CS242999B1

CS242999B1 - Temperature sensor with spring-loaded thermocouple

Info

Publication number: CS242999B1
Application number: CS844644A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Mokris; Vaclav Petak; Milan Ondra
Original assignee: Jaroslav Mokris; Vaclav Petak; Milan Ondra
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS464484A1

Abstract

Snímač je vhodný pro měření teplot kluzných radiálních ložisek velkých rotač- * nich strojů, např. turbokompresorů, jejichž rotory jsou uloženy v ložiskových stojanech. Odpružená část obsahuje pouzdro se závitovým hrdlem pro uchycení na ložiskový stojan. Snímač má tuhou trubkovou část, do níž je zapájen pláštový termočlánek, jehož aktivní část za zapájením je dlouhá 15 mm í 5 mm. Trubková část je součástí předního vodítka, které je suvně uloženo v dutině pouzdra. Posuv je vyvozován v ose snímače zabudovanou pružinou, která je opřena prostřednictvím zadní opěrky o zadní vodítko a prostřednictvím přední opěrky o přední vodítko. Zadní vodítko je s vůlí uloženo v duté matici, zašroubované do pouzdra na jeho druhém konci. V matici je zafixováno šroubem a utěsněno ucpávkami. Obě opěrky jsou souosé a jsou v ose snímače zajištěny čepem.The sensor is suitable for measuring the temperatures of sliding radial bearings of large rotating machines, e.g. turbocompressors, whose rotors are mounted in bearing stands. The spring-loaded part contains a housing with a threaded neck for attachment to the bearing stand. The sensor has a rigid tubular part into which a sheath thermocouple is soldered, the active part of which is 15 mm í 5 mm long after soldering. The tubular part is part of the front guide, which is slidably mounted in the cavity of the housing. The displacement is exerted in the sensor axis by a built-in spring, which is supported by the rear support on the rear guide and by the front support on the front guide. The rear guide is mounted with clearance in a hollow nut, screwed into the housing at its other end. It is fixed in the nut with a screw and sealed with seals. Both supports are coaxial and are secured in the sensor axis by a pin.

Description

Vynález se týká snímače teploty s odpruženým plášťovým termočlánkem, který je určen k měření teplot kluzných radiálních ložisek velkých rotačních strojů, např. turbokompresorů, turbin a elektromotorů.The invention relates to a temperature sensor with a spring-clad thermocouple which is intended to measure the temperatures of sliding radial bearings of large rotary machines, eg turbo-compressors, turbines and electric motors.

Teplota komposice kluzných radiálních ložisek'je rozhodující nejen pro životnost ložiska, ale je častou příčinou neočekávané havárie celého stroje. Proto je nutné preventivně sledovat teplotu kluzné plochy měřením teploty oleje, který je odváděn z kluzné plochy ložiska.The composition temperature of plain bearings is not only critical to the life of the bearing, but is a frequent cause of an unexpected crash of the entire machine. Therefore, it is necessary to preventively monitor the temperature of the sliding surface by measuring the temperature of the oil that is drained from the sliding surface of the bearing.

Při tomto měření je aktivní teplotní čidlo umístěno pokud možno co nejblíže ložisku, aby teplotní rozdíl mezi teplotou oleje v místě měření byl vůči teplotě oleje přímo na kluzné ploše co nejmenší.In this measurement, the active temperature sensor is positioned as close as possible to the bearing so that the temperature difference between the oil temperature at the measuring point is as small as possible relative to the oil temperature directly on the sliding surface.

Přesto je tento způsob měření nepřesný a zkušenosti ukazují, že nevylučuje možnost zadření ložiska, a tím i možnost eventuelní havárie stroje. Z tohoto důvodu se v poslední době přechází na takové měření teploty ložisek, ve kterém se aktivní konec teplotního čidla vkládá přímo pod kluznou plochu ložiska a sice do jeho nejnamáhanějších, a proto nejteplejších míst.Nevertheless, this method of measurement is inaccurate and experience has shown that it does not exclude the possibility of seizure of the bearing and thus the possibility of a possible machine failure. For this reason, the temperature measurement of bearings has recently been introduced in which the active end of the temperature sensor is inserted directly under the bearing sliding surface, namely in its most stressed and therefore hottest spots.

