Устройство для изменения величины и направления тяги судового движителя

 

Союз Советскик

Социалистическия

Ресттублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ä)880880 (61) Дополнительное и авт. свид-ву (51)М, Кл з (22) Заявлено 1709,79 (21) 2819120/27-11 с присоединением заявки йо

В 63 Н 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1 11,81, Бюллетень К9 42 (53) УДК 829.1.2:

:532 ° 582.5. .037 ° 17.002. .54 (088.8) Дата опубликования Описания 15.1181 (72) Автор изобретения

В.И. Лавров (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ

ТЯГИ СУДОВОГО ДВИЖИТЕЛЯ- - — --. !

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования устройств для изменения величины и направления тяги судового движителя.

Известно устройство для изменения величины и направления тяги судового движителя, содержащее корпус, одетый на приводной вал, несущий датчики угла поворота и поступательного перемещения лопастей, комли которых взаимосвязаны между собой и снабжены подшипниками, расположенными в отверстии вала, в которые вставлен с возможностью поворота рычаг иэ комлей лопастей, при этом центр тяжести 15 и центр площади каждой лопасти смещены от продольной оси рычага, а на корпусе установлен регулятор положения лопастей в виде полого ци" линдра с фланцем и ребрами на на- 20 ружной .цилиндрической поверхности, а также фигурной кромкой для взаимодействия с ребрами комлей лопастей (1) .

Недостатки такого устройства зак- 25 лючаются в низком диапазоне регулирования величины тяги движителя н низкой надежности в работе. цель изобретения - расширение диапазона регулирования величины тя- 30 ги движителя и повышение надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено силовой передачей, содержащей взаимодействующие друг с другом роторные шестерни, первая из которых выполнена с внутренними плицами, в которых установлены ребра наружной цилиндрической поверхности упомянутого регулятора с возможностью осевого перемещения, а в центре второй шестерни установлен вал с концевой шестерней датчика угла поворота лопастей, который снабжен скользящим контактом, потенциометром и магнитоэлектрическим логометром, электрически связанными между собой, а также шестерней с движком, кинематически связанной со второй роторной шестерней и несущей на себе скользящий контакт, при этом нижняя часть регулятора связана с датчиком поступательного перемещения лопастей.

Кроме того, датчик поступательного движения лопастей может быть выполнен с подпружиненным стаканом, полым цилиндром с потенциометром, стержнем и.магнитоэлектрическим логометром, при этом стакан связан со стержнем, 880880 взаимодействующим с торцом регулято- ра., а последний. упомянутый потенциометр электрически связан с магнитоэлектрическим логометром этого.датчика.

Под полым цилиндром регулятора внутри корпуса может быть образована камера, сообщенная с источником рабочего тела для упомянутой силовой передачи.

Отношение числа зубьев упомянутой шестерни датчики угла поворота лопастей.к числу зубьев упомянутой концевой шестерни целесообразно выбирать равным отношению числа зубьев первой роторной шестерни к числу зубьев второй роторной шестерни °

На фиг. 1 изображен движитель; на фиг. 2 — движитель с разрезами; на фиг. 3 - разрез A-A на фиг. 2; на фиг. 4 — развертка наружной цилиндрической стенки регулятора с профилированным фланцем и схема изменения углов наклона лопастей; на фиг.. 5 датчик измерения вращения регулятора с разрезами; на фиг. б — разрез

Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез

В-В на фиг. 5; на фиг. 8 - датчик измерения поступательно-возвратного движения регулятора с разрезами; на фиг. 9 — разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг.10 - электрокинематическая схема датчика и указателя вращения регулятора; на фиг. 11 — электрокинематическая схема датчика и указателя поступательно-возвратного движения регулятора.

