[发明专利]确定机器中运动部件与静止部件之间间隙的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及机器领域，且更具体地涉及用于确定机器的运动部件与静止部件之间间隙的方法与装置。

背景技术

在旋转机器领域中，常常需要测量运动构件或旋转构件与静止构件之间的间隙。没有恰当的间隙，旋转构件会接触静止构件。接触且尤其是高速接触可导致损坏旋转构件与静止构件的其中一个或另一个。在有些情况下，测量间隙是极小地具有侵害性的步骤。然而，在多数情况下测量间隙要求一定程度地拆解或拆卸机器。当机器在运转时，间隙由于热、离心力等而有所变化。因此，静止间隙必须设有一定程度的适应性以允许可能发生的任意变化。热、疲劳以及其它情况足以改变运动构件与静止构件之间的运行间隙。为了保证机器在公差内运转，要求定期维护以测量和调整间隙。在多数情况下，假定需要至少部分地拆解来测量间隙，维护要求机器停机。机器停机是耗时和花费成本的过程，这将对设备的产量有消极影响。

在一些情况下，使用微波来测量涡轮机构件之间的运行或运动间隙。在这种情况下，在涡轮机中，微波发送器安装在运动构件上而接收器安装在静止构件上。然后微波在接收器与发送器之间传递以确定间隙。多数情况下这是有效的，但微波受水的影响。考虑到微波与水之间的交互作用，用于检测间隙的微波系统对于在其中的工作流体具有高含水量的涡轮机如蒸汽涡轮机，将不会特别有效。

发明内容

通过提供根据本发明示例性实施例所构成的机器，克服了背景技术的缺点并提供了额外的优点。该机器包括：静止部件以及相对该静止部件可旋转地安装的运动部件。该运动部件包括中央轮毂以及至少一个运动构件。该至少一个运动构件包括固定连接到中央轮毂的第一端部，以及第二端部和中间部分。该运动部件的第二端部与静止部件隔开以形成间距。至少一个发送元件安装到静止部件与运动部件的其中一个上。该至少一个发送元件发出经过该间距具有预定频率的声波。至少一个接收元件安装到静止部件与运动部件中的另一个上。该至少一个接收元件接收来自发送元件的声波。该机器还包括可操作地连接到该至少一个发送元件与该至少一个接收元件中的至少一个上的控制器。该控制器基于经过该间距的声波来确定在运动部件与静止部件之间延伸的间隙距离。

根据本发明的另一示范性实施例，一种确定机器的运动部件与静止部件之间间隙的方法，包括：从设置在机器的运动部件与静止部件的其中一个上的至少一个发送元件生成具有预定频率的声波，以及引导声波经过在运动部件与静止部件之间延伸的间距。该方法还包括从安装到运动部件与静止部件中的另一个上的至少一个接收元件接收声波，以及基于经过该间距的声波信号来确定运动部件与静止部件之间的间隙。

通过本发明示范性实施例的技术认识到另外的特征及优点。本文详细描述了本发明的其它示范性实施例及其它方面，并将其视作为要求保护的本发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点及特征，请参照描述及附图。

附图说明

图1是根据本发明示范性实施例的包括用于确定运动部件与静止部件之间间隙的系统的涡轮机的局部截面视图；

图2是图1所示的涡轮机的一部分的详细视图，显示了根据本发明另一示范性实施例的发送元件及接收元件；

图3是根据本发明示范性实施例的用于确定运动部件与静止部件之间间隙的系统的示意图；

图4是根据本发明示范性实施例的具有已定位的无源发送元件的旋转部件的尖端部的局部透视图；以及

图5是根据本发明另一示范性实施例的具有已定位的无源发送元件的旋转部件发尖端部的局部透视图。

零件清单

2      涡轮机

4      燃烧部

6      涡轮部

9      静止部件

10     外壳

13     护罩

18     多个级

19     多个级

20     多个级

23     涡轮风扇组件/运动部件

28     中央轮毂

29     运动构件

30     多个旋转构件

31     部件/涡轮叶片

35     主体

37     第一端部

38     第二端部

39     中间部分

44     间距

50     系统

60      发送元件

64      扬声器

70      接收元件

74      麦克风

80      控制器