Adından da anlaşılabileceği gibi, piçi(pervanenin 360° dönüşünde gidilen eksenel mesafe, pervane adımı) geminin içinde bulunduğu şartlara göre, istenilen şekilde ayarlanabilen pervane tipidir. Pervanenin piçindeki bu değişiklik mekanik ya da hidrolik bir mekanizma ile pervanenin dikey ekseninde meydana gelir. Piç kontrollü pervane sistemine romörkörler ve trol gemileri gibi boşta ve yük altında çalışma şartları arasında çok fark olan gemilerde rastlamak mümkündür. Tek yöne dönüşlü (tornistansız) makinelerde pervane piçini ters yöne doğru tamamen değiştirerek tam yol ileri ve tam yol geri manevralarını yapmak mümkündür.
Kontroledilebilir Piçli Pervane Sistemi
Pervaneler bazı parametrelere ve gemi arkasındaki akış şartlarına göre dizayn edilirler. Buna rağmen çeşitli düzensizlikler ortaya çıkabilmektedir. Bu düzensizliklerin ortadan kaldırabilmek,itme kuvvetini,manevra yeteneğini ve verimi arttırmak ayrıca pervanede meydana gelen kavitasyon etkilerini azaltabilmek için değişik pervane ve sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemlerin en gelişmiş olanlarından biri kontrol edilebilir piçli pervane sistemidir. Piç kontrollü pervane sistemleri kanatların göbeğe nazaran konumlarının istenilen açıda ve gemiye istenilen yönde hareket verebilecek şekilde değiştirilmesi ve bu işlemin pervane göbeğinde bulunan hidrolik pistonlar tarafından yapılması esasına dayanır. Dolayısıyla geminin seyir ve manevra durumuna uygun piçin pervane kanatlarına verilmesi bu sistem ile mümkün olmaktadır. Bu noktada kanat piçinin değiştirilmesi servomotor prensibi ile hidrolik pistonlar tarafından yapılmaktadır. Gemi tesislerinde piç kontrollü pervaneler orta ve yüksek devirli dizel motorları ile gaz türbinlerinde ve kombine tesislerde kullanılmaktadır. Bu sistem sayesinde dizel motorlu tesislerde makineyi ters çalıştırma düzenekleri,buhar ve gaz türbinli tesislerde tornistan türbinlerine duyulan ihtiyaç ortadan kalkmış olur. Piç kontrollü pervane sistemlerinde pervane kanat sayısı 3,4,5 olabilmektedir. Dizayn esnasında kanat profilini oluştururken çeşitli ölçüm ve deneyler yapılır. Sonuçlar neticesinde gemi tipine ve makine türüne göre en verimli kayıpları en az olan pervane kanat profili tespit edilir.
Piç kontrollü pervanelerde,normal olarak,bir pnömatik veya elektronik sistem ile köprüüstünden kontrol edilebilir. Ayrıca bu iki sistemde meydana gelebilecek arıza durumunda pervaneye bir kol vasıtasıyla mekanik olarak istenilen değerde piç verilebilir. Acil durumlarda kullanılan bu sistem periyodik olarak kontrol ve test edilip, jurnale kaydedilir. Ayrıca bu sistem için haberleşmeyi sağlayacak acil durum haberleşme tesisatı da periyodik olarak kontrol ve test edilmek zorundadır. Sabit kanatlı bir pervanenin,ana makinenin sağladığı gücü,ancak belirli bir yükte, en iyi verimle kullanabilmesine rağmen, piç kontrollü sistem bu durumun her yük altında aynı imkanı sağlar.Bu sebepten dolayı bu tip pervane sistemi ile donatılan gemilerde ana makine gücü,her seyir halinde hatta tornistan manevralarında bile tam olarak kullanılmış olunur. Piç kontrollü pervane sistemi ,genellikle esas karakteristikleri yüksek hız ve büyük trust(itme)gerektiren; konteyner, savaş gemileri, romorkörler ,yolcu gemileri, balıkçı gemileri, buzkıran gemilerinde yaygın olarak kullanılır.
