Ленточный движитель

 

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям, воздействующим на поток среды, обтекающей движущийся объект, и способствующим снижению гидравлического сопротивления этой среды на поверхности, например, самоходных речных и морских судов. Движитель содержит каркас и охватывающую его с зазором замкнутую ленту, снабженную приводом. Между каркасом и корпусом судна установлены крышки, образующие с каркасом щелевой канал. Причем по всей длине замкнутой ленты установлены поперечные ребра на равных расстояниях друг от друга, которые выполнены с уплотнительными кромками высотой не менее высоты щелевого канала, привод ленты выполнен в виде насоса и снабжен трубопроводами прямого и обратного хода с управляющими клапанами и дросселями. Движитель имеет надежную и простую конструкцию. Изобретение повышает технико-экономические показатели плавающего средства за счет экономии топлива и повышения скорости, т.к. позволяет снизить сопротивление среды движению объекта. 7 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к движителям, воздействующим на поток среды, обтекающей движущийся объект, и способствующим снижению гидравлического сопротивления этой среды на поверхности, например, самоходных речных и морских судов.

Известно, что при перемещении речных и морских судов большая часть мощности (до 80%) расходуется на преодоление сопротивления воздушной и жидкой среды. Это вызвано тем, что жидкая среда прилипает к поверхности обтекаемого тела, что приводит к торможению движущейся жидкости, к отрыву потока в кормовой части тела и, как следствие, к увеличению сопротивления трения и давления.

В качестве прототипа предложенного устройства взят ленточный движитель по патенту RU 2164485 С1, опубл. 27.03.2001 г.

В этом известном устройстве ленточный движитель содержит каркас, выполненный в виде отдельных секций, и замкнутую ленту, охватывающую, каркас. Каркас снабжен ребрами жесткости и в нем выполнены направляющие таким образом, что замкнутая лента перемещается по направляющим. Между лентой и каркасом имеется зазор.

Недостатком данного устройства является то, что оно может быть использовано только как дополнительный ленточный движитель, т.е. при наличии основного судового движителя, например гребного винта.

Задачей изобретения является создание ленточного движителя, который объединяет в себе движитель и обтекатель в одну конструкцию (движитель-обтекатель). При этом повышается скорость движения плавучего средства за счет снижения сопротивления жидкой среды и, как следствие, экономится топливо. Такое конструктивное решение позволяет снизить затраты на обслуживание корпуса плавучего средства, например на очистку от биологических обрастаний и, кроме того, является экологически чистым.

Технический результат достигается за счет того, что в ленточном движителе, который содержит каркас и охватывающую его с зазором замкнутую ленту с приводом, между каркасом и корпусом судна установлены крышки, образующие с каркасом щелевой канал, а по всей длине замкнутой ленты установлены поперечные ребра на равных расстояниях друг от друга. Ребра выполнены с уплотнительными кромками высотой не менее высоты щелевого канала. Привод ленты выполнен в виде насоса и снабжен трубопроводами прямого и обратного хода. Трубопроводы снабжены управляющими клапанами и дросселями.

На фиг. 1 представлена схема установки предлагаемого устройства, общий вид.

На фиг.2 - вид движителя сверху.

На фиг.3 - сечение III-III на фиг.2.

На фиг.4 - схема узла А (рабочая секция на фиг.3).

На фиг.5 - схема продольного разреза предлагаемого устройства.

На фиг. 6 представлено выполнение направляющей канавки с вкладышем из упругого материала и фигурным несущим направляющим элементом ленты.

На фиг.7 - схема натяжного устройства.

Ленточный движитель содержит каркас 1, установленный на корпусе судна. Стенки каркаса 1 имеют гладкую ровную поверхность. Каркас 1 сформирован из рабочих секций 2. Секции 2 имеют направляющие канавки 3 (фиг.4), выполненные по всей длине каркаса 1 движителя с обеих его сторон, внешней и внутренней.