Движитель содержит шарнирно сочлененный с валом 1 рычаг, выполненный из двух сочлененных комлей 2 и 3 лопастей 4, один из которых - комель 2 вставлен в отверстие, выполненное в торце комля 3, а лопасти 4 зафиксированы в единый жесткий узел посредством подшипников в виде шариков

5, расположенных в беговых дорожках

6 на комлях 2 и 3 на внутренней поверхности.отверстия g вала 1. Центр тяжести и центр площади каждой лопасти смещены от продольной оси рычага, а на корпусе 7 движителя установлен регулятор 8 положения лопастей 4, который ккнематически связан с силовой передачей и датчиками угла поворота к поступательного перемещения лопастей 4. Отверстие е в торце вала. 1 к пазы 9 и 10 на комлях 2 и 3 совместно с пазом ll на внутренней поверхности отверстия д вала 1 служат для подачи шариков 5 в беговые дорожки б на наружной поверхности. комлей 2 к 3 к на внутренней поверхности отверстия g вала 1. Винт-ограничитель: 12 частично входит в паэ ж на комле 3 и закрывает отверстие вала 1.

Регулятор 8 положения лопастей 4 выполнен в виде полого цилиндра, ко торый имеет фланец с фигурной кромd0

65 датчик поступательного перемещения лопастей 4 состоит из потенциометра 47, контакта 48 со щетками 49, установленного на кромке стакана 50, коммутирующего контакта 51 и контактов 52 и 53 сигнального устройства, кой и возможностью скольжения по ней ребер 13 комлей 2 и 3, а на наружной цилиндрической поверхности около основания — ребра 14, которые расположены в шлицах центрального отверстия роторной шестерни 15 силовой передачи, где регулятор 8 имеет возможность совершать поступательно-возвратное движение вдоль оси вала 1 в пределах смещения ребер 14 относительно стенки корпуса 16 и основания 17 силовой передачи. Роторная шестерня 18 последнего, находящаяся в зацеплении с шестерней 15., жестко соединена с валом 19. Каналы 20 и 21 служат для подачи рабочего тела в камеры силовой передачи, а.канал 22 — для подачи рабочего тела в камеру, образованную основанием регулятора 8, основанием

17, цилиндрической поверхностью корпуса 7 движителя и внутренней поверх20 ностью центрального отверстия з шестерни 15. Силовая передача закреплена на корпусе 7 движителя болтами 23.

Датчик угла поворота и поступательного перемещения лопастей сос25 тоит из шестерни 24, находящейся в зацеплении с шестерней 25, которая расположена в конце вала 19, потенциометра 26, движка 27 и контактов

28-30. Движок. 27, жестко соединенный с шестерней 24, имеет три контакта, где один контакт 31, выполняющий роль оси шестерни 24, расположен в стакане неподвижного коммутирующего контакта 28 и создает скользящий контакт, второй контакт

32 с обмоткой потенциометра 26 образует скользящий контакт, а третий контакт 33 с неподвижными контактами 29 и 30 сети сигнального устройства создают разрывные контакты. В

40 торец оси шестерни 24, установленной на шариках 34, упирается пружина 35, которая прижимает контакты

32 и 33 к контактам 29 и 30 и обмотке потенциометра 26. Подшипник 36

4 насажен на вал 19, и расположен в корпусе 37 датчика. Потенциометр 26, контакты 28-30 жестко соединенй с основанием 38 датчика. Контакт 28 соединен приводом 39 с источником тока,контакты 29 и 30 соединены проводами 40 и

41 с сигнальным устройством — лампами

42 и 43, а потенциометр 26 сойдинен проводами 44 и 45 с магнитоэлектрическим логометром 46. Отношение числа зубьев шестерни 24 к числу зубьев шестерни 25 равно отношению числа зубьев шестерни 15 к числу зубьев шестерни 18. Корпус 37, основание 38 и шестерня 24 выполнены из электроиэоляционных материалов.