Sırasıyla pervanenin İleri-Nötr ve Geri piç posizyonları
Kontrol edilebilir piçli pervanelerin avantajları kısaca şöyle sıralanabilir:
1. Çok iyi hızlanma,duruş ve manevra kabiliyetine sahip olması.
2. Sabit itiş kabiliyetinin her yükleme şartı altında elde edilebilmesi.
3. Pervane piçlerinin değişimi ile gemi hızının,dönme hızı değiştirilmeksizin ve güç kaybı olmaksızın ayarlanılabilir olması.
4. Makineyi ters çalıştırma donanımlarına gerek duyulmaması.
5. Sisteme bir şaft jeneratörünün kolayca eklenebilir olması, elektrik üretimine de katkısının bulunması.
Sistemin dezavantajları ise şunlardır:
1. Bunun yanında çok komplike ve imalat masraflarının yüksek olması.
2. Sistem için pahalı bir hidrolik yağ gerektirmesi
Piç kontrollü pervaneler günümüzde yaygın olarak 500 HP den 30 000 HP’ ye kadar çeşitli güçte ve boyutta gemilerde kullanılmaktadır. En yayg ın olarak kullanılan piç kontrollü pervanelerden biri 1937 yılında İsveç’te KaMeWa firmasınca yapılan ve hidrolik olarak kumanda edilen pervanedir. Bu pervane sisteminde piç pervanenin hubına (göbeğine) yerleştirilen bir servomotor vasıtasıyla kontrol edilir. Bu sistem bir ya da iki hidrolik silindir, piston ve piston kollarından oluşur. Piston iki yüzeyi arasındaki basınç farkıyla hareket eder. Servomotordan çıkan ve servomotora gelen yağ akışı piston kolunun içindeki slayd valf tarafından kontrol edilir. Slayd valf içi boş bir şaft tarafından mekanik olarak kontrol edilir. Bu şaft ya da rod pervane şaftındaki bir delikten geçer ve yağ dağıtım kutusundaki kollara bağlanır.
Tek pistonlu servomotorlu piç kontrollü pervane
Eğer slayd valf geri doğru hareket ederse valf portları aynı hizaya gelir ve basınçlı yağ pistonun ön yüzeyine slayd valfın içi boş şaftından geçerek ulaşır ve pistonun geri doğru hareket etmesini sağlar. Piston valf ile birlikte hareket eder ve portlar tekrar nötr pozisyona gelene kadar hareket devam eder. Ters yönde çalışmada da slayd valf ileri yönde hareket ederse piston da ileri yönde hareket eder.
Şekil ’deki Piç controllü pervane sisteminin bileşenleri
1.Flençli kanat
2.Kanat saplaması ve somunu
3.Kanat siil ringi
4.Yatak ringi
5.Hub gövbesi
6. Servomotor piston
7. Hub silindiri
8. Hub konisi
9. Ana regüleyting valf
10.Kroshedli piston rodu
11. Merkez post
12. Kayıcı ayak, krank pin için delikli
13. Krank pin ringi
14. Hubın alçak basınç tarafı seyfti valfi
15. Flençli pervane şaftı
16. Ara şaft
17. Valf rodu
18. Uç kapağı
19. Piç kontrol yardımcı servomotoru
20. Alçak basınç siili
21.Yüksek basınç siilii
22.Bağlantı çubuğu
23.Valf rodu kilidi
24.Yağ dağıtım kutusu keysi
25.Stand-by servo
26.Stand-by servo için geri döndürmez valf ve seyfti valf
27.Yağ tankı
28.Yüksüz pompa için regülayting valf
29.Yardımcı servomotor için regülayting valf
30. Yardımcı servomotor için redüsing valf
31.Karşı basınç valfi
32.Sıralama valfi
33.Seyfti(emniyet) valfi
34.Redusing valf(yüksüzleştirme)
35. Yüksüzleştirme valfi
36.Ana yağ tankı37.Ana pompa
38.Yüksüz pompa
39.Ana filtre
40.Çek valf
41.Yağ dağıtım kutusu
Piston, piston kolunun tamamı boyunca hareket ettiğinde, kroshedin içindeki kayıcı ayaklar da onunla beraber hareket eder. Her pervane kanadı için bir krank pin vardır ve bu pinler kayıcı ayakların içine yerleştirilmişlerdir bu sayede servomotor pistonun her hareketinde bütün pervane kanatlarında aynı miktarda piç değişimi görülür.
