Вузол турбомашини та турбомашина

Реферат: Запропоновані компонент турбомашини і обладнана ним турбомашина, причому компонент містить сенсорний блок, встановлений на компоненті, сенсорний блок містить сенсор для реєстрації контрольованого параметра компонента і передавач для обробки/передачі відповідного параметра вимірювального сигналу на блок оцінки, при цьому передавач сенсорного блока виконаний з можливістю передачі на блок оцінки разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу, що містить ідентифікаційний код для ідентифікації сенсорного блока, при цьому сенсорний блок виконаний таким чином, що його відділення від компонента можливе тільки при функціональному руйнуванні сенсорного блока. UA 104757 C2 (12) UA 104757 C2 UA 104757 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до компоненту турбомашини і обладнаної вказаним компонентом турбомашини. У турбомашин, наприклад турбокомпресорів, включаючи встановлені в них компоненти і тракти, включаючи розташовані у відповідному тракті компоненти, такі як редуктори, муфти, тощо, в результаті великого при експлуатації навантаження відповідної турбомашини або її компонентів може потребуватись контроль за допомогою вимірювальної техніки їх певної кількості під час експлуатації. Крім того, у таких високонавантажених турбомашин або їх компонентів вирішальним є те, що в турбомашині встановлені високоякісні компоненти. У основі винаходу лежить завдання створення компоненту турбомашини для використання в ній, причому компонент, з одного боку, зручним і надійним чином контролюється за допомогою вимірювальної техніки, а, з іншого боку, однозначно позначається як оригінальна деталь, так що неоригінальні деталі надійно відрізняються від оригінальних. Крім того, в основі винаходу лежить завдання створення турбомашини, обладнаної таким компонентом. Поставлені завдання вирішені за допомогою компоненту турбомашини за п. 1 і за допомогою турбомашини за п. 4 формули. Переважні варіанти виконання винаходу охарактеризовані у відповідних залежних пунктах. Згідно першого аспекту винаходу, створений компонент турбомашини для використання в ній, причому компонент містить сенсорний блок, розміщений на ньому, причому сенсорний блок містить сенсор для реєстрації контрольованого параметра компоненту і передавач для обробки/передачі відповідного параметру вимірювального сигналу на блок оцінки, причому передавач сенсорного блоку виконаний з можливістю передачі на блок оцінки разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу, що містить ідентифікуючий сенсорний блок ідентифікаційний код, причому сенсорний блок виконаний таким чином, що його відділення від компоненту можливо тільки при функціональному руйнуванні сенсорного блоку. Виконаний, згідно винаходу, компонент контролюється за допомогою вимірювальної техніки зручним і надійним чином і однозначно позначається як оригінальна деталь, так що неоригінальні деталі надійно відрізняються від оригінальних. За рахунок того, що передавач сенсорного блоку виконаний з можливістю передачі разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу або що ідентифікуючого сенсорний блок ідентифікаційного коду, вимірювальний сигнал і відповідний сенсорний блок в блоці оцінки турбомашини можуть бути однозначно співвіднесені. Виробник турбомашини може, тим самим, надати певні ідентифікаційні коди для сенсорних блоків або, тим самим, для відповідних компонентів, щоб однозначно позначити оригінальні деталі. За рахунок того, що сенсорний блок розміщений на компоненті певною мірою нероз'ємно або роз'ємно тільки з руйнуванням, можна надійно перешкодити розміщенню на неоригінальних деталях сенсорних блоків оригінальних деталей. Згідно одному варіанту виконання винаходу, сенсорний блок утворений ПАХ-СЕНСОРНИМ блоком (ПАХ – поверхневі акустичні хвилі), причому сенсорний блок містить пасивний транспондер, в який інтегрований сенсор, щонайменше, з одним відбивачем. Згідно винаходу, запропоновано використовувати ПАХ-сенсори, наприклад у вигляді пасивних транспондерних/сенсорних блоків (більш коротко сенсорних блоків), для різних вимірювальних завдань в