GR1009969B - Μηχανισμος προστασιας υπερταχυνσης για ρυθμιστη στροφων σε μηχανες εσωτερικης καυσης, στροβιλους - Google Patents

Abstract

Μηχανισμός προστασίας υπερτάχυνσης για ρυθμιστή στροφών σε ΜΕΚ ή στροβίλους (σχήματα 2,3,4,5,6,8) που αποτελείται από μια μπούσα (15) που κινείται από τα γρανάζια (8,9,10). Η μπούσα (15), το εξάρτημα (11), η ροδέλα (19), το σπείρωμα (20), ενώνονται μεταξύ τους. Στο σπείρωμα (20), βιδώνει το εξάρτημα (54) μέσω του σπειρώματος (29). Στο εξάρτημα (54) τοποθετούνται τα αντίβαρα (24) μέσω των πείρων (25) και των ασφαλειών (26), όπως και η βαλβίδα (30) που ασφαλίζεται με το περικόχλιο (31). Στην μπούσα (15) βιδώνει το καπάκι (32) με τις βίδες (37), ενώ τα αντίβαρα (24) βγαίνουν από τα ανοίγματα (34) του καπακιού (32). Πάνω στο εξάρτημα (54) τοποθετούνται το ωστικό ρουλεμάν (38) και το ελατήριο πίεσης (42), που ρυθμίζεται από τη βίδα (46). Ο μηχανισμός λειτουργεί με τη φυγόκεντρο δύναμη η οποίααναγκάζει τα αντίβαρα (24) να περιστραφούν κατά την φορά περιστροφής του και να μετατοπίσουν τη βαλβίδα (30) συμπιέζοντας το ελατήριο (42). Τότε οι οπές (14), (17) των εξαρτημάτων (11), (15), επικοινωνούν μεταξύ τους, επιτρέποντας στο λάδι να περάσει από τους συνδέσμους (62,64,66), το σωλήνα (63) και να ενεργοποιήσει το σύστημα τερματισμού λειτουργίας της ΜΕΚ ή του στροβίλου.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Μηχανισμός προστασίας υπερτάχυνσης για ρυθμιστή στροφών σε μηχανές εσωτερικής καύσης, στροβίλους

Η ευρεσιτεχνία αυτή αναφέρεται στην κατασκευή ενός μηχανισμού προστασίας από υπερτάχυνση για ρυθμιστή στροφών που ελέγχει τη λειτουργία μιας μηχανής εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) ή ενός στροβίλου. Ο ρυθμιστής στροφών, κατά τη μέχρι τώρα χρήση του, ελέγχει την ποσότητα της ενέργειας τροφοδότησης των ΜΕΚ ή των στροβίλων. Πιο συγκεκριμένα, ελέγχει το καύσιμο και τον ατμό που εισέρχονται στις ΜΕΚ και στους ατμοστροβίλους-στροβίλους αντίστοιχα. Ο τρόπος λειτουργίας του ρυθμιστή στροφών, εξασφαλίζει τον πλήρη έλεγχο της ενέργειας εισόδου άρα και των στροφών των ΜΕΚ ή των ατμοστροβίλων-στροβίλων, υπό την προϋπόθεση ότι η σύνδεσή του με το μέσο μεταφοράς της ενέργειας όπως οι αντλίες πετρελαίου των ΜΕΚ ή η βαλβίδα ατμού-καυσίμου των ατμοστροβίλωνστροβίλων, θα γίνει με τον τρόπο που ορίζουν οι οδηγίες του κατασκευαστή. Η αρχή λειτουργίας του ρυθμιστή στροφών, βασίζεται στο φαινόμενο της φυγόκεντρου δύναμης. Εσωτερικά διαθέτει ένα σύστημα αντιβάρων τα οποία περιστρέφονται κατά τη λειτουργία του, τείνοντας να κινηθούν προς την περιφέρεια του νοητού κύκλου της περιστροφής τους, απομακρυνόμενα από το κέντρο του. Έτσι, λόγω της κατασκευαστικής μορφής τους και του τρόπου σύνδεσής τους, όταν τα αντίβαρα τείνουν να κινηθούν προς την περιφέρεια του νοητού κύκλου της περιστροφής τους, ένα άλλο τμήμα τους, δημιουργεί μια ευθύγραμμη νοητή κίνηση από κάτω προς τα πάνω. Σε αυτό το τμήμα που κάνει την ευθύγραμμη κίνηση, συνδέεται μια εμβολοειδης βαλβίδα (plunger) η οποία ελέγχει τη ροή του υπό πίεση λαδιού μέσω κάποιων διόδων τις οποίες ανοίγει ή κλείνει, προς το έμβολο που κινεί τον τερματικό άξονα του ρυθμιστή στροφών. Έτσι, όταν οι στροφές περιστροφής της ΜΕΚ ή του ατμοστροβίλου αυξάνονται, τα αντίβαρα τείνουν να κινηθούν προς την περιφέρεια του κύκλου όπως προαναφέραμε, με αποτέλεσμα να ανασηκώσουν την εμβολοειδή βαλβίδα (plunger) που είναι συνδεδεμένη πάνω τους. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το έμβολο που ενώνεται με τον τερματικό άξονα να κινηθεί προς το μηδέν λόγω της εκκένωσης του λαδιού μέσω της εμβολοειδούς βαλβίδας (plunger) προς την ελαιολεκάνη του ρυθμιστή στροφών, προκαλώντας τη μείωση της ενέργειας τροφοδότησης της ΜΕΚ ή του ατμοστροβίλου, άρα και των στροφών τους. Αντιθέτως, όταν οι στροφές περιστροφής της ΜΕΚ ή του ατμοστροβίλου ελαττώνονται, τα αντίβαρα τείνουν να κινηθούν προς το κέντρο του κύκλου υπό την πίεση του ελατηρίου ρύθμισης των στροφών, με αποτέλεσμα να κατεβάζουν την εμβολοειδή βαλβίδα (plunger) που είναι συνδεδεμένη πάνω τους. Αυτή με τη σειρά της οδηγεί το υπό πίεση λάδι προς το έμβολο που κινεί τον τερματικό άξονα προς τη θέση αύξησης, προκαλώντας την αύξηση της τροφοδοτούμενης ενέργειας της ΜΕΚ ή του ατμοστροβίλου, άρα και τις στροφές τους. Σε περίπτωση που οι αντλίες πετρελαίου ή η βαλβίδα ατμού όπως προαναφέραμε δεν βρίσκονται σε καλή κατάσταση ή η σύνδεση του ρυθμιστή στροφών με αυτά έχει γίνει με λανθασμένο τρόπο, υπάρχει η πιθανότητα ανεξέλεγκτης τροφοδότησης των ΜΕΚ ή των ατμοστροβίλων με καύσιμο ή ατμό αντίστοιχα, με αποτέλεσμα να οδηγηθούν σε υπερτάχυνση. Αυτό είναι ένα πολύ επικίνδυνο γεγονός κατά το οποίο, όπως αναφέρει και η λέξη, η ΜΕΚ ή ο στρόβιλος επιταχύνουν ανεξέλεγκτα προκαλώντας τόσο φθορά ή καταστροφή στα εξαρτήματά τους όσο και ενδεχομένως τραυματισμό των ανθρώπων που εκείνη τη δεδομένη στιγμή ενδέχεται να βρίσκονται γύρω τους. Από τη μέχρι τώρα κατασκευή του, ο ρυθμιστής στροφών αυτού του τύπου, παρουσιάζει το μειονέκτημα της αδυναμίας προστασίας της ΜΕΚ ή του στροβίλου όταν αυτοί οδηγηθούν σε υπερτάχυνση διότι δεν διαθέτει κάποιο επιπλέον σύστημα προστασίας αυτών, κατά τη λειτουργία του οποίου θα διακόπτεται άμεσα η παροχή της ενέργειας όποια μορφή και να έχει.

