PL112291B1 - Device for reducing intensity of vibrations caused by the screw propeller of a ship - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest reduktor energii drgan wymuszanych sruba napedowa statku, ma¬ jacy zastosowanie zwlaszcza na ,statkach szybkich i bardzo obciazonych moca. W literaturze polskiej reduktor taki moze byc nazwany „rozstrajaczem drgan".

Próby zrealizowania tego typu urzadzenia, dla zmniejszenia drgan statku byly czynione rrp. w N.P.L. (National Physical Laboratory — Anglia).

Wedlug niepublikowanych danych (miedzynarodo¬ wa sympozja), .próbowano rozwiazac problem, sto¬ sujac na rufie rozstrajacz drgan podobny do za¬ proponowanego, lecz pobierajacy energie drgan wpro.st z kadluba. Próby nie daly prawdopodobnie pomyslnych rezultatów, gdyz do tego czasu nie opublikowano zadnych przedmiotowych informa¬ cji. Podobny uklad roizstrajacza byl zaproponowa¬ ny przez prof. C. E. Inglisa, zaprojektowany przez CANTIERI RIUNTI DELLADRIATICO, MON- FALCONE, Wlochy i zainstalowany na m/s „Ma¬ ria". Zdal on wedlug autorów egzamin w zakresie wymuszanych drgan od glównych silników nape¬ dowych. Do chwili obecnej (od 1934 r.) nie zostal on powszechnie wdrozony, prawdopodobnie z po¬ wodu ,zlej stabilnosci pracy oraz zastosowania bar¬ dziej efektywnych antywibratorów odsrodkowych o- napedzie mechanicznym. (Sulzer — Szwajcaria, Burmeister — Dania, NISHISHIBA ELECTRIC CO.

LTD — Japonia). Tego typu antywibratory sa o- 1.5 20 25 becnie powszechnie stosowane do likwidacji wply¬ wu drugiej harmonicznej wymuszen silników spa¬ linowych, lecz nie byly stosowane do likwidacji drgan pochodzacych od sruby.

Znany rozstrajacz przeznaczony do zmniejsze¬ nia drgan kadluba statku siklada sie ze zbiornika napelnionego woda posadowionego na sprezynach w wybranym miejscu kadluba. Kadlub staitku drgajac wprowadza w stan drgan zbiornik, który daje poprzez sprezyny reakcje zwroitna na kad¬ lub. Reakcja ta powoduje zmniejszenie drgan.

Rozstrajacz ten przejmuje energie z kadluba i daje reakcje sterowana ta energia.

W wypadku hydrodynamicznych cisnien od sru¬ by, które maja charaikter nieustalony, w czasie, rozstrajacz ma chwilowe niedopasowania reakcji do wymuszen, co prowadzi do nieustalonego pro¬ cesu odzewu drgan i objawia sie szczególnie nie¬ korzystnym dudnieniem. Do tej pory próbuje sie roizwiazac problem nadmiernych drgan od sruby, lecz realizuje sie to na drodze najbardziej wlasci¬ wego doboru sruby i odpowiedniego ksztaltu za¬ nurzonej czesci rufowej statku. Wiekszy .sukces na tym polu jest niemozliwy do osiagniecia, gdyz trzeba byloby uzyskac jednorodny strumien wody doplywajacej do sruby za kadlubem. W przypad¬ kach awaryjnych stosuje sie póldysze, finy, rufy asymetryczne, specjalne ksztalty platów sruby itp. 112 291¦iii i 3 ¦ Wszystkie te pólsrodki pozwalaja w praktyce zmniejszyc poziom drgan o 20% do 30%.

Celem wynalazku jest zmniejszenie drgan stat¬ ku pochodzacych od pednika przez zmniejszenie pola cisnien wytwarzanego sruba, dzialajacego na zanurzona czesc rufy. Cel ten spelnia rozwiazanie wedlug wynalazku, w którym sztywna plyta jest umiejscowiona na zewnatrz kadluba, blisko po¬ szycia zanurzonej czesci rufy, ponad sruba na- pedowa statku. Plyta ta jest sztywno polaczona za pomoca trzpieni z elastycznie posadowiona ma¬ sa w postaci zbiornika wypelnionego woda, umiesz¬ czonego nad plyta wewnatrz kadluba. Plyta i zbiór-' nik sa przesuwnie ulozyskowane w pionowych pro- wadnicach, w których umieszczone sa trzpienie laczace plyte ze zbiornikiem. Przestrzen zawarta po¬ miedzy plyta reduktora a poszyciem statku po¬ siada odpowietrzenie spelniajace role dlawika.

Zainstalowanie reduktora pozwoli zmniejszyc 20 drgania pochodzace od sruby od dwóch do kilku razy, w zaleznosci od cech dynamicznych statku.

Nastapi to dzieki temu^ ze zaprojektowany reduk¬ tor pobiera energie u samego zródla wymusze¬ nia (cisnienie wody) i przesuwajac faze wywoluje 25 reakcje odpowiednio skierowana. Tym samym nie itylko daje reakcje o odpowiedniej fazie, ale i nie dopuszcza czesci energii do kadluba. Nowy re¬ duktor pozwoli ponadto ominac niepewne, a kosz¬ towne i pracochlonne obliczenia i badania na eta- 30 pie projektu i wyposazenia statku.

