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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521719A1
Family ID 8124809
Probable Assignee Snecma
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF PERMETTANT DE MESURER EN DYNAMIQUE LE JEU ENTRE
L'EXTREMITE DE L'AUBE LA PLUS LONGUE D'UNE ROUE DE TURBOMACHINE ET LE
CARTER ENTOURANT LADITE ROUE
EN Title TURBOMACHINE WHEEL LONGEST BLADE-WHEEL-GUARD PLAY MEASUREMENT
- BY DYNAMIC METHOD USING ONE FIXED AND ONE MOVING PROXIMITY SENSOR
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION A POUR OBJET UN DISPOSITIF PERMETTANT DE MESURER EN
DYNAMIQUE LE JEU ENTRE L'EXTREMITE DE L'AUBE LA PLUS LONGUE D'UNE ROUE
1 DE TURBOMACHINE ET LA PAROI DU CARTER 3 ENTOURANT LADITE ROUE.
CE DISPOSITIF SE COMPOSE D'UN PREMIER CAPTEUR DE PROXIMITE 4 SOLIDAIRE
DU CARTER 3, D'UN SECOND CAPTEUR DE PROXIMITE 6 SOLIDAIRE DE L'UNE
QUELCONQUE DES AUBES ET DE MOYENS DE CALCUL 8 DELIVRANT, A PARTIR DES
SIGNAUX ISSUS DES CAPTEURS PRECEDENTS, UN SIGNAL QUI EST UNE IMAGE DE
LA DISTANCE SEPARANT L'EXTREMITE DE L'AUBE LA PLUS LONGUE DE CHACUN
DES POINTS DU CARTER.
The device measures dynamically the play between the end of the
longest blade of the wheel (1) of a turbomachine and the interior
surface of the wheel guard (3) which surrounds the wheel. It has a
first proximity sensor (4) of capacitive type which is fixed on the
wheel guard to the right of the wheel and delivers a series of signals
to its associated electronic appts. (5) which are images of the
distances (d) which separate each of the blades (2) from the wheel
guard at that point. A second proximity sensor is fixed to the end of
one of the blades (of rank n for example). It consists of a conducting
surface (6) electrically connected to its electronic equipment (7)
which is situated near the rotor axis. This delivers a signal which is
an image of the distance D(t) which separates the blade of rank n from
different points on the wheelguard. A calculating device (8) receives
signals representing the distances d, and by radioelectric
transmission the signal representing the distance D(t). It calculates
the difference delta between signals from the first sensor
representing the blade carrying the second sensor dn and the longest
blade dmin (delta=dn-dmin) for each turn of the rotor. It subtracts
this difference signal from the signal from the second sensor
(D(t)-deltad) to produce a signal representing the distance separating
the end of the longest blade from each of the points of the
wheelguard.
Description
_________________________________________________________________
DISPOSITIF PERMETTANT DE MESURER EN DYNAMIQUE LE JEU
ENTRE L'EXTREMITE DE L'AUBE LA PLUS LONGUE
D'UNE ROUE DE TtlRBOMACHINE
ET LE CARTER ENTOURANT LADITE ROUE
La presente invention concerne un dispositif qui permet de mesurer en
dynamique le jeu qui existe entre l'extremite de. l'aube la plus
longue d'une roue de turbomachine et la paroi du carter entourant
ladite roue.
Il est bien connu des specialistes que le rendement et le bon
fonctionnement d'une turbomachine sont directement lies aux fuites de
gaz qui peuvent exister entre les extremites des aubes et la paroi du
carter. Ces fuites doi- vent etre aussi faibles que possible; en
cuunsequsnce, les jeux entre les extremites d'aubes et la paroi du
carter doivent etre reduits au maximum. Pendant le fonctionnement de
la turbomachine, ces jeux peuvent varier considerablement du fait
notamment des deformations mecaniques conse- cutives aux temperatures
elevees et aux efforts mecaniques importants. Il est donc souhaitable
de pouvoir mesurer, a chaque instant, en dynamique, la valeur de ces
jeux.
