tid anger en viss vinkelposition hos löpskoveln genom att varvtalet är känt.The synchronizing sensor 42 senses the angular position of the shaft, and thus the running vane, as the detection point passes the sensor. The detection point is arranged on the shaft relative to its sensor so that the side edge of the impeller to be measured is in position in front of the impeller sensor 52. When the process unit receives a signal from the impeller sensor, a time count starts until a signal is received from the synchronization sensor. This time indicates a certain angular position of the impeller in that the speed is known.
Sedan vändes lasten på löpskovlarna. Detta kan exempelvis göras genom att stänga av vattentillförseln, varvid lasten kommer att ändra riktning. Laständringen medför att Iöpskovelspetsen kommer att böjas uppåt II, dels på grund av flexibiliteten i systemet, dels på grund av glappen i lagringama. Utböjningen uppåt medför att en annan position av löpskovelns sidokant kommer att passera löpskovelgivaren samt vid en annan tidslängd gentemot den första mätningen, på grund av att löpskoveln har en viss periferivinkel ot i förhållande till horisontalplanet. Skillnaden i tidslängd mellan de båda mätningarna ger en vinkel d), härefier benämnd rotorvinkel, genom att turbinen roterar med ett känt varvtal. Med hjälp av rotorvinkeln cb och löpskovelns periferi- vinkel ot kan löpskovelspetsens nedböjning, d v s måttet mellan spetsens läge vid uppåtböjning respektive nedåtböjning, räknas ut enligt Al=r0d> och y=Al0sinoL där r är radien för löphjulskammaren och y är utböjningen av skovelbladet.Then the load was turned on the running vanes. This can be done, for example, by switching off the water supply, whereby the load will change direction. The load change means that the Iöpskovel tip will bend upwards II, partly due to the flexibility of the system, partly due to the play in the bearings. The upward deflection means that another position of the running edge of the running vane will pass the running vane sensor and at a different length of time relative to the first measurement, due to the running vane having a certain peripheral angle ot in relation to the horizontal plane. The difference in time length between the two measurements gives an angle d), hereinafter referred to as rotor angle, in that the turbine rotates at a known speed. Using the rotor angle cb and the circumferential angle of the impeller ot, the deflection of the impeller tip, i.e. the measure between the position of the tip at upward bending and downward deflection, can be calculated according to Al = r0d> and y = Al0sinoL where r is the radius of the impeller chamber and y is the deflection blade.
Löpskovelns periferivinkel kan erhållas med lämpliga givare i stånd att erhålla denna information. Genom att bestämma nedböjningen för ett antal laster kan ett diagram ritas upp enligt Figur 4 med krañen på x-axeln och utböjningen på y-axeln, och därmed glappet yo bestämmas. 10 5105060 Företrädesvis mätes alla löpskovlama på turbinen, vilket enkelt låter sig göras genom att ha detekteringspunkten som utgångspunkt och genom att rotom roterar med konstant varvtal.The peripheral angle of the vane can be obtained with suitable sensors capable of obtaining this information. By determining the deflection for a number of loads, a diagram can be drawn according to Figure 4 with the crane on the x-axis and the deflection on the y-axis, and thus the clearance yo is determined. Preferably, all the vanes on the turbine are measured, which can easily be done by having the detection point as a starting point and by the rotor rotating at a constant speed.
Företrädesvis utföres en referensmätning vid nyinstallation samt efter renovering av turbinen. Denna mätning järnföres sedan med mätningar under drifi efier viss drifts- längd för att erhålla uppgifter på ökat glapp i lagringar och manöverrnekanismer.Preferably, a reference measurement is performed during new installation and after renovation of the turbine. This measurement is then ironed with measurements under three certain operating lengths to obtain information on increased play in bearings and operating mechanisms.
Det skall förstås att uppfinningen inte är begränsad till den ovan beskrivna och på ritningsfigurema visade utföringsformen utan kan modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.It is to be understood that the invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, but may be modified within the scope of the appended claims.
