Винтодейдвудное устройство
Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям дейдвудных устройств. Винтодейдвудное устройство содержит гребной вал, дейдвудную трубу, опорный цилиндр, носовая часть которого запрессована в дейдвудную трубу, уплотнение и гребной винт, в расточке ступицы которого установлен подшипник с возможностью вращения на кормовой части опорного цилиндра. В ступице и в лопастях гребного винта выполнены сообщающиеся каналы, наружные концы которых открыты на поверхности лопастей, а внутренние связаны с кольцевой полостью, образованной носовым торцом ступицы гребного винта, поверхностью опорного цилиндра и уплотнением. Кольцевая полость сообщена с рабочим зазором подшипника, соединенным через полость, образованную расточками опорного цилиндра и поверхностью гребного вала, с судовой системой подачи воды. Уплотнение, установленное между носовым торцом ступицы гребного винта и кормовым торцом дейдвудной трубы, выполнено в виде U-образного упругого элемента. Упорное кольцо размещено со стороны кормового торца дейдвудной трубы и герметично соединено своим кормовым торцом с упругим элементом. Технический результат заключается в повышении долговечности устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 
Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям дейдвудных устройств.
Известно дейдвудное устройство [1], содержащее гребной вал, дейдвудную трубу и подшипник, охватывающий с зазором гребной вал, помещенный в дейдвудную трубу. В носовой части гребного вала установлен сальник, а в кормовой части установлено уплотнение, контактирующее с валом, выполненное в виде манжеты.
Недостатком известного устройства является наличие контакта уплотнения с вращающимся гребным валом, что обуславливает повышенный износ уплотнения в месте его контакта с поверхностью гребного вала от его просадки при износе подшипника, а также от вибраций системы винт - гребной вал - корпус, возникающих от действия гидродинамической неуравновешенности гребного винта, что неизбежно при эксплуатации известного устройства, особенно в штормовых условиях, в результате чего между уплотнением и валом возникает радиальный зазор, приводящий к сообщению рабочего зазора подшипника с забортной водой, содержащей абразив и обрастатели, разрушающие контактирующие поверхности вала и подшипника.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является винтодейдвудное устройство [2], содержащее гребной вал, дейдвудную трубу, опорный цилиндр, носовая часть которого запрессована в дейдвудную трубу, гребной винт и уплотнение, установленное в носовой части ступицы гребного винта, взаимодействующее с поверхностью опорного цилиндра. В расточке ступицы гребного винта установлен подшипник с возможностью вращения на кормовой части опорного цилиндра, расположенного вокруг гребного вала. В ступице и в лопастях гребного винта выполнены сообщающиеся каналы, наружные концы которых открыты на поверхностях лопастей, а внутренние связаны с кольцевой полостью, образованной носовым торцом ступицы гребного винта, поверхностью опорного цилиндра и поверхностью уплотнения, сообщенной с рабочим зазором подшипника, связанным через полость, образованную расточками опорного цилиндра и поверхностью вала, с судовой системой подачи очищенной от механических примесей воды.
Недостатком известного устройства является наличие контакта уплотнения с поверхностью опорного цилиндра, что обуславливает повышенный износ уплотнения в месте его контакта с поверхностью опорного цилиндра при просадке гребного винта, обусловленной износом подшипника, что приводит к возникновению радиального зазора между уплотнением и опорным цилиндром, связывающим рабочий зазор подшипника с забортной водой, с которой в него попадает абразив и обрастатели, приводящие к быстрому износу трущихся поверхностей подшипника и опорного цилиндра, а также приводит к утечке охлаждающей и смазывающей подшипник воды через образованный радиальный зазор, в результате чего интенсивность охлаждения подшипников понижается, что приводит к повышению теплонапряженности втулки, снижающей ее долговечность.
Целью предлагаемого изобретения является повышение долговечности устройства.
