Реверсивно-рулевое устройство водометного движителя Советский патент 1984 года по МПК B63H25/42 

Изобретение относится к судостроению и касается реверсии но-рулевых устройств водометных судов. Известно реверсивмо-рулевое устройство водометного движителя, содержащее стру, енапра 5ляю1цую коробку с верхней и нижней плитами, а также с входным, выходным и бортовыми патрубками, рули, реверсивные заслонки и их привод 1J. Недостатком известного реверсивнорулевого устройства является применение для управления обычных судовых рулей, расположенных в водометной струе и создающих донол1Н1тельпое гидравлическое сопротивление, что приводит к ухуд1нению основных эксплуатационных характеристик судна -- тяги, скорости хода и управляемости. Кроме того, известные реверсивноруленые устройства имеют низкую -надежность при работе судов на мелководье, во льду, на лесосплаве и пр. Цель изобретения - обеспечение регулирования выходного сечения струи водометного движителя для повьпнения иропульсивиого КПД при различных режимах работы силовой установки, осадки судна и глубины акватории, а также улуч1неиие управляемости. Цель достигается тем, что в реверснвнорулсвом устройстве водометного движителя, содержащем струенаправляюшую коробку с верхней и нижней плитами, а также с входным, выходным и бортовыми патрубками, рули, реверсивные заслонки и их привод, рули выполнены в виде поворотных дефлекторных полусопел, закрепленных на разрезных вертикальных баллерах, оси которых симметрично разнесены от диаметральной плоскости судна на 0,25 диаметра 1ребпого пинта, и охватывающих снаружи область формирования струи водометного движителя, при этом полусопла соединены между собой изменяемым по длине дистанционно управляемым приводным органом, а баллеры реверсивных заслонок - системой рычагов и тяг, которые шарнирно соединены с поступательно перемещаемой кареткой, снабженной винтовым самотормозящимся приводом. Кроме того, к верхним и нижним кромкам реверсивных заслонок прикреплены эластичные предохранительные фартуки, перекрываюпше зазор между соответствующими кромками заслонок и верхней и нижней плитами струенаправляюпхей коробки. На фиг. 1 представлено реверсивно-рулевое устройство, общий вид со стороны кормы судна; на фиг. 2 -- то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4-9 - схемы работы при различных положениях устройства. Реверсивио-рулевое устройство водометного дви.жнтеля состоит из струенаправляютей коробки 1,. поворотных дефлекторных 52 полусопе. 2, реверсивных заслонок 3 и винтового слмотормозящего привода 4. Струенагфавляющая коробка имеет верхнюю 5 и нижнюю 6 несущие плиты, а также входной 7, выходиой 8 и бортовые 9 и 10 патрубки. Внутри коробки I на разрезных вертикальных баллерах 11 с помощью фланцев 12 закреплены поворотные дeфлeкtopные полусопла 2. Оси разрезных баллеров 11 (оси поворота полусопел 2) симметрично разнесены от диаметральной плоскости судна на 0,25 диаметра гребного винта. Баллеры II посредством подщипников и сальников смонтированы в несущих плитах 5 и 6 струенаправляющей коробки 1. Полусопла 2 состоят из охватывающихструю водомета цилиндрических обечаек 13, серповидных ребер 14 и фланнев 15. На верхнем хвостовике балл ера правого борта неподвижно на шпонке или пглицах установлен румпель 16 с сектором 17, а на хвостовике баллера левого борта также на шпонке или ниипах установлен румпельный рычаг 18. fia секторе 17 закреплены концы щтуртроса 19, идуп1его через направляющие ролики 20 к судовой рулевой магнине. Румпель 16 и румпельный рычаг 18 соединены между собой посрелстЕшм щарнирных пальцев 21 и проуци)н 22, изменяемым fio .длине дистанционно-управляемым приводным органом, нанример гидроцилиндрОм 23. Внутри струенаправляюн1ей коробки , а также на разрезлых баллерах 24 посредством подщипников и са,1ьников в несущих плитах 5 и 6 смонтированы кови еобразиые реверсивные заслонки 3. На верхние хвостовики баллеров 24 неподвижно на шпонках пли шлицах надеты поворотные рычаги 25, которые тягами 26 и пальцами 27 щарнирно соединены с кареткой 28 самотормозящего винтового привода 4. С целью предупреждения заклинивания заслонок 3 от попадания посторонних предметов в зазоры 29 между кромками заслонок и несущими плитами 5 и б на верхних и нижних кром-. ках этих заслонок закреп,лены эластичные, наприм,ер резиновые, предохранительные фарт)ки 30. Последние перекрывают указанный зазор и предохраняют заслонки 3 от заклинивания. Винтовой привод 4 состоит из виита 31 с самотормозящей резьбой, установленного в двух подшипниках 32, каретки 28, поворотных рычагов 25 и тяг 26. Вращение винта 31 осуществляется от гидромотора или электромотора 33 через цепную и.1и клиноременную передачу 34. С винтом 31 взаимодействует каретка 28, имеющая такую же резьбу с самотормозящим углом подъема ринтовой линии, что и винт 31. При вращении винта 31 каретка 28 имеет возможность перемещаться только поступательно вдоль неподвижно установленных направляющих

35, переметая тяги 26 и iioiiopOTHi.ie рычаги 25 по траекториям, показанным на фиг. 2 трихпунктирными линиями. Винт ,31 с самотормозяшей резьбой обеспечивает остановку и фиксацию каретки 28 без дополнительных фиксирующих устройств при любо.м положении реверсивных заслонок 3, в т. ч. и при промежуточных (нейтральных) положениях, когда струя водомета передает значительные нагрузки заслонкам 3, баллерам 24, рычагам 25, тягам 26 и каретке 28.

Струенаправляюшая коробка I своим выходным патрубком 8 неподвижно соединеиа с транцем 36 судна, входной патрубок 7 стыкуется со спрямляюп1им аппаратом 37 водометного движителя, а бортовые патрубки 9 и 10 - с трубами заднего хода.

Реверсивно-рулевое устройство водометного движителя работает следующим образом.

При ходе судна вперед {фиг. 4) дефлекторные полусопла 2 посредством судовой рулевой машины штуртроса. 19 и румпеля 16 устанавливаются параллельно диаметральной плоскости (ДП) судна. При этом гидроцилиндр 23 (или другой изменяемый по длине дистанционно управляемый приводной орган) приводится в такое исходное положение, при котором шарнирно соединенные с ним полусопла 2 занимают между собой параллельное положение. Цилиндрические обечайки 13 полусопел 2 свободно охватывают струю водометного движителя и не воздействуют на нее. Реверсивные заслонки 3 находятся в крайних положениях, перекрывая бортовые патрубки 9 и 10 а следовательно, и трубы заднего хода. При этом положении реверсивно-рулевого устройства водяная струя от работающего водометного движите,1Я беспрепятственно выбрасывается из полусопел 2 строго по ДП за корму, обеспечивая судну передний ход.

При поворотах судна на курсе (фиг. 5) полусопла 2 поворачиваются на баллерах 11 на правый или левый борт. При этом цилиндрические обечайки 13 воздействуют на струю водомета, отклоняя ее в соответствующую сторону, обеспечивая поворот судна на курсе.

На практике судно эксплуатируется при различных режимах работы, что для обеспечения высокого КПД на любом режиме работы требует соответствующего изменения сечения струи водометного движителя. Для этой цели приводится в действие управляемый дистанционно гидроцилиндр 23. При этом его общая длина изменяется, а полусопла 2 из параллельного один к другому положения (исходного) поворачиваются в разные стороны от ДП на баллерах И на некоторый угол оС (фиг. 6). Кормовые участки полусопел 2 смыкаются, уменьщая выходное сечение струи водомета и тем самым увеличивая скорость выброса воды из выходного патрубка 8 струенаправляющей коробки 1. При поджатии водометной струи величину угла оС выбирает судоводитель,

воздействуя на ход гидроцилиндра 23 в соответствии с данным режимом работы силовой установки и судна в целом. Дефлекторные патусопла 2 могут оставаться в под жатом состоянии и при поворотах судна, а также при ходе назад.