Je také známo, že u radiálních ložisek jde o místa, která leží cca 30 úhlových stupňů pod dělicí horizontální rovinou ložiska, ve směru proti otáčení hřídele. Nejteplejší místo není ve středu šířky ložiska, ale v místech ležících blíže k jeho okraji.It is also known that radial bearings are places which lie approximately 30 angular degrees below the bearing horizontal plane of the bearing, in the direction opposite to the rotation of the shaft. The hottest point is not in the center of the bearing width, but in places closer to its edge.

Vhodné umístění aktivního čidla pod kluznou plochou je tedy známé. Otevřeným problémem' však zůstává vhodná konstrukce snímače teploty, který by byl jednoduchý, přitom spolehlivý, ale především aby byl vhodný pro umístění u velkých stacionárních rotačních strojů, jako jsou např, turbokompresory.A suitable location of the active sensor below the sliding surface is therefore known. However, a suitable design of the temperature sensor remains an open problem, which is simple, yet reliable, but above all suitable for placement in large stationary rotary machines, such as, for example, turbo-compressors.

Tyto stroje mají ložiska uložená v masivních stojanech a přístup k nim je prakticky možný jen po odklopení vršku ložiskových stojanů a u některých, zejména chladivových turbokompresorů, teprve po odklopení celé horní poloviny skříně.These machines have bearings housed in massive stands and can only be accessed by tilting the top of the bearing racks and, in some, especially refrigerant turbo-compressors, only after the entire upper half of the housing has been tilted.

Je známo např. odpružené čidlo teploměru, jehož aktivní konec je umístěn ve válcové komoře, v jejíž ose je vedena tělesem ložiska drážka pro vedení vlastního čidla, např. termočlánku.For example, a spring-loaded thermometer sensor is known whose active end is located in a cylindrical chamber, in the axis of which a groove for guiding the sensor itself, such as a thermocouple, is guided by the bearing body.

Nedostatkem tohoto řešeni právě je, že při výměně čidla se musí demontovat vršek ložiskového stojanu, nadzvednout rotor a provést demontáž ložiskové pánve nad ložiskovým stoj anem,The disadvantage of this solution is that when replacing the sensor, the top of the bearing stand must be removed, the rotor must be lifted and the bearing shell removed from the bearing stand,

Jsou známy i takové snímače teploty, jejichž systém vypružení termočlánku je co do délky průběžně měnitelný ve značném rozsahu a je ho tak možné umístit .. podle potřeby na vhodné místo.Temperature sensors are known in which the thermocouple suspension system is continuously variable in length over a wide range and can thus be placed in a suitable location as required.

Takovéto snímače se však hodí pro pevné uložení konce termočlánku v jímce, kde nemůže dojít k jeho prohnutí. Toto řešení však nevylučuje deformaci termočlánku v jeho horní části, a proto není použitelné pro měření teplot ložisek, kde je nutné mít aktivní konec plášťového termočlánku volný, s možností přímého kontaktu s měřeným místem.Such sensors, however, are suitable for firmly placing the thermocouple end in a well where it cannot be bent. However, this solution does not exclude deformation of the thermocouple in its upper part and is therefore not applicable for bearing temperature measurements where the active end of the sheath thermocouple must be free, with the possibility of direct contact with the measured location.

Jiné známé snímače tohoto druhu jsou zase příliš složité, nebo nejsou vhodné pro zasunutí do přímého vývrtu, který prochází ložiskovým stojanem, tělesem ložiska až pod povrch ložiskové výstelky.Other known sensors of this kind are in turn too complex or are not suitable for insertion into a straight bore that passes through the bearing stand, through the bearing housing up to the surface of the bearing liner.

Uvedené nevýhody z podstatné části odstraňuje řešení podle vynálezu. Jeho podstatou je, že odpružená část snímače obsahuje pouzdro, zakončené na předním konci závitovým hrdlem pro uchycení na spodek ložiskového stojanu.This solution is substantially eliminated by the solution according to the invention. Its essence is that the spring-loaded part of the sensor comprises a housing terminated at the front end by a threaded neck for attachment to the bottom of the bearing stand.

