РЕВЕРСИВНО-РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2021 года по МПК B63H11/00 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к реверсивно-рулевым устройствам водометных движителей судов и может быть использовано для управления судами.

Известно решение RU 2324621 С2 „Реверсивно-рулевое устройство водометного движителя", МПК В63Н 11/08, В63Н 11/10, содержащее водовод и рабочее колесо с обтекателем ступицы с направляющими стойками, включающее поворотное сопло с вертикально расположенной осью поворота и поворотную заслонку заднего хода, связанную с соплом заднего хода, выполненным в виде канала заднего хода. Поворотное сопло выполнено с двумя проточными каналами, расположенными друг над другом, образованными с внешней стороны стенками контура сопла, а с внутренней стороны - стенками неподвижного обтекателя ступицы рабочего колеса и его направляющих стоек, форма которых от сечения к сечению вдоль оси сопла трансформируется в преимущественно вытянутую в горизонтальном направлении форму каналов на выходном сечении. В обтекателе рабочего колеса и в его стойках выполнены полости, открытые со стороны выходного сечения сопла. Реверсивно-рулевое устройство оснащено второй заслонкой заднего хода, обе из которых при этом установлены на горизонтально расположенных в корпусе сопла осях с возможностью поворота вокруг них для перекрывания выходных сечений проточных каналов сопла и направления их исходящих струй в полости обтекателя рабочего колеса и стоек, и дополнено, по меньшей мере, одним каналом заднего хода, которые предназначены для изменения направления выброса струй сопла при реверсе и расположены вдоль боковых стенок поворотного сопла. Входные участки упомянутых каналов сообщены с полостями обтекателя рабочего колеса и стоек через проемы, образованные в боковых наружных стенках сопла, а их выходные участки - с внешней средой и ориентированы преимущественно против внешнего потока.

Недостатком этого технического решения является сложная конструкция реверсивно-рулевого устройства вследствие расположения поворотных заслонок заднего хода на горизонтальных осях в корпусе поворотного сопла, низкая надежность реверсивно-рулевого устройства, которая заключается в большом количестве конструктивных элементов, отсутствие возможности использования реверсивно-рулевого устройства на судах с двумя водометными движителями для каждого движителя в отдельности синхронно управляя поворотным соплом. (RU 2324621 С2, http://new.fips.ru).

Известно решение SU 372113 А1 „Реверсивно-рулевое устройство", МПК В63Н 11/02, В63Н 11 /00, содержащее поворотное сопло, вращающееся на баллере, два поворачивающихся каждый на своем баллере дефлектора реверсивно-рулевой коробки, в которой смонтированы указанные поворотные дефлекторы и поворотное сопло, два водопроточных канала заднего хода и нагнетательный патрубок. Поворотное сопло выполнено в виде сквозного пустотелого усеченного конуса, закрепленного на баллере и имеющего возможность поворачиваться в горизонтальной плоскости. Баллер поворотного сопла выполнен разрезным и не проходит через полость поворотного сопла. Баллеры дифлекторов также выполнены разрезными, не проходящими через полости дефлекторов. Поворотные дефлекторы представляют собой поворачивающиеся на вертикальных осях-баллерах ковши, направляющие стенки которых выполнены изогнутыми по кривой. Реверсивно-рулевая коробка является частью транца судна, в которой смонтированы поворотное сопло и поворотные дефлекторы на своих баллерах. Водопроточные каналы заднего хода выполнены в виде труб.

Недостатком этого технического решения является сложная конструкция реверсивно-рулевого устройства вследствие наличия поворотных дефлекторов, представляющих собой поворачивающиеся на вертикальных осях-баллерах ковши, направляющие стенки которых выполнены изогнутыми по кривой, отсутствие возможности использования реверсивно-рулевого устройства на судах с двумя водометными движителями для каждого движителя в отдельности синхронно управляя поворотным соплом. (SU 372113 А1, http://new.fips.ru).

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является решение RU 2244658 С2 „Реверсивно-рулевое устройство", МПК В63Н 11/08, В63Н 1/00, содержащее нагнетательный патрубок, водопроточные каналы, дефлекторы, баллеры, размещаемые в реверсивно-рулевой коробке, являющейся частью транцевой переборки. Водопроточные каналы заднего хода сообщаются с реверсивно-рулевой коробкой, сформированы плоскими листами и выполнены прямоугольной формы. Одна из стенок водовода образована вертикальной стенкой, а противоположная ей - транцевой переборкой со срезанными вертикальной плоскостью углами. Реверсивно-рулевая коробка содержит балансирные заслонки и полубалансирные дефлекторы.

Недостатком этого технического решения является отсутствие возможности использования реверсивно-рулевого устройства на судах с двумя водометными движителями для каждого движителя в отдельности, синхронно управляя дефлекторами руля. (RU 2244658 С2, http://new.fips.ru),

Задача, на которую направлено заявленное решение, это разработка 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.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается за счет того, что румпели дефлекторов руля (3) фиг. 2, 4, 6, 8 каждой струенаправляющей коробки (1) соединены шарнирно с общей тягой (4), которая имеет три регулируемых по длине звена (4.1) подвижно соединенных между собой и имеющих как минимум одну степень свободы. Тяга румпелей заслонок заднего хода (6) имеет два прямых участка (6.1) расположенные противоположно друг другу и соединенные между собой участком тяги (6.2) расположенным под углом к продольной осевой линии прямых участков (6.1) имеющим участок тяги (6.3) расположенный под углом к его продольной осевой линии.