Η παρούσα ευρεσιτεχνία, έχει ως σκοπό την κατασκευή ενός μηχανισμού αποτελούμενου από διάφορετικά εξαρτήματα, τα οποία δύνανται να συνδεθούν και να συνεργαστούν μεταξύ τους, έτσι ώστε να παρέχουν στο χρήστη προστασία στην περίπτωση που η ΜΕΚ ή ο στρόβιλος οδηγηθούν σε κατάσταση υπερτάχυνσης. Επίσης δίνουν τη δυνατότητα στο χρήστη να ρυθμίζει τις στροφές της υπερτάχυνσης πάνω από τις οποίες θα ενεργοποιείται ο μηχανισμός προστασίας, έτσι ώστε να μπορεί να καλύψει όλες τις διαφορετικές εταιρίες κατασκευής και όλα τα μοντέλα των ΜΕΚ ή των στροβίλων που χρησιμοποιούνται.

Τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η παρούσα ευρεσιτεχνία, είναι ότι λόγω της διακοπής της παροχής ενέργειας προς την ΜΕΚ ή τον στρόβιλο ή οποιουδήποτε άλλου τύπου μηχανής, προκαλεί το άμεσο σταμάτημα αυτών προστατεύοντας τόσο τους ανθρώπους που βρίσκονται γύρω από τη μηχανή από ενδεχόμενο τραυματισμό, όσο και την ίδια τη μηχανή ή το στρόβιλο από την καταστροφή τους.

Η παρούσα εφεύρεση μπορεί να κατανοηθεί πλήρως από την ακόλουθη αναλυτική περιγραφή σε σχέση με τα επισυναπτόμενα σχέδια. Συγκεκριμένα:

Το σχέδιο 1 δείχνει μια προοπτική όψη ενός εσωτερικού εξαρτήματος που ονομάζεται controlet (1) και υπάρχει ήδη σε ρυθμιστή στροφών πάνω στον οποίο εφαρμόζεται και λειτουργεί η ευρεσιτεχνία. To controlet (1) έχει υποστεί μηχανουργική κατεργασία έτσι ώστε ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση της παρούσας ευρεσιτεχνίας να μπορέσει να συνδεθεί και να συνεργαστεί με αυτό. Επίσης δείχνει μια προοπτική όψη ενός άλλου εξαρτήματος που ήδη υπάρχει στο ρυθμιστή στροφών και ονομάζεται φορέας αντιβάρων (2) γνωστός και με την αγγλική ορολογία ως ballhead, με το οποίο συνδέεται και συνεργάζεται ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση.

Το σχέδιο 2 δείχνει μια αποσυναρμολογημένη προοπτική όψη των εξαρτημάτων τα οποία δύνανται να συνδεθούν και να συνεργαστούν μεταξύ τους έτσι ώστε να δημιουργήσουν το μηχανισμό προστασίας από υπερτάχυνση.

Τα σχέδια 3,4,5 δείχνουν το καθένα μια μεγεθυμένη και αποσυναρμολογημένη προοπτική ορισμένων εξαρτημάτων που αποτελούν μέρος του συνολικού μηχανισμού έτσι όπως παρουσιάζεται στο σχέδιο 2.