Dans l'art anterieur, il est deja connu de monter sur le carter, au
droit d'une roue, un capteur de proximite qui peut mesurer, en
dynamique, les distances qui separent successivement les extremites de
chacune des aubes de ce point de la paroi du carter. Un capteur
capacitif tel que celui decrit dans la demande de brevet francais
numero 81.09681 deposee le 15 mai 1981 par la Demanderesse peut en
particulier etre utilise pour effectuer une telle mesure. Ce
dispositif serait parfait si le carter demeurait parfaitement
cylindrique et coaxial de la roue, ce qui n'est evidemment pas le cas
en fonctionnement. On peut aussi, mais and l'arret de la machine,
determiner l'aube la plus longue et mesurer la distance qui separe sen
extremite des differents points du carter.Les resultats d'une telle
mesure deviennent completement errones des que la machine fonctionne.
Ces differentes dispositions de l'art anterieur ne donnent donc pas
entierement satisfaction.
Le dispositif conforme a l'invention, permettant de mesurer en
dynamique le jeu qui existe entre l'extremite de l'aube la plus longue
d'une roue de turbomachine et la paroi du carter entourant ladite
roue, comprend - un premier capteur de proximite, fixe sur le carter
au droit de la roue, delivrant une succession de signaux qui sont des
images des distances separant chacune des aubes de la paroi du carter
au point ou ce premier cap teur est fixe, - un deuxieme capteur de
proximite, dont la partie sensi ble est fixee a l'extremite de l'une
quelconque des au bes, delivrant un signal qui est une image de la
distan ce qui separe l'extremtte de ladite aube de chacun des points
de la paroi du carter, - des moyens de calcul qui selectionnent, parmi
les si gnaux issus du premier capteur, ceux correspondant a l'aube
portant le deuxieme capteur et a l'aube la plus longue, en effectuent
la difference puis retranchent cette derniere du signal issu du
deuxieme capteur et de livrent ainsi un signal qui est l'image de la
distance separant l'extremite de l'aube la plus longue de chacun des
points du carter.
Des moyens de transmission appropries sont evidemment places entre le
deuxieme capteur qui est sur la partie tournante de la machine et les
moyens de calcul qui sont solidaires de la partie fixe. Ces moyens de
transmission peuvent avantageusement etre de nature radioelectrique.
Les capteurs utilises peuvent etre capacitifs, du genre de celui
decrit dans la demande de brevet mentionnee ci dessus. Dans le cas du
deuxieme capteur, seule la partie sensible, c'est-a-dire dans ce cas
particulier, la surface conductrice formant armature du condensateur,
est placee a l'extremite de l'aube, les autres constituants etant sur
le rotor, le plus pres possible de l'axe, pour ne pas avoir a subir
une force centrifuge trop importante. Ce deuxieme capteur pourrait
aussi etre constitue par un dispositif emetteur-recepteur fonctionnant
avec des ondes electromagnetiques ou acoustiques dans la gamm2 des
hyperfrequences et relie a l'extremitE de l'aube par un canal formant
guide d'ondes et debouchant a l'extremite de l'aube.
D'autres caracteristiques de l'invention ressortiront de la
description et des figures d'exemples de mise en oeuvre de l'invention
donnes ci-apres a titre non limitatif.
La figure 1 illustre, dans son ensemble, un mode de mise en oeuvre
d'un dispositif de mesure conforme a l'invention.
La figure 2 illustre un -type particulier de capteur utilise sur la
partie tournante de la turbomachine.
Sur la figure 1, on a represente une roue 1 de turbomachine portant
des aubes 2 et tournant a' A l'interieur d'un carter 3. Un capteur dc
proximite 4, par exemple, de type capacitif du genre decrit dans la
demande de brevet pre- citee, est place sur le carter. Ce capteur
delivre, a la sortie de l'appareillage electronique 5 qui lui est
associe une sucession de signaux qui sont des images des distances d
qui separent chacune des aubes de la paroi du carter en ce point.
A l'extremite de l'une quelconque des aubes 2, celle de rang n par
exemple, est placee la partie sensible d'un second capteur. Dans le
cas de la figure, ce second capteur est capacitif et on a depose, en
bout de l'aube, une surface conductrice 6 qui forme armature d'un
condensateur.
Cette surface 6 est reliee electriquement a l'equipement electronique
7 du capteur qui est placee le plus pres possible de l'axe du rotor
pour eviter les effets nuisibles de la force centrifuge et pour ne pas
creer des perturbations trop importantes dans l'equilibrage.
L'equipement electronique 7 delivre a sa sortie un signal qui est une
image de la distance D(t) qui separe l'aube de rang n des differents
points de la paroi du carter 3 au droit de la roue 1.