Plášťový termočlánek je 15 mm - 5 mm od svého aktivního konce zapájen do rovné a tuhé trubkové části předního vodítka. Přední vodítko je s posuvem do 10 mm uloženo na předním konci dutiny pouzdra, je vedeno v několika závitech rozšířenou dutinou pouzdra a odtud do zadního vodítka.The sheathed thermocouple is soldered 15 mm - 5 mm from its active end into the straight and rigid tubular part of the front guide. The front guide, with a displacement of up to 10 mm, is mounted on the front end of the sleeve cavity, is guided in several threads through the expanded sleeve cavity and from there to the rear guide.

Zadní vodítko je s vůlí uloženo v duté matici zašroubované do pouzdra na jeho druhém konci, přičemž je v matici zafixováno šroubem a utěsněno ucpávkami. Na přední vodítko je pružinou přitlačována přední opěrka a na zadní vodítko zadní opěrka. Obě opěrky jsou souosé a jsou v této poloze propojeny a zajištěny v ose snímače uloženým čepem.The rear guide is loosely housed in a hollow nut screwed into the housing at its other end, being fixed in the nut by a screw and sealed with glands. The front headrest is spring-loaded with the front head restraint and the rear head restraint. Both supports are coaxial and are in this position interconnected and secured in the axis of the sensor by a journal.

Hlavní výhodou řešení snímače teploty podle vynálezu je jeho snadná montáž a demontáž v provozních podmínkách. Odstraňuje pracné demontáže horních částí ložiskových stojanů, či skříní při jeho montáži na stroj.The main advantage of the solution of the temperature sensor according to the invention is its easy assembly and disassembly in operating conditions. It removes laborious dismantling of the upper parts of the bearing stands or cabinets when it is mounted on the machine.

Jeho zasouvání do přímého vývrtu, zasahujícího z ložiskového stojanu až pod kluznou plochu ložiska, je jednoduché a přesné. Konstrukce snímače a řešení přímého vývrtu dává možnost snímat teploty radiální části i radiálně-axiálních ložisek.Its insertion into a straight bore that extends from the bearing stand to below the bearing sliding surface is simple and accurate. The design of the sensor and the solution of the direct bore gives the possibility of sensing the temperatures of the radial part and the radial-axial bearings.

tt

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad provedení odpružené části snímače teploty s plášťovým termočlánkem podle vynálezu, zabudovaným do ložiskového stojanu. Na obr. 1 je nakreslen podélný řez této části snímače a na obr. 2 pak řez A-A z obr. 1.The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of a spring-loaded part of a temperature sensor with a jacket thermocouple according to the invention incorporated into a bearing rack. FIG. 1 is a longitudinal section through this portion of the sensor; and FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1.

Na obr. 3 je znázorněna poloha aktivního konce termočlánku v tělese ložiska pod ložiskovou výstelkou. Snímač teploty s odpruženým plášťovým termočlánkem dle obr. 1 je tvořen vlastním plášťovým termočlánkem 2 ° průměru 2 mm, stavitelným samočinně co do délky v pouzdru' 2, které je přišroubováno závitovým hrdlem £ k ložiskovému stojanu £ a vůči němu utěsněno těsnicím kroužkemFig. 3 shows the position of the active end of the thermocouple in the bearing housing below the bearing liner. The temperature sensor with a spring-loaded sheathed thermocouple according to FIG. 1 is formed by its own sheathed thermocouple 2 ° of 2 mm diameter, adjustable automatically in length in the housing 2, which is screwed to the bearing bracket 5 by a threaded neck 6 and sealed with a sealing ring.

Termočlánek 1 je 15 mm od svého aktivního konce zapájen do dvoudílného předního vodítka £. Přední vodítko £ je svým vrchním dílcem 601, připájeným na trubici spodního dílce 602, suvně uloženo v přední části pouzdra £ je zafrézování T_ /obr, 2/ pro plochý klíč a utažení pouzdra £ do stojanu £.The thermocouple 1 is soldered 15 mm from its active end into a two-piece front guide 8. The front guide 6, with its top panel 601 soldered to the tube of the bottom panel 602, is slidably mounted in the front part of the sleeve 5, the flat key milling 4 (FIG. 2) and tightening the sleeve 5 into the rack 6 is tightened.