Το σχέδιο 6 δείχνει μια πλάγια αποσυναρμολογημένη όψη όλης της κατασκευής, συμπεριλαμβανομένων των υπαρχόντων εξαρτημάτων του controlet (1) και του φορέα των αντιβάρων (2) όπως αρχικά παρουσιάζονται στο σχέδιο 1. Επίσης φαίνεται σχεδιαστικά και το μεταλλικό καπάκι που καλύπτει τον μηχανισμό (43) μαζί με κάποια παρελκόμενα εξαρτήματα που χρησιμεύουν στη ρύθμιση των στροφών πάνω από τις οποίες θα ενεργοποιείται ο μηχανισμός.

Το σχέδιο 7 δείχνει μια τομή όλης της κατασκευής όντας πλήρως συναρμολογημένη και συνδεμένη επάνω στα υπάρχοντα εξαρτήματα του controlet (1) και του φορέα των αντιβάρων (2).

Το σχέδιο 8 δείχνει μια προοπτική όψη όλης της κατασκευής όντας πλήρως συναρμολογημένη και συνδεμένη επάνω στα υπάρχοντα εξαρτήματα του controlet (1) και του φορέα των αντιβάρων (2).

Το σχέδιο 9 δείχνει μια κάτοψη της μπούσας (15) επάνω στην οποία είναι τοποθετημένος ο φορέας αντιβάρων (54). Σύμφωνα με το σχέδιο, γίνεται περισσότερο κατανοητός ο τρόπος με τον οποίο ο φορέας αντιβάρων (54) εκτελεί αριστερόστροφη περιστροφική κίνηση, όταν τα αντίβαρα (24) περιστραφούν δεξιόστροφα μαζί με την μπούσα (15).

Προκειμένου να διευκολυνθεί ο αναγνώστης, χρησιμοποιούνται ταυτόσημοι αριθμοί αναφοράς για το χαρακτηρισμό κοινών στοιχείων στα σχήματα όπου υπάρχουν.

Πιο συγκεκριμένα στο σχέδιο 1, φαίνεται το υπάρχον εξάρτημα του controlet (1) μέσα στο οποίο εισέρχεται το υπάρχον εξάρτημα του φορέα των αντιβάρων (2) με τέτοιο τρόπο ώστε το ενσωματωμένο γρανάζι του (65) όπως φαίνεται στο σχέδιο 6, να τοποθετείται μέσα στην εσοχή (7). To controlet (1) έχει υποστεί μηχανουργική κατεργασία κατασκευής της εσοχής (3) στο κέντρο της οποίας τοποθετείται ο πείρος (4) ο οποίος ασφαλίζεται στην οπή τοποθέτησής του με την βίδα τύπου «άλλεν» (5). Το εξάρτημα (11) (σχέδιο 2) λόγω της ειδικής κατασκευής του, μπορεί να τοποθετηθεί σταθερά και απολύτως κάθετα στην εσοχή που έχει το controlet (1) γύρω από την οπή (6) (σχέδιο 1) και να ασφαλιστεί εκεί, με τη χρήση της βίδας τύπου άλλεν (12) η οποία περνάει μέσα από την οπή (39) (σχέδιο 3) του εξαρτήματος (11) για να μπορέσει να σφίξει στην οπή (6) (σχέδιο 1).