Yağ pervane göbeğindeki bir mekanizma sayesinde yağ dağıtıcı kutuya girer ve çıkar. Yağ dağıtıcı kutu geminin iç kısmında yer alır, geminin devir düşürücü donanımının ucunda ya da ara şaftlardan birinin bir bölümünde yer alabilir. Yağ basıncı tek pistonlu sitemlerde maksimum 40 bar; iki pistonlu sistemlerde ise maksimum 130 bardır. Bu basınç pervane şaftından veya ayrı bir motordan hareket alan pozitif deplasmanlı bir pompa tarafından sağlanır. Dağıtım kutusu üzerindeki giriş valfi yağın pervane göbeğinde içi boş şafttan geçerek yüksek basınç bölgesine girme basıncını ayarlar. Yağ pervane göbeğindeki mekanizmadan çıkıp valf rodunun dışından geçerek yağ dağıtım kutusunun alçak basınç bölgesine geçer. Geminin üzerinde yol varken, yağ ile dolu pervane göbeğindeki bir çıkış valfiyle çok az bir karşı basınç sağlanır. Gemi limandayken bu basınç su hattından yükseğe konulmuş ve yağ dağıtım kutusuna bağlı bir tank ile sağlanır.
Valf rodunun ön ucuna ,yağ dağıtım kutusunun içinde, ona bağlı ve onunla birlikte hareket eden bir pim yerleştirilmiştir. Siteme harici bir servomotor konmuştur. Bu servomotor yağ dağıtım kutusuna bağlıdır ve çatal mekanizmasıyla bir kaymalı yatağı hareket ettirir. Herhangi bir arıza durumunda bu yardımcı servomotorla valf rodunun kroshedi mekanik olarak itmesi sağlanarak pervane kanatlarının tam yol ileri pozisyonuna kaydırılması sağlanır.
Pervane kanatları ve makine hızı “Kombinatör” olarak bilinen bir kol ile uzaktan kumanda edilebilir. Gemide bir ya da daha fazla kombinatör bulunabilir. Bu kollar kemler vasıtasıyla bir çok transmiteri(vericiyi) kontrol eder. Bu transmiterler elektrikli ya da pinomatik olabilirler.
Bazı sistemlere, dış şartlardan etkilenmeksizin makinenin yükünü önceden belirlenen bir değerde tutan elektronik cihazlar dahil edilmiştir. Bu sistemlerde kontrol ünitesi ana servo kontrol sisteminin geri beslemesinde bulunan bir düzletici servoyu kontrol eder.
Bu bölümde pervanenin dizaynı ile ilgili daha detaylı açıklama yapmak zordur. Bundan sonraki notlar ana hatlarıyla hesaba katılması gereken faktörler içindir.
Sistemin Ana Parçaları ve Çalışma Prensibi
1.Hidrolik akışkana basınç kazandıran pompalar(2 adet).
2.Sistemde basınç yükselmesine karşı rilif valf.
3.Sistemin ileri veya geri yönde piç vermesini sağlayan kontrol valf.
4.Sistemdeki hidrolik yağı temizleyen filtre.
5.İleri ve geri yönde piç verme devreleri için basınç dengeleyici valfler
6.Hidrolik akışkanın depolanmasını ve genişlemesini sağlayan tank
7.Hidrolik iletim boruları(şaft içinde)
8.Kayıcı piston
9.Kanatlara bağlantıyı sağlayan piston rodlar
10.Kanatlar
11.Sancak,iskele ve ana köprüstü kontrol merkezleri
12.Ana kontrol ünitesi
13.Makine kontrol odası kumanda paneli olarak ayrılabilir.
