NO124634B - - Google Patents

Description

Sikringsanordning ved fartøypropellere med

omstillbare blad.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en sikringsanordning for fartoyspropelleranlegg hvor propellerblad er dreibart lagret i et propellernav tilsluttet et fremdriftsmaskineri ved hjelp av en med et aksialt hulrom forsynt propelleraksel og er innrettet til å omstilles ved hjelp av en stempelservomotor som befinner seg i propellernavet og inngår i et hydraulisk hovedmanovreringssystem, og hvor minst ett stempel i denne hydrauliske stempelservomotor er innrettet til ved bevegelse fremover å omstille propellerbladene til stilling for fartoyets fart forover,

samt hvor der i propellerakselens hulrom er anordnet ett eller flere ror til å lede hydraulisk trykkmedium til eller fra stempelservomotoren og der adskilt fra det hydrauliske hovedmanovreringssystem er'anordnet en hydraulisk nodservomotor beliggende i den i fartoyet tilgjengelige

del av propellerakselen.

Til å drive en hydraulisk stempelservomotor som skal omstille propellerbladene i et fartoypropelleranlegg, benytter man olje eller et annet hydraulisk trykkmedium som fra en trykkoljepumpe eller en annen trykkilde tilfSres den ene eller den annen side av stempelet i servomotoren, mens trykkmediet ledes bort fra den respek-tive motsatte side av stempelet. Trykkoljepumpen er vanligvis anbragt utenfor det roterende system som utgjores av propelleren med aksel. Pumpen drives av en elektrisk motor.eller, via en mekanisk transmisjon, av propellerakselen eller fartoysmaskineriet. Oljen ledes til og fra stempelservomotoren gjennom rorledninger og kanaler som er anordnet i propellerakselen og gjennom en såkalt trykkoljeboks står i forbindelse med trykkoljepumpen resp. en beholder for returolje. Oljestrom-men reguleres ved hjelp av en ventil som kan være plasert i propellernavet, i propellerakselen eller utenfor det roterende system.

Skulle det hydrauliske hovedmanovreringssystem svikte, f.eks. ved feil i trykkoljepumpen eller ved oljelekkasje, vil propellerbladene ikke kunne omstilles med den hydrauliske stempelservomootor på tilsiktet måte. Dette kan få ytterst alvorlige folger for fartoyets manovreringsevne og sikkerhet, særlig om svikten skulle inntreffe når propellerbladene er innstilt for fart akterover eller noytralt.

Man har allerede tidligere sokt å avverge den ovennevnte fare ved hjelp av forskjellige sikringsanordnihger. I en utforelse av propellere av sokernes fabrikat finnes der i propellernavet stål-fjærer som, hvis oljetrykket i den i propellernavet plaserte servomotor til omstilling av propellerbladene blir utilstrekkelig, påvirker servomotorstempelet i en slik retning at propellerbladene blir omstilt for fart forover. Ved propelleranlegg hvor propellerbladenes stempelservomotor er anbragt i propellerakselen på et sted som er forholdsvis lett tilgjengelig i fartoyet, har man sokt å lose sikkerhetsproblemet med en anordning f.eks. i samsvar med svensk patent nr. 185.571. Ved slike propelleranlegg er det hydraulisk påvirkede servomotorstempel forbundet med propellerbladenes omstillingsmekanisme i propellernavet med en stang som er anbragt forskyvbart i en utboring i propellerakselen. Denne stang må være meget kraftig dimensjonert for å kunne over-fore de store strekk- resp. trykkrefter som kreves til å omstille propellerbladene når propelleren roterer og bladene således er belastet. En alvorlig ulempe ved propelleranlegg av den sistnevnte type er at stangen, dersom propellerakselen ved et havari skulle bli utsatt for å krummes, lett vil sette seg fast i akselen, så propellerbladene ikke kan omstilles. Ved et havari av dette slag er en sikringsanordning i samsvar med svensk patent nr. 185.57I uten virkning.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe

en pålitelig sikringsanordning ved et fartoyspropelleranlegg hvor propellerbladene er anordnet for å omstilles ved hjelp av en hydraulisk stempelservomotor. Sikringsanordningen er bestemt til å anvendes for omstilling av propellerbladene til stillingen for fart forover for å fastholde propellerbladene i denne stilling dersom det hydrauliske hovedmanovreringssystem skulle bli funksjonsudyktig. Ved er fartoys-propelleranlegg hvor den hydrauliske stempelservomotor er plasert i selve propellernavet eller i den del av propellerakselen som slutter seg nær til propellernavet, vil en sikringsanordning i henhold til oppfinnelsen funksjonere selv om propellerakselen skulle være utsatt for å krummes.