Σύμφωνα με το σχέδιο 2, αρχικά το γρανάζι (8) τοποθετείται στον πείρο (4) (σχέδιο 1) και ασφαλίζεται εκεί με τη χρήση περόνης. Η βίδα (12) περνάει μέσα από την οπή (39) (σχέδιο 3) του εξαρτήματος (11) και το σταθεροποιεί με ασφάλεια πάνω στο controlet (1) όπως προαναφέραμε. Στη συνέχεια, το εξάρτημα του διπλού γραναζιού (9), (10) τοποθετείται στον πείρο (13) με τέτοιο τρόπο ώστε τα δόντια του γραναζιού (9) να εμπλέκονται με τα δόντια του γραναζιού (8). Κατόπιν το διπλό γρανάζι (9), (10) ασφαλίζεται και αυτό με τη χρήση περόνης. Το εξάρτημα (15) αποτελεί μια μπούσα, γνωστό και με την αγγλική ορολογία ως bushing, με ένα ενσωματωμένο κωνικό γρανάζι (16) και τοποθετείται μέσα στο εξάρτημα (11) έτσι ώστε αφενώς τα δόντια του κωνικού γραναζιού (16) να εμπλέκονται με τα δόντια του άλλου κωνικού γραναζιού (10) και αφετέρου, η οπή της (17) να ευθυγραμίζεται πλήρως με την οπή (14) του εξαρτήματος (11). Η ροδέλα (19) τοποθετείται μέσα στην εσοχή (52) της μπούσας (15) όπως φαίνεται στο σχέδιο 3, έτσι ώστε οι τρύπες της (21), να ευθυγραμιστούν με τις τρύπες (40) της μπούσας (15). Κατόπιν, βιδώνεται εκεί με τη χρήση των τεσσάρων βιδών (22) με τέτοιο τρόπο ώστε τα κεφάλια των βιδών να μπαίνουν πλήρως μέσα σε αυτή. Έτσι σύμφωνα με το σχέδιο, η επάνω επιφάνεια (53) της ροδέλας (19) παραμένει επίπεδη. Επίσης η ροδέλα (19) διαθέτει στο κέντρο της κατασκευασμένο θηλυκό σπείρωμα ελικοειδούς μορφής (20). Εν συνεχεία, το εξάρτημα (54) που είναι ένας φορέας αντιβάρων (ballhead), διαθέτει στο κέντρο της μιας πλευράς του κατασκευασμένο αρσενικό σπείρωμα ελικοειδούς μορφής (29), αντίστοιχο με το σπείρωμα (20) ώστε σύμφωνα με το σχέδιο, να μπορεί να βιδωθεί πλήρως μέσα στο σπείρωμα (20), ωσότου να ακουμπήσει η επιφάνεια (23) του εξαρτήματος (54) με την επιφάνεια (53) του εξαρτήματος (19). Πάνω στο εξάρτημα (54) τοποθετούνται μεταξύ των τρυπών (27) (σχέδιο 4) τα δύο αντίβαρα (24) με τέτοιο τρόπο ώστε οι τρύπες των αντιβάρων (55) να ευθυγραμιστούν με τις τρύπες (27) του φορέα αντιβάρων (54). Τα αντίβαρα, σύμφωνα με το σχέδιο, διαθέτουν ένα βραχίονα και μια μεταλλική μπάλα να είναι ενσωματωμένη στην άκρη τους. Κατόπιν, με τη χρήση των πείρων (25) οι οποίοι περνούν μέσα από τις τρύπες (28) οι οποίες έχουν μεγαλύτερη διάμετρο από τις τρύπες (27) προκειμένου να χωράει να περάσει τόσο το στέλεχος όσο και το κεφάλι των πείρων (25), διαπερνούν τις δύο τρύπες (27) καθώς και την οπή των αντιβάρων (55), επιτυγχάνοντας την σύνδεσή τους. Γ ια την ασφάλιση των πείρων (25) χρησιμοποιούνται πεταλοειδείς ασφάλειες (26). Μέσα από το κέντρο του φορέα αντιβάρων (54) εισέρχεται η εμβολοειδής βαλβίδα (30) γνωστή και με την αγγλική ορολογία ως plunger. Αυτή στο μεγαλύτερο μέρος της έχει κατασκευασμένο αρσενικό σπείρωμα (59) και βιδώνει στο θηλυκό σπείρωμα (41) του φορέα αντιβάρων (54). Για το βίδωμα ή το ξεβίδωμα της εμβολοειδούς βαλβίδας (30) χρησιμοποιείται ίσιο κατσαβίδι το οποίο τοποθετείται στο ευθύγραμμο αυλάκι αυτής (56). Το περικόχλιο (31) ασφαλίζει την κίνηση της εμβολοειδούς βαλβίδας (30) στο σημείο ρύθμισης που θα επιλέξει ο μηχανικός. Έτσι συγκεντρωτικά, ο φορέας αντιβάρων (54) μαζί με όλα τα εξαρτήματα που φαίνονται στο σχέδιο 4 και αναφέρθηκαν πιο πάνω, καθώς βιδώνει στη μέσα στη ροδέλα (19) οδηγεί την εμβολοειδή βαλβίδα να μπει μέσα στην οπή (60) της μπούσας (15). Ανάλογα με τη ρύθμιση που κάνει ο μηχανικός βιδώνοντας ή ξεβιδώνοντας την εμβολοειδή βαλβίδα (30), προκαλεί μετατόπιση του εμβολοειδούς της τμήματος (57), το οποίο με τη σειρά του καλύπτει ή αποκαλύπτει την οπή (17) της μπούσας (15). Πάνω από τα προαναφερθέντα εξαρτήματα τοποθετείται το καπάκι (32), με τέτοιο τρόπο ώστε οι τέσσερις τρύπες του (33), να ευθυγραμιστούν με τις τέσσερις τρύπες (18) της μπούσας (15) και στη συνέχεια βιδώνεται εκεί σταθερά με τη χρήση των τεσσάρων βιδών (37). Σύμφωνα με τα σχέδια 2,5, οι δύο από τις τέσσερις βίδες (37), περνούν από το συμπαγές σώμα του καπακιού (32) ενώ οι άλλες δύο βίδες (37) περνούν κάθετα από δύο αντίστοιχα ανοίγματα (34) που είναι κατασκευασμένα το ένα αντίθετα από το άλλο. Το στέλεχος των δύο βιδών (37) περνά μέσα από δύο μικρές μεταλλικές μπούσες (35) οι οποίες λειτουργούν ως χιτώνια και πάνω από αυτές τοποθετούνται τα δύο βελονοειδή ρουλεμάν (36). Τέλος, μέσα από την οπή (61) του καπακιού (32) περνάει το ωστικό ρουλεμάν (38) γνωστό με την αγγλική του ορολογία ως thrust bearing, το οποίο τοποθετείται στην επάνω επιφάνεια του φορέα αντιβάρων (54).

Σύμφωνα με το σχέδιο 6, το ελατήριο πιέσεως (42) περνάει και αυτό μέσα από την οπή (61) του καπακιού (32) και εδράζεται πάνω στο ωστικό ρουλεμάν. Πάνω στο μεταλλικό καπάκι (43) του μηχανισμού προστασίας από υπερτάχυνση, τοποθετούνται τόσο εσωτερικά όσο και εξωτερικά από ένα παρέμβυσμα ελαίου (τσιμούχα) (49,50) για να παρέχουν στεγανοποίηση άρα και προστασία από ενδεχόμενη διαρροή του λαδιού από τον εσωτερικό χώρο του ρυθμιστή στροφών μέσα στον οποίον βρίσκεται και ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση, προς τον εξωτερικό χώρο. Μια ρυθμιστική βίδα (46) περνάει μέσα από τα δύο παρεμβύσματα ελαίου (49,50), φέροντας στην άκρη της μεταλλική έδρα (44) η οποία ασφαλίζεται με το περικόχλιο (45). Η περιστροφική κίνηση της ρυθμιστικής βίδας (46) ασφαλίζεται από το περικόχλιο (47) το οποίο σφίγγει επάνω στη μεταλλική ροδέλα (48). Η τομή του μηχανισμού προστασίας από υπερτάχυνση πλήρως συναρμολογημένου όπως φαίνεται στο σχέδιο 7, αλλά και μια προοπτική του πλήρως συναρμολογημένη όπως φαίνεται στο σχέδιο 8, μας δίνουν μια καλύτερη εικόνα για το μέγεθος του και τη διάταξη των εξαρτημάτων του.