Для достижения указанной цели в известном винтодейдвудном устройстве, содержащем гребной вал, дейдвудную трубу, опорный цилиндр, носовая часть которого запрессована в дейдвудную трубу, уплотнение и гребной винт, в расточку ступицы которого установлен подшипник с возможностью вращения на кормовой части цилиндра, расположенного вокруг гребного вала, при этом в ступице и в лопастях гребного винта выполнены сообщающиеся каналы, наружные концы которых открыты на поверхностях лопастей, а внутренние связаны с кольцевой полостью, образованной носовым торцом ступицы гребного винта, поверхностью опорного цилиндра и уплотнением, сообщенной с рабочим зазором подшипника, соединенным через полость, образованную расточками опорного цилиндра и поверхностью гребного вала, с судовой системой подачи очищенной воды, уплотнение установлено между носовым торцом ступицы гребного винта и кормовым торцом дейдвудной трубы.
Уплотнение выполнено в виде предварительно напряженного упругого элемента, упорного и опорного колец, при этом упругий элемент, выполненный, например, из резины, закреплен на носовом торце ступицы гребного винта, опорное кольцо закреплено на кормовом торце дейдвудной трубы, а между ними установлено упорное кольцо, герметично соединенное с упругим элементом. Опорное кольцо может отсутствовать, а его роль выполнять фланец опорного цилиндра. Кроме того, упругий элемент выполнен в виде сильфона.
Установка уплотнения между носовым торцом ступицы гребного винта и кормовым торцом дейдвудной трубы позволяет надежно изолировать рабочий зазор от забортной воды за счет предотвращения износа уплотнения вследствие устранения его контакта с поверхностью опор цилиндра, что предохраняет рабочий зазор подшипника от проникновения в него абразива и обрастателей и повышает долговечность трущихся поверхностей опорного цилиндра и подшипника, а также обеспечивает выход охлаждающей воды через сообщающиеся каналы и позволяет автоматически регулировать напор охлаждающей воды с увеличением числа оборотов гребного вала, а это уменьшает теплонапряженность подшипника, повышая его долговечность.
Выполнение уплотнения в виде предварительно напряженного упругого элемента, упорного и опорного колец, закрепление упругого элемента, выполненного, например, из резины на носовом торце ступицы гребного винта, а опорного кольца на кормовом торце дейдвудной трубы и установление между ними упорного кольца, герметично соединенного с упругим элементом 13, позволяет надежно изолировать рабочий зазор подшипника от забортной воды благодаря использованию предварительного напряжения упругого элемента, компенсирующего износ трущихся поверхностей. Опорное кольцо может отсутствовать, а его роль выполнять фланец опорного цилиндра. Кроме этого, упругий элемент может быть выполнен в виде сильфона.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства; на фиг.2 - конструкция уплотнения.
Винтодейдвудное устройство содержит гребной вал 1, дейдвудную трубу 2, опорный цилиндр 3, загребной винт 4, уплотнение и судовую систему подачи очищенной воды (на чертеже условно не показано).
Носовая часть опорного цилиндра 3 запрессована в дейдвудную трубу 2, жестко закрепленную в ахтерштевне 5. В ступице гребного винта 4 установлен подшипник 6 с возможностью вращения на кормовой части опорного цилиндра 3. На носовой части гребного вала 1 расположен сальник 7, водораспределительное кольцо 8 и носовой подшипник 9.
На кормовом конце гребного вала 1 установлен фланец 10, жестко соединенный со ступицей гребного винта 4. Поверхностью фланца 10, обращенной к носовой части судна, и примыкающим к ней торцом опорного цилиндра 3 образована кольцевая полость 11, соединенная с рабочим зазором подшипника 6 и с полостью 12, образованной поверхностью гребного вала 1 и цветочками опорного цилиндра 3 и дейдвудной трубы 2, при этом полость 12 связана с водораспределительным кольцом 8.