14.Geri besleme kutusu
15.Hub gövdesi
16.OD box
Hidrolik akışkana pompalar tarafından belirli bir değerde basınç kazandırılmaktadır. Eğer sistemde aşırı bir basınç artışı meydana gelirse bu rilif valf tarafından devre tanka iştirak ettirilerek giderilir. Devre üzerinde bulunan filtre hidrolik akışkanda meydana gelebilecek kirlilikleri ortadan kaldırır. Akışkan kontrol valfe geldiğinde bu noktaya köprüüstü veya makine kontrol odasından gelecek uyartıya göre pervaneye ileri veya geri yönde piç verecek şekilde uygun devreye çevrilir. Yağ bir yönde (örneğin ileri yönde) piç verecek şekilde ilerlerken diğer devredeki (geri yönde piç veren devre) akışkanın geri dönmesi gerekmektedir. İşte bu görev basınç dengeleyici valfler (counter balance valves) tarafından yapılmaktadır. Sistemde oluşan hidrolik basıncın kanatlara yansıması ise hidrolik pistonun hareketi ile mümkün olmaktadır. Hidrolik piston üzerine bağlı konnektin rodlar vasıtasıyla hidrolik pistonun yatay yönde hareketi kanatlara iletilmiş olunur. Pistonun hareket yönünün aksi tarafında bulunan hidrolik akışkan ise devre üzerinden basınç dengeleyici valfe kadar gelir ve oradan da diğer valfe iştirak ettirilerek pistonunun hareketini destekleyen devreye verilir. Sistemin stop veya açısız pozisyonda dönme durumlarında dengede tutulabilmesi için hidrolik pistonun her iki tarafına mavi hatlarla gösterilen ve basıncı tankın yüksekliğinden kaynaklanan basınç kadar olan hidrolik devre ile sağlanmaktadır. Sistemin elektrikli olarak köprüüstünden ve makine kontrol odasından kontrolü mümkündür. Gönderilen ikaz kontrol ünitesinde değerlendirilerek kontrol valf selenoidlerini uyararak uygun devrenin (ileri yönde piç,geri yönde piç) açılmasını sağlar. Bu sırada şaft üzerinden alınan ölçüm değerine göre üretilen ikaz akımı da kontrol ünitesine gönderilir. Burada istenen değerle kıyaslanır ve duruma göre gerekli pozitif veya negatif uyartıyı gönderir. Köprüüstü kontrol sisteminde arıza meydana gelmesi durumunda sistem selonoid valfler üzerinde bulunan basma butonları ile köprüüstüyle kurulan iletişim doğrultusunda çalıştırılır.
Köprüstü piç kontrol konsolu
Pervane Kanatları Dizaynı
Pervane çapı:Pervane uç noktaları tarafından dönüş esnasında oluşturulan dairenin çapıdır. Piç:Pervane ekseni üzerinde nokta alınıp bu nokta eksene paralel olarak hareket ettirilirse helis oluşturur. Oluşan bu helisin bir evir süresince eksene paralel olarak hareket ettiği mesafeye piç denir. İşte 90 derecelik açılı bir çizgi bu eksen etrafında ve paralel bir şekilde hareket ettirilirse bir helisel alan meydana gelecektir. Aynı zamanda piç açısı da ortaya çıkacaktır.
Helis çapı-piç üçgeni
Piç oranı:Pervaneye verilen piçin pervane çapına oranına piç oranı denir.
Devir yönü:Dönen bir pervaneye kıçtan bakıldığında pervane saat yönünde dönüyor ve gemi ileri yönde hareket ediyorsa bu pervane sağ dönüşlü pervanedir. Eğer saat yönünün aksi yönde dönüyor ise sol dönüşlü pervanedir.
Çeşitli kanat profilleri için akış çizgileri
Deney havuzunda ileri yönde piç verilerek test edilmesi
şeklini muhafaza edebilmelidir. Aynı zamanda malzeme tamir edilebilme ve temiz yüzey pürüzlülüğüne sahip olacak niteliklere sahip olmalıdır. Aynı zamanda malzeme ince kanat kesiti kullanılması halinde dahi kavitasyona dayanıklı ve verimi yüksek düzeyde tutacak niteliklere sahip olmalıdır.