880880 расположенных на внутренней поверхности полого цилиндра 54, где последний соединен с основанием 55 датчика, пружины 56, установленной между основанием стакана 50 и основанием

55 датчика, и стержня 57, проходящего через отверстие корпуса 58 и отверстие и в корпусе 7 движителя и соприкасающегося одним торцом с основанием регулятора 8,а вторым торцом — с дном стакана 50. Контакт 48 с контактом )p

51 и обмоткой потенциометра 47 образуют скользящий контакт, а с контактом 51 и контактами 52 и 53 сигнального устройства создают разрывные контакты. Контакт 51 соединен с проводом 59 источника тока, контакты

52 и 53 — с проводами 60 и 61 сигнализации, имеющей лампы 62 и 63, а потенциометр 47 соединен проводами

64 и 65 с магнитоэлектрическим логометром 66.

Движитель собирается из укрупненных узлов: регулятора, лопастей с валом и датчиков.

Сборка регулятора начинается с установки шестерни 15 с регулятором 25

8 и шестерни 18 с валом 19 в корпус

16, который соединяют с основанием 17, а последний закреплен болтами 23 на корпусе 7 движителя.

Соединение лопастей 4 с валом 1 3О осуществляется установкой комлей 2 и

3 в отверстие g вала 1, где комль 2 частично помещен в торцовое отверстие комля 3 ° Заталкивают шарики 5 в беговые дорожки б через отверстие е и пазы 9-11, закрывают винтом-ограничителем 12 отверстие е и соединяют вал

1 с валом двигателя.

Датчики угла поворота и поступательного перемещения лопастей собираются отдельно и устанавливаются в цилиндрических отверстиях Корпуса 7 движителя.

Во время вращения вала 1 движителя ребра 13 комлей 2 и 3 поочередно набегают на фигурную кромку регуля- 45 тора 8 и изменяют углы наклона лопастей 4, а последние создают тягу и подъемную силу. Изменение направления тяги достигается вращением регулятора 8 вокруг вала 1, где под 50 воздействием давления рабочей среды (воздуха, жидкости) на профилированные зубья шестерен 15 и 18, последние вращаются совместно с регулятором 8 и валом 16. Рабочая среда подается и 55 выходит через каналы 20 и 21. Переключая краном направление подачи среды в рабочие камеры, изменяют направление вращения шестерен 15 и 18 и регулятора 8, при этом направление тяги изменяется в соответствии с углом поворота регулятора 8 вокруг вала 1.

Выдвижение регулятора 8 достига- . ется подачей рабочей среды через 65 канал 22 в центральное отверстие з шестерни 15. В этом случае увеличивается разница между максимальными и минимальными углами наклона лопастей за один оборот вала 1, что спо,собствует увеличению тяги с одновременным уменьшением подъемной силы.

Углубление регулятора 8 внутрь корпуса 7 осуществляется выходом рабочей среды из центрального отверстия шестерни 15 через канал 22. При этом уменьшается разница между максимальными и минимальными углами наклона лопастей 4 за один оборот вала 1, что приводит к уменьшению тяги с одновременным увеличением подъемной силы.

В момент максимального углубления регулятора 8 в корпус 7, ребра 13 комлей 2 и 3 не соприкасаются с фланцем регулятора 8, поэтому лопасти 4 автоматически устанавливаются на равные углы наклона за счет одностороннего смещения центра их площадей относительно оси рычага и создают только подъемную силу.

Датчик поступательного перемещения лопастей необходимо отрегулировать с учетом установки стрелки логометра 46 на деление 0 при совпадении направления тяги с направлением движения судна, когда по катушкам логометра 46 должны проте кать равные токи, а контакт 33 должен замыкать Контакт 30 и включать лампу 42 сигнального устройства.

Вращая регулятор 8 с шестернями 15 и 16, приводят во вращение шестерню .24 с движком 27, где контакт 32, скользя по обмотке потенциометра 26,,изменяет величины токов в катушках логометра 46, а в последнем откло,нение стрелки указывает направление тяги. Стрелка логометра 46 устанавливается на делении 0 и при изменении направления тяги движителя на

180О . При этом контакт 32 замыкает два конца обмотки потенциометра 26 и создает равные токи в катушках логометра 46, а контакт 33 замыкает контакт 29 и включает лампу 43 сигнального устройства.

