NO123680B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning til å regulere

styrevirkningen av en styrepropell med omstillbare blader.

Oppfinnelsen går ut på en fremgangsmåte og en anordning

til å regulere styrevirkningen av en styrepropell med omstillbare blader, fortrinnsvis en styrepropell som er anordnet i en tunnel som strekker seg på tvers mellom motsatte sider av et fartoyskrog.

Styrepropellanordninger av denne art er kjent bl.a. fra

svensk patentskrift nr. 191 ^77 og gir en girevirkning på fartoyet når styrepropellen bringes til å drive en vannstrbm gjennom tverrskipstunnelen. Styrepropellen er vanligvis anordnet for å drives av en elektrisk motor, men også andre slags drivmotorer forekommer. Styrepropellens blader er festet dreibart i et nav og kan omstilles ved hjelp av hydrauliske omstillingsorganer, f.eks. en i navet anbragt hydraulisk sylinder med stempel og ventiler for regulert tilfbrsel

av olje under trykk. De hydrauliske omstillingsorganer er innrettet til å fjernmanbvreres fra fartbyets bro. Ved omstilling ;av bladene kan styrepropellen få forskjellige stigninger, - fra maksimal stigning i én retning til maksimal stigning i motsatt retning - uten at styrepropellens rotasjonsretning omkastes. j

En styrepropell, og spesielt en styrepropell i ;en tverr-skips-tunnel, arbeider ofte under meget varierende driftsforhold som folge av fartbyets bevegelser og også når fremmedlegemer, f.eks. is kommer inn i tunnelen. Da hittil kjente styreanordninger i

i

prinsippet er innrettet for direkte stigningsinnstilling av propellen fra broen, er der fare for at stigningen blir innstilt til verdier som under visse driftsforhold overbelaster styrepropellens drivmotor eller forer til dårlig utnyttelse av anordningen. En overbelastning kan fore til stopp av drivmotoren så styrevirknlngen opphorer.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en fremgangsmåte og

en anordning til regulering av styrevirkningen av en styrepropell hvor der under alle driftsforhold fås en maksimal eller en bnsket lavere styrevirkning uten fare for overbelastning av styrepropellens drivmotor,

Styrepropellens effektuttak bestemmes av dens stigning,

og omdreiningstall og av driftsforholdene, f.eks. hindringer i form av issbrpe i tunnelen.

Det tekniske problem som loses ved hjelp av oppfinnelsen, er hvorledes styrepropellens effektuttak skal reguleres til verdier som egner seg for dens drivmotor og den tilsiktede styrevirkning.

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen er i det vesentlige karakterisert ved at propellbladenes omstillingsorganer manbvreres av signaler fra et manbvreringsorgan, nemlig signaler som representerer forskjellen mellom et bnskeverdisignal som representerer! bnsket effektuttak fra styrepropellens drivmotor, og som avgis fra enimanuelt påvirkbar signalgiver, og et måleverdisignal som representerer det virkelige effektuttak fra drivmotoren.

Anordningen ifblge oppfinnelsen er i det vesentlige karakterisert ved en manuelt påvirkbar signalgiver som er innrettet til å avgi et bnskeverdi-signal svarende til et bnsket effektuttak fra styrepropellens drivmotor, et fbleorgan som er innrettet!til å

avgi et måleverdisignal svarende til det virkelige effektuttak fra drivmotoren, og et manbvreringsorgan som er innrettet til å motta signaler fra signalgiveren og fbleorganet og å utsende et signal som tjener til å påvirke propellbladenes hydrauliske omstillingsorganer og er styrt slik av de mottette signaler at propellbladene

blir omstilt til en stilling svarende til bnsket effektuttak.

Den tverrkraft for styring av fartbyet som bevirkes av styrepropellen, er hovedsakelig bestemt ved den effekt styrepropellen opptar. Det er derfor gunstig å styre denne effekt direkte innen de grenser som kan tillates for drivmotoren.

Når styrepropellen, som det ofte er tilfellet, er innrettet til å drives av en elektrisk vekselstrbmmotor hvis spenning og omdreiningstall holdes hovedsakelig konstante, kan fbleorganet hensiktsmessig innbefatte en strbmtransformator innkoblet i motorens tilslutningsledning, da den effekt som motoren under disse forhold avgir, blir proporsjonal med strbmstyrken.

For drift av styrepropellen anvendes som tidligere nevnt vanligvis en elektromotor, f.eks. en asynkronmotor, som forsynes med strbm fra en generator drevet av fartbyets hovedmaskineri. I visse tilfelle kan det dog være hensiktsmessig å la generatoren drives av en separat kraftkilde. Av flere grunner er det åpenbart fordelaktig at en reguleringsanordning for en styrepropell utfort i samsvar med oppfinnelsen lett kan sammenstilles av i og for seg kjente og godt utprbvede elektriske komponenter. Forbindelsen mellom de forskellige komponenter kan da utgjbres av elektriske kabler, som lett kan til-passes forskjellige lokale driftsforhold og er relativt ubmfintlige for mekanisk påvirkning.