турбомашинах, їх компонентах або трансмісіях. Таким чином, зокрема, можлива бездротова і не вимагаюча обслуговування передача виміряних даних. За допомогою ПАХ можуть створюватися, наприклад, цифрові ідентифікаційні мітки. Для цього на відповідній основі може бути розміщений звуковий перетворювач, який за допомогою антени може приймати електромагнітні сигнали і перетворювати їх в ПАХ. Потім останні відбиваються одним або декількома розміщеними на підкладці відбивачами і знову віддаються через звуковий перетворювач і антену. Отримана, таким чином, послідовність імпульсів або отриманий, таким чином, ідентифікаційний код може прочитуватися за допомогою відповідного або призначеного для кодування пристрою. ПАХ-СЕНСОРНІ блоки можуть, тим самим, однозначно ідентифікувати самі різні вимірювальні сенсори на компонентах турбомашин. ПАХ-СЕНСОРНІ блоки витримують високі температури до 400ºС і вібрації. Іншими словами, крім очевидних переваг відносно контролю, моніторингу умов і обслуговування за рахунок відповідного різного кодування відбивачів на поверхні сенсора можливий характерний у відповідь сигнал для ідентифікації і привласнення вимірювального сигналу сенсорного блоку або компоненту турбомашини. Якщо сенсорні блоки, як у винаході, сполучені з компонентами турбомашини нероз'ємно або роз'ємно тільки з руйнуванням, то крім вимірювального завдання при специфічному для даного виробника кодуванні відбивачів 1 UA 104757 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 можлива також однозначна ідентифікація оригінальних деталей. Можливості принципової реалізації ПАХ-СЕНСОРНОГО блоку приведені, наприклад, в WO 2006/110936 А1. Переважно компонентом турбомашини є компонент турбокомпресора. Як турбомашини, згідно винаходу, розглядаються, зокрема, турбокомпресори і турбіни, включаючи встановлені в них компоненти, а також тракти турбомашин, включаючи розташовані на відповідному тракті компоненти, такі як редуктори, двигуни, тощо. Згідно другому аспекту винаходу, створена турбомашина з декількома компонентами і блоком оцінки для її контролю, причому, щонайменше, один з компонентів містить сенсорний блок, розташований на ньому, причому сенсорний блок містить сенсор для реєстрації контрольованого параметра компоненту і передавач для обробки/передачі відповідного параметру вимірювального сигналу на блок оцінки турбомашини, причому передавач сенсорного блоку виконаний з можливістю передачі на блок оцінки разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу, що містить ідентифікуючий сенсорний блок ідентифікаційний код, причому блок оцінки виконаний з можливістю прийому і обробки ідентифікаційного сигналу, а сенсорний блок виконаний таким чином, що його відділення від компоненту можливо тільки при функціональному руйнуванні сенсорного блоку. Згідно винаходу, блок оцінки може бути інтегрований в турбомашину або може бути розташований також поза нею, наприклад в контрольно-вимірювальному пункті або в диспетчерській. Виконані, згідно винаходу, компоненти турбомашини зручним і надійним чином контролюються за допомогою вимірювальної техніки і за рахунок ідентифікаційного коду однозначно позначаються як оригінальна деталь, так що неоригінальні деталі надійно відрізняються від оригінальних. За рахунок того, що передавач сенсорного блоку виконаний з можливістю передачі разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу або ідентифікуючого сенсорний блок ідентифікаційного коду, вимірювальний сигнал і відповідний сенсорний блок в блоці оцінки турбомашини можуть бути однозначно співвіднесені. Виробник турбомашини може, тим самим, надати визначені, специфічні для нього ідентифікаційні коди для сенсорних блоків або, тим самим, для відповідних компонентів, щоб однозначно позначити оригінальні деталі. За рахунок того, що сенсорний блок розташований на відповідному компоненті певною мірою нероз'ємно або роз'ємно тільки з руйнуванням, можна надійно перешкодити розміщенню сенсорних блоків з відібраними оригінальними деталями на неоригінальних деталях. Згідно одного варіанту виконання запропонованої турбомашини, сенсорний блок утворений ПАХ-СЕНСОРНИМ блоком, причому