Способ контроля системы охлаждения лопаток турбины газотурбинного двигателя

Авторы патента:

G01P5/001 - Измерение скорости текучих сред, например воздушных потоков; измерение скорости твердых тел, например судов, самолетов и т.п., относительно текучей среды (применение измерителей скорости для измерения объема текучих сред G01F)

G01M15/14 - Испытание машин и двигателей (испытание топливовпрыскивающей аппаратуры F02M 65/00; испытание зажигания двигателей внутреннего сгорания, например проверка синхронизации F02P 17/00; обнаружение стуков в двигателях внутреннего сгорания G01L 23/22)

F01D5/181 - Рабочие лопатки; элементы, на которых закрепляются лопатки (паровыпускные патрубки F01D 9/02); устройства для подогрева, теплоизоляции, охлаждения или устранения вибраций лопаток или несущих их элементов

F01D5/18 - пустотелые лопатки; устройства для подогрева, теплоизоляции или охлаждения лопаток

Владельцы патента RU 2696067:

Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при контроле системы охлаждения турбинных лопаток газотурбинных двигателей. Заявлен способ контроля системы охлаждения лопаток турбины газотурбинного двигателя, характеризующийся тем, что устанавливают лопатку турбины в приспособлении, осуществляют продувку каналов охлаждения лопатки турбины рабочей средой, применяют в качестве рабочей среды воздух, оценивают бесконтактным методом систему охлаждения лопатки турбины и контролируют скорость выхода воздуха из каналов охлаждения лопаток турбины. Для осуществления бесконтактного метода используют измеритель скорости воздуха, например лазерный анемометр, закрепляют лопатку турбины на фланце промышленного робота-манипулятора. Синхронизируют системы координат промышленного робота-манипулятора и измерительной системы, например, лазерным трекером. Позиционируют каналы охлаждения лопатки турбины относительно измерительной системы, применяют персональный компьютер в процессе измерения, осуществляют продувку каналов охлаждения лопаток турбины с постоянным расходом рабочей среды. Измеряют скорость воздуха из системы охлаждения лопатки турбины отдельно по каждому каналу охлаждения, обрабатывают данные, поступающие с бесконтактного измерителя скорости потока, сравнивают полученные замеры скоростей из системы охлаждения лопаток турбины с эталонной моделью лопатки турбины или расчетной моделью, определяют отклонения системы охлаждения лопатки турбины и геометрии каналов. Технический результат - ускорение процесса контроля системы охлаждения лопатки турбины и повышение точности операции контроля лопаток турбины, определить годность лопаток турбины ГТД. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при контроле системы охлаждения турбинных лопаток газотурбинных двигателей (далее ГТД).

Известен способ контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД, наиболее близкий к предлагаемому изобретению, и выбранный за прототип (RU 2219531, МПК G01N 25/00, публ. 20.12.2003), характеризующийся тем, что лопатку турбины устанавливают в приспособлении, осуществляют продувку каналов охлаждения лопатки турбины рабочей средой, применяют в качестве рабочей среды воздух, оценивают бесконтактным методом систему охлаждения лопатки турбины и контролируют скорость выхода воздуха из каналов охлаждения лопаток турбины ГТД.

Недостатком данного способа является невысокая точность метода, отсутствие автоматизации измерений, отсутствие возможности контроля отклонения геометрии при изготовлении системы охлаждения лопатки турбины ГТД, в том числе каждого отверстия перфорации лопатки турбины ГТД.

Технической проблемой при осуществлении прототипа является низкая точность контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД и необходимость нагрева лопатки для последующего измерения температуры поверхности тепловизором.

Техническим результатом заявленного изобретения является ускорение процесса контроля системы охлаждения лопатки турбины ГТД и повышение точности операции контроля лопаток турбины ГТД.

Технический результат достигается за счет того, что в способе контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД, характеризующемся тем, что устанавливают лопатку турбины в приспособлении, осуществляют продувку каналов охлаждения лопатки турбины ГТД рабочей средой, применяют в качестве рабочей среды воздух, оценивают бесконтактным методом систему охлаждения лопатки турбины ГТД и контролируют скорость выхода воздуха из каналов охлаждения лопаток турбины, согласно изобретению, для осуществления бесконтактного метода используют измеритель скорости воздуха, закрепляют лопатку турбины ГТД на фланце промышленного робота-манипулятора, синхронизируют системы координат промышленного робота-манипулятора и измерительной системы, позиционируют каналы охлаждения лопатки турбины ГТД относительно измерительной системы, применяют персональный компьютер в процессе измерения, осуществляют продувку каналов охлаждения лопаток турбины ГТД с постоянным расходом рабочей среды, измеряют скорость воздуха из системы охлаждения лопатки турбины ГТД отдельно по каждому каналу охлаждения, обрабатывают данные, поступающие с бесконтактного измерителя скорости потока, сравнивают полученные замеры скоростей из системы охлаждения лопаток турбины ГТД с эталонной моделью лопатки турбины ГТД или расчетной моделью, определяют отклонения системы охлаждения лопатки турбины ГТД и геометрии каналов.

Кроме того, согласно изобретения, в качестве измерителя скорости воздуха используют лазерный анемометр.

Кроме того, согласно изобретения, системы координат промышленного робота-манипулятора и измерительной системы синхронизируют лазерным трекером.

В предлагаемом изобретении, в отличии от прототипа, применение бесконтактного метода измерителя скорости воздуха, например, лазерного анемометра, позволяет автоматизировать и ускорить процесс контроля системы охлаждения лопатки турбины ГТД, повысить точность операции контроля лопаток турбины ГТД за счет использования высокоточного измерительного оборудования и непосредственного контроля каждого канала системы охлаждения лопатки турбины ГТД, оценить, как пропускную способность и засорения каналов лопаток турбины ГТД, так и отклонения геометрии лопаток турбины ГТД.

На фиг. 1 - представлен стенд контроля систем охлаждения лопаток турбины ГТД.

На фиг. 2 - представлены критерии оценки годности лопатки турбины ГТД.

Способ контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД реализуется следующим образом:

Лопатка турбины ГТД 1 устанавливается в приспособление 2, закрепляется на фланце промышленного робота-манипулятора 3. Для бесконтактного метода используют измеритель скорости воздуха, например, лазерный доплеровский анемометр (далее ЛДА) 5, в основе метода лежит эффект Доплера - изменение частоты регистрируемых колебаний при движении источника или приемника волн. Лазерным трекером 4, который необходим для правильного позиционирования системы координат робота-манипулятора относительно системы ЛДА 5, осуществляют синхронизацию систем координат промышленного робота-манипулятора 3 и ЛДА 5. Позиционируют каналы охлаждения лопатки турбины ГТД 1 относительно измерительной системы, применяют персональный компьютер 18 и управляющую программу для автоматизации и ускорения в процессе измерения. Выполняется запуск систем стенда, ресивер 6, представляющий собой резервуар большого объема, накачивается промышленным воздухом компрессором 7 до необходимого давления. В ресивер 6 для измерения, выполняется подмешивание трассирующих частиц, например, дыма. Подмешивание частиц реализуется с помощью дымогенератора 8 через эжектор 9. Расход дыма регулируется кранами 10, 11, 12. Выполняется настройка расхода воздуха в лопатку турбины ГТД 1 регулированием кранов стенда 13, 14, 15. Осуществляется продувка с постоянным расходом рабочей среды. Контроль осуществляется по расходомерам 16, 17. После достижения требуемого расхода оператором выполняется запуск измерений через персональный компьютер 18. Промышленный робот-манипулятор 3 вращает лопатку турбины ГТД 1 относительно точки измерения ЛДА 5. ЛДА 5 осуществляет измерение скорости выходящего воздуха напротив каждого канала охлаждения лопатки турбины ГТД 1. Определяется максимальная скорость воздуха Vi м/с и положение пика скорости δi мм для каждого канала охлаждения в относительной системе координат. Система обработки стенда оценивает отклонения ΔVimax м/с, Δδimax мм положения пика δimax мм и скорости потока Vimax м/с от целевого значения эталона Viэmax м/с, δiэmax мм (фиг. 2) для каждого отверстия перфорации и выдает заключение о годности лопатки турбины ГТД 1. В качестве эталона может быть использована расчетная модель или эталонная лопатка турбины ГТД 1.

Таким образом, выполнение предлагаемого изобретения с вышеуказанными отличительными признаками позволяет автоматизировать и ускорить процесс контроля системы охлаждения лопатки турбины и повысить точность операции контроля лопаток турбины, определить годность лопаток турбины ГТД.

1. Способ контроля системы охлаждения лопаток турбины газотурбинного двигателя, характеризующийся тем, что устанавливают лопатку турбины в приспособлении, осуществляют продувку каналов охлаждения лопатки турбины рабочей средой, применяют в качестве рабочей среды воздух, оценивают бесконтактным методом систему охлаждения лопатки турбины и контролируют скорость выхода воздуха из каналов охлаждения лопаток турбины, отличающийся тем, что для осуществления бесконтактного метода используют измеритель скорости воздуха, закрепляют лопатку турбины на фланце промышленного робота-манипулятора, синхронизируют системы координат промышленного робота-манипулятора и измерительной системы, позиционируют каналы охлаждения лопатки турбины относительно измерительной системы, применяют персональный компьютер в процессе измерения, осуществляют продувку каналов охлаждения лопаток турбины с постоянным расходом рабочей среды, измеряют скорость воздуха из системы охлаждения лопатки турбины отдельно по каждому каналу охлаждения, обрабатывают данные, поступающие с бесконтактного измерителя скорости потока, сравнивают полученные замеры скоростей из системы охлаждения лопаток турбины с эталонной моделью лопатки турбины или расчетной моделью, определяют отклонения системы охлаждения лопатки турбины и геометрии каналов.

2. Способ контроля системы охлаждения лопаток турбины газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что в качестве измерителя скорости воздуха используют лазерный анемометр.

3. Способ контроля системы охлаждения лопаток турбины газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что системы координат промышленного робота-манипулятора и измерительной системы синхронизируют лазерным трекером.

Изобретения относятся к области измерительно-преобразующей техники и могут быть использованы для поверки роторных анемометров. Способ позволяет проводить поверку роторного анемометра непосредственно на месте его эксплуатации.

Способ определения скорости ветра над водной поверхностью // 2627016

Предложен способ определения скорости ветра над водной поверхностью, в котором получают более двух пространственно-временных изображений водной поверхности из оптических изображений, полученных с помощью более чем двух оптических систем на основе линеек ПЗС-фотодиодов, синхронизированных между собой единым задающим генератором и установленных с разными направлениями визирования в заданном угловом секторе, определяемом азимутальным углом между крайними линейками ПЗС-фотодиодов, причем каждая линейка ПЗС-фотодиодов регистрирует одномерные оптические изображения с захватом линии горизонта и части неба под малыми углами наблюдения, стыкуют по дальности два полученных с соседних линеек ПЗС-фотодиодов изображения по дальности, определяют направления распространения ветровых порывов (определяют углы между направлениями визирования соседних линеек ПЗС-фотодиодов и направлением движения полос ветровых порывов между соседними линейками ПЗС-фотодиодов) и скорость ветровых порывов для соседних линеек ПЗС-фотодиодов по углам наклона полос ветровых порывов на пространственно-временных изображениях, полученных соседними линейками ПЗС-фотодиодов, и известному углу между направлениями визирования соседних линеек ПЗС-фотодиодов, скорость ветра определяют над каждой точкой водной поверхности в направлении визирования каждой линейки ПЗС-фотодиодов из известной модельной зависимости дисперсии уклонов волн от скорости ветра с учетом направления ветровых порывов, а значение дисперсии уклонов волн в направлении визирования в каждой точке водной поверхности получают решая задачу «обращения» зависимости яркости водной поверхности от дисперсии уклонов волн с учетом углового распределения яркости неба, причем для решения задачи «обращения» используют в каждой точке водной поверхности в направлении визирования каждой линейки ПЗС-фотодиодов сравнение измеренной яркости водной поверхности, нормированной на яркость неба у горизонта, зарегистрированной в оптическом изображении водной поверхности, и модельной (расчетной) нормированной яркости водной поверхности, при этом в формуле для яркости водной поверхности используют либо аналитическое выражение для углового распределения яркости неба в зависимости от условий освещения, либо используют угловое распределение яркости неба и окологоризонтного участка водной поверхности, зарегистрированное в цифровом виде в случае необходимости достижения высокого пространственного разрешения на водной поверхности в направлении визирования линеек ПЗС-фотодиодов либо с помощью двух взаимно откалиброванных видеокамер, на объективы которых установлены поляроиды с вертикально и горизонтально расположенными осями пропускания, либо с помощью одной видеокамеры, на объектив которой, как и на объективы линеек ПЗС-фотодиодов, установлены поляроиды или с вертикально, или с горизонтально расположенной осью пропускания, при этом в линейках ПЗС-фотодиодов используют длиннофокусные узкоугольные объективы, а в случае необходимости достижения широкой полосы обзора - с помощью самих линеек ПЗС-фотодиодов с установленными на них широкоугольными объективами и установленными на объективах поляроидами с вертикально или горизонтально расположенной осью пропускания.

Способ измерения скорости течения крови // 2610559

Изобретение относится к измерительной технике и касается способа измерения скорости течения жидкости с рассеивающими свет частицами. Способ включает в себя освещение потока жидкости одновременно двумя пучками лазерного излучения и определение спектра мощности P12(f) отраженного сигнала.

Способ измерения скорости потока флюида в скважине и автономный скважинный термоанемометр для его осуществления // 2599740

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении геофизических исследований в горизонтальных и наклонно-направленных действующих нефтяных скважинах.

Указание параметров ветра // 2571439

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для указания параметров ветра при посадке летательного аппарата. Сущность: устройство развертывается вдоль воздушной траектории по направлению к поверхности земли, например, после сброса с летательного аппарата в полете.

Анемометр // 2535650

Предложенное изобретение относится к микромеханическим системам для измерения потоков жидкостей и газов и определения направления данных потоков. Заявленный анемометр, предназначенный для измерения указанных величин, содержит цилиндр, датчики, расположенные на его поверхности, и блок съема и анализа данных.

Скважинный датчик // 2498061

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения параметров потока флюида (нефть, вода, газ и их смеси), таких как температура, скорость и фазовый состав, и может быть использовано при проведении геофизических исследований скважин, а также при контроле за транспортировкой жидких углеводородов по трубопроводной системе.

Способ контактного измерения профилей скорости ветра и течений в зоне волнения // 2488835

Оптический измерительный преобразователь смещения // 2319158

Термоанемометрический датчик скорости движения флюидов // 2315323

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для измерения скорости движения жидкости или газа по стволу действующей скважины. .

Система воздушных сигналов вертолета // 2695964

Изобретение относится к способу измерения высотно-скоростных параметров вертолета. Для измерения высотно-скоростных параметров измеряют параметры набегающего воздушного потока и результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего винта с помощью неподвижного комбинированного приемника, преобразуют их в цифровые сигналы, осуществляют их обработку и определяют высотно-скоростные параметры в вычислительном устройстве (вычислителе) по заданным уравнениям, при этом параметры набегающего воздушного потока воспринимает неподвижный панорамный ионно-меточный датчик, в котором искровой разрядник, подключенный к высоковольтному источнику, генерирует ионные метки, обладающие электростатическим зарядом, регистрируют скорость и угол траектории ее движения совместно с потоком с помощью платы с приемными электродами и измерительной схемы с цифровым выходом, который подключен ко входу вычислителя, при этом с помощью отверстия-приемника, расположенного на обтекаемой поверхности платы с приемными электродами ионно-меточного датчика, воспринимают статическое давление набегающего воздушного потока, преобразуют его с помощью цифрового датчика абсолютного давления в цифровой сигнал, который подают на вход вычислителя, который определяет высотно-скоростные параметры вертолета на всех режимах эксплуатации определенным образом.

Способ определения вертикальных распределений скорости и направления ветра // 2692736

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения вертикальных распределений скорости и направления ветра. Сущность: вертикально вверх запускают беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертолетного (мультироторного) типа в режиме удержания географических координат и ориентации, снабженный датчиками наклона, температуры, давления, влажности и потребляемой двигателями мощности.

Способ определения отношения усреднённых скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усреднённому значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости // 2690050

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения отношения усредненных скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости, например, в паропроводе от парогенератора.

Контрольно-проверочный комплекс для проверки доплеровских измерителей скорости и сноса // 2676225

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля и измерения электрических параметров авиационного радиооборудования, а именно доплеровских измерителей скорости и сноса.

Способ измерения скорости потока диэлектрического вещества // 2670707

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения скорости потока и расхода диэлектрического вещества (жидкости, газа, сыпучего вещества), перемещаемого по трубопроводу.

Способ и устройство для ультразвукового измерения расхода накладным методом и схемное устройство для управления ультразвуковым измерением расхода накладным методом // 2660011

Изобретение относится к способу и устройству для ультразвукового измерения расхода накладным методом по методу измерения времени прохождения. Для соответствующего изобретению способа ультразвукового измерения расхода по методу измерения времени прохождения на измерительной трубе расположены по меньшей мере четыре акустических преобразователя, которые с помощью устройства управления управляются таким образом, что измерение расхода осуществляется попеременно друг за другом в X-образной компоновке и отражательной компоновке.

Способ определения изменяющегося пространственного распределения частиц во множество моментов времени // 2658506

Изобретение относится к способу определения пространственного распределения частиц. Способ определения содержит следующие этапы: получение реальных двумерных изображений частиц с различными эффективными функциями отображения в соответствующий момент времени; задание оцененного пространственного распределения частиц; вычисление виртуальных двумерных изображений оцененного пространственного распределения с различными функциями отображения; регистрацию различий между виртуальными двумерными изображениями и реальными двумерными изображениями; и изменение оцененного пространственного распределения частиц с целью получить пространственное распределение, приближенное к фактическому пространственному распределению частиц в момент времени.

Расходомер с улучшенным временем прохождения сигнала // 2657343

Настоящее изобретение относится к расходомерам и, в частности, к ультразвуковым расходомерам с временем прохождения. Согласно изобретению предлагается способ определения скорости потока жидкости в трубопроводе для текучей среды.

Способ измерения и аэрометрический измеритель параметров ветра на борту самолета // 2650415

Группа изобретений относится к области авиационного приборостроения и может быть использована для измерения параметров ветра на борту самолета. Сущность изобретений заключается в том, что с помощью двух датчиков измерения давления набегающего воздушного потока, приемные каналы которых расположены под одинаковыми углами зеркально симметрично относительно оси поворотного малоинерционного устройства, регистрируют давление ветрового потока, сигналы от датчиков поступают на блок управления синхронно-следящим приводом выполненного с возможностью разворота поворотного малоинерционного устройства таким образом, что его измерительная ось неизменно совмещается с направлением набегающего воздушного потока и с направлением вектора истинной скорости самолета, и при известных параметрах вектора истинной скорости, а также значениях путевой скорости, измеренной любым способом, вычисляют мгновенные значения скорости и направления ветра.

Способ определения усредненных значений горизонтальной и вертикальной составляющих скорости ветра и его направления // 2650094

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения усредненных значений горизонтальной и вертикальной составляющих скорости ветра и его направления.

Способ обнаружения дисбаланса топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя (варианты) // 2695237

Изобретение может быть использовано в системах управления для двигателей внутреннего сгорания. Предлагаются способы для обнаружения дисбаланса топливно-воздушной смеси, характерного для некоторого цилиндра двигателя.