Водометная движительная установка

Авторы патента:

B63H11/00 - Реактивные движители (управление с использованием реактивной тяги B63H 25/46; силовые установки как таковые см. соответствующие классы)

Владельцы патента RU 2751366:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движительным установкам, предназначенным для привода в движение судов. Водометная движительная установка содержит обечайку, сопрягающуюся с водоводным каналом судна, в которой размещен импеллер с плавно-радиусной конусной ступицей с расположенными на ней лопастями, имеющими площадь на входе импеллера больше, чем площадь на выходе импеллера. Внутри ступицы выполнено шлицевое соединение с приводным валом, имеющим на другом конце идентичное шлицевое соединение для передачи крутящего момента от двигателя судна. Импеллер через резьбовое соединение связан с гребным валом, установленным в блоке спрямляющих лопаток посредством подшипниковых опор, узлов уплотнения и конуса с уплотнительным кольцом. К блоку спрямляющих лопаток прикреплено выходное сопло с установленной в нем сменной кольцевой насадкой и штора, на которой установлена тяга для управления поворотным соплом и закреплена заслонка реверсивного устройства. Достигается повышение эффективности рабочего процесса в водометной движительной установке. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движительным установкам (ВДУ), предназначенным для привода в движение судов.

Из уровня техники известен водометный движитель (RU 2357891, МПК В63Н 11/08, опубликовано 10.06.2009), включающий осевой насос, состоящий из импеллера, установленного на приводном валу, который посредством подшипниковых опор установлен в цилиндрическом корпусе, опирающимся одним концом на водовод, а другим концом соединен через пилоны с обечайкой импеллера, к которой крепится съемное сопло.

Недостатком данного движителя является отсутствие спрямляющего аппарата после импеллера, что приводит к потерям создаваемого упора вследствие закрученности выходного потока.

Известен водометный движитель (RU 2486100, МПК В63Н 11/00, опубликовано 27.06.2013), содержащий водовод с водозаборником и защитной решеткой, промежуточный вал, имеющий шлицы с обоих концов для соединения с муфтой двигателя судна и рабочим колесом - импеллером, которое размещено во вставленном в корпус пластиковом кольце на установленном в подшипниковом узле упорно-гребном валу, спрямляющий аппарат с соплом, установленное за ним реверсивно-рулевое устройство, смотровой люк в верхней части корпуса, при этом на промежуточном валу с внешней стороны корпуса установлено торцевое уплотнение.

Недостатком данного водометного движителя является затрудненное проведение регламентных или ремонтных работ, требующих демонтажа промежуточного вала, на котором установлено торцевое уплотнение, усложняющее демонтаж. Кроме того, указанная конструкция не позволяет устанавливать вал, не соблюдая направление установки, что также усложняет ремонтные и регламентные работы.

Задачей изобретения является обеспечение удобства обслуживания установки за счет возможности снятия, установки и замены импеллера без трудоемких операций и специализированного оборудования.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности рабочего процесса в ВДУ.

Задача изобретения решается и технический результат достигается водометной движительной установкой, содержащей обечайку, сопрягающуюся с водоводным каналом судна, в которой размещен импеллер с плавно-радиусной конусной ступицей с расположенными на ней лопастями, имеющими площадь на входе импеллера больше, чем площадь на выходе импеллера, причем внутри ступицы выполнено шлицевое соединение с приводным валом, имеющим на другом конце идентичное шлицевое соединение для передачи крутящего момента от двигателя судна, а импеллер через резьбовое соединение связан с гребным валом, установленном в блоке спрямляющих лопаток посредством подшипниковых опор, узлов уплотнения и конуса с уплотнительным кольцом, в свою очередь к блоку спрямляющих лопаток прикреплено выходное сопло с установленной в нем сменной кольцевой насадкой и штора, на которой установлена тяга для управления поворотным соплом и закреплена заслонка реверсивного устройства.

Технический результат изобретения достигается благодаря следующему.

Площадь диска импеллера на входе больше площади диска на выходе импеллера, в результате чего происходит поджатие потока конусной ступицей (ступичное поджатие). Из-за разности площадей происходит увеличение скорости потока на выходе из импеллера. В проточной части за импеллером установлен блок спрофилированных особым образом неподвижных лопаток спрямляющего аппарата, которые обеспечивают «раскрутку» потока на выходе из импеллера. Далее, по ходу потока, на выходе за блоком лопаток спрямляющего аппарата установлены конус и выходное сопло с установленной в нем сменной кольцевой насадкой, которая обеспечивает точную подстройку для оптимизации режима с целью повышения скоростных или тяговых характеристик ВДУ. Применение на концах приводного вала геометрически идентичных шлицевых соединений для передачи крутящего момента от двигателя судна обеспечивает быстроразъемность соединения, снижает трудоемкость операций по снятию, установке, и замене импеллера и не требует соблюдения направления установки приводного вала.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан общий вид ВДУ.

