PL68002B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 08.IV.1969 (P 132 822) 08.IV.1968 Wielka Brytania 20.XII.1973 68002 KI. 65h,3/08 MKP B63h3/08 UKD Twórca wynalazku: Leonard Anthonie Van Gunsteren Wlasciciel patentu: Lips N. V., Drunen (Holandia) Sposób zmniejszania sil przestawiajacych lopaty sruby okretowej o nastawnym skoku Przedmiotem wynalazku jest sposób zmniejszania sil przestawiajacych lopaty sruby okretowej o nastawnym skoku.Sily wystepujace podczas przestawiania lopat sruby okretowej sa dosc duze tak, ze elementy uruchamia¬ jace, laczniki i czopy przegubów musza byc odpowied¬ nio wytrzymale, a sterowanie skokiem sruby wymaga duzej mocy. Sily uruchamiajace wynikaja z wielkosci momentu skrecajacego osi lopaty, na który sklada sie skrecajacy moment hydrodynamiczny, moment cierny i moment bezwladnosci. Hydrodynamiczny moment skre¬ cajacy stanowi w przyblizeniu polowe calkowitego mo¬ mentu skrecajacego osi lopaty tak, ze zmniejszenie hy¬ drodynamicznego momentu skrecajacego jest bardzo wazne dla zmniejszenia sil uruchamiajacych.Hydrodynamiczny moment skrecajacy osi moze byc zmniejszony, na przyklad przez dobór odpowiedniego skosu (zwichrowania) lub obrysu lopaty i umiejscowie¬ nia osi obrotu lopaty. Niemozliwy jest jednak taki do¬ bór zwichrowania, by mozna bylo osiagnac maly hy¬ drodynamiczny moment skrecajacy w calym obszarze pracy sruby.Wyplyw powietrza przez lub wzdluz lopat sruby, przy czym powietrze wypuszczane jest w otaczajaca wode przez pewna ilosc otworów, jest znany i nazywa¬ ny jest wentylacja sruby. Wentylacja stosowana jest do srub o wysokich obrotach ze stalymi lopatkami w ce¬ lu unikniecia przekrojów (profili) czesciowo kawituja- cych, co powoduje erozje skutkiem kawitacji, lub w 10 20 25 30 celu zmniejszenia halasu, na przyklad w przypadku lo¬ dzi podwodnych.Bez wentylacji lub innych srodków hydrodynamicz¬ nych najwyzsze wartosci momentu skrecajacego spoty¬ ka sie na ogól przy zmniejszonych katach ustawienia skoku. Zwiazany z tym rozklad cisnienia wzdluz cieci¬ wy dazy do ustawienia lopaty w jej tylnym polozeniu, skutkiem podcisnienia na powierzchni czolowej lopaty przy krawedzi natarcia i podcisnienia w tylnej czesci lopaty przy krawedzi splywu.Celem wynalazku jest unikniecie wad i niedogodno¬ sci znanych sposobów przestawiania skoku w srubach okretowych i opracowanie sposobu zmniejszania sil wystepujacych podczas przestawiania lopat w srubie okretowej. Wedlug wynalazku sposób zmniejszania sil przestawiajacych lopaty sruby okretowej o nastawnym skoku polega na stosowaniu sprezonego gazu lub cie¬ czy z jednej strony kazdej lopaty sruby, przy czym wedlug wynalazku stosuje sie wyplyw gazu lub cieczy z czolowej strony lopaty sruby.Odmiany sposobu wedlug wynalazku polega na sto¬ sowaniu wyplywu gazu lub cieczy z tylnej powierzchni lopaty lub z obu, przy czym równiez powoduje sie wyplyw gazu lub cieczy wzdluz krawedzi natarcia lo¬ paty w odleglosci co najmniej 15% cieciwy od krawe¬ dzi natarcia lopaty.Stosujac jednak wentylacje lub inne srodki hydrody¬ namiczne w srubie o skoku nastawnym wedlug niniej¬ szego wynalazku mozna uzyskac korzystniejszy rozklad cisnienia na powierzchni lopaty w odniesieniu do mo- 6800268002 mentu skrecajacego jej osi. Przy zastosowaniu wenty¬ lacji lub innych srodków hydrodynamicznych cisnienie ssania jest równomierniej rozlozone na cala powierzch¬ nie lopaty. W zasadzie wentylacja lub inne srodki hy¬ drodynamiczne winny byc stosowane tylko podczas przestawiania skoku. Dla pewnych celów jednak stoso¬ wanie wentylacji moze byc równiez ciagle.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia lopate sruby w przekroju podluznym, a fig. 2 — rozklad cisnienia na tym przekroju w innej skali. Lo¬ pata sruby 1 jest jedna z lopat sruby okretowej o sko¬ ku nastawnym. Podczas przestawiania skoku lopata jest obracana dookola osi obrotu 2. Sruby takie sa pow¬ szechnie znane.Zmniejszajac skok lopaty 1 z jej polozenia nominal¬ nego tak, by skuteczny kat natarcia byl ujemny, uzy¬ skuje sie rozklad cisnienia, który sklada sie z trzech czesci: z podstawowego rozkladu cisnienia zwiazanego z wygieciem profilu, to znaczy konstrukcyjnego roz¬ kladu cisnienia, rozkladu cisnienia profilu bez wygie¬ cia (plaskiej plytki) przy ujemnym kacie natarcia, roz¬ kladu cisnienia zwiazanego z odksztalceniem osi profi¬ lu skutkiem zmiany skoku. Wypadkowy rozklad ci¬ snienia oznaczony jest na fig. 2 symbolem A.Zarówno rozklad cisnienia plaskiej plytki jak i roz¬ klad cisnienia odksztalcanej osi maja wzrastajacy wplyw