Система управления волновым движителем

 

Использование: в судостроении, в частности в двигателях, использующих энергию морского волнения. Сущность изобретения: система управления волновым движителем, выполненным в виде крыла, шарнирно соединенным с цапфой 2 кронштейном 3, содержит напорный гидроцилиндр 5 кинематически соединенный с крылом, а также управляющие гидроцилиндры 19 - 21, соединенные последовательно между собой гидроприводами 14 с клапанами 15 - 17 и 18. При этом каждый гидроцилиндр снабжен подвижными дисками 10 с упорами 11 и ограничителями их хода, пружинами 12, установленными между дисками 10. 3 ил.

Изобретение относится к судовым волновым движителям (ВД) и касается устройств для управления поворотом их крыльев.

Известна система управления волнового движителя, содержащая силовой гидроцилиндр с поршнем и штоком, кинематически соединенным с небалансированным крылом, а также управляющие гидроцилиндры с поршнями и пружинами, установленными по обе стороны поршня, при этом внутри управляющих гидроцилиндров установлены упоры и подвижные диски для ограничения хода пружин, гидроцилиндры соединены между собой гидропроводами с клапанами.

Недостатком известного изобретения является отсутствие возможности обеспечивать в максимальной степени оптимальный закон управления крылом в зависимости от волнения и скорости набегающего потока, в частности отсутствие возможности удержания крыла в исходном положении при малых углах набегающего потока.

Другими недостатками изобретения являются повышенная материалоемкость и массогабаритные характеристик, что обусловлено необходимостью применять пружины большого диаметра при значительных моментах, вызванных воздействием набегающего потока на крыло, что, в свою очередь, затрудняет компоновку силовых гидроцилиндров в полостях крыла и приводит к усложнению конструкции устройств складывания или уборки крыльев.

Цель изобретения повышение тяговых характеристик волнового движителя и снижение массы и габаритов его системы управления.

Цель достигается тем, что в системе управления ВД, содержащей силовой гидроцилиндр с поршнем и штоком, кинематически соединенным с небалансирным крылом, а также управляющие гидроцилиндры с поршнями и пружинами, установленные по обе стороны поршня, при этом внутри управляющих гидроцилиндров установлены упоры и подвижные диски для ограничения хода пружин, гидроцилиндры соединены между собой гидропроводами с клапанами, управляющие гидроцилиндры соединены между собой с напорным гидроцилиндром последовательно и снабжены шунтирующими гидропроводами с клапанами, в силовом гидроцилиндре по обе стороны поршня установлены пружины, а также упоры на стенках гидроцилиндра и подвижные диски для ограничения хода пружин в одну сторону, а к поршням управляющего гидроцилиндра с двух сторон прикреплены штоки, внутри всех гидроцилиндров установлены упоры на штоках и дополнительные подвижные диски, а также дополнительные упоры для названных дисков, с целью обеспечения предварительного поджатия пружин и их работы при ходе поршня в обоих направлениях.

На фиг. 1 показано крыло волнового движителя с размещенным в его полости силовым гидроцилиндром системы управления (исходное положение); на фиг. 2 то же (крыло повернуто под действием набегающего потока); на фиг. 3 схема системы управления волнового движителя.

В полости "а" крыла 1, шарнирно соединенного с цапфой 2 кронштейном 3, цапфа 2 шарнирно соединена со штоком поршня силового гидроцилиндра 5, который посредством цапф 6 шарнирно соединен с кронштейном 7, жестко закрепленным в корпусе крыла.

Силовой гидроцилиндр 5 посредством гибких шлангов 8 соединен с гидропроводами, расположенными внутри цапфы 2 (условно не показаны).

Внутри силового гидроцилиндра 5 установлен поршень 9 жестко соединенный со штоком 4, на котором установлены диски 10, ход которых ограничивают упоры 11. Между дисками установлены предварительно поджатые пружины 12. Возможно использование вместе одной пружины блока пружин, часть из которых может не иметь предварительного поджатия. На штоке 4 закреплены упоры 13, которые вплотную примыкают к дискам 10, пружинами 12 к упорам 11.