Данные об углах наклона лопастей

4 показывает стрелка логометра 66, где стержень 57 вместе со стаканом

50 совершают синхронное движение вслед за регулятором 8, а в это время контакт 48 со щетками 49 скользят по контакту 51 и обмотке потенциометра 47 и изменяют величины токов в катушках логометра 66. На шкале делений логометра 66 нанесены деления с числами от нуля до определенной величины которые указывают величину изменейия углов наклона лопастей 4 за один оборот вала 1.

При максимальном выдвижении регулятора 8 из корпуса 7 стрелка логометра 66 показывает, что углы наклона лопастей 4 изменяются на максималь- I

880880

20 ную величину за один оборот вала 1, создавая наибольшую тягу и наименьшую подъемную силу при заданных оборотах вала 1. В этом случае стрелка логометра 66 отклоняется на максимальную величину, а контакт 48 со щетками 49 замыкает контакт

52 и включает лампу 62 сигнального устройства. Во .время максимального углубления регулятора 8 внутрь корпуса 7, ребра 13 комлей 2 и 3 не соприкасаются с направляющей поверхностью фланца регулятора 8, а контакт 48 со щетками 49 замыкают контакт 53 и включают лампу 63 сигнального устройства, при этом стрелка логометра 66 устанавливается на делении 0, указывая, что лопасти

4 при вращении вала 1 имеют равные углы наклона и создают только подъемную силу.

В предлагаемом устройстве изменение направления тяги осуществляется в секторе 360 с возможностью уве

Ъ личения и уменьшения сил тяги и подъема.

Датчики измерения направления и величины тяги способствуют увеличению технико-экономической эффективности движителей за счет получения данных о направлении тяги и установ- g0 ления заданных сил тяги и подъема.

Формула изобретения

1. Устройство для изменения величины и направления тяги судового дви.жителя, содержащее корпус, одетый на приводной вал, несущий датчики угла поворота и поступательного пере- 40 мещения лопастей, комли которых взаимосвязаны между собой и снабжены подшипниками, расположенными в отверстии вала; в которые вставлен с возможностью поворота рычаг из ком- 45 лей лопастей, при этом центр тяжести и центр площади каждой лопасти смещены от продольной оси рычага, а на корпусе установлен регулятор положения лопастей в виде полого ци- 50 линдра с фланцем и ребрами на наружной цилиндрической поверхности, а также фигурной кромкой для взаимодействия с ребрами комлей лопастей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования величины тяги движителя и повышения надежности в работе, оно снабжено силовой передачей, содержащей взаимодействующие друг с другом роторные шестерни, первая из которых выполнена с внутренними шлицами, в которых установлены ребра наружной цилиндрической поверхности упомянутого регулятора с возможностью осевого перемещения, а в центре второй шестерни установлен вал с концевой шестерней датчика угла поворота лопастей, который снабжен скользящим контактом, потенциометром и магнитоэлектрическим логометром, электрически связанными между собой, а также шестерней с движком, кинематически связанной со второй роторной шестерней и несущей на себе скользящий контакт, при этом нижняя часть регулятора связана с датчиком поступательного перемещения лопастей.

2. Устройство по и. 1, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что датчик поступательного перемещения лопастей выполнен с подпружиненным стаканом, полым цилиндром с потенциометром, стержнем и магнитоэлектрическим логометром, при этом стакан связан со стержнем, взаимодействующим с торцом регулятора, а последний упомянутый потенциометр электрически связан с магнитоэлектрическим логометром этого датчика.

3. Устройство по п. 1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что под полым цилиндром регулятора внутри-корпуса образована камера, сообщенная с источником рабочего тела для упомянутой силовой передачи.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отношение числа зубьев упомянутой шестерни датчика угла поворота лопастей к числу зубьев упомянутой концевой шестерни равно отношению числа зубьев первой роторной шестерни к числу зубьев второй роторной шестерни.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 608702, кл. В 63 Н 1/04, 1978 (прототип).

880880

Заказ 9837/30 1 краж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Б. Даньшин

Редактор И. Касарда Техред Ж.Кастелевич Корректор M. Пожо