При ходе судна назад (фиг. 7) реверсивные заслонки 3 из крайних положений поворачиваются навстречу один другому до полного смыкания, патностью перекрывая выходной патрубок 8. Поток воды от рабо-тающего водомета делится на две части и поступает через бортовые патрубки 9 и 10 в трубы заднего хода. Действие реверсивных заслонок обеспечивается винтовым приводом 4. В случае необходимости движения судна назад без поворота дефлекторные полусопла 2 устанавливаются параллельно Дп.

При повороте судна на заднем ходу (фиг. 8) дефлекторные полусопла 2, как и при управлении судном на переднем ходу, поворачиваются на баллерах И на правый или левый борт, обеспечивая отклонение струи водомета в одну из труб заднего хода и управление судном на заднем ходу.

При работе на стесненных акваториях, например на лесосплавных рейдах, на узких реках, в плавающем- лесе, RO льду и т. п., когда от судна требуется повьпненная маневренность, использование предлагаемого устройства позволяет осуществлять повороты судна при минимальных

радиусах циркуляции вплоть до разворота

судна на одном месте (фиг. 9). Достигается это тем, что благодаря применению самотормозящего винтового привода 4 реверсивные заслонки 3 могут останавливаться

и фиксироваться не только в своих крайних открытом или закрытом положениях, но и в любых промежуточных положениях. Самотормозящая резьба винта 3 при этом позволяет восприни.мать реактивные усилия от действия струи водометного движителя на реверсивные заслонки 3 в любом положении последних без применения дополнительных фиксирующих устройств. В промежуточном положении реверсивных заслонок 3, близком к нейтральному, когда

струя водометного движителя делится на две части, одна из которых сообщает судну передний ход с курсовым юворотом, а другая - задний ход с поворотом на тот же борт (фиг. 9), судно раз юрачивается на месте.

В промежуточном нейтральном положении заслонок 3 и прямом (пара.1лел(.ном ДП положении попусопел 2 возможна полная остановка судна (зависание) при работаютем лпижнтслг. Исчиячите.льпые перемещения реверсивных злс.чонок от нейтрального положения в сторону их открытия или .1акр)1тия обеспечивают возможность работы судиа ка любых мл-лых (liii.ioTii до самых миннмальги 1Х) ходях вие .ча ис 1мости от режима работы силовой установки, что является важр1ым положите.тьным качеством

судна осоПенно при работе его в стесненных условиях и при В,ггголиении ра.шообразН,1х маневров и-технологических операций, например, при подходе или отходе к другим, судам, плавсредствам нли к берегу, при формироЕ аиии илотов на ,песосплаве, ири постановке с судна знаков навигационной обстановки, при швартовании и пр.

Фиг.З

1. р1-в1-:рсивио-{ у,л1-:во1-; УСТРОЙСТВО BOZlOAAHTllOrO ДВИЖИТ1-:ЛЯ, содержащее сгруеиаиравлякицую коробку с Bep.xneii и иижией гьпитами, а также с в.холиым, выходным и бортовыми пя трубками, рули, реверсивные заслонки и их привод, птличающсеся тем, что, с целью обеспечения регулирования выходного сечения струи водометного движителя для повышения пропульсивного КПД при различных режимах работы силовой устаповки, осадки судна и 1.ч Гп1Н1,1 акватории, а также улучшении унравлясмосги, ру,пи выno.iiRiii.i 11 пиде поворотных де(|1лектор11ых HO.iycoiie.i, .закрепленных на ралрелных вертика. баллерах, оси которых симметрично ра.чиессны сп диаметра,1ьно11 плоскости судна па 0,25 диаметра гребного винта, и охватывающих сна|)ужи об,1асть формирова1Н1я струи и)дометпого движителя, при -jTOM полусопла соединены между собой и:зменяе п 1м но длине дистанпионно унравляемым нрпводным органом, а баллеры peisepсивных зас,1онок - снстемон рычлгоп н тягч которые inapiHipHo с(х 1инены с поступательно неремешаемой к;)11еткой, снабженной винтовым самотормозян1имся приводом. 2. Устройст) но п. 1, отличающееся тем, что к верхним и нижним кромкам ренерсивньгх заслонок прикреплены эластичные предохранительные фартуки, 11ерекрыва101цие зазор между соответствуюнщми кромками заслон(ж и верхней и нижней плитами струенаправляюн1ей коробки.