ПОДРУЛИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СУДНА Российский патент 2013 года по МПК B63H25/00 B63H25/42 

Изобретение относится к области судостроения и касается средств активного управления судном, а более конкретно - подруливающих устройств (ПУ).

Известно подруливающее устройство, содержащее установленные на валу два противоположно вращающихся гребных винта, размещенных в проточном канале, расположенном поперек корпуса судна вместе с раздаточным редуктором, кинематически связанным с электроприводом, расположенным в корпусе судна вне проточного канала (авт. свидетельство СССР №391006 по заявке №1680581/27-11 от 9.07.1971 г.) - прототип.

Однако известное устройство предполагает наличие в проточном канале герметичной капсулы и стойки, соединяющей редуктор с электроприводом, и наличие двух дорогостоящих элементов ПУ, каковыми являются гребные винты.

Кроме того, наличие в корпусе судна проточного канала, простирающегося от одного борта до другого, приводит к уменьшению полезного водоизмещения судна, тем более, когда на судне может быть установлено не одно, а несколько подобных ПУ. Наряду с этим наличие проточного канала в носовой оконечности приводит к снижению пропульсивных характеристик основного движителя на ходовых режимах, а для защиты гребных винтов от повреждения на входе (выходе) в канал, как правило, устанавливаются защитные решетки, что снижает гидродинамические характеристики самого ПУ.

И наконец, размещение подобного устройства в кормовой оконечности судна весьма проблематично (затруднено) вследствие прохождения в этом районе линии валопровода основного движителя.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение стоимости изготовления ПУ, повышение пропульсивных характеристик основного движителя судна и полезного водоизмещения судна, а также снижение шумности при работе ПУ.

Для этого в подруливающем устройстве судна, включающем установленные на валу движители, расположенные по обе стороны от диаметральной плоскости судна и связанные с электроприводом, по изобретению в качестве движителей использованы диски круговой формы, имеющие плоскую или сферическую наружную поверхность, оси вращения которых ориентированы перпендикулярно плоскости, касательной к обшивке судна в точке пересечения последней с осями дисков. При этом диски размещены в обечайках, вмонтированных в корпус судна заподлицо с его обшивкой, с которой, также заподлицо, расположены края контура наружной поверхности дисков.

Кроме того, диски имеют гладкую, шероховатую поверхность, или выступающие ребра, с целью повышения эффективности их работы.

Наряду с этим полость в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью диска и поверхностью обечайки сообщена трубопроводом с атмосферой для уменьшения нагрузки на радиально-упорные подшипники устройства.

При этом диски установлены с возможностью их втягивания внутрь обечайки на величину осевого зазора, например, с помощью электромагнитной муфты, на ходовых режимах, когда ПУ не работает.

Кроме того, диски выполнены с возможностью замены во время эксплуатации судна в случае их повреждения.

Использование в качестве движителей ПУ дисков круговой формы, имеющих плоскую, сферическую, гладкую или шероховатую наружную поверхность, обеспечивает снижение стоимости изготовления движителей и шумности при их работе, а также повышение пропульсивных характеристик основного движителя и гидродинамических характеристик самого ПУ.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано расположение ПУ на судне, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, а на фиг.3 - основной рабочий узел устройства, приведенного на фиг.1, 2

Подруливающее устройство судна имеет движители 1, установленные на валу 2, которые расположены по обе стороны от диаметральной плоскости судна 3 (см. фиг.1-3). В качестве движителей 1 использованы диски круговой формы, имеющие плоскую или сферическую наружную поверхность (не показано). Оси вращения 4 движителей 1 ориентированы перпендикулярно плоскости, касательной к обшивке 5 корпуса в точке пересечения последней с осями дисков (фиг.1-3). Диски 1 размещены с зазором 6 в обечайках 7 (фиг.3), вмонтированных в корпус судна 3 заподлицо с его обшивкой 5. Край контура 8 наружной поверхности дисков 1 также расположен заподлицо с обшивкой 5 корпуса судна 3 (фиг.1-3).

Вал 2 дисков 1 установлен на подшипниках 9 через сальник 10, расположенный в стакане 11 (фиг.3), и связан через муфту 12 с электроприводом 13, размещенным в корпусе судна на площадке 14 (фиг.1, 2).

Для более эффективного поворота или смещения судна ПУ установлены как в носовой части судна, так и в кормовой.

Устройство работает следующим образом.