сенсорний блок містить пасивний транспондер, в який інтегрований сенсор, щонайменше, з одним відбивачем. Таким чином, крім очевидних переваг відносно контролю, моніторингу умов і обслуговування за рахунок відповідного різного кодування відбивачів на поверхні сенсора можливий характерний у відповідь сигнал для ідентифікації і привласнення вимірювального сигналу сенсорному блоку або компоненту турбомашини. Якщо сенсорні блоки, як у винаході, сполучені з компонентами турбомашини нероз'ємно або роз'ємно тільки з руйнуванням, то крім вимірювального завдання при специфічному для даного виробника кодуванні відбивачів можлива також однозначна ідентифікація оригінальних деталей. Згідно іншому варіанту виконання запропонованої турбомашини, блок оцінки містить пам'ять, в яку записується певне число єдиних у своєму роді, наприклад для турбомашини, ідентифікаційних кодів, причому блок оцінки виконаний з можливістю порівняння переданого передавачем ідентифікаційного коду з ідентифікаційними кодами, що зберігаються в пам'яті. Цим варіантом виконання винаходу є надійне і практичне рішення по зберіганню специфічних для даного виробника ідентифікаційних кодів і по виявленню оригінальних і неоригінальних деталей, а також для виявлення і співвідношення специфічних для даного компоненту вимірювальних сигналів. Згідно іншого варіанту виконання запропонованої турбомашини, блок оцінки містить оброблювальну логіку, виконану з можливістю співвідношення ідентифікаційних кодів, що зберігаються в пам'яті, з різними сенсорами. Переважно оброблювальна логіка блоку оцінки виконана так, що кожен сенсор відноситься до єдиного компоненту турбомашини. Ці варіанти виконання винаходу переважним чином підтримують швидке і надійне виявлення або співвідношення специфічних для кожного компоненту вимірювальних сигналів. Згідно ще одного варіанту виконання запропонованої турбомашини, блок оцінки містить вирішальну логіку, яка виконана з можливістю визначення ідентифікаційних кодів, що зберігаються в пам'яті, як надійних для роботи турбомашини, причому вирішальна логіка 2 UA 104757 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виконана з можливістю блокування роботи турбомашини, якщо прийнятий передавачем або сенсорним блоком ідентифікаційний код не співпадає ні з одним з ідентифікаційних кодів, що зберігаються в пам'яті. Завдяки цьому варіанту виконання винаходу можна простим і надійним чином запобігти експлуатації турбомашини з неоригінальними деталями. Іншими словами, в блоці оцінки вимірювальних сигналів можливий контроль повноти відносно оригінальних компонентів турбомашини. За допомогою блокування можна запобігти пуску турбомашини, якщо відсутнє кодування її одного або декількох оригінальних компонентів. Таким чином, додатково до вимірювального завдання можливий ефективний захист від використання неоригінальних деталей. Переважно турбомашина виконана у вигляді турбокомпресора. Винахід пояснюється за допомогою переважного варіанту його здійснення з посиланням на фиг.1, що додається, на якому представлений схемний вид виконаної у вигляді турбокомпресора турбомашини 1. Турбомашина 1 містить декілька компонентів 10, 20, блок оцінки 30 для контролю компонентів 10, 20 або турбомашини 1 і пристрій управління 40 компонентами 10, 20 або турбомашиною 1. Хоча блок оцінки 30 інтегрований в турбомашину 1, він в альтернативному варіанті (не показаний) може бути розташований також поза нею, наприклад в контрольно-вимірювальному пункті або в диспетчерській (не показано). Блок оцінки 30 через електричну лінію 34 знаходиться в сигнальному зв'язку з пристроєм управління 40, який знаходиться в сигнальному зв'язку через тракти 41, 42 передачі сигналів (бездротовим шляхом) з компонентами 10, 20. Блок оцінки 30 і пристрій управління 40 можуть бути виконані у вигляді апаратних засобів і/або засобів програмування як окремі один від одного блоки або можуть бути також об'єднані в один блок. Обидва компоненти 10, 20 є лише прикладом вибору з сукупності компонентів турбомашини 1, причому, згідно цьому прикладу, першим компонентом 10 може бути ступінь робочого колеса турбомашини 