En sikringsanordning ifolge oppfinnelsen er i det vesent-lige karakterisert ved at ett eller flere av de nevnte ror for en vesentlig del utgjor en i propellerakselens hulrom aksialt forskyvbar trekkstang som står i medbringende forbindelse med stempelet for servomotoren i propellernavet og er slik forbundet med stempelstangen på nodservomotorens stempel at en aksial forskyvning av dette stempel forover vil bringe stempelstangen i inngrep med den aksialt forskyv-bare trekkstang og trekke denne og stempelet i propellernavets servomotor med seg forover og derved bevirke at propellerbladene fores til og låses fast i stilling for forovérgang når propellernavets servomotor er satt ut av drift.

En vesentlig fordel ved en sikringsanordning i henhold til oppfinnelsen er at der ved dens anvendelse bare skal overfores trekkraft fra reserve-servomotoren til et stempel i hovedmanovrerings-systemets servomotor. Trekkstangen kan derfor ha et forholdsvis lite tverrsnittsareal, og i de fleste tilfelle kan en av hovedmanov-reringsstystemets oljerørledninger gjore tjeneste som trekkstang.

En utforelsesform for oppfinnelsen vil i det folgende

bli beskrevet under henvisning til tegningen. Denne viser skjematisk lengdesnitt av et propelleranlegg utfort med en sikringsanordning ifolge oppfinnelsen. Når der i beskrivelsen tales om "for" og "bak", refererer disse uttrykk seg til propelleranleggets stilling i et fartoy med propelleren plasert akterut. På figuren er således propel-leranordningens forpart til hoyre og dens bakre del til venstre.

Figuren viser oppfinnelsen som anvendt ved et fartoyspropelleranlegg som innbefatter en propeller 1 med propellerblad 3 dreibart lagret i et propellernav 5- I navet 5 sitter en hydraulisk servomotor 7 som inngår i et hydraulisk hovedmanovreringssystem for omstilling av propellerbladene 3« Den hydrauliske servomotor 7 innbefatter en sylinder 9 med stempel 11. Stempelet 11 er mekanisk koblet (ikke vist på figuren) til veivtapper 13 på propellerbladet 3 på en måte som er kjent ved propellere av vedkommende type. Propellernavet 5 er festet til en propelleraksel 15, som i sin tur er forbundet med fartoyets fremdriftmaskin (ikke vist). Propellerakselen 15 har en koaksial utboring 17 og to radiale hull 19, 21. Forenden av propellerakselen 15 er utformet som en hydraulisk sylinder 23 hvori der kan forskyves et stempel 25 med hylseformet stempelstang 27. Sylinderen 23 er forsynt med en tilbakeslagsventil 29 og en sikkerhetsventil 31. Den hydrauliske sylinder 23 med stempel 25 utgjor en nodservomotor 33» Stempelet 11 i den hydrauliske servomotor 7 som inngår i det hydrauliske hovedmanovreringssysten, er forsynt med et gjennom-gående ror 35 som strekker seg inn i utboringen 17 i propellerakselen 15. Roret 35 er forsynt med et endestykke 37 med en innsatt medbringer-kile 39 som strekker seg radialt ut gjennom en i begge ender lukket langs-gående sliss 41 i den hylseformede stempelstang 27. Den hydrauliske servomotor 7 står på en måte som vil bli beskrevet senere, i forbindelse med en ikke medroterende trykkoljeboks 43» som er lagret på propellerakselen 15 og omgir to ringformede kamre 4-5, 47 som ligger mellom trykkoljeboksen 43 og propellerakselen 17 og avgrenses aksialt av ringformede pakninger 49» D® ringformede kamre 45» 47 står via en (ikke vist) reguleringsventil og gjennom rørledninger 51> 53 i trykkoljeboksen 43 i forbindelse med en hydraulsik trykkilde og en beholder for bortledet olje (ikke vist). Mellom de radiale hull 19, 21 i propellerakselen 15 er der plasert en ringformet pakning 55 mellom roret 35 og veggen av boringen 17. En tilsvarende ringpakning 57 sitter mellom roret 35 og veggen av boringen 17 i en viss avstand foran hullet 21. Pakningen 55 og 57 tillatér aksiale forskyvninger av roret 35* Mellom pakningene 55 °g 57 nar roret en åpning 59• Rommet bak stempelet 11 i sylinderen 9 står via roret 35, åpningen 59 og det radiale hull 21 i akselen 15 i forbindelse med ringkammeret 47 i trykkoljeboksen 43» og rommet foran stempelet 11 i sylinderen 9 står via rommet mellom roret 35 og veggen av boringen 17 i akselen 15 samt det radiale hull 19 i denne i forbindelse med ringkammeret 45 i trykkoljeboksen 43*

