[发明专利]一种涡轮机的传感器的安装设备

说明书

本发明总的来说与涡轮机的传感器的安装设备有关，特别与改进的用于对准监测涡轮机叶尖振动的传感装置的安装设备有关。

诸如蒸汽轮机和燃气轮机那样的涡轮机包括许多排列着的叶片，这些叶片由轴向对中的轴辐射状地扩展，各排叶片靠高压流体轴向通过涡轮机流动产生的力而转动。由于它们的复杂设计，叶片具有许多共振频率。由转速而增强的叶片共振频率可能产生足以使叶片断裂的应力、并引起大面积损坏。虽然为了防止共振在机械安装之前对叶片进行了设计和试验，但在实际使用之前完成的评价未使叶片经受正常运行时所经历的相同温度、压力和旋转条件。因此为了探测所有的共振，希望监测正在工作的旋转叶片。为了探测在涡轮机投入使用后产生的新的振动问题，也希望监测正在工作的旋转叶片。新的叶片振动可能预示重大的结构变化，这个变化也可能导致机械的大面积损坏以及为进行机械修理而付出昂贵的停机时间代价。

振动监测系统是为了在工作中探测叶片振动而开发的。一个典型系统可能具有多至24个位于各排叶片周围同心地安装的非接触式紧靠型传感器。每个传感器在叶尖旋转通过时产生一个电输出信号。许多振动监测系统用于测量叶尖通过由已知的距离隔开的两个参考点所需要的时间。叶尖振动的测量是以位置-时间数据为基础的，所以传感器的对不准会产生再现振动波形失真。

要解决传感器对不准问题，一般有改进电路设计和提高机械加工精度两种途径。美国专利4.573，358号公开的一种涡轮机叶片振动检测装置则属于前一种。这种装置具有多个等距离设置在涡轮机的一排叶片周围的非接触式紧靠型传感器，每个传感器均能响应通过的叶片而产生输出信号。该装置利用一种新颖的检测电路结构，在传感器未对准时提供补偿，以得到精确的结果。另一种方法，是把传感器精确地安装在一个大环上，该环沿涡轮机机壳、由叶栅向外径向地定位。该环的尺寸和调整环上振动传感器所需要的精确机械加工占了涡轮机振动监测系统生产和安装费用的大部分。此外，在机械加工过程中相当小的误差就可能显著地影响传感器的相对定位，这样就要报废加工的环。所以希望有一种费用小、也能提供对传感器对中调整的安装振动传感器的方法。这样一种可调的安装机械也能用于校正传感器的机械运行期间由热膨胀和离心力造成的对不准。

本发明主要目的是提供一种可调的涡轮机的传感器的安装设备，用于在将传感器装在涡轮机上之后对其对中进行精度调整。

本发明提供了一种涡轮机的传感器的安装设备，用于沿着涡轮机内表面，在连续的对中区域内将传感器对准固定在所选择的位置上，其特征在于：

具有圆形表面的第一元件可围绕第一轴线旋转，并适用于以第一轴线相对于几何中心偏心地固定传感器，当上述第一元件旋转时，上述传感器的几何中心跟踪一个圆形轨迹;

环状的第二元件围绕第二轴线旋转，并与上述第一元件偏心地结合，当上述第二元件旋转时第一轴线跟踪一个圆形轨迹;

用于把上述第一和第二元件围绕第二轴线可旋转地安装到涡轮机内表面的装置;

用于固定上述第一元件，防止其相对于涡轮机内表面旋转的装置;

以及用于固定上述第二元件，防止其相对于上述第一元件旋转的装置。

对中范围的大小是第一和第二元件直径、两个旋转轴线之间偏心率及振动传感器几何中心与第一旋转元件的轴线之间偏心率的函数。为了防止振动传感器在它对中后移动，第一和第二旋转元件可各自固定以防止旋转。

下面，通过附图所示的一最佳实施例（仅作为例子）的描述使本发明更容易理解。

图1是包括新型安装设备的旋转系统的轴向剖面简图;

图2是一个剖面的平面视图，说明按本发明原理构成的双偏心安装设备总的特征;

图3是对图1的局部剖视图，说明图2偏心安装设备沿传感器环的定位;

图4是图2的安装设备的平面图，用图解说明第一环形元件旋转的结果，以便使振动传感器复位。

图5说明在图2和图4中所述的安装设备的传感器连续对中区域;

图6A是一个平行于图2双偏心安装设备的旋转轴线的剖面图，说明本发明的一种形式是内、外圆筒形元件;

图6B是图6A外圆筒形元件剖面的局部透视图;

图7是类似于图6A的剖面图，用图解说明卡箍的布置，用于把双偏心圆筒固定在传感器环中;

图8是图7所述的安装设备的卡箍布置的轴向视图;

图9是双偏心筒形元件的轴向视图，用图解说明卡箍槽的布置。