na moment skrecajacy osi lopaty. Skutkiem tego hy¬ drodynamiczny moment skrecajacy osi lopaty bedzie tym wiekszy, im bardziej ujemny bedzie kat natarcia.W praktyce jednak najwieksze sily uruchamiajace wy¬ stepuja nie przy kacie ujemnym tylko w poblizu ciagu zerowego. Jest to spowodowane wplywem kawitacji, która oddzialywuje w znacznym stopniu na rozklad ci¬ snienia przy ujemnych ustawieniach skoku. Zwlaszcza rozklad cisnienia plaskiej plytki zostaje uciety przez liczbe kawitacji.Poniewaz w warunkach czesciowej kawitacji znanym jest, ze sila nosna nie ulega prawie zmianie, odciete pole cisnienia na przodzie lopaty jest wyrównane przez równe w przyblizeniu pole dodatkowe w tyle cieciwy.Im wiekszy jest obszar kawitacji, tym korzystniejszy jest rozklad cisnienia w odniesieniu do momentu skre¬ cajacego osi lopaty.Jak uwidoczniono to na fig. 2 na krzywej A, ujem¬ ne cisnienie krawedzi natarcia lopaty jest bardzo wyso¬ kie. (Fig. 2 ukazuje jeden stan pracy sruby, a miano¬ wicie z nieznacznie ujemnym ustawieniem skoku). To bardzo wysokie ujemne cisnienie przy krawedzi natar¬ cia zmniejsza sie, zgodnie z niniejszym wynalazkiem, przez skierowanie powietrza przez powierzchnie czolo¬ wa lopaty, to jest nominalna strone cisnienia, dziala¬ jaca teraz jako strona ssania. Wlotowe otwory dla po¬ wietrza umieszczone sa korzystnie na powierzchni czo¬ lowej w odleglosci 5% cieciwy od krawedzi natarcia.Jak widac na fig. 1, z jednej strony lopaty znaj¬ duje sie komora 3 przykryta plyta 4, zaopatrzona w pewna liczbe otworów 5. Plyta ta 4 moze byc przymo¬ cowana do powierzchni lopaty 1 za pomoca klejenia, zgrzewania lub innym sposobem. Powietrze doprowa¬ dzane jest do otworów wlotowych przez kanaly 6 i przechodzi przez wal sruby, mechanizm uruchamiajacy, os lopaty i lopate. Rozklad cisnienia przy zastosowa¬ niu wentylacji powietrznej po jednej stronie oznaczony jest symbolem B, na fig. 2. Cisnienie rozlozone jest 5 równomierniej na dlugosci cieciwy lopaty i wypadkowy moment skrecajacy dookola osi obrotu 2 lopaty zosta¬ je znacznie zmniejszony tak, ze moment skrecajacy, po¬ chodzacy od sil hydrodynamicznych jest o wiele mniej¬ szy, niz bez wentylacji. Poniewaz hydrodynamiczny mo¬ lo ment skrecajacy wynosi w przyblizeniu polowe calko¬ witego momentu skrecajacego os lopaty, wentylacja przez otwory na powierzchni lopaty moze obnizyc sily uruchamiajace o 50% lub wiecej.Optymalne umiejscowienie wylotowych otworów po- 15 wietrza moze byc wyznaczone droga obliczen i ewen¬ tualnie prób. Otwory wylotowe powietrza umieszczone sa zwykle na czole lopaty, to jest po nominalnej stro¬ nie cisnienia. Jezeli stosowane jest bardzo duze wy¬ giecie, na przyklad z uwagi na drgania, warunek biegu 20 do przodu jest decydujacy dla maksymalnego momentu skrecajacego os lopaty. W tym szczególnym przypadku otwory wylotowe powietrza powinny byc umieszczone po tylnej stronie lopaty, to jest po stronie rzeczywi¬ stego ssania. Sruba winna byc wówczas wentylowana, 23 kiedy nalezy zwiekszyc skok podczas, gdy sruba pracu¬ je przy dodatnich ustawieniach skoku, to jest w wa¬ runkach jazdy statku do przodu. Normalnie jednak otwory wylotowe powietrza umieszczone sa na czolo¬ wej powierzchni lopaty sruby. 30 Mozliwe jest tez stosowanie wentylacji po obu stro¬ nach lopaty (patrz krzywa C), co daje dalsze zmniej¬ szenie momentu skrecajacego od lopaty. Zamiast wody moze byc równiez stosowana pod cisnieniem inna ciecz. 35 Oczywiscie, jezeli sruba okretowa zaopatrzona jest w srodki do doprowadzenia powietrza lub cieczy do lopat, urzadzenia te moga byc równiez uzywane po przestawieniu skoku w celu unikniecia erozji kawita- cyjnej i ewentualnie zmniejszenia halasu. 40 PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zmniejszania sil przestawiajacych lopaty 45 sruby okretowej o nastawnym skoku, znamienny tym, ze stosuje sie wyplyw sprezonego gazu lub cieczy z jednej strony kazdej lopaty sruby.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny rym, ze sto¬ suje sie wyplyw gazu lub cieczy z czolowej strony lo¬ paty sruby.

3. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 2 znamienna tym, ze stosuje sie wyplyw gazu lub cieczy z tylnej po¬ wierzchni lopaty. 55

4. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze stosuje sie wyplyw gazu lub cieczy z obu stron lopaty.

5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze powoduje sie wyplyw gazu lub cieczy wzdluz krawe- 60 dzi natarcia lopaty w odleglosci co najmniej 15% cie¬ ciwy od krawedzi natarcia.KI.65h3/08 68002 MKP B63h 3/08 PL PL