En anordning i henhold til oppfinnelsen vil i det fblgende

bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen, som viser et prinsippskjema.

En styrepropell 1 med blader 5 dreibart festet i et propell-nav 3 er over en konisk tannhjulsutveksling 4 koblet til en drivmotor 9, i dette tilfelle en asynkronmotor. Propellbladene 5 kan dreies for omstilling ved hjelp av hydrauliske omstillingsorganer 11 som innbefatter en hydraulisk sylinder 13 med dobbeltvirkende stempel 15, en solenoidstyrt oljeventil 17,. en trykkoljepumpe 19 med olje-beholder 21 samt de nbdvendige rbrledninger 23 til å forbinde de hydrauliske omstillingsorganer 11. Den solenoidstyrte oljeventil 17

er innrettet til i avhengighet av forskjellige innkommende elektriske signaler å koble rbrledningehe 23 enten slik at det ene av de to av stempelet 15 begrensede rom i den hydrauliske sylinder 13 blir til-sluttet trykkoljepumpen 19, mens.det annet sylinderrom blir til-sluttet bljebeholderen 21, eller slik at oljestrbmmen til og fra sylinderen 13 stenges og stempelet 15 blir fastholdt i en bestemt stilling. Stempelet 15 er på kjent måte koblet til propellbladene 5> slik at

hver stilling av stempelet 15 i sylinderen 13 svarer til , en bestemt, stigningsinnstilling av styrepropellen 1.

Por regulering av styrevirkningen av styrepropellen 1 er der på fartbyets bro en signalgiver 25 som ten påvirkes manuelt med en spak 27 og er innrettet til å sende ut elektriske onskeverdisignaler til et manbvreringsorgan 29. De elektriske onskeverdisignaler angir såvel den onskede retning av styrevirkningen som det onskede effektuttak fra drivmotoren 9. Fra en nullstilling som innebærer bnsket om nullstilling og tomgangseffekt for styrepropellen 1, kan spaken 27 innstilles for bnsket om styrevirkning babord eller styrbord med en effekt varierende fra tomgangseffekten til den maksimalt ;tillatte effekt for motoren. I tilslutningsledningen 31 til drivmotoren 9 er der innkoblet et fbleorgan 33 hvis hovedelement i dette tilfelle utgjbres av en strbmtransformator, og som er innrettet til å sende ut elektriske måleverdisignaler til manbvreringsorganet 29. Når drivmotoren 9 ved konstant,spenning og konstant omdreiningstall bringes til å drive styrepropellen 1, avgir fbleorganet 33 elektriske signaler som er direkte proporsjonale med strømstyrken i tilslutningsledningen 31 og den fra drivmotoren 9 uttatte effekt. Manbvreringsorganet 29 innbefatter et polarisert relé, som kan påvirkes samtidig; av de elektriske signaler fra signalgiveren 25 og fra fbleorganet 33. Det polariserte relé er innrettet til på i og for seg kjent måte å styre reléet til å sende ut elektriske signaler til den solenoidstyrte oljeventil 17 for bkning eller minskning av stigningen av styrepropellens blader 5. Manbvreringsorganet 29 innbefatter også ytterligere reléer som styres samtidig av elektriske signaler fra signalgiveren 25 og fra en styreretningsgiver 35 innrettet til mekanisk å avfble en stilling av stempelet 15 i sylinderen 13. De sistnevnte reléer bevirker på i og for seg kjent måte at styrepropellen blir innstilt i nullstilling når drivmotoren 9 stanser, og at drivmotoren ikke kan startes på ny for styrepropellen er i nullstilling. Dette av sikkerhetsgrunner.

