СУДОВОЙ ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ МЕЛКОВОДЬЯ Российский патент 1995 года по МПК B63H11/08 B63H25/42 

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкциям судов, предназначенных для эксплуатации в мелких водах.

Известен судовой водометный движитель для мелководья, содержащий цилиндрический корпус, соединенный по периметру с днищевой обшивкой судна, кольцевую донную плиту, крышку, рабочее колесо с лопатками и вертикальной осью, соединенной с приводом с возможностью вращения, расположенный концентрично вертикальной оси водовод с водозаборником и по меньшей мере одним соплом для выпуска воды, установленным под углом к донной плите симметрично вертикальной диаметральной плоскости движителя, направляющий аппарат в виде пластин, размещенных между рабочим колесом и выходным соплом.

Главным недостатком известного устройства является невозможность воплощения идей, заложенных в известное изобретение, в конструкцию.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что в судовом водометном движителе для мелководья донная плита конструктивно разобщена с корпусом движителя и выполнена с возможностью поворота на 360^о в обоих направлениях, при этом в кольцевом зазоре между плитой и корпусом выполнено уплотнение. Крышка соединена с корпусом движителя с возможностью разъема. Водозаборник выполнен в виде обтекаемой выступающей внутрь объема движителя манжеты донной плиты и в верхней части закреплен по периметру с нижней цилиндрической частью корпуса направляющего аппарата, верхней частью которого служит крышка корпуса. На внешней стороне кольцевой крышки выполнены ребра жесткости. Между водоразборником и цилиндрической частью корпуса направляющего аппарата установлен проволочный подшипник, заполненный водой и снабженный фетровыми уплотнениями зазоров между сопрягаемыми частями водозаборника и корпуса направляющего аппарата. Уплотнение кольцевого зазора между донной плитой и корпусом движителя выполнено в виде трех разомкнутых пружинных колец, установленных между торцовой цилиндрической частью донной плиты и нижним кольцевым выступом корпуса движителя, при этом разрезы колец смещены один относительно другого в окружном направлении.

В водозаборнике установлены радиальные ребра, на которые оперт нижний конец распределительного вала, установленного по продольной оси корпуса движителя и соединенного за пределами крышки корпуса с серводвигателем. Коаксиально распределительному валу установлен полый вал силовой передачи рабочего колеса, соединенный посредством зубчатой передачи с приводным двигателем. Вал силовой передачи и распределительный вал установлены коаксиально в трубе, соединенной посредством фланца с крышкой корпуса движителя, при этом фланец прикрывает концентрическое отверстие в крышке между трубой и внутренней кромкой кольцеобразной крышки и жестко соединен с куполообразным корпусом передач распределительного и силового валов. Между валом силовой передачи и трубой на каждом ее конце установлены проволочные подшипники.

На фиг.1 нижняя сторона движителя, вертикальный вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 узел I на фиг.2.

Судовой водометный движитель состоит из цилиндрического или горшкообразного напорного резервуара 1, установленного с вертикальной осью на судне, закрытого снизу донной плитой 2, а сверху крышкой 3, усиленной ребрами 4 жесткости. Резервуар 1 своей продольной осью базирует рабочее колесо 5 с набором диагональных направляющих пластин 6, который энергию потока, преобладающую в зоне выпускных кромок лопаток рабочего колеса 5, в значительной степени преобразует в энергию нагнетания. Осевой впуск воды в резервуар 1 происходит через центральное входное отверстие 7 и интегрирован концентрично продольной оси корпуса резервуара в донной плите 2, в которой выполнены расположенные симметрично диаметральной плоскости 8 (фиг.3) три выхлопных сопла 9-11. Аксиально всасываемая через входное отверстие 7 вода в рабочем колесе отклоняется в одном направлении наклонно вверх и набором направляющих пластин 6 подается в выхлопные сопла 9-11, чтобы выйти из них наклонно вниз (фиг. 2). Вследствие этого в нагнетательной камере 12 напорного резервуара 1 имеется очень незначительный поток, поскольку энергия потока превращена в значительной степени в энергию давления. Прохождение потока от центрального входного отверстия 7 до входа в нагнетательную камеру 12 показано стрелками 13 (всасывание), 14 (проход через гидроканалы рабочего колеса 5) и 15 (проход через гидроканалы набора направляющих пластин 6). Выход воды из камеры 12 нагнетания осуществляется через три направленных параллельно с наклоном вниз выпускных сопла 9-11 в соответствии со стрелками 16-18. Так как три выпускных сопла 9-11 на виде сверху согласно фиг.1 расположены симметрично вертикальной продольной средней плоскости 8, при круговом реверсе в двух направлениях вращения по часовой стрелке или против часовой стрелки не появляются различные или, сверх того, еще очень низкие управляющие моменты, что упрощает установку движителя и облегчает управление судном. Между напорным резервуаром 1 и донной плитой 2 нет механического соединения, а существует кольцевой зазор между стенкой корпуса резервуара 1 и донной плитой 2, который герметично уплотнен. В вертикальной цилиндрической кромке 19 закреплены уплотнительные кольца 20, которые прилегают к усиливающему корпус резервуара 1 кольцевому износостойкому вкладышу 21. Каждое из трех уплотнительных колец 20 состоит из уплотняющего материала, представляет собой разомкнутое, радиально пружинящее кольцо, которое вставлено по отношению к остальным кольцам таким образом, что разрезы колец в окружном направлении смещены один относительно другого с целью создания оптимального лабиринтного уплотнения.