Des moyens de calcul 8, constitues par exemple par le calculateur de
la regulation de la turbomachine, recoivent, d'une part, directement
les signaux qui representent les distances d et, d'autre part, par des
moyens de transmission, par exemple radioelectriques, composes d'un
emetteur 9 solidaire du rotor et d'un recepteur 10 solidaire du
stator, le signal representatif de la distance D(t).
Parmi les differentes valeurs de d, les moyens de calcul 8 determinent
les valeurs dn et dmini qui correspondent respectivement a l'aube de
rang n portant le second capteur et a l'aube la plus longue. La
determination de dn peut en effet se faire aisement en reperant le
passage de l'aube de rang n devant le premier capteur soit en
utilisant le couplage realise par le condensateur compose des
electrodes des deux capteurs, soit en detectant sur le carter un
signal electromagnetique ou acoustique emis par le second capteur.
Apres selection des valeurs dn et dmini, les moyens de calcul
determinent, pour chaque tour du rotor dd = dn - dmini et effectuent
finalement
D(t) ce qui donne, en fonction du temps, une image de la distance
separant l'extremite de l'aube la plus longue de chacun des points de
la paroi du carter 3 au droit de la roue 1.
La figure 2 illustre l'utilisation d'un autre type de capteur sur
l'aube de rang n. On utilise ici un ensemble emetteur-recepteur 11
fonctionnant avec des ondes electromagnetiques ou acoustiques dans la
gamme des hyperfrequences et relie a un canal 12 se comportant en
guide d'ondes debouchant a l'extremite de l'aube. Les ondes reflechies
sur la paroi du carter 3 permettent de determiner la distance D(t).
On remarque que le dispositif de l'invention permet de suivre en
permanence, pendant le fonctionnement de la turbomachine, l'evolution,
en fonction du temps, du jeu minimal existant entre la roue a aubes et
le carter.
L'information obtenue peut en particulier etre utilisee pour commander
un systeme de correction des deformations, notamment d'origines
thermiques, mettant en oeuvre par exemple des circulations pilotees de
gaz chauds ou froids.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dispositif permettant de mesurer en dynamique le jeu entre
l'extremite de l'aube la plus longue d'une roue de turbomachine et le
carter entourant ladite roue caracterise en ce qu'il comprend - un
premier capteur de proximite (4) fixe sur le carter(3) au droit de la
roue (1) delivrant une succession designaux qui sont des images des
distances (d) separantchacune des aubes (2) de la paroi du carter (3)
au pointou ce premier capteur (4) est fixe, - un deuxieme capteur de
proximite, dont la partie sensible est fixee a l'extremite de l'une
quelconque desaubes (2) delivrant un signal qui est une image de
ladistance (D(t)) qui separe l'extremite de ladite aube dechacun des
points de la paroi du carter (3), - des moyens de calcul (8) qui
selectionnent, parmi lessignaux issus du premier capteur, ceux (dn,
dmini) quicorrespondent respectivement a l'aube portant le deuxieme
capteur et a l'aube la plus longue, en effectuentla difference (ad =
dn - dmini) puis retranche cettederniere du signal issu du deuxieme
capteur (D(t) - Ad)et delivrent ainsi un signal qui est image de la
distance separant l'extremite de l'aube la plus longue dechacun des
points du carter.
2. Dispositif suivant la revendication l,caracterise en ce que des
moyens de transmission sont places entre le deuxieme capteur et les
moyens de calcul (8).
3. Dispositif suivant la revendication 2, caracterise en ce que les
moyens de transmission sont de nature radio electrique et sont
constitues d'un emetteur (9) solidaire du rotor et d'un recepteur (10)
solidaire du stator.
4. Dispositif suivant l'une des revendications precedentes caracterise
en ce que le premier capteur de proximite est un capteur capacitif.
5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 a 3, caracterise en
ce que le second capteur est capacitif, sa partie sensible fixee a
l'extremite de l'aube etant une surface conductrice (6) formant
armature a d'un condensateur et etant reliee electriquement a un
equipement electronique (7) place a proximite de l'axe du rotor.
6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 a 3, caracterise en
ce que le second capteur est constitue par un emetteur-recepteur (11)
fonctionnant avec des ondes electromagnetiques ou acoustiques dans la
gamme des hyperfrequences et relie a l'extremite de l'aube par un
canal (12) formant guide d'ondes et debouchant a l'extremite de
l'aube.
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