Τα δύο βασικά πράγματα που χρειάζεται η παρούσα ευρεσιτεχνία για να μπορέσει να λειτουργήσει είναι, πρώτον η περιστροφική κίνηση και δεύτερον η παροχή λαδιού υπό πίεση στην είσοδό της. Η περιστροφική κίνηση χρειάζεται διότι η ευρεσιτεχνία βασίζεται στο φαινόμενο της φυγόκεντρου δύναμης και η παροχή λαδιού υπό πίεση στην είσοδό της χρειάζεται διότι όταν ενεργοποιείται ο μηχανισμός, μας αποδίδει αυτό το λάδι στην έξοδό του, λειτουργώντας ως υδραυλικό κύκλωμα σκανδαλισμού είτε για να ενεργοποιηθεί ο κεντρικός μηχανισμός κράτησης της μηχανής ή του στροβίλου που έχουν οδηγηθεί σε κατάσταση υπερτάχυνσης, είτε για να ενεργοποιήσουν ένα ξεχωριστό μηχανισμό κράτησης που θα κατασκευαστεί για τον ίδιο σκοπό.

Σχετικά με την παροχή λαδιού υπό πίεση, χρησιμοποιείται το υπάρχον λάδι του ρυθμιστή στροφών, το οποίο από τις πρώτες στροφές περιστροφής του ρυθμιστή στροφών και λόγω της αντλίας λαδιού του, φτάνει την πίεση λειτουργίας του που είναι περίπου 8-10 bar. Πιο συγκεκριμένα, το υπό πίεση λάδι παρέχεται, καθ’ όλη τη διάρκεια λειτουργίας του ρυθμιστή στροφών, από την οπή (51) (σχέδιο 8) του υπάρχοντος εξαρτήματος controlet (1). Αυτό μπορεί να οδηγηθεί προς την είσοδο της οπής (14) του εξαρτήματος (11), μέσω ενός συνδέσμου τύπου ερμέτου που θα βιδωθεί στην οπή (51), ενός σωλήνα και ενός άλλου συνδέσμου τύπου ερμέτου που θα βιδωθεί στην οπή (14), παραμένοντας εκεί έως ότου ενεργοποιηθεί ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση.

Σχετικά με την απαραίτητη περιστροφική κίνηση, σύμφωνα με την ευρεσιτεχνία και με όλα τα σχέδια όπως περιγράφηκαν παραπάνω, όταν ο άξονας οδήγησης του ρυθμιστή στροφών αρχίσει να περιστρέφεται από τη ΜΕΚ ή το στρόβιλο, οδηγεί σε περιστροφή και τον υπάρχοντα φορέα αντιβάρων (2) (σχέδιο 1) του οποίου το γρανάζι (65) (σχέδιο 6), περιστρέφει το γρανάζι (8) το οποίο εν συνεχεία περιστρέφει το εξάρτημα του διπλού γραναζιού (9), (10) λόγω της σύνδεσής τους. Έτσι το γρανάζι (10) όντας εμπλεκόμενο με το γρανάζι (16), και λόγω της κωνικής κατασκευής αυτών, μεταφέρει κατά ενενήντα μοίρες, την κάθετη περιστροφική του κίνηση σε οριζόντια περιστροφική κίνηση της μπούσας (15). Μαζί με την μπούσα (15) περιστρέφονται και όλα τα υπόλοιπα εξαρτήματα όπως φαίνονται στο σχέδιο 2 διότι είναι όλα συνδεδεμένα επάνω της. Αντίθετα με τα προαναφερθέντα περιστρεφόμενα εξαρτήματα, το ελατήριο πίεσης (42) (σχέδιο 6) πατώντας επάνω στο ωστικό ρουλεμάν (38) παραμένει σταθερό, διότι μόνο η ροδέλα της μιας πλευράς του ωστικού ρουλεμάν (38) που ακουμπάει επάνω στον φορέα αντιβάρων (54) περιστρέφεται μαζί με τα υπόλοιπα εξαρτήματα του μηχανισμού διατηρώντας την ροδέλα στην άλλη του πλευρά, δηλαδή εκεί όπου ακουμπάει το ελατήριο πίεσης (42), ακίνητη, λόγω των μικρών κυλίνδρων που είναι κατασκευαστικά ενσωματωμένοι μεταξύ των δύο ροδελών του ωστικού ρουλεμάν (38). Καθ’όλη τη φυσιολογική λειτουργία του ρυθμιστή στροφών, ο μηχανισμός υπερτάχυνσης παρόλο που περιστρέφεται και αυτός, δεν είναι ενεργοποιημένος διότι το εμβολοειδές τμήμα (57) της βαλβίδας (30), κλείνει εντελώς την οπή (17) της μπούσας (15) αποτρέποντας την επικοινωνία των δύο άκρων της οπής (14) του εξαρτήματος (11), διότι κατασκευαστικά οι οπές (14) και (17) είναι ευθυγραμμισμένες. Πρακτικά για να συμβεί αυτό, κατά την άρμωση των εξαρτημάτων, θα πρέπει όταν ο φορέας αντιβάρων (54) είναι πλήρως βιδωμένος στη ροδέλα (19), ο μηχανικός να ρυθμίσει τη θέση της εμβολοειδούς βαλβίδας (30) βιδώνοντας ή ξεβιδώνοντάς την με τη χρήση ίσιου κατσαβιδιού από το αυλάκι της (56), επιτυγχάνοντας την πλήρη κάλυψη της οπής (17) της μπούσας (15) από το εμβολοειδές τμήμα (57) της βαλβίδας (30). Κατόπιν ασφαλίζει τη ρύθμιση που έκανε σφίγγοντας το περικόχλιο (31). Η διάμετρος του εμβολοειδούς τμήματος (57) της βαλβίδας (30), είναι κατασκευασμένη με πολύ μεγάλη ακρίβεια, έτσι ώστε μπαίνοντας μέσα στην οπή (60) της μπούσας (15), να εξασφαλίζει τη μηχανική στεγανοποίηση. Επίσης, το ύψος του εμβολοειδούς τμήματος (57) είναι ελάχιστα μεγαλύτερο από τη διάμετρο της οπής (17), ώστε να μπορεί ο μηχανικός να πραγματοποιήσει την προαναφερθείσα ρύθμιση με μια μικρή ανοχή ασφαλείας.