Расположение в донной плите 2 центральное входное отверстие 7 охвачено манжетообразным корпусом 22, который имеет обтекаемый контур, ограничивающий поток, и с ребрами 23 одновременно служит в качестве защитной решетки. Через некоторые из этих радиальных ребер 23 в центре входного отверстия 7 своим нижним концом закреплен распределительный вал 24 так, что вращательные движения вала 24 в обоих окружных направлениях могут переносится через ребра 23 на донную плиту 2 с целью изменения направления выпуска водяных струй 16-18, выходящих из сопл 9-11. Вращательные движения распределительного вала 24 осуществляются через зубчатую передачу 25, 26, фланец 27 которой прикреплен к выходному валу серводвигателя (на чертежах не показан). Верхний конец вала 24 и зубчатая передача 25, 26 расположены в верхней части куполообразного корпуса 28, причем зубчатая передача представляет собой червячную передачу, червяк 26 которой своим валом 29 выведен из корпуса 28 и вне корпуса 28 на конце имеет присоединительный фланец 27. Червячное колесо 25, с одной стороны, червяк 26, вал 29 и фланец 27, с другой стороны, расположены в различных, параллельных плоскости чертежа плоскостях так, что червяк 26 на противоположной стороне червячного колеса 25 подведен к нему тангенциально и входит с ним в зацепление.

Между напорным резервуаром 1 и куполообразным корпусом 28 расположена прикрывающая резервуар 1 крышка 3, которая выполнена в виде кольцевой плиты с ребрами 4 жесткости и наружной кромкой разъемно соединена с верхней кромкой корпуса резервуара 1 или же с усиливающим горизонтальным фланцем 30. Внутренней кромкой крышка 3 соединена также разъемно с кольцевым фланцем 31 куполообразного корпуса 28, причем в качестве разъемных крепежных устройств символично показаны резьбовые соединения 32. На нижней стороне крышки 3 закреплены направляющие пластины 6, причем крышка 3 оконтурена таким образом, что она представляет собой одну из дисковых крышек ограничений каналов между пластинами 6. Другая дисковая крышка 33 служит для нижнего ограничения каналов между лопастями рабочего колеса 5 и кончается в цилиндрическом участке 34, между которым и манжетообразным корпусом 22 находится проволочный подшипник 35 качения, смачиваемый водой (окружающей средой), изготовленный из нержавеющей стали. Находящиеся в воде частицы грязи и песка удаляются от подшипника фетровыми кольцами 36 и 37 (фиг.4). В результате такого расположения подшипника 35 не требуется обслуживание опорного узла и смазка подшипника маслом.

Распределительный вал 24 проходит коаксиально через выполненный в виде полого вала вал 38 силовой передачи, который кончается ниже червячной передачи 25, 26 в куполообразном корпусе 28 и несет на этом верхнем конце без возможности вращения коническое колесо 39, на которое, а также на передаточный вал 38 передается движущий момент для рабочего колеса 5 с помощью сопряженного колеса 40 и его выведенного из куполообразного корпуса 28 вала с соединительным фланцем 41 от приводного двигателя (на чертежах не показан). Вал 38 силовой передачи установлен с помощью двух аксиально смещенных одна относительно другой вращающихся опор 42, 43. Ниже нижнего конца трубы 44 установлено своей ступицей без вращения на валу 38 силовой передачи рабочее колесо 5.

Червячная передача 25, 26 может управляться тоже механически за счет того, что управляющие моменты в обоих направлениях вращение одинаковы и, прежде всего, очень низки. Это возможно, главным образом, вследствие симметричного расположения выпускных сопл 9-11 и наличия уплотнения 20.

Монтаж и демонтаж всего движителя возможны при остающемся в структуре судна напорном резервуаре 1, в результате чего напорный резервуар 1 может интегрироваться в нее как часть несущей структуры 45 судна.

В качестве встречной поверхности, к которой прилегают уплотнения 20, служит уже названный вкладыш 21, который выполнен в виде вваренного или закрепленного другим способом, например усадкой, стягивающего кольца из нержавеющей стали.