Канавки 3 открыты в сторону охватывающей каркас 1 замкнутой подвижной ленты 4, причем расстояние между канавками меньше ширины ленты 4. В направляющих канавках 3 размещены профильные вкладыши 5 (фиг.6) из упругого материала, в которых размещены фигурные несущие направляющие элементы 6. Направляющие элементы 6 посредством болтового соединения 7 (фиг.6) закреплены в основании поперечных ребер 8 замкнутой ленты 4 по обоим их краям. Поперечные ребра 8 снабжены выступающими уплотнительными кромками 4а, расположенными с зазором друг от друга. Замкнутая лента 4 охватывает с зазором 9 каркас 1 корпуса обтекателя по всему его периметру и натягивается с помощью натяжного устройства 10, установленного в носовой или кормовой частях каркаса 1. Каркас 1 ленточного движителя может охватывать носовую и среднюю часть плавающего средства, судна или только центральную его часть (фиг.1, 2).

Ленточный движитель снабжен одним или несколькими насосами 11, установленными на средней или кормовой частях судна (фиг.2). Насосы связаны с трубопроводом 12 прямого хода через дроссельные клапаны 13, а также с трубопроводами 14 и 15 маневрирующего устройства через управляющие клапаны 16 и 17. Каркас 1 имеет внутренние полости 18 с ребрами жесткости 19, заполненные материалом 20 с положительной плавучестью. Внутри каркаса 1 расположены трубопроводы 21 для подачи смазывающей жидкости в зазор 9, по которым она подается под давлением. Между секциями 2 каркаса 1 движителя и корпусом судна установлены крышки 22, которые образуют с каркасом щелевой канал 23.

Работает ленточный движитель следующим образом.

Для движения плавающего средства, судна замкнутая лента 4, охватывающая каркас 1, движется за счет жидкости, подаваемой под давлением от насоса 11 (фиг. 2) по трубопроводам 12 в щелевые каналы 23, где жидкость, воздействующая на поперечные ребра 8, увлекает ленту 4 в направлении своего течения. Наличие на поперечных ребрах 8 уплотнительных кромок 4а позволяет воздействовать потоку на ленту 4 с более высоким КПД. Для согласования движения лент 4 нескольких секций 2 корпуса 1 предусматриваются дроссельные клапаны 13, установленные на трубопроводе прямого хода 12 (фиг.2).

Управление плавающим средством или судном обеспечивается маневрирующим устройством. Для маневрирования поочередно включаются клапаны 16 или 17, что позволяет потоку идти в трубопровод 14 или 15 маневрирующего устройства и реверсировать ленту 4 с правого или левого борта судна и, соответственно, его разворачивать вправо или влево. Для торможения или заднего хода управляющие клапаны 16 или 17 включаются одновременно и переключают поток в трубопровод 14 или 15 маневрирующего устройства, что и приводит либо к торможению ленты 4, либо к ее движению в противоположную (в обратную) сторону. Подвижная замкнутая лента 4 перемещается по направляющим канавкам 3. Посредством несущих направляющих элементов 6 лента 4 удерживается в упругих профильных вкладышах 5, размещенных в канавках 3.

Параллельные направляющие канавки 3 обеспечивают движение ленты 4 в заданном направлении по потоку. Между секциями 2 каркаса 1 движителя и корпусом судна установлены крышки 22, которые образуют с каркасом щелевой канал 23. Лента 4 при движении испытывает сопротивление, равное жидкостному скольжению. По трубопроводу 21 в зазор 9 подается под давлением жидкость, обеспечивающая проскальзывание ленты относительно каркаса 1 ленточного движителя.

Таким образом, предложенная конструкция позволяет создать пропульсивный комплекс, максимально задействующий плавающий объект, в котором корпус судна снабжен объединенным в единую конструкцию движителем-обтекателем, позволяющим уменьшить сопротивление движения корпуса судна путем обеспечения обтекания плавающего тела с минимальными возмущениями.

Предложенное устройство выгодно отличается от известных, имеет надежную и простую конструкцию, повышает технико-экономические показатели плавающего средства за счет экономии топлива и повышения скорости, т.к. позволяет снизить сопротивление среды движению объекта.

Формула изобретения

Ленточный движитель, установленный на судне, содержащий каркас и охватывающую его с зазором замкнутую ленту, снабженную приводом, между каркасом и корпусом судна установлены крышки, образующие с каркасом щелевой канал, отличающийся тем, что по всей длине замкнутой ленты установлены поперечные ребра на равных расстояниях друг от друга, которые выполнены с уплотнительными кромками высотой не менее высоты щелевого канала, привод ленты выполнен в виде насоса и снабжен трубопроводами прямого и обратного хода с управляющими клапанами и дросселями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7