Σύμφωνα με την ευρεσιτεχνία, τα αντίβαρα (24) κατά την περιστροφή όλου του μηχανισμού, τείνουν να περιστραφούν και αυτά προς την ίδια φορά, λόγω της φυγόκεντρου δύναμης. Επίσης λόγω του σχεδιασμού τους, ένα τμήμα του στελέχους τους καθώς και η ενσωματωμένη μεταλλική σφαίρα που διαθέτουν στην άκρη τους, βγαίνουν έξω από το καπάκι (32) περνώντας μέσα από τα ανοίγματα (34) και έχοντας σαν κέντρο περιστροφής τους την οπή (55) μέσα από την οποία περνούν οι πείροι (25). Επίσης λόγω του μήκους τους, η κίνησή τους σταματάει όταν το στέλεχος τους ακουμπήσει επάνω στα βελονοειδή ρουλεμάν (36) τα οποία παραμένουν σταθερα τοποθετημένα στα ανοίγματα (34) του καπακιού (32) με τη χρήση των δύο βιδών (37) και των μεταλλικών μπουσών (35). Η κάθετη δύναμη που ασκεί το ελατήριο πίεσης (42) διατηρεί την επιφάνεια (23) του φορέα αντιβάρων (54) σε επαφή με την επιφάνεια (53) της ροδέλας (19) και άρα το αρσενικό ελικοειδές σπείρωμα (29) είναι πλήρως βιδωμένο μέσα στο αντίστοιχο θηλυκό ελικοειδές σπείρωμα (20). Η πίεση που ασκεί το ελατήριο (42) εξαρτάται από τη θέση της ρυθμιστικής βίδας (46). Όσο περισσότερο αυτό συμπιέζεται από τη ρυθμιστική βίδα (46), τόσο περισσότερη δύναμη ασκεί στο ωστικό ρουλεμάν (38), άρα τόσο μεγαλύτερη φυγόκεντρος δύναμη χρειάζεται να ασκηθεί στα αντίβαρα (24), άρα με τόσο μεγαλύτερη ταχύτητα περιστροφής χρειάζεται να περιστραφούν αυτά και τελικά όλος ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση, έτσι ώστε να μπορέσουν να υπερνικήσουν τη δύναμη του ελατηρίου πίεσης (42).

Ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση ενεργοποιείται όταν οι στροφές της ΜΕΚ ή του στροβίλου αυξηθούν ανεξέλεγκτα διότι οδηγούνται σε κατάσταση υπερτάχυνσης. Σύμφωνα με το σχέδιο 9, αν υποθέσουμε δηλαδή ότι όλος ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση περιστρέφεται δεξιόστροφα, τότε προς την ίδια φορά θα περιστραφούν και τα αντίβαρα (24). Τότε όπως προαναφέραμε, τα στελέχη των αντιβάρων ακουμπούν πάνω στα βελονοειδή ρουλεμάν (36) και δρούν σαν μοχλοί ενώ τα βελονοειδή ρουλεμάν (36) δρουν σαν υπομόχλια. Υπό αυτές τις συνθήκες, λόγω της αυξημένης φυγόκεντρου δύναμης, ως αποτέλεσμα της κατάστασης υπερτάχυνσης της ΜΕΚ ή του στροβίλου, όταν το άκρο των αντιβάρων (24) με την ενσωματωμένη μεταλλική σφαίρα περιστραφεί δεξιόστροφα και διαγράψει ένα νοητό δεξιόστροφο τόξο, όπως φαίνεται και στο σχέδιο, θα οδηγήσει το άλλο τους άκρο, δηλαδη την οπή (55), να περιστραφεί αριστερόστροφα διαγράφοντας επίσης ένα νοητό τόξο. Έτσι, λόγω του γεγονότος ότι τα αντίβαρα (24) είναι συνδεδεμένα με το φορέα αντιβάρων (54) με τη χρήση των πείρων (25), θα προκαλέσουν την αριστερόστροφη περιστροφή στον φορέα αντιβάρων (54) υπερνικώντας την κάθετη δύναμη του ελατηρίου πίεσης (42), προκαλώντας ταυτόχρονα και το ξεβίδωμα του δεξιόστροφου αρσενικού ελικοειδούς σπειρώματος (29) από το αντίστοιχο δεξιόστροφο θηλυκό ελικοειδές σπείρωμα (20) της ροδέλας (19). Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα, ο φορέας αντιβάρων (54) να ανασηκωθεί λίγα χιλιοστά από τη ροδέλα (19) παρασύροντας ταυτόχρονα και την εμβολοειδή βαλβίδα (30) σε αξονική μετατόπιση λίγων χιλιοστών από την αρχική της θέση. Ως αποτέλεσμα αυτού, τα εμβολοειδή τμήματα (57), (58) της βαλβίδας (30), παίρνουν θέση πρίν και μετά από το άνοιγμα της οπής (14) του εξαρτήματος (11), αφήνοντας ταυτόχρονα το ενδιάμεσο τμήμα τους που έχει μικρότερη διάμετρο να ευθυγραμμιστεί με αυτή επιτρέποντας έτσι στα δύο άκρα της οπής (14) να επικοινωνήσουν μεταξύ τους. Τότε, το παραμένον λάδι υπό πίεση που παροχετεύεται στη μια άκρη της οπής (14) όπως προαναφέραμε, βρίσκει διέξοδο προς την άλλη άκρη της οπής (14) και έτσι περνώντας μέσα από το ακροφύσιο (62) (σχέδιο 6), από το σωλήνα (63) (σχέδιο 6) και τα ακροφύσια (64,66) (σχέδιο 6), μπορεί να χρησιμοποιηθεί, μέσω ενός εξωτερικού σωλήνα, για να ενεργοποιήσει το κεντρικό σύστημα κράτησης της ΜΕΚ ή του στροβίλου ή ενός άλλου ανεξάρτητου συστήματος κράτησης, εξασφαλίζοντας το άμεσο σταμάτημα αυτών από την ανεξέλεγκτη λειτουργία τους.