Внутренняя стенка напорного резервуара 1 поверх вкладыша 21 является ровной и без выступов, а донная плита 2 с рабочим колесом 5, направляющими пластинами 6, дисковой крышкой 31 и крышкой 3 с ребрами 4 образует конструктивный узел, который опирается на верхний конец напорного резервуара и разъемно соединен с ним так, что этот конструктивный узел может извлекаться наверх после разъема соединений. Вверху этот конструктивный узел с возможностью разъема соединен с напорным резервуаром, в то время как внизу с помощью уплотнительных колец дано горизонтально подпружиненное уплотнение для напорного резервуара, причем оно даже вследствие неизбежных неточностей изготовления, в частности некруглостей, надежно функционирует в течение продолжительного времени.

Использование: в судостроении. Сущность изобретения: в судовом водометном движителе для мелководья корпус конструктивно разобщен с кольцевой донной плитой, выполненной с возможностью поворота на 360°С в обоих направлениях. Крышка соединена с корпусом с возможностью разъема, а водозаборник выполнен в виде обтекаемой выступающей внутрь объема корпуса манжеты и закреплен по периметру с нижней цилиндрической частью корпуса направляющего аппарата, верхней частью которого служит крышка с выполненными на ее внешней стороне ребрами жесткости. В водозаборнике установлены радиальные ребра, на которые оперт нижний конец распределительного вала, установленного по продольной оси корпуса движителя и соединенного за пределами крышки с серводвигателем. Коаксиально распределительному валу установлен полый вал силовой передачи рабочего колеса, соединенный посредством зубчатой передачи с приводным двигателем. Вал силовой передачи и распределительный вал установлены коаксиально в трубе, соединенной посредством фланца с крышкой, при этом фланец прикрывает концентрическое отверстие в крышке между трубой и внутренней кромкой крышки и жестко соединен с куполообразным корпусом. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СУДОВОЙ ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ МЕЛКОВОДЬЯ, содержащий цилиндрический корпус, соединенный по периметру с днищевой обшивкой судна, кольцевую донную плиту, крышку, рабочее колесо с лопатками и вертикальной осью, соединенной с приводом с возможностью вращения, расположенный концентрично вертикальной оси водовод с водозаборником и по меньшей мере одним соплом для выпуска воды, установленным под углом к донной плите симметрично вертикальной диаметральной плоскости движителя, направляющий аппарат в виде пластин, размещенных между рабочим колесом и выходным соплом, отличающийся тем, что донная плита конструктивно разобщена с корпусом движителя и выполнена с возможностью поворота на 360^o в обоих направлениях, при этом в кольцевом зазоре между плитой и корпусом выполнено уплотнение. 2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что крышка соединена с корпусом движителя с возможностью разъема. 3. Движитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что водозаборник выполнен в виде обтекаемой выступающей внутрь объема движителя манжеты донной плиты. 4. Движитель по пп. 1 3, отличающийся тем, что водозаборник в верхней части закреплен по периметру с нижней цилиндрической частью корпуса направляющего аппарата, верхней частью которого служит крышка корпуса. 5. Движитель по пп. 1 4, отличающийся тем, что на внешней стороне кольцевой крышки выполнены ребра жесткости. 6. Движитель по пп. 1 4, отличающийся тем, что между воздухозаборником и цилиндрической частью корпуса направляющего аппарата установлен проволочный подшипник, заполненный водой и снабженный фетровыми уплотнениями зазоров между сопрягаемыми частями водозаборника и корпуса направляющего аппарата. 7. Движитель по пп. 1 6, отличающийся тем, что уплотнение кольцевого зазора между донной плитой и корпусом движителя выполнено в виде трех разомкнутых пружинных колец, установленных между торцовой цилиндрической частью донной плиты и нижним кольцевым выступом корпуса движителя, при этом разрезы колец смещены один относительно другого в окружном направлении. 8. Движитель по пп. 1 7, отличающийся тем, что в водозаборнике установлены радиальные ребра, на которые оперт нижний конец распределительного вала, установленного по продольной оси корпуса движителя и соединенного за пределами крышки корпуса с серводвигателем. 9. Движитель по пп. 1 8, отличающийся тем, что коаксиально распределительному валу установлен полый вал силовой передачи рабочего колеса, соединенный посредством зубчатой передачи с приводным двигателем. 10. Движитель по пп. 1 9, отличающийся тем, что вал силовой передачи и распределительный вал установлены коаксиально в трубе, соединенной посредством фланца с крышкой корпуса движителя, при этом фланец прикрывает концентрическое отверстие в крышке между трубой и внутренней кромкой кольцеобразной крышки и жестко соединен с куполообразным корпусом передач распределительного и силового валов. 11. Движитель по пп. 1 10, отличающийся тем, что между валом силовой передачи и трубой на каждом ее конце установлены проволочные подшипники.