1, а другим компонентом 20 – її випрямляючий апарат. Компонент 10 містить виконаний у вигляді ПАХ-СЕНСОРНОГО блоку сенсорний блок 11, розташований на компоненті 10, причому сенсорний блок 11 містить сенсор 11а у вигляді температурного сенсора для реєстрації контрольованого параметра у вигляді температури компоненту 10 і пасивний транспондер 11b з передавачем у вигляді відбивного (окремо не показано) і антенного пристрою 11с для обробки/передачі відповідного параметру вимірювального сигналу на блок оцінки 30. Компонент 20 містить виконаний у вигляді ПАХ-СЕНСОРНОГО блоку сенсорний блок 21, розташований на компоненті 20, причому сенсорний блок 21 містить сенсор 21а у вигляді температурного сенсора для реєстрації контрольованого параметра у вигляді температури компоненту 20 і пасивний транспондер 21b з передавачем у вигляді відбивного (окремо не показано) і антенного пристрою 21с для обробки/передачі відповідного параметру вимірювального сигналу на блок оцінки 30. Сенсори 11b, 21b сенсорних блоків 11, 21 виконані з можливістю передачі на блок оцінки 30 разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу, що містить однозначно ідентифікуючий сенсорний блок 11, 21 ідентифікаційний код, причому блок оцінки 30 виконаний з можливістю прийому і обробки ідентифікаційного сигналу. Сенсорні блоки 11, 21 закріплені кожен на своєму компоненті 10, 20 так, що відділення відповідного сенсорного блоку 11, 21 від свого компоненту 10, 20 можливо тільки при функціональному руйнуванні відповідного сенсорного блоку 11, 21. Це може бути реалізовано, наприклад, за рахунок стійкого до випромінювання, температури і розчинника розміщення сенсорних блоків 11, 21 на відповідному компоненті 10, 20. Крім того, компонент 10, 20 може містити роз'ємно змонтовану на ньому, наприклад, додаткову деталь, яка при потрібному відборі відповідного компоненту 10, 20 повинна бути видалена або примусовим чином повинна бути видалена навіть при його демонтажі, причому відповідний сенсорний блок 11, 21, будучи розміщений із стійкістю до випромінювання, температури і розчинника, розташований частково на своєму компоненті 10, 20 і частково на відповідній додатковій деталі. Зрозуміло, реалізація можлива також іншим чином. Блок оцінки 30 містить оброблювальну 31 і вирішальну 32 логіки, а також пам'ять 33, які пов'язані між собою з можливістю обробки сигналів або навіть виконані як інтегральний блок, наприклад у вигляді інтегральної схеми. У пам'яті 33 зберігається задана виробником турбомашини кількість єдиних у своєму роді 3 UA 104757 C2 5 10 15 20 ідентифікаційних кодів, причому оброблювальна логіка 31 виконана з можливістю співвідношення ідентифікаційних кодів 33, що зберігаються в пам'яті, з різними сенсорами 11а, 21а. Крім того, оброблювальна логіка 31 виконана так, що кожен сенсор 11а, 21а або кожен сенсорний блок 11, 21 відповідає тому компоненту 10, 20, на якому закріплений свій сенсорний блок 11, 21. Для активування пасивного транспондера 11b, 21b сенсорних блоків 11, 21 і для прийому їх вихідних сигналів оброблювальна логіка 31 містить транспондер 31а з антеною 31b. Вирішальна логіка 32 блоки оцінки 30 виконана з можливістю визначення ідентифікаційних кодів 33, що зберігаються в пам'яті, як надійні для експлуатації турбомашини 1. На цій основі вирішальна логіка 32 виконана також з можливістю блокування роботи турбомашини 1, якщо один з прийнятих сенсорними блоками 11, 21 ідентифікаційних кодів не співпадає ні з одним з тих, що зберігаються в пам'яті 33 ідентифікаційних кодів. Для цієї мети вирішальна логіка 32 передає по лінії 34 на пристрій управління 40 сигнал стану (експлуатація дозволена чи ні), на основі якого пристрій управління 40 вирішує або блокує роботу компонентів 10, 20 або турбомашини 1. Іншими словами, в блоці оцінки 30 при потрібному пуску в експлуатацію турбомашини 1 здійснюється контроль повноти відносно наявності виключно оригінальних деталей компонентів 10, 20. Якщо як компоненти 10, 20 встановлені неоригінальні деталі, так що кодування одного або декількох, виконаних як оригінальні деталі компонентів 10, 20 відсутнє, то за допомогою описаного блокування запобігається пуск турбомашини 1. Таким чином, додатково до вимірювального завдання можливий ефективний захист від використання неоригінальних деталей. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Компонент (10, 20) турбомашини (1), який містить сенсорний блок (11, 21), встановлений на компоненті (10, 20), причому сенсорний блок (11, 21) містить сенсор (11а, 21а) для реєстрації контрольованого параметра компонента (10, 20) і передавач для обробки/передачі відповідного параметра вимірювального сигналу на блок оцінки (30), при цьому передавач сенсорного блока (11, 21) виконаний з можливістю передачі на блок оцінки (30) разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу, що містить ідентифікаційний код для ідентифікації сенсорного блока (11, 21), при цьому сенсорний блок (11, 21) виконаний таким чином, що його відділення від компонента (10, 20) можливе тільки при функціональному руйнуванні сенсорного блока (11, 21). 2. Компонент за п. 1, який відрізняється тим, що сенсорний блок (11, 21) виконаний у вигляді сенсорного блока поверхнево-акустичних хвиль, при цьому сенсорний блок (11, 21) містить пасивний транспондер (11b, 21b), в який інтегрований сенсор щонайменше з одним відбивачем. 3. Компонент за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що виконаний у вигляді компонента турбокомпресора або компонента газової турбіни, або компонента парової турбіни, або компонента розширювача. 4. Турбомашина (1) з безліччю компонентів (10, 20) і блоком оцінки (30) для її контролю, причому, щонайменше один з компонентів (10, 20) містить сенсорний блок (11, 21), розміщений на компоненті (10, 20), причому сенсорний блок (11, 21) містить сенсор (11а, 21а) для реєстрації контрольованого параметра компонента (10, 20) і передавач для обробки/передачі відповідного параметра вимірювального сигналу на блок оцінки (30), причому передавач сенсорного блока (11, 21) виконаний з можливістю передачі на блок оцінки (30) разом з вимірювальним сигналом кодованого ідентифікаційного сигналу, що містить ідентифікаційний код для ідентифікації сенсорного блока (11, 21), причому блок оцінки (30) виконаний з можливістю прийому і обробки ідентифікаційного сигналу, при цьому сенсорний блок (11, 21) виконаний таким чином, що його відділення від компонента (10, 20) можливе тільки при функціональному руйнуванні сенсорного блока (11, 21). 5. Турбомашина за п. 4, яка відрізняється тим, що сенсорний блок (11, 21) виконаний у вигляді сенсорного блока поверхнево-акустичних хвиль, при цьому сенсорний блок (11, 21) містить пасивний транспондер (11b, 21b), в який інтегрований сенсор, щонайменше, з одним відбивачем. 6. Турбомашина за п. 4 або 5, яка відрізняється тим, що блок оцінки (30) містить пам'ять (33), в яку записується певне число єдиних у своєму роді для турбомашини (1) ідентифікаційних кодів, при цьому блок оцінки (30) виконаний з можливістю порівняння переданого передавачем ідентифікаційного коду з ідентифікаційними кодами, що зберігаються у пам'яті (33). 4 UA 104757 C2 5 10 7. Турбомашина за п. 6, яка відрізняється тим, що блок оцінки (30) містить оброблювальну логіку (31), виконану з можливістю співвідношення ідентифікаційних кодів, що зберігаються у пам'яті (33), з різними сенсорами (11а, 21а). 8. Турбомашина за п. 7, яка відрізняється тим, що оброблювальна логіка (31) блока оцінки (30) виконана з можливістю співвідношення кожного сенсора (11а, 21а) з єдиним компонентом (10, 20). 9. Турбомашина за будь-яким з пп. 6-8, яка відрізняється тим, що блок оцінки (30) містить вирішальну логіку (32), яка призначена для визначення ідентифікаційних кодів, що зберігаються у пам'яті (33) як надійних для роботи турбомашини, при цьому вирішальна логіка (32) виконана з можливістю блокування роботи турбомашини (1), якщо прийнятий передавачем ідентифікаційний код не співпадає ні з одним з ідентифікаційних кодів, що зберігаються у пам'яті (33). 10. Турбомашина за будь-яким з пп. 4-9, яка відрізняється тим, що виконана у вигляді турбокомпресора або газової турбіни, або парової турбіни, або розширювача. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5