ВОДОМЕТНАЯ НАСАДКА Российский патент 2024 года по МПК B63H11/09 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области водометных насадок, оснащенных центробежным насосным устройством и предназначенных для установки на подвесных лодочных моторах, применяемых на маломерных судах в условиях мелководья.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известно использования водометных движителей как альтернативы традиционным гребным винтам при эксплуатации маломерных судов в условиях мелководья. При этом применение водометных движителей не ограничивается только стационарными конструкциями, интегрированными в днище лодки, но и активно применяются как водометная насадка с подвесными лодочными моторами. Импеллер может быть расположен горизонтально или вертикально относительно плоскости воды, что определяет возможности движителя и общие пропульсивные характеристики применения водометных насадок на подвесных лодочных моторах.

Известны водометные насадки с вертикальным расположением импеллера, например, водометная насадка компании «Outboard Jets» (https://www.outboardjets.com/download/jet_kit_instructions/A,%20H%20FINAL.pdf). В известной конструкции используется принцип центробежного насоса, согласно которому при вращении, импеллер втягивает воду в корпус движителя через водозаборник, разгоняет поток по спирали, который на выходе из зауженного сопла создает упор водяной струи необходимый для движения лодки. Известная водометная насадка имеет неподвижные узлы: корпус, кольцевой корпус или обечайку, водозаборник и сопло, и подвижный узел в виде импеллера и приводного вала. Неподвижные узлы имеют жесткую конструкцию и, следовательно, постоянное суммарное гидравлическое сопротивление, обусловленные их формой и размерами, т.е. потери давления в этих элементах, заложенные при проектировании, постоянны и неизменны в одинаковой внешней среде. Импеллер установлен на конце приводного вала двигателя лодочного мотора и расположен с возможностью вращения внутри кольцевого корпуса, который, в свою очередь, расположен внутри водозаборного патрубка. Импеллер преобразовывает энергию двигателя путем вращения лопастей и проталкивания воды, тем самым создавая и регулируя реактивную тягу, необходимую для перемещения маломерного судна. Для поддержания максимального возможных пропульсивных качеств водометной насадки необходимо обеспечить идеальные настройки сопряжения импеллера с кольцевым корпусом. Другими словами, минимальный зазор между лопастями импеллера и внутренней поверхностью кольцевого корпуса позволяет сформировать необходимое давление для получения максимальной тяги. Водометные насадки данного типа имеют высокую надежность, ресурс и простоту конструкции, благодаря чему они широко используются на подвесных лодочных моторах. Однако в конструкции такой водометной насадки существуют потери на раскручивание водного потока, а также существует постоянная необходимость контролировать рабочий зазор между лопастями импеллера и кольцевым корпусом, во избежание еще больших гидравлических потерь. В то же время, при эксплуатации в условиях мелководья, в условиях агрессивной среды (песок, камни, мусор и т.д.), происходит износ элементов водометной насадки, в особенности кольцевого корпуса, что приводит к увеличению зазора и потери давления в насосном устройстве. При этом замена или настройка импеллера с кольцевым корпусом трудоемка, затратна и не всегда возможна во время эксплуатации на воде в силу отсутствия квалифицированных специалистов, необходимого оборудования, оснастки, запасных деталей, технических помещений и т.д.

Известны водометные насадки прямоточного действия с горизонтально расположенным импеллером, например, водометная насадка компании «American Turbine», используемый для стационарных моторов (http://www.americanturbine.com, SERVICE MANUALS) или водометная насадка компании «Berkeley pump company» (патент US3250069, публ. 10.05.1966). Импеллер, используемый в конструкции данных водометных насадок, жестко соединен с кольцевым корпусом и при прокачивании набегающего водного потока, проходящего через водоводный канал, создает избыточное давление и выбрасывает воду через сопло в направлении за кормой лодки. Гидродинамическая схема, используемая в данных водометных насадках, позволяет значительно снизить уровень потерь при захвате и покачивании водного потока, а также исключить необходимость регулировки зазора между лопатками импеллера и кольцевым корпусом или ее замены. Однако ряд конструктивных особенностей, в частности выполнение области сопряжения кольцевого корпуса импеллера с уплотнительной втулкой на входном конце импеллера не позволяет использовать такой импеллер в центробежных водометных насадках с вертикально установленным импеллером без соответствующей модификации.

Техническая проблема заключается в необходимости создания центробежной водометной насадки для подвесных лодочных моторов с улучшенными пропульсивными характеристиками.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в повышении пропульсивных характеристик водометной насадки с заданными параметрами насосного устройства. Кроме того, технический результат заключается в снижении регламента технического обслуживания при длительной эксплуатации в условиях мелководья.

Указанный технический результат достигается благодаря созданию водометной насадки для подвесного лодочного мотора, содержащей корпус водовода, в котором установлен вертикальный приводной вал, водозаборный патрубок, расположенный на входном конце корпуса водовода, кольцевой корпус, расположенный в водозаборном патрубке, импеллер, установленный на конце вертикального приводного вала и размещенный внутри кольцевого корпуса, при этом водометная насадка также содержит уплотнительную втулку, установленную на входном конце корпуса водовода, кольцевой корпус расположен в водозаборном патрубке с возможностью вращения и выполнен за одно целое с импеллером, при этом на выходном конце кольцевого корпуса на его внешней стороне выполнен проходящий по окружности участок поверхности, который выполнен с возможностью размещения в уплотнительной втулке и возможностью сопряжения с ней со скользящей посадкой.

