ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК B63H11/08 B63H11/02 

Изобретение относится к устройствам для ускорения жидкости с образованием кольцевой струи, внутреннее пространство которой находится под давлением.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога водометный движитель, содержащий неподвижный статор, нагреватель в виде ротора с приводом и лопатками, установленный с возможностью вращения вокруг продольной оси, неподвижную торцевую стенку, установленную за нагревателем соосно с ним, образующую со статором кольцевое сопло с профилированными направляющими поверхностями, формирующими кольцевую струю, а также источник газа под давлением.( US, пат.N 4. 897. 995, кл. B 63 H 11/10, 1990).

Предметом данного изобретения является усовершенствование водометного движителя. Данное усовершенствование заключается в том, что в известном устройстве привод нагревателя размещен за торцевой стенкой во внутреннем объеме кольцевой струи, который сообщен с источником газа под давлением.

Одним из преимуществ такого размещения является то, что оно позволяет освобождать всасывающее отверстие и создает возможность хорошего обтекания всей турбинной части (ротора и статора), позволяя тем самым избежать появления паразитных гидродинамических шумов. Кроме того, поскольку позади устройства-нагнетателя имеется достаточно большое пространство, в нем можно размещать объемные, разной формы, приводные механизмы ротора с любым валом и зацеплениями, электродвигатель или гидромотор.

Эти приводные органы устанавливаются на стойке, которая проходит сквозь трубчатую стенку, формирующую струю за счет профилированного сечения, позволяющего уменьшать до минимума помехи в вытекающей струе.

Опорная стойка приводных органов может также представлять собой опору статора устройства.

Стойка предпочтительно может включать элемент, перпендикулярный оси вращения ротора, смонтированный с возможностью повторного ориентирования в подшипнике, связанным с механизмом, устройством которого является нагнетатель.

Стойка будет преимущественно представлять собой обтекатель всех электрических или жидкостных каналов, которые служат для питания приводных органов ротора, а также одного или нескольких каналов питания внутреннего пространства кольцевой струи сжатым газом.

Наконец, эта стойка может представлять собой опору для сетки или решетки перед нагнетателем.

На фиг. 1 вид движетеля в разрезе; на фиг. 2 схематический вид движителя сверху.

Нагнетатель обеспечивает первую ступень ускорения воды, которая состоит из ротора 1, содержащего в основном конусный кольцевой канал 2, выполненный между головной частью 3 и наружной стенкой 4 ротора 1, причем этот канал снабжен лопатками 5 для ускорения воды, которая проходит по этому каналу от входа нагнетателя 6 до торцевой стенки 7, которая посредством неподвижных лопаток 8 придает выходной струе форму трубчатой прямолинейной струи.

Торцевая стенка 7 выполнена заодно со статором 10, в котором ротор 1 установлен с возможностью вращения и с опорой на гидродинамическую подушку 11, которая может формироваться между трубчатой стенкой 4 ротора 1 и статором 10.

Приведение в действие ротора 1 обеспечивается приводными органами 12, представленными на чертеже в виде гидравлического двигателя. Статор, торцевая стенка и двигатель 12 поддерживаются опорной стойкой 13 (фиг. 2), профилированной для обеспечения минимального сопротивления движению воды вперед. Стойка 13 входит в кольцевую струю 9 и имеет на уровне этой струи профилированную зону 14 для ограничения помех, создаваемых в струе ее присутствием. Для этой же цели на торцевой стенке 7 установлены лопатки 8, которые позволяют переворачивать выпрямленные слои жидкости, чтобы они как можно плотнее прилегали к профилированной поверхности 14.

Стойка 13, в случае, когда двигателем 12 является гидравлический двигатель, имеет каналы 15 и 16 для подачи сжатой жидкости в двигатель 12 и ее возврате без давления в питающий бак. Там же имеется переходной канал 17 для подачи давления во внутреннее пространство в трубчатой струе 9 и канал 18 для образования гидродинамической подушки 11, разделяющей стенку 4 ротора от статора 10.

Двигатель 12 имеет выходной вал, проходящий сквозь торцевую стенку 7 для сцепления с центральной головной частью 3 ротора 1.

При использовании электродвигателя в каналах 15, 16 могут быть помещены питающие электрические кабели.

Посредством вспомогательного двигателя, тяги и соответствующих зацеплений возможно также изменение углов установки лопаток 5 с целью изменения подачи или ускорения жидкости, которая проходит через турбину 1-10. Внутри кольцевой струи 9 имеется достаточное пространство для размещения определенного числа устройств или приводных органов разных частей нагнетателя без снижения его эффективности.

Стойка имеет профилированный выступ в передней части, который составляет опору для защитной сетки 19 насадки нагнетателя 6. Кроме того, опорная стойка 13 составляет конец трубчатого элемента 20, перпендикулярного оси вращения ротора, который смонтирован с возможностью поворота в подшипнике, выполненном заодно с конструкцией 21 механизма, с которым связан нагнетатель. Несущая поверхность подшипника рассчитана на передачу возникающих усилий. Движитель может быть заданным образом ориентирован относительно конструкции 21.

Следует также упомянуть, хотя это и не представлено, что в устройстве согласно изобретению могут быть установлены в струе отклоняющие поверхности и приводные органы для их наклона, также размещаемые во внутреннем пространстве полой струи 9, что обеспечивает управление механизмом.

Использование: в водометных движителях, предназначенных для ускорения жидкости. Сущность изобретения: в водометном движетеле, снабженном средствами ускорения воды с лопатками, приводимыми во вращение торцевой стенкой с профилированными лопатками для выпрямления потока и формирования кольцевой струи, а также средствами для подачи давления во внутреннее пространство этой струи, приводные органы средств ускорения струи размещены во внутреннем ее объеме. 6 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Водометный движитель, содержащий неподвижный статор, нагнетатель в виде ротора с приводом и лопатками, установленный с возможностью вращения вокруг продольной оси, неподвижную торцевую стенку, установленную за нагнетателем соосно с ним, образующую со статором кольцевое сопло с профилированными направляющими поверхностями, формирующими кольцевую струю, и источник газа под давлением, отличающийся тем, что привод нагнетателя размещен за торцевой стенкой во внутреннем объеме кольцевой струи, который сообщен с источником газа под давлением. 2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что привод закреплен на опорной стойке, профилированной по меньшей мере на уровне кольцевого сопла. 3. Движитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на опорной стойке закреплен статор движителя. 4. Движитель по пп.1 3, отличающийся тем, что опорная стойка размещена перпендикулярно оси вращения ротора, закреплена в подшипнике с возможностью вращения и связана с механизмом поворота. 5. Движитель по пп. 1 4, отличающийся тем, что привод выполнен в виде гидравлического двигателя, питающие и отводные каналы которого выполнены в опорной стойке. 6. Движитель по пп.1 5, отличающийся тем, что в опорной стойке размещен канал, соединяющий источник повышенного давления с внутренним объемом кольцевой струи. 7. Движитель по пп.1 6, отличающийся тем, что на передней части опорной стойки закреплена сетка, размещенная перед заборным отверстием нагнетателя.