Anordningen ifblge oppfinnelsen virker i prinsippet på fblgende måte: Drivmotoren 9 startes med bladene 5 og styrepropellen 1 innstilt i nullstilling, hvorunder drivmotoren 9 utover sin tomgangseffekt bare utvikler den forholdsvis lille effekt som går med til å overvinne de friksjonstap som oppstår i den mekaniske kraft-overføring til styrepropellen og ved dennes rotasjon. Fbleorganet 33 utsender da til manbvreringsorganet 29 elektriske signaler som er proporsjonale med den nevnte lave effekt av drivmotoren 9. Spaken 27 fores fra sin nbytralstilling til en stilling som angir en bestemt bnsket styrevirkning, f.eks. styrbord med full effekt. Signalgiveren 25 bringes da til å utsende til manbvreringsorganet 29 elektriske signaler som er proporsjonale med det maksimalt tillatte effektuttak fra drivmotoren 9 og angir retningen av styrevirkningen. De med effekten proporsjonale elektriske signaler som innmates i manbvreringsorganet 29, blir sammenlignet med hverandre og så lenge det bnskeverdisignal som kommer fra signalgiveren 25, er kraftigere enn måleverdigignalet fra fbleorganet 33> vil manbvreringsorganet 29 utsende et elektrisk signal til den solenoidstyrte oljeventil 17 med den virkning at denne kobler rørledningene 23 slik at trykkolje fra pumpen 19 blir ledet til den hydrauliske sylinder 13 på den side av stempelet 15 som gir en forskyvning av stempelet for bkning av stigningen av propellbladene 5 i bnsket retning. Etterhvert som stigningen oker, opptar styrepropellen 1 stadig stbrre effekt fra drivmotoren 9, og også signalene fra fbleorganet 33 oker i styrke. Når stigningen har nådd en slik verdi at styrepropellen 1 opptar det for drivmotoren 9 maksimalt tillatte effektuttak, er måleverdisignalet fra fbleorganet 33 like sterkt som bnskeverdisignalet fra signalgiveren 25, hvorved signalene fra manbvreringsorganet 29 til den solenoidstyrte oljeventil 17 opphorer. Oljeventilen 17 avstenger da oljestrbmmen til og fra sylinderen 13, så stempelet 15 og propellbladene 5 blir holdt i de stillinger de har nådd. Blir driftsforholdene for styrepropellen 1 deretter endret på en slik måte at propellens effektuttak oker, f.eks. når issbrpe kommer inn i tverrskipstunnelen, oker også måleverdisignalet som avgis av fbleorganet 33* slik at det blir sterkere enn bnskeverdisignalet fra signalgiveren 25. Manbvreringsorganet 29 bringes da til å sende et signal til den solenoidstyrte oljeventil 17 med den virkning at denne kobler rbrledningene 23 slik at de leder olje til og fra sylinderen 13 i en slik retning at stigningen av bladene hos styrepropellen 1 minker. Stigningsminskningen fortsetter inntil signalene fra fbleorganet 33 og signalgiveren 25 atter blir like sterke, så signalet fra manbvreringsorganet 29 til oljeventilen 17 opphorer og stigningsinnstillingen av propellbladene 5 låses. Noen fare for overbelastning av drivmotoren 9 foreligger således ikke.

Den ovenstående beskrivelse gjelder bare et eksempel på ut-fbrelsen av oppfinnelsen, og innen rammen av patentkravene er forskjellige modifikasjoner mulige. F. eks. kan drivmotoren 9 være en likestrbmsmotor eller en dieselmotor, og isåfall må selvsagt særlig fbleorganet 33 avpasses tilsvarende.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til å regulere styrevirkningen av en styrepropell (1) med blader (5) som kan omstilles ved hjelp av hydrauliske omstillingsorganer (11), karakterisert ved at propellbladenes omstillingsorganer (11) manovreres av signaler, fra et manov-reringsorgan (29), hvilke signaler representerer forskjellen mellom et onskeverdisignal som representerer onsket effektuttak fra styrepropellens (1) drivmotor (9), og som leveres fra en manuelt påvirkbar signalgiver (25), og et måleverdisignal som representerer \ det virkelige effektuttak fra drivmotoren (9). i

2. Anordning til utforelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1, med en styrepropell (l) med blader (5) som kan omstilles ved hjelp av hydrauliske omstillingsorganer (11), karakterisert ved en manuelt påvirkbar signalgiver (25) innrettet til' å avgi et onskeverdisignal svarende til et onsket effektuttak fra styrepropellens (l) drivmotor (9), et foleorgan (33) innrettet til å avgi et måleverdisignal svarende til et onsket effektuttak fra styrepropellenene (1) drivmotor (9), et foleorgan (33) innrettet til å avgi et måleverdisignal svarende til det virkelige effektuttak fra drivmotoren (9), og et ma-novreringsorgan (29) innrettet til å motta signaler fra signalgiveren (25) og fra foleorganet (33) og å utsende et signal som tjener til å påvirke propellbladenes (5) hydrauliske omstillingsorganer (11) og er styrt slik av de mottatte signaler at propellbladene blir omstilt til en stilling svarende til onsket effektuttak.

3. Ajnordning som angitt i krav 2, hvor styrepropellens (1) drivmotor (9) er en elektrisk vekselstrSmmotor innrettet til å drives med hovedsakelig konstant spenning og omdreiningstall, karakterisert ved at foleorganet (33) innbefatter en stromtransformator innkoblet i drivmotorens (9) tilslutningsledning.