Poziom drgan w zakresie czestosci wymuszen pochodzacych od skrzydel *sruby jest wielkoscia dosc przypadkowa. Zamiast czynic próby oceny i liKwiaacji tej przypadkowosci, najczesciej na eta- M pie gotowego statku, co jest kosztowne i czesto . niemozliwe, stosuje sie uklad wedlug wynalazku, który poprzez odpowiednie dostrojenie go do stanu rzeczywistego . spowoduje warunki minimalnego odzewu drgan. Ponadto, poniewaz taki uklad lat- 40 wo dostroic do roznych obrotów, odpada problem tak zwanego „obszaru obrotów zamknietych ze wzgledu na drgania". Wykonanie urzadzenia jest --proste, w warunkach stoczniowych malo kosztow¬ ne, demontaz prosty nawet w morzu, konserwacji 45 nie wymaga, a dostrojenie do warunków opty- mainycn moze byc wykonane nawet na wyczu¬ cie przez dolanie lub odlanie pewnej ilosci wody ze zoiornika. 50 Zaprojektowane urzadzenie zmniejszajac znacz¬ nie poziom drgan i halasów od stuków i trzesien spowodowanych praca sruby okretowej, zagwaran¬ tuje poprawe warunKÓw srodowiskowyich oraz bez¬ pieczenstwa i higieny pracy na statkach, a takze 55 zmniejszy ilosc uszkodzen konstrukcji i urzadzen.

Reduktor przyczyni sie do spelnienia wchodzacych • w zycie wymogów i norm dopuszczalnych drgan etatków, zalecanych przez armatorów, okretowe to- ¦- warzystwa klasyfikacyjne i osrodki badawcze 60 przemyslu okretowego; Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przed¬ stawia reduktor w widoku z boku, (od burty stat¬ ku), prtzy czym czesc rufy statku w miejscu usy- 65 - - i tuowania reduktora pokazano w przekroju plasz* czyzna pionowa. Reduktor energii drgan sklada sie ze sztywnej prostokatnej stalowej plyity 1 o wymiarach boków zblizonych do srednicy sruby.

Plyta 1 jest dopasowana do ksztaltu zanurzonej czesci poszycia kadluba nad sruba napedowa, jest polaczona czterema trzpieniami 2 prowadzonymi w tulejach 3 pionowych prowadnic 5 ze zbiorni¬ kiem 4. Plyta 1, trzpienie 2 i zbiornik 4 jako ele¬ menty sztywno ze soba zwiazane maja moznosc nieznacznego przemieszczania sie w pionie w pro¬ wadnicach 5. Zbiornik 4 spoczywa na stalowych sprezynach 6, które sa posadowione na sztywnym fundamencie 13 podlogi pomieszczenia sterowego.

Dno zbiornika 4 o wymiarach nieco mniejszych niz plyta, tworza sztywne dzwigary 7, do któ¬ rych sa przymocowane trzpienie 2 poprzez stope laczaca.

Zbiornik jest podzielony stalowymi przegrodami 8 na szereg komór. Jest on wyposazony dodatko¬ wo w dwa przewody z zaworami 9 i 10 dolotu i odlotu wody sanitarnej lub zaburtowej wypel¬ niajacej zbiornik do poziomu wskazywanego przez wskaznik 11 poziomu wody. Do fundamentu spre¬ zyn jest zamocowany wskaznik 12 polozenia zbior¬ nika w pionie. Do fundamentu sprezyn sa zamo¬ cowane- stopery 17 ograniczajace ruchy pionowe % reduktora: Miedzy plyta 1 reduktora a poszyciem statku istnieje przestrzen obramowana wokolo gu¬ mowa wkladka 14, która jest zamocowana obwo¬ dowe kryza 15 chroniaca wkladke, 14 i plyte 1 przed uszkodzeniem. Kryza 15 powoduje dodatko¬ wo bardziej regularny przeplyw strumienia wody poza kadlubem statku. Przestrzen miedzy plyta 1 a poszyciem, posiada odpowietrzenie 18 z dlawia¬ cym zaworem 16.

Reduktor wedlug wynalazku dziala w ten spo¬ sób, ze czesc cisnien hydrodynamicznych promie- niowanycn od sruby nie dociera do poszycia kad¬ luba, gdyz jest przejmowana przez plyte 1 re^ duktora. Suma tych cisnien daje pionowa zmien¬ na sile hydrodynamiczna wprowadzajaca cala ru¬ choma czesc reduktora w znaczne drgania piono¬ we. W elekcie powstaje reakcja tej sily, która przenosi sie poprzez sprezyny na wiazania sztyw¬ ne rufy statku. y Wielkosc i faza tej reakcji, za¬ lezne od masy wody w zbiorniku i ilosci sprezyn, sa tak dostrojone (iloscia wody w zbiorniku i ilo¬ scia sprezyn), ze powoduja zmniejszenie wynikowej pracy zmiennych sil dzialajacych na poszycie za¬ nurzonej czesci rufy w okolicy, sruby, zmniejiszajac tym samym drgania kadluba i lokalne dirgania rufy. 2a,&tr2&zenie ipatento\y£ Sieduktor energii drgan wymuszanych srub^ na¬ pedowa statku, skladajacy sie ze zbiornika z prze¬ grodami, wypelnionego woda i posadowionego e- lastycznie w obszarze podkrytycznym lub nadkry- tycznym oraz z elementu przejmujacego obciaze¬ nia, znamienny frym, ze ma sztywna plyte (1) u* miiejscowiona na zewnatrz kadluba blisko paszy-112 291 cia zanurzonej czesci rufy w przyblizeniu ponad sruba napedowa, która to plyta jeisit sztywno po¬ laczona za pomoca trzpienia (2) z masa w postaci zbiornika (4) i wraz z tym zbiornikiem jest uloj zyskowana przesuwnie w pionowych prowadnicach (5).