Pouzdro £ má uvnitř přední části zdvojené osazení, které vytváří prostor pro přírubu vrchního dílce 601 předního vodítka £ a současně doraz vypružení s.posunem d 7 mm. Plášťový termočlánek 2 3® uvnitř pouzdra stočen do 4 závitů £ a zaveden do zadního vodítka £, které je s vůlí uložené v matici 10, která je vůči pouzdru £ utěsněna těsnicím kroužkem 11.The housing 8 has a double shoulder inside the front part, which creates space for the flange of the front panel top member 601 and at the same time the suspension stop with a displacement d of 7 mm. The sheath thermocouple 23 within the housing is twisted into 4 threads 8 and inserted into a rear guide 8 which is fitted with a clearance in a nut 10 which is sealed to the housing 8 by a sealing ring 11.

Zadní vodítko 9 je v matici 10 zafixováno šroubem 12 a utěsněno ucpávkami 13. Do vybrání příruby předního vodítka £ je uložena přední opěrka 14 a na nálitek zadního vodítka £ je ustavena zadní opěrka 15 stejného provedení ve tvaru ležatého H v podélném řezu.The rear guide 9 is fixed in the nut 10 by a screw 12 and sealed with gaskets 13. The front guide 14 is mounted in the recess of the front guide flange 14 and the rear guide 15 of the same embodiment in the longitudinal section H is formed in the longitudinal section.

Obě opěrky ΊΑ» 15 jsou uloženy souose s osou o pouzdra £. V této poloze jsou propojeny a v ose o zajištěny vloženým přidržovacím čepem 16. Ve vnitřních dutinách opěrek 14, 15 jsou pro vyvození vypružení uloženy konce šroubové pružiny 17.Both supports ΊΑ »15 are aligned coaxially with the axis o of the bushing.. In this position, they are interconnected and secured in the o-axis by an inserted retaining pin 16. In the inner cavities of the supports 14, 15, the ends of the coil spring 17 are mounted to exert suspension.

••

Vnější část plášťového termočlánku 2 3® proti poškození chráněna ochrannou kovovou hadicí 18 a je opatřena příchytkou 19 k ložiskovému stojanu £. Snímač teploty je zapojen na převodník s unifikovaným výstupním signálem O - 20 mA /nezakresleno/.The outer part of the sheath thermocouple 23 is protected against damage by a protective metal hose 18 and is provided with a clip 19 to the bearing stand 6. The temperature sensor is connected to a transmitter with a unified output signal of 0 - 20 mA (not shown).

Z obr. 3 je zřejmé, že přímý vývrt, vedený ložiskovým stojanem £ a tělesem 20 ložiska pod ložiskovou výstelku 21, je v tělese 20 ložiská zakončen kuželovou plochou, která tvoří náběh pro lepší zasouvání termočlánku 2 do pracovní polohy.It can be seen from FIG. 3 that the straight bore, guided by the bearing stand 4 and the bearing body 20 below the bearing lining 21, is terminated in the bearing body 20 by a tapered surface which forms a taper for better insertion of the thermocouple 2 into the working position.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Temperature sensor with spring-mounted sheathed thermocouple, suitable especially for temperature measurement of sliding radial bearings of large rotary machines eg turbocompressors, whose rotors are placed in bearing stands, while the active end of the thermocouple of sensor is placed just below the sliding surface a plane, in a radial plane, inclined from the horizontal plane in the direction opposite to the rotation of the shaft by an angle of 30 ° -5 S, characterized in that the spring-loaded part of the sensor comprises a housing (2) terminating at the front end with a threaded neck (3) at the bottom of the bearing stand (4), the jacket thermocouple / 1 / is 15 mm - 5 mm from its active end soldered into the straight and rigid tubular part of the front guide / 6 /, which is slidably displaced up to 10 mm at the front end of the cavity of the sleeve (2), is guided in several threads (8) enlarged d of the sleeve (2) and thence into the rear guide (9), which is loosely housed in a hollow nut (XQf) screwed into the sleeve (2) at its other end, fixed in the nut (10) by a screw (12) and sealed with glands (13), wherein the front clamp (14) is pressed against the front guide (6) by a spring (17) and the rear guide (9) is pressed against the rear guide (9), both supports (14, 15) being coaxial and in this position interconnected and secured in the axis of the sensor by a stored pin / 16 /.