Claims (8)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9703118A SE510060C2 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Method and apparatus for detecting gaps in bearings and operating mechanisms of a impeller or rotor with rotatable vanes |
AU88957/98A AU8895798A (en) | 1997-08-29 | 1998-08-26 | Method and device for detecting clearance in bearings and control mechanisms of a runner or rotor with swivelling blades |
PCT/SE1998/001523 WO1999012014A1 (en) | 1997-08-29 | 1998-08-26 | Method and device for detecting clearance in bearings and control mechanisms of a runner or rotor with swivelling blades |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9703118A SE510060C2 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Method and apparatus for detecting gaps in bearings and operating mechanisms of a impeller or rotor with rotatable vanes |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9703118D0 SE9703118D0 (en) | 1997-08-29 |
SE9703118L SE9703118L (en) | 1999-03-01 |
SE510060C2 true SE510060C2 (en) | 1999-04-12 |
Family
ID=20408078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9703118A SE510060C2 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Method and apparatus for detecting gaps in bearings and operating mechanisms of a impeller or rotor with rotatable vanes |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU8895798A (en) |
SE (1) | SE510060C2 (en) |
WO (1) | WO1999012014A1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2551801C3 (en) * | 1975-11-18 | 1982-02-18 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Auxiliary bearings for determining the radial and axial play of turbine shafts |
CH609775A5 (en) * | 1976-04-30 | 1979-03-15 | Sulzer Ag | |
US4887468A (en) * | 1988-06-03 | 1989-12-19 | Westinghouse Electic Corp. | Nonsynchronous turbine blade vibration monitoring system |
US4922757A (en) * | 1988-06-13 | 1990-05-08 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for precise detection of blade passing times in a steam turbine |
US4934192A (en) * | 1988-07-11 | 1990-06-19 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine blade vibration detection system |
EP0710355B1 (en) * | 1993-07-20 | 1998-04-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Monitoring system for representing the states of vibration of a plurality of blades on a rotating wheel |
-
1997
- 1997-08-29 SE SE9703118A patent/SE510060C2/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-08-26 AU AU88957/98A patent/AU8895798A/en not_active Abandoned
- 1998-08-26 WO PCT/SE1998/001523 patent/WO1999012014A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU8895798A (en) | 1999-03-22 |
WO1999012014A1 (en) | 1999-03-11 |
SE9703118D0 (en) | 1997-08-29 |
SE9703118L (en) | 1999-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7775114B2 (en) | Method of on-line turbine blade slope and sensor position verification | |
US7654145B2 (en) | Non-synchronous vibrational excitation of turbine blades using a rotating excitation structure | |
US20100171491A1 (en) | Eddy current sensors | |
US4995257A (en) | Monitor for shaft vibration in an operating turbine | |
EP3232178B1 (en) | Rotary machine state observation device, rotary machine, and rotary machine state observation method | |
EP1312766A3 (en) | An apparatus and method for detecting an impact on a rotor blade | |
CA2647474A1 (en) | Method and apparatus for monitoring the rotational speed of the shaft of a gas turbine | |
JP5418805B2 (en) | Method and apparatus for calculating unbalance amount of rotating body | |
CA2355496C (en) | Rotary shaft axial elongation measuring method and device | |
EP2325494B1 (en) | Torque-based sensor and control method for varying gas-liquid fractions of fluids for turbomachines | |
EP3683410A3 (en) | Detecting an object impact event | |
SE9501514D0 (en) | Ways of determining instantaneous operating conditions for a centrifugal pump | |
SE534957C2 (en) | Method for determining a balanced position of a wind turbine | |
EP3379198B1 (en) | Method and system for detecting bend in rotating shaft of magnetic bearing | |
SE510060C2 (en) | Method and apparatus for detecting gaps in bearings and operating mechanisms of a impeller or rotor with rotatable vanes | |
KR100934205B1 (en) | Wind generator | |
Sta¨ ding et al. | An experimental investigation of stator clocking effects in a two-stage low-speed axial compressor | |
FR3103273B1 (en) | Method for monitoring the torsion of a rotating shaft on a turbomachine of an aircraft | |
CZ32016U1 (en) | A device for identification of machine blades during rotation | |
JPS60502228A (en) | Device for measuring the liquid part of a two-phase flow of gas and liquid | |
US6185983B1 (en) | Method and apparatus for automatically determining zero setting of impeller-type mass flow rate-measuring device when flow is absent | |
JPH09196959A (en) | Wind direction/speed indicator | |
SE456697B (en) | Determination of rotor blade angles | |
CN105929191A (en) | Method and apparatus for measuring rotating speed of turbocharger | |
DK141132B (en) | DEVICE BY AN AXIAL COMPRESSOR OR VENTILATOR FOR THE FINDING OF AN UNTABLE OPERATING STATE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |