Движительный комплекс плавучего средства Российский патент 2022 года по МПК B63H21/30 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в судовых движительных комплексах, включающих движители, гребные валы, валопроводы и дейдвудные устройства.

Известен движительный комплекс, включающий движитель в виде гребного винта, гребной вал, валопровод и приводной двигатель (см., например, патент РФ на изобретение №2598697 «Движительная установка судна», МПК В63Н 5/00, 2016 г.). Недостатком данного движительного комплекса является повышенная виброактивность, приводящая к быстрому износу комплекса ввиду отсутствия виброизоляторов и передача вибрации на корпус плавучего средства, что ведет к акустическому загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является движительный комплекс, включающий систему «движитель - гребной вал - дейдвудное устройство - валопровод - опорные и упорные подшипники гребного вала и валопровода», расположенную в силовой конструкции, связанной с корпусом плавучего средства через виброизоляторы (см. патент РФ на изобретение №2579372, МПК В63Н 21/30, 2016 г.). Данная конструкция хоть и обладает виброизолирующим эффектом, но не в достаточной степени. Дело в том, что на судах источниками шума и вибраций являются в основном две главные группы. К первой группе относятся структурные шумы, которые создаются вибрациями корпусных конструкций при работе главных и вспомогательных механизмов судов. Ко второй группе относятся гидродинамические шумы, обусловленные турбулентностью обтекающего потока, вихреобразованием и пульсациями давления в окружающей водной среде при работе движителя и движения самого судна. Кроме того, на гребных винтах наблюдаются кавитационные явления, которые вызывают интенсивные шумы и вибрации. В известной конструкции движительного комплекса виброизоляторы позволяют нейтрализовать в основном структурные шумы, а гидродинамические шумы и вибрации, передаваемые от движителя (гребного винта) через гребной вал и валопровод остаются без нейтрализации.

Цель изобретения - повышение эффективности виброизоляции движительного комплекса и снижение акустического загрязнения окружающей среды.

Указанная цель достигается тем, что в известном движительном комплексе плавучего средства, включающим систему «движитель - гребной вал - дейдвудное устройство - валопровод - опорные и упорные подшипники гребного вала и валопровода», расположенную в силовой конструкции, связанной с корпусом плавучего средства через виброизоляторы, в нем, согласно предложенного технического решения, движительный комплекс снабжен набором виброизоляторов, расположенных между системой и силовой конструкцией под опорными и упорными подшипниками. Силовая конструкция системы может быть совмещена с корпусом плавучего средства, а виброизолятор упорного подшипника размещен на корпусе опорного подшипника. В системе гребной вал и валопровод соединены между собой гибкой муфтой и каждый размещен в своей самостоятельной силовой конструкции со своим набором виброизоляторов, а дейдвудное устройство расположено на валопроводе.

Введение в движительный комплекс набора виброизоляторов между системой и силовой конструкцией позволяет значительно уменьшить вибрации, возникающие на заделке лопастей гребного винта от внешних гидродинамических шумов, особенно если виброизоляторы расположены в под опорными и упорными подшипниками. Достаточно важным является вариант разделение гребного вала и валопровода при помощи гибкой муфты с применением двух самостоятельных силовых конструкций, каждая из которых имеет свой набор виброизоляторов, а дейдвудное устройство расположено на валопроводе. Проведенные расчеты показывают существенное снижение уровня вибраций от гидродинамических шумов от всего комплекса мероприятий в предложенном техническом решении.

Предлагаемая конструкция движительного комплекса в виде схемы приведена на фигуре 1, на фигуре 2 показан вариант совмещения силовой конструкции с корпусом плавучего средства, а на фигуре 3 - вариант с двумя самостоятельными силовыми конструкциями. На фигурах использованы следующие обозначения:

1 - корпус плавучего средства;

2 - силовая конструкция;

3 - движитель;

4 - гребной вал;

5 - валопровод;

6 - опорный подшипник;

7 - упорный подшипник;

8 - гибкая муфта;

9 - виброизоляторы между силовой конструкцией и корпусом;

10 - виброизоляторы между системой и силовой конструкцией;

11 - дейдвудное устройство.

Движительный комплекс плавучего средства (см. фиг. 1) включает: движитель 3, установленный на гребном валу 4, который через гибкую муфту 8 соединен с валопроводом 5. Вся указанная система располагается в силовой конструкции 2, которая в свою очередь крепится к корпусу 1, в том числе и через виброизоляторы 9. В зоне валопровода 5 расположено дейдвудное устройство 11. На фиг. 2 представлен вариант движительного комплекса, когда силовая конструкция 2 совмещена с корпусом плавучего средства, а на фиг.3 - вариант раздельных силовых конструкций 2 для гребного вала 4 и валопровода 5.

Движительный комплекс плавучего средства работает следующим образом. Крутящий момент от приводного двигателя (на фигурах не показан) передается на валопровод 5 и далее через упругую муфту 8 на гребной вал, на котором установлен движитель 3 (гребной винт). В процессе работы вибрации от гребного винта воздействуют на гребной вал 4 и на валопровод 5. Благодаря виброизоляторам 10 большая часть вибрационных нагрузок поглощается и не попадает на силовую конструкцию 2. Виброизоляторы 10 могут быть расположены в любых местах между системой и силовой конструкцией. Однако наиболее приемлемыми местами установки виброизоляторов 10 будут зоны расположения под упорными 7 и опорными 6 подшипниками. Такое размещение виброизоляторов позволяет дополнительно снизить виброактивность гребного вала 4 и валопровода 5. Очень важным моментом является размещение виброизолятора 10 упорного подшипника 7 на корпусе опорного подшипника 6. В этом случае оба подшипника работают в тандеме, позволяя друг другу вращаться строго в притертых к валам зонам и тем самым препятствуя образованию дополнительных вибраций и улучшая условия работы подшипников.

Расположение дейдвудного устройства на валопроводе, а не на гребном винте, позволяет разделить нагрузку, возникающую от газодинамического упора гребного винта на дейдвудное уплотнение на упорные подшипники и виброизоляторы и, тем самым, уменьшить вибрационную нагрузку на плавучее средство.

Снижение виброакустических нагрузок в широком диапазоне частот при использовании предлагаемого технического решения приводит к повышению эффективности виброизоляции движительного комплекса, снижению акустического загрязнения окружающей среды, что позволяет:

- улучшить экологическую обстановку в водный бассейнах за счет уменьшения уровня гидроакустического шума, создаваемого плавучими средствами;

- улучшить санитарные условия в помещениях плавучего средства за счет снижения уровня вибраций корпуса и воздушного шума, вызванного переизлучением вибрационных нагрузок от движительного комплекса на корпус плавучего средства;

- снизить требования к вибропрочности корпуса плавучего средства;

- увеличить ресурс плавучего средства;

- повысить гидроакустическую скрытность плавучих средств;

- увеличить объем добычи рыбных ресурсов за счет уменьшения уровня гидроакустического шума.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в судовых движительных комплексах. Движительный комплекс плавучего средства включает систему «движитель - гребной вал - дейдвудное устройство - валопровод - опорные и упорные подшипники гребного вала и валопровода», которая расположена в силовой конструкции, связанной с корпусом плавучего средства через виброизоляторы. При этом движительный комплекс еще снабжен набором виброизоляторов, расположенных между системой и силовой конструкцией как под опорными, так и под упорными подшипниками. Достигается повышение эффективности виброизоляции движительного комплекса и снижение акустического загрязнения окружающей среды. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Движительный комплекс плавучего средства, включающий систему «движитель - гребной вал - дейдвудное устройство - валопровод - опорные и упорные подшипники гребного вала и валопровода», расположенную в силовой конструкции, связанной с корпусом плавучего средства через виброизоляторы, отличающийся тем, что движительный комплекс снабжен набором виброизоляторов, расположенных между системой и силовой конструкцией.

2. Движительный комплекс плавучего средства по п.1, отличающийся тем, что виброизоляторы расположены под опорными и упорными подшипниками.

3. Движительный комплекс плавучего средства по п.1, отличающийся тем, что силовая конструкция системы совмещена с корпусом плавучего средства.

4. Движительный комплекс плавучего средства по п.1 или 2, отличающийся тем, что виброизолятор упорного подшипника размещен на корпусе опорного подшипника.

5. Движительный комплекс плавучего средства по п.1, отличающийся тем, что в системе гребной вал и валопровод соединены между собой гибкой муфтой и каждый размещен в своей самостоятельной силовой конструкции со своим набором виброизоляторов.

6. Движительный комплекс плавучего средства по п.1, отличающийся тем, что дейдвудное устройство расположено на валопроводе.