Гидропроводы 14 с клапанами 15, 16, 17 и 18 сообщают силовой гидроцилиндр путем последовательного соединения с управляющими гидроцилиндрами 19, 20 и 21. Конструкция управляющих гидроцилиндров аналогична конструкции силового гидроцилиндра. С целью повышения надежности герметизации управляющих гидроцилиндров их штоки выполнены не выходящими за торцы гидроцилиндров.

Система управления волновым движетелем работает следующим образом.

В исходном положении система управления ВД заполнена рабочей жидкостью с нулевым или небольшим избыточным давлением. Поршни всех гидроцилиндров находятся в исходном (нейтральном) положении, клапаны 15, 16, 17 и 18 закрыты, крыло 1 в исходном нейтральном положении.

Для работы НД на самом малом ходу или на "СТОП" (для противодействия ветровому дрейфу) открывают клапан 16.

Под действием набегающего потока воды, который за счет волнения и качки судна не является горизонтальным, небалансирное крыло, т.е. крыло, у которого центр давления смещен назад от оси поворота, поворачивается и стремится встать вдоль набегающего потока. Момент вращения крыла через кронштейн 3 и шток силового гидроцилиндра передается поршню 9 и двум упорам 13. Предварительно поджатые пружины 12, воздействуя на диски 10, не дают возможности перемещаться поршню со штоком до достижения момента вращения на крыле заданного значения. При достижении заданного момента на крыле обе пружины (или оба блока пружин) начинают сжиматься, при этом происходит поворот крыла и удержание его с заданным углом атаки к набегающему потоку. Поршень 9, перемещаясь, вытесняет рабочую жидкость из полости гидроцилиндра, которая в этот момент является напорной, по гидропроводу 14 через клапан 15 в другую полость силового гидроцилиндра, которая в этот момент является всасывающей.

Для обеспечения работы системы управления на более высокой скорости, например на малом ходу, закрывают клапан 15 и открывают клапан 16, т.е. последовательно силовому гидроцилиндру 5 подключают управляющий гидроцилиндра 19.

В этом случае перемещению поршня 9 со штоком 4 противодействуют четыре пружины (блока пружин), суммарное усилие которых равно сумме сил упругости всех четырех пружин. Рабочая жидкость в этом случае из напорной полости силового гидроцилиндра 5 по гидропроводу 14 поступает в управляющий гидроцилиндр 19, перемещает его поршень, вытесняя жидкость по гидропроводу через клапан 16 во всасывающую полость силового гидроцилиндра 5.

Для работы системы, например, на среднем ходу, закрывают клапан 16 и открывают клапан 17, а для работы на полном ходу закрывают клапан 17 и открывают клапан 18. Рабочая жидкость в этих случаях перемещается из силового гидроцилиндра в управляющие гидроцилиндры 19 и 20 или 19 21 из последнего во всасывающую полость силового гидроцилиндра. Таким образом обеспечивается работа системы управления на разных скоростях хода и разных балльностях моря в расчетных режимах, что обусловлено возможностью шунтирования одного или нескольких управляющих гидроцилиндров с помощью клапанов и прилегающих к ним шунтирующих гидропроводов.

Формула изобретения

Система управления волновым движителем, содержащая напорный гидроцилиндр, кинематически соединенный с небалансирным крылом, а также управляющие гидроцилиндры, при этом упомянутые гидроцилиндры соединены между собой гидропроводами с клапанами, отличающаяся тем, что управляющие гидроцилиндры соединены между собой и с напорным гидроцилиндром последовательно и дополнительно снабжены шунтирующими гидропроводами с клапанами, при этом каждый гидроцилиндр снабжен подвижными дисками с упорами и ограничителями их хода, и пружинами, установленными между указанными дисками, причем упомянутые упоры размещены на внутренней стенке гидроцилиндра, а ограничители хода на штоке поршня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3