Между носовым торцом ступицы гребного винта 4 и кормовым торцом дейдвудной трубы 2 для герметизации рабочего зазоре подшипника 6 установлено уплотнение, например торцовое (см. на фиг.2). Уплотнение содержит предварительно напряженный упругий элемент 13, выполненный, например, из резины, и опорное кольцо 14, причем предварительно напряженный элемент 13 закреплен на новом торце ступицы гребного винта 4, а опорное кольцо 14 закреплено на кормовом торце дейдвудной трубы 2. Между другим элементом 13 и опорным кольцом 14 установлено упорное кольцо 15, геметрично соединенное с упругим элементом 13.
В ступице и в лопастях гребного винта 4 выполнены сообщающиеся каналы 16 и 17. Канал 16 сообщен с кольцевым пространством 18, образованным поверхностью уплотнения, торцом ступицы гребного винта 4 и поверхностью опорного цилиндра 3, причем кольцевое пространство 18 сообщено с рабочим зазором подшипника 6. Свободный конец канала 17 открыт на поверхностях лопастей гребного винта 4.
Устройство работает следующим образом.
При запуске силовой установки (на чертеже условно не показано) гребной вал 1, приводит во вращение гребной винт 4, который с подшипником 6 и упорным кольцом 13 уплотнения вращается на опорном цилиндре 3, закрепленном в ахтерштевне 5. Очищенная от механических примесей вода поступает от судовой системы подачи очищенной забортной воды и подводится к водораспределительному кольцу 8 сальника 7. Затем вода под давлением прокачивается через носовой подшипник 9, поступает в полость 12 и доходит до кольцевой полости 11, откуда поступает в рабочий зазор подшипника 6. Достигнув кольцевого пространства 18, вода охлаждает и смазывает уплотнительный элемент 15, упорное 13 и опорное 14 кольца уплотнения, поступает в сообщающиеся каналы 16 и 17 и выбрасывается наружу. В каналах 16 и 17 воде сообщается дополнительный напор.
Использование заявляемого устройства по сравнению с прототипом позволяет за счет надежной изоляции рабочего зазора подшипника от окружающей забортной воды предотвратить попадание в него обрастателей и абразива, содержащихся в забортной воде, что повышает долговечность трущихся поверхностей опорного цилиндра и подшипника, а также позволяет обеспечить во время эксплуатации устройства выход охлаждающей воды через сообщающиеся каналы, что позволяет автоматически регулировать напор охлаждающей воды с увеличением числа оборотов гребного вала и уменьшает теплонапряженность подшипника, повышая его долговечность.
За базовый объект принято судно типа "София" [3], винтодейдвудное устройство которого включает гребной винт, консольно закрепленный на гребном валу, установленном в дейдвудных подшипниках, помещенных в дейдвудную трубу, причем в кормовой части дейдвудной трубы установлено уплотнение, контактирующее с валом.
По сравнению с базовым объектом заявляемое изобретение обеспечивает повышение долговечности подшипника в 1,6 раза за счет надежной изоляции рабочего зазора от забортной веды.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР №971701, МКИ3 В 63 Н 23/36, 21.12.78.
2. Авторское свидетельство СССР №1840297, приоритет от 16.02.82, опубл. 2006. 05.11.82 (прототип).
3. Балацкий П.Г., Бегагоен Г.Н. Дейдвудное устройство морских судов. - М.: Транспорт, 1980, стр.36.
Формула изобретения
1. Винтодейдвудное устройство по авт.св. 1840297, отличающееся тем, что установленное в носовой части ступицы уплотнение выполнено в виде U-образного упругого элемента, опорный цилиндр выполнен с фланцем, а устройство снабжено упорным кольцом, размещенным со стороны кормового торца дейдвудной трубы и герметично соединенным своим кормовым торцом с упомянутым упругим элементом.
2. Винтодейдвудное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено опорным кольцом, закрепленным одним своим торцом на кормовом торце дейдвудной трубы и взаимодействующим другим торцом с носовым торцом упорного кольца.
РИСУНКИ