Установка крепится к водоводному каналу корпуса судна (на чертеже не показан). Передача крутящего момента от двигателя судна на импеллер 1, размещенный в обечайке 2, передается через приводной вал 3 посредством геометрически идентичных шлицевых соединений 4, при этом импеллер через резьбовое соединение закреплен на гребном валу 5, установленном в блоке лопаток спрямляющего аппарата 6 посредством подшипниковых опор 7 и 8, регулировка которых обеспечивается затяжкой гайки 9, а работоспособность подшипниковых опор обеспечивается герметичностью за счет установки узлов уплотнения 10, 11 и конуса 12 с уплотнительным кольцом 13. Выходное сопло 14 с установленной в нем сменной кольцевой насадкой 15 посредством крепежных элементов 16 стыкуется с блоком лопаток спрямляющего аппарата 6 и со шторой 17, на которой установлена тяга 18 для управления поворотным соплом 19 и закреплена заслонка реверсивного устройства 20.

Работа ВДУ осуществляется путем прокачки потока жидкости через водоводный канал корпуса судна, проточную часть обечайки 2 и блок лопаток спрямляющего аппарата 6 в выходное сопло 14 со сменной кольцевой насадкой 15 посредством импеллера 1, крутящий момент на который передается через приводной вал 3 с шлицевыми соединениями 4. Плавно сужающееся сечение проточной части ВДУ направлено на минимизацию потерь и на создание поджатия струи по ходу потока, что обеспечивает стабилизацию потока и повышение скорости истечения струи из выходного сопла 14. Сменная кольцевая насадка 15 позволяет регулировать площадь сечения на выходном сопле 14 для оптимальных настроек создаваемого ВДУ упора при различных параметрах сопротивления корпуса судна и доступной мощности двигателя судна.

Предложенная конструкция позволяет обеспечить быстроразъемность соединений системообразующих узлов при облуживании ВДУ, точность подстройки геометрии проточной части под режим эксплуатации и доступную мощность двигателя судна и, как следствие этого, в сочетании с работой блока лопаток спрямляющего аппарата, повышение эффективности рабочего процесса ВДУ и скоростных характеристик судна.

Водометная движительная установка, содержащая обечайку, сопрягающуюся с водоводным каналом судна, в которой размещен импеллер с плавно-радиусной конусной ступицей с расположенными на ней лопастями, имеющими площадь на входе импеллера больше, чем площадь на выходе импеллера, причем внутри ступицы выполнено шлицевое соединение с приводным валом, имеющим на другом конце идентичное шлицевое соединение для передачи крутящего момента от двигателя судна, а импеллер через резьбовое соединение связан с гребным валом, установленным в блоке спрямляющих лопаток посредством подшипниковых опор, узлов уплотнения и конуса с уплотнительным кольцом, в свою очередь к блоку спрямляющих лопаток прикреплено выходное сопло с установленной в нем сменной кольцевой насадкой и штора, на которой установлена тяга для управления поворотным соплом и закреплена заслонка реверсивного устройства.

Изобретение относится к основным элементам судового оборудования и может быть использовано в качестве подводного движителя для морских сред. Импульсный движитель для морских сред содержит по меньшей мере один корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены электроды для генерирования тока в электрическом поле, а электроды подключены к источнику постоянного тока.

Высокоскоростное судно с гибридным водным движителем (варианты) // 2703372

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам, движущимся по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой. Высокоскоростное судно включает корпус обтекаемой формы, силовую установку, состоящую из двух либо более судовых движительных систем, одна из которых является маршевой силовой установкой для привода одного либо более грибных винтов, водозаборные устройства, систему каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами, расположенными на смачиваемой наружной поверхности корпуса судна в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса судна в виде двумерного массива, при этом истекание реактивных водяных струй из поверхностных выпускных сопел направлено вдоль наружной поверхности корпуса судна в направлении против направления движения судна, при этом для водоизмещающего судна либо подводной лодки дополнительная вспомогательная судовая силовая установка состоит из водометной силовой установки для обеспечения высокоскоростного поверхностного потока воды вдоль наружной смачиваемой поверхности корпуса судна через выпускные сопла расположенные по смачиваемой поверхности корпуса судна.

Способ монтажа водометной насадки подвесного лодочного мотора // 2692027

Изобретение относится к судостроению, в частности к подвесным водометным двигателям плавучих средств. Монтаж водометной насадки подвесного лодочного мотора заключается в том, что проводят первичную сборку водометной насадки (ВН) и устанавливают ее на подвесной лодочный мотор (ПЛМ) с закрепленной на его дейдвуде пластиной.

Водометный движитель // 2689900

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям, и может быть использовано в качестве привода судов различного назначения для повышения КПД движителя и его работоспособности. Водометный движитель содержит корпус, в котором расположен водовод, гребной вал с установленным на нем рабочим колесом с лопастями, и реактивное сопло.

Гидролет (варианты) // 2686771

Изобретение относится к области транспортных средств, а именно к вариантам реактивных аппаратов с использованием реактивного водного движителя. Каждый вариант реактивного аппарата с использованием реактивного водного движителя включает корпус-фюзеляж, крылья для создания аэродинамической подъемной силы, водопроводящую систему, соединяющую водозаборное устройство с силовой водометной установкой и с системой водовыпускных каналов, кабину управления, интегрированную систему управления реактивным аппаратом.

Магнитогидродинамический программно-управляемый шаговый двигатель для морских микродронов // 2686342

Изобретение относится к судовым реактивным движителям. Магнитогидродинамический программно-управляемый шаговый двигатель для морских микродронов выполнен в виде двух цилиндрических труб вложенных друг в друга с ортогонально размещёнными электромагнитами.

Движитель для скоростных судов // 2684887

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям. Устройство движителя для скоростного судна состоит из двигателя, в котором сгорает топливо, канала, отводящего продукты сгорания под днище судна и щели в днище судна, направляющей продукты сгорания (газы) назад по ходу судна.

Высокоскоростное судно-экраноплан с вертикальным взлетом и посадкой (варианты) // 2681784

Изобретение относится к области транспортных средств, а именно к реактивным аппаратам с использованием реактивного водного движителя. Реактивный аппарат с использованием реактивного водного движителя включает корпус-фюзеляж, крылья для создания аэродинамической подъемной силы, водопроводящую систему, соединяющую водозаборное устройство с силовой водометной установкой и с системой водовыпускных каналов, кабину управления, интегрированную систему управления реактивным аппаратом, при этом в режиме вертикального подъема, зависания, разгона, торможения и посадки, для возможности создания устойчивого суммарного уравновешивающего вертикального реактивного момента относительно центра тяжести поднимаемой части реактивного аппарата от истечения водяных струй из подъемных водовыпускных сопел, подъемные водовыпускные сопла расположены на периметре несущих круговых сегментных консолей, расположенных вдоль боковых сторон протяженного корпуса-фюзеляжа, выполненного в виде тримарана либо катамарана, при этом маршевый водомет с водозаборным устройством выполнен погружным и закреплен к корпусу-фюзеляжу при помощи трансформируемой телескопической конструкции.

Водометный движитель для подвесного лодочного мотора // 2671592

Изобретение в целом относится к судовым движителям, а именно к движителям с реактивной водяной струей, создаваемой с помощью насосов вращающегося типа, а именно к водометным движителям моторных лодок. Водометный движитель для подвесного лодочного мотора содержит корпус водовода, установленные в корпусе горизонтальный и вертикальные валы, кинематически соединенные друг с другом, и рабочее колесо, установленное на выходе корпуса водовода на свободном конце горизонтального вала.

Высокоскоростное судно для передвижения по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой // 2669249

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам, движущимся по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой. Заявлено высокоскоростное судно с использованием реактивного водного движителя, включающее корпус сигарообразной либо дискообразной обтекаемой формы, несущие крылья с элементами механизации для создания аэродинамической подъемной силы, водометную силовую установку, водозаборные устройства, систему каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с силовой водометной установкой и с выпускными соплами, интегрированную систему управления, при этом выпускные сопла от маршевой водометной установки расположены в хвостовой части корпуса, кроме этого, выпускные сопла от силовой водометной установки расположены в виде двумерного массива по наружной поверхности корпуса в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса, выпускные сопла от силовой водометной установки, расположенные по наружной поверхности судна, имеют изменяемый силовой вектор тяги, водозаборное устройство, используемое при движении судна над поверхностью воды, выполнено погружным и закреплено к корпусу при помощи трансформируемой системы телескопических конструкций.

Реверсивно-рулевое устройство // 2763067

Реверсивно-рулевое устройство относится к области судостроения и может быть использовано для управления судами. Реверсивно-рулевое устройство включает две струенаправляющие коробки, расположенные по разные стороны от диаметральной плоскости судна, каждая из которых соединена с водометным движителем через входной патрубок и с водоводом заднего хода через выходной патрубок. Внутри струенаправляющей коробки на разрезных соосных вертикальных баллерах закреплены дефлекторы руля и заслонки заднего хода, которые расположены на разрезных соосных вертикальных баллерах между дефлекторами руля и входным патрубком. С одного конца каждый баллер заслонки заднего хода и дефлектора руля снаружи струенаправляющей коробки имеет румпель. Румпели дефлекторов руля каждой струенаправляющей коробки соединены шарнирно с общей тягой, которая имеет три регулируемых по длине звена подвижно соединенных между собой и имеющих как минимум одну степень свободы. Румпели заслонок заднего хода струенаправляющей коробки соединены между собой и демпфером расположенным на корпусе струенаправляющей коробки тягой. Тяга румпелей заслонок заднего хода имеет два прямых участка для подвижного соединения тяги и румпелей заслонок заднего хода струенаправляющей коробки, расположенных противоположно друг другу и соединенных между собой участком тяги, расположенным под углом к продольной осевой линии прямых участков, имеющим участок тяги, расположенный под углом к его продольной осевой линии, который подвижно соединен с демпфером. Технический результат данного изобретения заключается в создании реверсивно-рулевого устройства для судов с двумя водометными движителями простой конструкции имеющего возможность синхронного управления дефлекторами руля и асинхронного управления заслонками заднего хода каждой струенаправляющей коробки. 8 ил.