Реверсивно-рулевое устройство включает две струенаправляющие коробки (1) фиг. 1, 3, 5, 7 расположенные по разные стороны от диаметральной плоскости судна, каждая из которых соединена с водометным движителем (2) через входной патрубок (1.1). Струенаправляющая коробка (1) имеет входной (1.1), выходной (1.2) патрубки, а также соединена с водоводом заднего хода (1.3) через выходной (1.2) патрубок. Внутри струенаправляющей коробки (1) на разрезных соосных вертикальных баллерах (1.4) закреплены дефлекторы руля (1.5) и заслонки заднего хода (1.6), которые расположены на разрезных соосных вертикальных баллерах (1.4) между дефлекторами руля (1.5) и входным патрубком (1.1). С одного конца каждый баллер (1.4) заслонки заднего хода (1.6) фиг. 2, 4, 6, 8 и дефлектора руля (1.5) снаружи струенаправляющей коробки (1) имеет румпель (5), (3). Румпели дефлекторов руля (3) каждой струенаправляющей коробки (1) соединены шарнирно с общей тягой (4), которая имеет три регулируемых по длине звена (4.1) подвижно соединенных между собой и имеющих как минимум одну степень свободы. Такое исполнение позволяет изменять длину звеньев (4.1) тяги (4) румпелей руля (3), тем самым настраивая угол поворота румпелей руля (3) каждой струенаправляющей коробки (1), а подвижное соединение звеньев (4.1) тяги (4) позволяет звеньям (4.1) соединенным с румпелями руля (3) следовать по траектории оси шарнирного соединения румпеля (3) со звеном (4.1) тяги (4) движущейся по окружности. Румпели заслонок заднего хода (5) струенаправляющей коробки (1) соединены между собой и демпфером (7), расположенным на корпусе струенаправляющей коробки (1) тягой (6). Демпфер заслонок заднего хода (7) предназначен для передачи движения на румпели заслонок заднего хода (5) и для гашения динамических нагрузок заслонок (1.6). Тяга румпелей заслонок заднего хода (6) имеет два прямых участка (6.1) со сквозными отверстиями для подвижного соединения тяги (6) и румпелей заслонок заднего хода (5) струенаправляющей коробки (1), расположенных противоположно друг другу и соединенных между собой участком тяги (6.2), расположенным под углом к продольной осевой линии прямых участков (6.1), имеющим участок тяги (6.3) со сквозным отверстием, расположенный под углом к его продольной осевой линии, который подвижно соединен с демпфером (7). Такое исполнение позволяет упростить конструкцию привода заслонок заднего хода (1.6) для их синхронного поворота вокруг вертикальной оси. Струенаправляющие коробки (1) являются частью транцевой переборки судна. Дефлекторы руля (1.5) выполнены полубалансирными, что позволяет снизить усилие на органах управления. Заслонки заднего хода (1.6) имеют балансирную конструкцию и могут переводиться в закрытое положение поочередно в каждой струенаправляющей коробке (1) в отдельности.

Технический результат 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.

Краткое описание чертежей:

на фиг. 1 - схематичное изображение положения дефлекторов руля и заслонок заднего хода реверсивно-рулевого устройства при ходе судна вперед. Вид сверху;

на фиг. 2 - схематичное изображение положения тяги румпелей заслонок заднего хода каждой струенаправляющей коробки и тяги румпелей руля при ходе судна вперед. Вид сверху;

на фиг. 3 - схематичное изображение положения дефлекторов руля и заслонок заднего хода реверсивно-рулевого устройства при реверсивном ходе судна. Вид сверху;

на фиг. 4 - схематичное изображение положения тяги румпелей заслонок заднего хода каждой струенаправляющей коробки и тяги румпелей руля при реверсивном ходе судна. Вид сверху;

на фиг. 5 - схематичное изображение положения дефлекторов руля и заслонок заднего хода реверсивно-рулевого устройства при повороте судна на правый борт. Вид сверху;

на фиг. 6 - схематичное изображение положения тяги румпелей заслонок заднего хода каждой струенаправляющей коробки и тяги румпелей руля при повороте судна на правый борт. Вид сверху;

на фиг. 7 - схематичное изображение положения дефлекторов руля и заслонок заднего хода реверсивно-рулевого устройства при повороте судна на левый борт. Вид сверху;

на фиг. 8 - схематичное изображение положения тяги румпелей заслонок заднего хода каждой струенаправляющей коробки и тяги румпелей руля при повороте судна на левый борт. Вид сверху.

Краткое описание конструктивных элементов:

1 - струенаправляющая коробка;

1.1 - входной патрубок;

1.2 - выходной патрубок;

1.3 - водовод заднего хода;

1.4 - баллер;

1.5 - дефлектор руля;

1.6 - заслонка заднего хода;

2 - водометный движитель;

3 - румпель дефлектора руля;

4 - тяга румпелей руля;

4.1 - звено тяги румпелей руля;

5 - румпель заслонки заднего хода;

6 - тяга румпелей заслонок заднего хода;

6.1 - прямой участок тяги румпелей заслонок заднего хода;

6.2 - наклонный участок тяги румпелей заслонок заднего хода;

6.3 - наклонный участок тяги румпелей заслонок заднего хода;

7 - демпфер заслонок заднего хода.

Осуществление заявленного решения

Реверсивно-рулевое устройство работает следующим образом.

При ходе судна вперед струя воды от водометного движителя (2) фиг. 1 попадает в струенаправляющую коробку (1) через входной патрубок (1.1), откуда через канал, образованный открытыми заслонками заднего хода (1.6), поступает через выходной патрубок (1.2) в канал образованный дефлекторами руля (1.5) и выбрасывается за корму судна. Тяга румпелей заслонок заднего хода (6) фиг. 2 находится в исходном положении, а тяга румпелей руля (4) в среднем положении.

При повороте судна на правый борт поворачивают дефлекторы руля (1.5) фиг. 5 струенаправляющих коробок (1), таким образом, чтобы струя от водометного движителя (2) отклонялась на тот же борт, для чего тягу румпелей руля (4) фиг. 6 перемещают в крайнее левое положение относительно диаметральной плоскости по направлению к носовой части судна. Также поворачивают заслонки заднего хода (1.6) фиг. 5 в закрытое положение в струенаправляющей коробке (1) расположенной по правому борту относительно диаметральной плоскости по направлению к носовой части судна направляя струю от водометного движителя (2) через водовод заднего хода (1.3), для чего тягу румпелей заслонок заднего хода (6) фиг. 6 перемещают в конечное положение задвигая шток демпфера (7).

При повороте судна на левый борт поворачивают дефлекторы руля (1.5) фиг. 7 струенаправляющих коробок (1), таким образом, чтобы струя от водометного движителя (2) отклонялась на тот же борт, для чего тягу румпелей руля (4) фиг. 8 перемещают в крайнее правое положение относительно диаметральной плоскости по направлению к носовой части судна. Также поворачивают заслонки заднего хода (1.6) фиг. 7 в закрытое положение в струенаправляющей коробке (1), расположенной по левому борту относительно диаметральной плоскости по направлению к носовой части судна, направляя струю от водометного движителя (2) через водовод заднего хода (1.3), для чего тягу румпелей заслонок заднего хода (6) фиг. 8 перемещают в конечное положение, задвигая шток демпфера (7).

Для движения судна задним ходом заслонки заднего хода (1.6) фиг. 3 струенаправляющих коробок (1) переводят в закрытое положение, для чего тягу румпелей заслонок заднего хода (6) фиг. 4 перемещают в конечное положение, задвигая шток демпфера (7), тем самым направляя струю от водометного движителя (2) через водовод заднего хода (1.3), выбрасывая ее за борт судна.

Курсовое управление судном при заднем ходе осуществляют за счет изменения тяги водометного движителя (2) фиг. 3 правой или левой струенаправляющей коробки (1) относительно диаметральной плоскости по направлению к носовой части судна, либо за счет реверсивной работы струенаправляющих коробок (1). Дефлекторы руля (1.5) и заслонки заднего хода (1.6) одной струенаправляющей коробки (1) находятся в положении при ходе судна вперед, а другой струенаправляющей коробки (1) в положении при реверсивном ходе судна. Для этого заслонки заднего хода (1.6) фиг. 4 в правой или в левой струенаправляющей коробке (1) относительно диаметральной плоскости по направлению к носовой части судна переводят в закрытое положение, для чего тягу румпелей заслонок заднего хода (6) перемещают в конечное положение, задвигая шток демпфера (7), тем самым направляя струю от водометного движителя (2) через водовод заднего хода (1.3), выбрасывая ее за борт судна.

При поочередном переводе заслонок заднего хода (1.6) фиг. 3 в левой и в правой струенаправляющей коробке (1) в закрытое и открытое положение, тем самым изменяя направление струи от водометного движителя (2) в каждой струенаправляющей коробке (1) в отдельности направляя ее в водовод заднего хода (1.3), таким образом выбрасывая струю воды за борт судна или в канал образованный дефлекторами руля (1.5) фиг. 1, как следствие струя от водометного движителя (2) выбрасывается за корму судна, достигается абсолютная управляемость судном и возможность разворота судна на месте в любую сторону.

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.

Реверсивно-рулевое устройство, включающее струенаправляющие коробки с входным и выходным патрубками, заслонки заднего хода, дефлекторы руля, водоводы заднего хода, румпели дефлекторов руля, тягу румпелей руля, румпели заслонок заднего хода, тягу румпелей заслонок заднего хода, отличающееся тем, что 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, тяга румпелей заслонок заднего хода имеет два прямых участка, расположенные противоположно друг другу и соединенные между собой участком тяги, расположенным под углом к продольной осевой линии прямых участков, имеющим участок тяги, расположенный под углом к его продольной осевой линии.