Sistemde Oluşabilecek Muhtemel Arızalar ve Bakımları
1.Sistem üzerinde herhangi bir noktada (borularda,flençlerde,OD box kapak keçelerinden,pompalarda,Hub üzerinde) yağ kaçağı meydana gelebilir. Bunun sonucunda düşük yağ basıncı ve sistemin devre dışı kalması söz konusu olabilir.2.Hidrolik yağın çeşitli yabancı maddelerce kirletilmesi sonucu özelliklerini kaybedip görevini yapamaz hale gelmesi. Özellikle hidrolik yağ içine karışan su bir emülsiyon oluşturarak kullanılmaz hale gelir.
3.Pompalarda aşınmalar sonucu meydana gelen basma kayıpları veya pompaların elektriği arıza sebebiyle devre dışı kalması.
4.Ana ve yardımcı servomotor pistonu segmanlarının aşınması sonucu kaçırması ve basıncın etkisini kaybederek piston hareketinin gerektiği gibi etkili olamaması. Bu durum harekette gecikmelere ve sistemin yavaşlamasına sebep olacaktır yani sistemin duyarlılığı azalacaktır.
5.Pervane kanatlarının hub gövdesi üzerine bağlantı noktalarındaki o-ring aşınması sonucu meydana gelen kaçaklar.
6.Piston rod, kroshed ve merkez pin parçalarındaki aşınmalardan dolayı her kanada eşit miktarda piçin verilememesi. Zamanla meydana gelen bir problemdir.
7.Pervane kanatlarında oluşan birikimler ve aşınmalar meydana gelebilir.
Bakım ve Onarımlar
1.Geminin tersanede havuzlandığı dönemlerde pervane kanatlarının kontrol ve temizliği yapılır. Pervane kanatlarındaki birikimler pervane veriminin düşmesine sebep olmaktadır,geminin hızını düşürmektedir.
2.Geminin havuzlandığı dönemlerde hub gövdesi üzerinde kaçak testi yapılır. Bu noktadaki sızdırmazlık genelde kanat bağlantı diplerinden bozulmaktadır.Bu noktalardan sistem
basınç altında iken dışarı yağ kaçağı sistemin çalışmadığı durumlarda sisteme deniz suyu girmesi ve yağ ile karışması söz konusudur.
3.Seyir esnasında sistemin emercensi kontrolü test edilir. Bu noktada sistemin manuel çalışması ve haberleşme sisteminin kontrolü yapılmaktadır.
4.OD box ön ve arka kapak contalarında oluşabilecek yağ kaçağı muhtemel sebepleri contaların sertleşmesi veya cıvata ve somunların gevşemesi nedeniyle olabilir. Somunlar belli periyotlarda tekrar kontrol edilerek sıkılmalı gerekirse contalar değiştirilmelidir.
5.Hidrolik yağ pompasında elektrik motoru ve pompa kısımlarının bakımları yapılır. Elektrik motoru için otomatik devreye girip çıkması,sargılarının kontrolü ve kabloların izolasyonları kontrol edilir. 6.Hidrolik yağ kirlendiğinde veya değişim zamanı geldiğinde değiştirilmelidir. Bu noktada yağ örneği analizinin belirli periyotlarda yapılmasında fayda vardır.
7.Sistem üzerindeki filtrelerin periyodik olarak yenileri ile değiştirilmeleri gerekmektedir.
8.Yağ tankı temizliği genellikle tersanelerde yapılmakta ve tankın dibinde biriken slaç ve diğer atıklar temizlenmektedir.
Hub body overolü
Piç kontrollü pervanenin bileşenleri
Piç Pervane Örnek çalışma videosu
SEN HAYATIMI KURTARAN KRAL Bİ ADAMSIN, ELLERİNE SAĞLIK HOCAM.
YanıtlaSil