Использование импеллера и кольцевого корпуса, объединенных в один элемент и отсутствие зазора между ними, позволяет повысить пропульсивные характеристики существующих центробежных водометных насадок, используемых с подвесными лодочными моторами, при сохранении принципа их работы, формы и габаритов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее изобретение описывается более подробно со ссылкой на фигуры чертежей, на которых:

фиг. 1 схематически изображает вид сбоку с частичным вырезом водометной насадки, установленной на подвесной лодочный мотор;

фиг. 2 изображает вид сбоку в разрезе импеллера в соответствии с настоящим изобретением.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показан лодочный мотор 1 в сборе с водометной насадкой 2 согласно настоящему изобретению. Водометная насадка 2 содержит корпус 3, образующий водовод для прохождения воды. В корпусе 3 установлен вертикальный приводной вал 4. В нижней части корпуса 3 на входной стороне водовода выполнено отверстие 5, на которое установлен водозаборный патрубок 6. На входной стороне водозаборного патрубка 6 установлена съемная защитная решетка.

На свободном конце приводного вала 4 посредством подшипникового узла 7 установлен импеллер 8 (фиг.2). Импеллер 8 имеет по меньшей мере две лопасти 9 и размещен в кольцевом корпусе 10. При этом импеллер 8 и кольцевой корпус 10 выполнены за одно целое, например отлиты в виде единой детали.

Выполнение импеллера 8 и кольцевого корпуса 10 в виде единой детали позволяет обеспечить идеальные настройки сопряжения импеллера с кольцевым корпусом уже на этапе производства и, следовательно, обеспечить достижение и поддержание необходимого давления в насосном узле водометной насадки путем исключения образования зазоров и износа трущихся элементов. Таким образом обеспечивается повышение пропульсивных характеристик водометной насадки. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет уменьшить необходимость в техническом обслуживании водометной насадки непосредственно в процессе эксплуатации водометной насадки.

Водометная насадка 2 оснащена уплотнительной втулкой 11, предназначенной для создания области сопряжения между вращающимися и неподвижными частями водометной насадки. Уплотнительная втулка 11 установлена в отверстии 5 и имеет фланец 12 с отверстиями для крепежных элементов, который крепится между корпусом 3 и водозаборным патрубком. Уплотнительная втулка выполнена из антифрикционных материалов.

Как показано на фиг. 2, на выходном конце кольцевого корпуса 10 на ее внешней стороне выполнен проходящий по окружности участок поверхности 13, размещенный с минимальным зазором внутри уплотнительной втулки 11 таким образом, что обеспечивается сопряжение со скользящей посадкой кольцевого корпуса 10 и уплотнительной втулки 11. Поскольку область сопряжения кольцевого корпуса 10 и уплотнительной втулки 11 в рабочем состоянии располагается в воде, не требуется дополнительное использование смазочных материалов для обеспечения скольжения поверхностей обечайки и уплотнительной втулки относительно друг друга в процессе вращения импеллера. Учитывая тот факт, что основной поток воды, насыщенный песком, камнями и мусором проходит в полости межу импеллером 8 и кольцевым корпусом 10 и не попадает напрямую в зону сопряжения кольцевого корпуса 10 и уплотнительной втулки 11, то износ этих сопрягаемых деталей незначителен. При этом в области сопряжения кольцевого корпуса 10 и уплотнительной втулки 11 обеспечивается создание гидравлических сил, т.к. они находятся в зоне повышенного давления, которые позволяют стабилизировать положение вертикального приводного вала 4 в процессе эксплуатации. Выполнение области сопряжения кольцевого корпуса 10 и уплотнительной втулки 11 на выходном конце кольцевого корпуса 10 также позволяет стабилизировать зону повышенного давления в корпусе водометной насадки.

В настоящем описании представлены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако заявляемое изобретение не ограничивается приведенными вариантами реализации, наилучшим образом поясняющими принципы и практическое применение изобретения. Другие модификации и изменения могут быть выполнены специалистами в данной области техники, не отступая от сущности и объема изобретения, который определен приложенной формулой изобретения.

Изобретение относится к области водометных насадок, оснащенных центробежным насосным устройством и предназначенных для установки на подвесных лодочных моторах, применяемых на маломерных судах в условиях мелководья. Водометная насадка для подвесного лодочного мотора содержит корпус водовода, в котором установлен вертикальный приводной вал, водозаборный патрубок, расположенный на входном конце корпуса водовода, кольцевой корпус, расположенный в водозаборном патрубке, импеллер, установленный на конце вертикального приводного вала и размещенный внутри кольцевого корпуса. Водометная насадка также содержит уплотнительную втулку, установленную на входном конце корпуса водовода, а кольцевой корпус расположен в водозаборном патрубке с возможностью вращения и выполнен за одно целое с импеллером. На выходном конце кольцевого корпуса на его внешней стороне выполнен проходящий по окружности участок поверхности, который выполнен с возможностью размещения в уплотнительной втулке и сопряжения с ней со скользящей посадкой. Достигается повышение пропульсивных характеристик водометной насадки с заданными параметрами насосного устройства. 2 ил.

Водометная насадка для подвесного лодочного мотора, содержащая корпус водовода, в котором установлен вертикальный приводной вал, водозаборный патрубок, расположенный на входном конце корпуса водовода, кольцевой корпус, расположенный в водозаборном патрубке, и импеллер, установленный на конце вертикального приводного вала и размещенный внутри кольцевого корпуса, отличающаяся тем, что водометная насадка также содержит уплотнительную втулку, установленную на входном конце корпуса водовода, кольцевой корпус расположен в водозаборном патрубке с возможностью вращения и выполнен за одно целое с импеллером, при этом на выходном конце кольцевого корпуса на его внешней стороне выполнен проходящий по окружности участок поверхности, который выполнен с возможностью размещения в уплотнительной втулке и сопряжения с ней со скользящей посадкой.