Αξίζει να σημειώσουμε ότι παραπάνω περιγράψαμε τη λειτουργία του μηχανισμού προστασίας από υπερτάχυνση όταν αυτός περιστρέφεται κατά τη δεξιόστροφη φορά. Σε περίπτωση που ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση οδηγηθεί σε αριστερόστροφη φορά περιστροφής ως αποτέλεσμα της περιστροφής του άξονα οδήγησης του ρυθμιστή στροφών άρα και του υπάρχοντος φορέα αντιβάρων (2), τότε για να λειτουργήσει φυσιολογικά, θα πρέπει τόσο η ροδέλα (19) να έχει κατασκευασμένο αριστερόστροφο θηλυκό ελικοειδές σπείρωμα (20), όσο και ο φορέας αντιβάρων (54) να έχει κατασκευασμένο αριστερόστροφο αρσενικό ελικοειδές σπείρωμα (29). Αντιθέτως, αν χρησιμοποιηθούν αριστερόστροφα σπειρώματα στα εξαρτήματα (19), (54) για μηχανισμό που περιστρέφεται δεξιόστροφα, τότε κατά την ενεργοποίηση του μηχανισμού, θα προκληθεί βίδωμα και όχι ξεβίδωμα αυτών με αποτέλεσμα τη μη μετατόπιση της εμβολοειδούς βαλβίδας (30) και άρα την μη ενεργοποίηση του μηχανισμού.

Τελικά, ο μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση που αφορά το ρυθμιστή στροφών μιας ΜΕΚ ή ενός στροβίλου όπως περιγράφηκε παραπάνω, κατασκευαστικά ταιριάζει σε όλους τους ρυθμιστές στροφών των τύπων UG-5,7/8/10/15 της εταιρίας Woodward, όπου χρησιμοποιώντας τόσο διαφορετικής σκληρότητας ελατήρια πίεσης (42) όσο και αριστερόστροφα ή δεξιόστροφα ελικοειδή σπειρώματα (20), (29) στα εξαρτήματα (19), (54) του μηχανισμού αντίστοιχα, εξασφαλίζει τη σωστή και απρόσκοπτη λειτουργία του για όλο το φάσμα των στροφών υπερτάχυνσης όλων των διαφορετικών μοντέλων των προαναφερθέντων ρυθμιστών στροφών, για όλους τους διαφορετικούς κωδικούς αυτών των μοντέλων.

Claims (9)

Α Ξ Ι Ω Σ Ε Ι Σ

1. Μηχανισμός προστασίας υπερτάχυνσης σε ΜΕΚ ή στροβίλους που αποτελείται από ένα γρανάζι (8) το οποίο είναι συνδεδεμένο και μεταδίδει την περιστροφική του κίνηση στο γρανάζι (9) το οποίο στο άλλο του άκρο διαθέτει κωνικό γρανάζι (10) και τοποθετείται μέσα στον πείρο (13) του εξαρτήματος (11) το οποίο βιδώνει σταθερά σε υπάρχον εξάρτημα με τη χρήση της βίδας (12) τύπου άλλεν. Το κωνικό γρανάζι (10), μεταδίδει την κίνησή του στο αντίστοιχα κωνικό γρανάζι (16) της μπούσας (15) η οποία τοποθετείται μέσα στο εξάρτημα (11) ώστε οι οπές (14) και (17) να ευθυγραμίζονται μεταξύ τους. Πάνω στην μπούσα (15) βιδώνεται η ροδέλα (19) με τη χρήση των βιδών (22) τύπου άλλεν, η οποία διαθέτει στο κέντρο της θηλυκό ελικοειδές σπείρωμα, στο οποίο βιδώνει με τη χρήση αντίστοιχου αρσενικού ελικοειδούς σπειρώματος ο φορέας αντιβάρων (54), ο οποίος φέρει μόνιμα συνδεδεμένα πάνω του τα αντίβαρα (24) με τη χρήση των πείρων (25) και των ασφαλειών (26). Επίσης πάνω του φέρει και την εμβολοειδή βαλβίδα (30) η οποία εισέρχεται στην τρύπα (60) της μπούσας (15), έτσι ώστε το εμβολοειδές τμήμα της (57) να καλύπτει πλήρως την οπή (17) και ασφαλίζει με τη χρήση του περικοχλίου (31). Πάνω στην μπούσα (15) βιδώνει το καπάκι (32) με τη χρήση των τεσσάρων βιδών (37), καλύπτοντας το φορέα αντιβάρων (54), ενώ ταυτόχρονα τα αντίβαρα (24) βγαίνουν από τα δύο ανοίγματα (34) του καπακιού (32). Καθώς περιστρέφεται όλος ο μηχανισμός, τα στελέχη των αντιβάρων (24) ακουμπούν σταθερά πάνω στα βελονοειδή ρουλεμάν (36) τα οποία τοποθετούνται πάνω απο τους αποστάτες (35) οι οποίοι λειτουργούν ως χιτώνια, μέσα από τους οποίους περνούν οι δυο βίδες (37). Πάνω στο φορέα αντιβάρων (54) τοποθετείται το ωστικό ρουλεμάν (38) και πάνω σε αυτό το ελατήριο πίεσης (42), η πίεση του οποίου ρυθμίζεται από τη θέση της ρυθμιστικής βίδας (46) η οποία ασφαλίζεται από το περικόχλιο (47), που χαρακτηρίζεται από το ότι στηρίζεται στο φαινόμενο της φυγόκεντρου δύναμης και ενεργοποιείται όταν αυτή προκαλέσει την περιστροφή των αντιβάρων (24) σε περίπτωση που η λειτουργία της ΜΕΚ ή του στροβίλου είναι ανεξέλεγκτη και εντός του ορίου των στροφών υπερτάχυνσης.

2. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι δέχεται το λάδι του ρυθμιστή στροφών υπό πίεση στην είσοδό του και όταν ενεργοποιηθεί, το αποδίδει πάλι υπό πίεση στην έξοδό του, διερχόμενο μέσω της οπής (14), μέσω των ακροφυσίων (62), (64), (66) και ενός σωλήνα (63), με σκοπό να ενεργοποιήσει το σύστημα τερματισμού λειτουργίας της ΜΕΚ ή του στροβίλου.

3. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι τα αντίβαρα (24) λειτουργούν ως μοχλοί και τα ρουλεμάν (36) ως υπομόχλια. Ετσι κατά την περιστροφική κίνηση του μηχανισμού, τα στελέχη των αντιβάρων (24) ακουμπούν πάνω στα ρουλεμάν (36) και διαγράφοντας ένα νοητό τόξο προς την κατεύθυνση περιστροφής, οδηγούν το άλλο τους άκρο να διαγράψει ένα νοητό τόξο αντίστροφης κατεύθυνσης προκαλώντας το ξεβίδωμα του φορέα αντιβάρων (54) και κατά συνέπεια την αξονική μετατόπιση της εμβολοειδούς βαλβίδας (30).

4. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 και 2, που χαρακτηρίζεται από το ότι το θηλυκό ελικοειδές σπείρωμα (20) της ροδέλας (19), όπως και το αρσενικό ελικοειδές σπείρωμα (29) του φορέα αντιβάρων (54), είναι κατασκευασμένα με τέτοιο βήμα ώστε κατά την πλήρη κίνηση των αντιβάρων, όταν ενεργοποιείται ο μηχανισμός, να ξεβιδώνουν μεταξύ τους τόσο ώστε να επιτυγχάνεται η απαραίτητη αξονική μετατόπιση της εμβολοειδούς βαλβίδας (30) για την πλήρη αποκάλυψη της οπής (17) της μπούσας (15) από το εμβολοειδές τμήμα (57).

5. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι τόσο το θηλυκό ελικοειδές σπείρωμα (20) της ροδέλας (19), όσο και το αρσενικό ελικοειδές σπέιρωμα (29) του φορέα αντιβάρων (54), μπορούν να έχουν είτε αριστερόστροφη είτε δεξιόστροφη φορά κατασκευής, ανάλογα με το αν η φορά περιστροφής του μηχανισμού είναι αριστερόστροφη ή δεξιόστροφη αντίστοιχα, ώστε κατά την ενεργοποίηση του μηχανισμού, να μπορέσουν τα δύο σπειρώματα να ξεβιδώσουν μεταξύ τους και να μετατοπίσουν την εμβολοειδή βαλβίδα αξονικά, για να επικοινωνήσουν οι οπές (14), (17) μεταξύ τους.

6. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι με τη χρήση ελατηρίων πιέσεως (42) διαφορετικής σκληρότητας και μήκους και βάση της διαδρομής που μπορεί να κάνει η ρυθμιστική βίδα (46), επιτυγχάνουμε την κάλυψη μεγάλου φάσματος στροφών υπερτάχυνσης πάνω από τις οποίες ενεργοποιείται ο μηχανισμός προστασίας. Έτσι μπορούν να καλυφθούν όλοι οι τύποι και οι κωδικοί και οι στροφές λειτουργίας των ρυθμιστών στροφών που φέρουν το μηχανισμό αυτό.

7. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι λόγω της κατασκευής των εξαρτημάτων του, είναι μικρός σε μέγεθος όντας πλήρως συναρμολογημένος και μπορεί να τοποθετηθεί στους προαναφερθέντες τύπους ρυθμιστών στροφών προκαλώντας μικρή μηχανουργική μετατροπή στα υπάρχοντα εξαρτήματα αυτών.

8. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με την αξίωση 1 , που χαρακτηρίζεται από το ότι τίθεται σε περιστροφή αμέσως μόλις ξεκινήσει η περιστροφή του ρυθμιστή στροφών από τη ΜΕΚ ή το στρόβιλο, λόγω της μηχανικής του σύνδεσης με ύπαρχον γρανάζι του ρυθμιστή στροφών.

9. Μηχανισμός προστασίας από υπερτάχυνση σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι όλα του τα εξαρτήματα είναι μεταλλικά. Οι δε κατασκευαστικές ανοχές ορισμένων εξαρτημάτων είναι πάρα πολύ μικρές έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η μηχανική στεγανοποίηση μεταξύ τους.