При вращении дисков 1 за счет сил вязкости происходит закрутка воды на самом диске и дальнейшее ее растекание вдоль поверхности обшивки 5 корпуса судна 3. В результате этого на диске 1 и на корпусе судна 3 в районе расположения работающего ПУ образуется движение воды и создается пониженное давление, в то время как с противоположного борта такое же устройство, находящееся в одной с ним плоскости шпангоута, не должно работать, и там не происходит движения воды, а следовательно, не происходит и понижения давления на корпусе судна. Разность давлений по обеим сторонам борта и создает силу в направлении, поперечном диаметральной плоскости судна, которая создает вращающий момент судна вокруг его вертикальной оси.

Наличие второй пары ПУ в противоположной оконечности судна, работающей противоположным образом (при работе левого носового устройства, работает правое кормовое и наоборот), создает пару сил, которая приводит к повышению эффективности работы ПУ, как средства активного управления судна на швартовых и близких к швартовому ходовых режимах.

Особо следует подчеркнуть, что при работе обычного, классического ПУ с поперечным проточным каналом с гребным винтом, в случае стоянки судна вблизи стенки, происходит широко известный эффект, когда судно не отходит от стенки, а присасывается к ней. Предлагаемое ПУ не имеет подобного недостатка, поскольку при данном маневре в работе находятся сразу два устройства с противоположного борта.

При этом, вследствие отсутствия проточных поперечных каналов, а бывают конструкции ПУ и с Т-образным каналом, увеличивается полезное водоизмещение судна и повышаются пропульсивные характеристики основного движителя на ходовых режимах.

Предлагаемое устройство, в силу своей компактности, может быть установлено на большем расстоянии от миделя, что повышает эффективность его работы и может быть установлено в районе прохождения линии валопровода главного движителя 15 (фиг.1) в кормовой оконечности судна, поскольку для его работы не требуется организовывать проточный канал от борта до борта.

Необходимо особо отметить, что мощность электродвигателя, требуемая для вращения таких дисков, значительно ниже, чем мощность электродвигателя, предназначенного для вращения гребного винта, а стоимость изготовления такого устройства будет существенно ниже устройства, использующего в качестве движителя гребной винт.

Диск может быть съемным и легко заменен в случае его повреждения в процессе эксплуатации, а обслуживание и ремонт привода ПУ, в частности замена электродвигателя, подшипников, сальников, муфты, могут быть выполнены судовыми механиками без привлечения водолазов или постановки судна в док путем установки наружной стороны судна пластыря.

Модельные испытания ПУ, проведенные в опытовом бассейне института, показали эффективность и работоспособность предлагаемой конструкции ПУ.

Предлагаемое ПУ судна позволяет существенно снизить стоимость его изготовления и шумность при его работе, а также повысить пропульсивные характеристики основного движителя и гидродинамических характеристик самого устройства, что его выгодно отличает от прототипа.

Изобретение относится к области судостроения и касается средств активного управления судном, а более конкретно - подруливающих устройств. Подруливающее устройство включает движители и электропривод. Движители установлены на валу, расположены по обе стороны от диаметральной плоскости судна и связаны с электроприводом. В качестве движителей использованы диски. Оси вращения дисков ориентированы перпендикулярно плоскости, касательной к обшивке корпуса в точке пересечения последней с осями дисков. Диски размещены в обечайках. Обечайки вмонтированы в корпус судна заподлицо с его обшивкой. Края контура наружной поверхности дисков также расположены заподлицо с обшивкой корпуса судна. Достигается повышение пропульсивных характеристик основного движителя судна и полезного водоизмещения судна, а также снижение шумности при работе подруливающего устройства. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Подруливающее устройство, включающее установленные на валу движители, расположенные по обе стороны от диаметральной плоскости судна и связанные с электроприводом, отличающееся тем, что в качестве движителей использованы диски, оси вращения которых ориентированы перпендикулярно плоскости, касательной к обшивке корпуса в точке пересечения последней с осями дисков, при этом диски размещены в обечайках, вмонтированных в корпус судна заподлицо с его обшивкой, с которой также заподлицо расположены края контура наружной поверхности дисков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность диска может иметь шероховатость или выступающие ребра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полость в кольцевом зазоре между поверхностью диска и поверхностью обечаек сообщена трубопроводом с атмосферой.

4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что диски установлены с возможностью их втягивания внутрь обечайки на величину осевого зазора.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диски выполнены с возможностью замены в ходовых условиях в случае их повреждения.