Fartoyspropelleranlegget er innrettet slik at propellerbladene 3 k&n omstilles til forskjellig stigning for fart forover eller bakover med forskjellige hastigheter. Når der ikke onskes noen propellerkraft, kan propellerbladene 9 stilles i nullstilling. Propellerbladene 3 er mekanisk koblet til stempelet 11, slik at hver stigningsomstilling av propellerbladene 3 tilsvarer en bestemt stilling av stempelet 11 i sylinderen 9. Innstillingen av propellerbladene 3 med maksimal stigning for fart forover tilsvarer innstilling av stempelet 11 i dets forreste endestilling i sylinderen 9, og innstilling av propellerbladene 3 med maksimal stigning for fart akterover tilsvarer innstilling av stempelet 11 i dets bakre endestilling i sylinderen 9»

Når propelleranleggets, hydrauliske hovedmanovreringssystem. arbeider på normal måte, skal stempelet 25 i nod-servomotoren 33 stå i sin bakre endestilling i den hydrauliske sylinder 23. Med denne stilling av stempelet 25 har nodservomotoren 33 ingen innvirkning på manovreringen av propelleranlegget ved hjelp av det hydrauliske hovedmanovreringssystem.

Omstillingen av propellerbladene 3 ved hjelp av det hydrauliske hovedmanovreringssystem foregår på folgende måte: Når propellerbladene 3 skal omstilles til storre stigning for fart forover, ledes trykkolje fra trykkoljepumpen gjennom regu-lering s vent il en og rorledningen 53 til det forreste ringkammer 47 i trykkoljeboksen 43• Fra dette kammer 47 ledes trykkoljen gjennom det radiale hull 21 i propellerakselen 15 til den aksiale boring 17 og videre gjennom åpningen 59 inn i roret 35 til baksiden av stempelet 11 i sylinderen 9. Samtidig ledes olje bort fra forsiden av stempelet gjennom rommet mellom yttersiden av roret 35 og veggen av boringen

17 og videre gjennom det radiale hull 19 til det bakre ringkammer 45

i trykkoljeboksen 41» Fra dette kammer 45 ledes oljen bort gjennom rorledningen 51 til reguleringsventilen og videre til en oljebeholder. 01jestromningene bestemmes av reguleringsventilen som manbvreres ved hjelp av propelleranleggets manovreringsorgan. Når den stilling av stempelet 11 som er bestemt ved manovreringsorganet for reguleringsventilen, er nådd, avstenger reguleringsventilen såvel tilforsel som bortledning av olje til resp. fra sylinderen 9, hvorved propellerbladene blir låst i den innstilte stilling.

Når stigningen av propellerbladene 3 skal minskes eller skal skiftes for fart akterover, må stempelet 11 forskyves bakover. Dette skjer ved at reguleringsventilen leder trykkolje fra pumpen til forsiden av stempelet 11 og leder olje bort fra dettes bakside. Olje-strømningen i det hydrauliske hovedsystem skjer da i omvendt retning av hvad som er tilfelle når stempelet 11 skyves fremover.

Ved alle forskyvninger av stempelet 11 blir roret 35 for-skjøvet aksialt i boringen 17 i propellerakselen 15 hvorved endestykket 37 blir forskjovet i den hylseformede stempelstang 27. Står stempelet 25 i bakre endestilling i sylinderen 23, slik del; bor når sikringsanordningen ikke behover å brukes, befinner slissen 41 i stempelstangen 27 seg i en slik stilling at medbringerkilen 39 <y>ed forskyvningen av endestykket 37 ikke påvirker stempelstangen 27.

Skulle det hydrauliske hovedmanovreringssystem komme ut av funksjon, blir sikringsanordningen brukt på folgende måte: Propellermaskineriet stoppes, og ved hjelp av reguleringsventilen avlastes begge sider av stempelet 11 for oljetrykk. Den hydrauliske sylinder 23 i nodservomotren 33 blir via tilbakeslagsventilen 29 med en slange tilsluttet en nodtrykkilde, f.eks. en manuell eller pneumatisk olje-pumpe, med en oljebeholder. Trykkolje pumpes gjennom tilbakeslagsventilen 29 inn i sylinderen 23, hvorved stempelet 25 med stempelstangen 27 forskyves fremover. Når den bakre kant av slissen 41 når medbringerkilen 39> blir endestykket 37 presset fremover og roret 35 utsatt for en trekkraft hvorved stempelet 11 blir trukket fremover av propellerbladene 13 omstilt til stilling for fart fremover. Når propellerbladene 3 nar nådd den tilsiktede stilling, bortkobles til-slutningen mellom tilbakeslagsventilen 29 og nodtrykkilden, hvor-efter propellermaskineriet startes. For å begrense stempelkraften i nod-servomotoren 33 slik at strekkpåkjenningen i roret 35 ikke blir for stor, er den hydrauliske sylinder 23 forsynt med en sikkerhetsventil 31.

Den tid som medgår til de ovenfor omtalte operasjoner bestående i å tilslutte f.eks. en manuell trykkoljekilde med oljebeholder ved hjelp av en slange som må bortkobles innen propellermaskineriet kan startes igjen, kan være vanskelig å akseptere når det gjelder visse havarisituasjoner. Sikringsanordningen kan bringes raske-re i funksjon om en nodtrykkoljepumpe med oljebeholder til stadighet sitter montert direkte på propellerakselen 15. Stillstandstiden for propellermaskineriet kan da minskes vesentlig.

Ved storre propelleranlegg er pumpingen av olje til nod-servomotoren 33 ganske tung og tidskrevende, så en motordreven pumpe er onskelig. Ved et havari på det hydrauliske hovedmanovreringssystem kan det også samtidig hende at der ikke finnes elektrisk kraft tilgjengelig, og det kan da være hensiktsmessig å drive nodpumpen med

X W 1 U U 1 trykkluft fra en luftflaske.

Oppfinnelsen kan også anvendes ved propellerkonstruksjoner av noe annen type enn den som er beskrevet ovenfor, f.eks. ved slike hvor propellerbladene er innrettet til å omstilles ved hjelp av en hydraulisk stempelservomotor som innbefatter en sylinder med to stempler, eller ved slike hvor propellerbladene er innrettet til å omstilles ved hjelp av flere samvirkende hydrauliske stempelservomotorer. Ved slike propellerkonstruksjoner skal en trekkstang være festet til det eller de stempler som er koblet til propellerbladene, og som er innrettet til å forskyves fremover for omstilling av propellerbladene til stilling for fart forover.

Claims (2)

1. Sikringsanordning ved fartoyspropelleranlegg hvor propellerblad (3) er dreibart lagret i et propellernav (5) tilsluttet et fremdriftsmaskineri ved hjelp av en med et aksialt hulrom (17) forsynt propelleraksel (15) og er innrettet til å omstilles ved hjelp av en stempelservomotor (7) som befinner seg i propellernavet (5) og inngår i et hydraulisk hovedmanovreringssystem, og hvor minst ett stempel (11) i denne hydrauliske, stempelservomotor (7) er innrettet til ved bevegelse fremover å omstille propellerbladene (3) til stilling for fartoyets fart forover, samt hvor der i propellerakselens (15) hulrom (17) er anordnet ett eller flere ror (35) til å lede hydraulisk trykkmedium til eller fra stempelservomotoren (7) og der adskilt fra det hydrauliske hovedmanbreringssystem er anordnet en hydraulisk nodservomotor (33) beliggende i den i fartoyet tilgjengelige del av propellerakselen (15), karakterisert ved at ett eller flere av de nevnte ror (35) for en vesentlig del utgjor en i propellerakselens (25) hulrom (17) aksialt forskyvbar trekkstang (38) som står i medbringende forbindelse med stempelet (11) for servomotoren (7) i propellernavet og er slik forbundet med stempelstangen ..(27) på nodservomotorens stempel (25) at en aksial forskyvning av dette stempel forover vil bringe stempelstangen i inngrep med den aksialt forskjivbare trekkstang (38) og trekke denne og stempelet i propellernavets servomotor med seg forover og derved bevirke at propellerbladene fores til og låses fast i stilling for for"dffergang når propellernavets servomotor er satt ut av drift.

2. Sikringsanordning som angitt i krav 1, hvor nodservomotoren (33) hydrauliske sylinder (23) er koaksial med propellerakselen karakterisert ved<p.>t trekkstangen (38) er forsynt med en medbringer (39) som rager ut radialt gjennom en i begge ender lukket aksial sliss (41) i en hylseformet stempelstang (27) som om-slutter en del av trekkstangen (38) og slutter seg til stempelet (25). 3- Sikringsanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at trekkstangen (38) er utrustet med beskyttelse mot alt for store strekkrefter, innbefattende en sikkerhetsventil (31) i nodservomotorens (33) hydrauliske sylinder (23).