волновой антикавитационный гидродвижитель

Формула изобретения

Волновой антикавитационный движитель, содержащий клапанную решетку, жестко связанную с приводом ее перемещений, клапаны установлены на решетке с возможностью закрывания ее отверстий с одной стороны при перекрывании друг друга, отличающийся тем, что клапанная решетка выполнена в виде диска с концентрически расположенными отверстиями, размещенного внутри гидродинамического кольца, а клапаны выполнены в виде кольцевых оборок-клапанов, внутренние края каждой из которых прикреплены к решетке по кольцу с возможностью радиального перекрывания своими внешними краями соседних внешних колец оборок-клапанов, привод выполнен в виде вала, который жестко закреплен в центре диска и в эластичной муфте, установленной на корпусе передачи упора и дающей возможность перемещения вала по образующим конической поверхности с вершиной в месте его закрепления в эластичной муфте без возможности проворачивания относительно своей оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидродвижителям и может быть использовано для получения тяги на водном транспорте, для перекачки жидкостей в трубопроводах и т.п.

Известно устройство “Судовой движитель” по описанию изобретения SU 1030258A, кл. В 63 Н 1/32, опубликовано 23.07.1983 г. БИ №27 (1).

Данное устройство предназначено для передвижения тихоходных плав. средств.

Устройство содержит раму 1, связанную со штоком 6 ее возвратно-поступательного перемещения, в которой на шарнирах 2 установлены пластины-лопасти 3 с плечами разной длины, перекрывающие одна другую в рабочем положении с образованием стенки.

Недостатком данного устройства является его малый кпд и невозможность создания равномерного и постоянного упора без пульсации.

Целью предлагаемого изобретения является создание волнового антикавитационного движителя с постоянным гидродинамическим упором.

Указанная цель достигается следующим образом. Волновой антикавитационный движитель содержит клапанную решетку, жестко связанную с приводом ее перемещений. Клапаны установлены на решетке с возможностью закрывания ее отверстий с одной стороны при перекрывании друг друга. При этом клапанная решетка выполнена в виде диска с концентрически расположенными отверстиями. Диск размещен внутри гидродинамического кольца, а клапаны выполнены в виде кольцевых оборок-клапанов, внутренние края каждой из которых прикреплены к решетке по кольцу, с возможностью радиального перекрывания своими внешними краями соседних внешних колец оборок-клапанов. Привод выполнен в виде вала, жестко закрепленного в центре диска и в эластичной муфте, установленной на корпусе передачи упора и дающей возможность его перемещения по конической образующей с вершиной в месте закрепления вала на эластичной муфте без возможности его проворачивания относительно своей оси.

При обегании конической образующей поверхности приводным валом (без проворачивания его вокруг своей оси) происходит колебательный круговой процесс диска. При этом закрывающие концентрические отверстия клапанной решетки кольцеобразные оборки-клапаны будут находится под воздействием сил инерции жидкости, в которую помещен волновой антикавитационный гидродвижитель и, в зависимости от своего расположения на диске, будут попадать в зону, где их прижимает к отверстиям клапанной решетки или в зону отжатия их от клапанной решетки. В первом случае диском (в фазе прижима оборок-клапанов) производится перемещение жидкости, а во втором - свободное пропускание через клапанную решетку (в фазе отжатия оборок-клапанов). Так как на колеблющемся диске эти зоны будут передвигаться по диску волнообразно, то оборки-клапаны повторят этот волнообразный процесс круговых колебаний диска. При этом волнообразном процессе возникает постоянный упор, волнообразно передвигающийся по поверхности диска, передающийся через втулку, приводной вал, эластичную муфту на корпус передачи упора.

В качестве отдаленного аналога предлагаемого устройства можно принять устройство “Судовой движитель” по источнику информации (1).

Перечень фигур на чертежах

На фиг.1 изображен волновой антикавитационный гидродвижитель в процессе его работы.

На фиг.2 изображен торец диска волнового антикавитационного гидродвижителя с клапанной решеткой и оборками-клапанами (показаны пунктиром). Участки оборок-клапанов и создаваемые ими перекрытия для наглядности показаны частично в секторах.

Предлагаемый волновой антикавитационный гидродвижитель состоит из следующих узлов, агрегатов и деталей:

Диск 1 волнового антикавитационного гидродвижителя, например, имеет кольцеобразно расположенные ряды отверстий клапанной решетки 2, которые перекрыты с одной стороны диска 1 круговыми оборками-клапанами 3 (фиг.1 и фиг.2), на диске 1 в центре закреплена втулка 9, а в центре втулки 9 жестко закреплен приводной вал 4. Приводной вал 4 закреплен в эластичной муфте 5, которая, в свою очередь, закреплена на корпусе передачи упора 8 в плоскости диска 1. Вокруг диска 1 установлено гидродинамическое кольцо 7. Втулка 9 закрыта обтекателем 6.

Волновой антикавитационный гидродвижитель работает следующим образом.

При передвижении приводного вала по конусной образующей, которое (движение) возможно из-за установки приводного вала 4 в эластичной муфте 5, диск 1 получает колебательные волнообразные движения, передаваемые через втулку 9.

Эти колебания диска 1 в жидкости заставляют круговые оборки-клапаны 3 синхронно колебаться, то прижимаясь к отверстиям клапанной решетки 2, то отходя от них вслед за бегущими колебаниями диска 1. При этом волнообразном процессе возникает бегущий по кругу диска 1 упор, соответствующий бегущей фазе прижима оборок-клапанов 3 к клапанной решетке 2 диска 1. Упор через муфту 5 передается на корпус передачи упора 8. Гидродинамическое кольцо 7 защищает диск 1 от внешних воздействий и повышает кпд волнового антикавитационного гидродвижителя.

Предлагаемая конструкция волнового антикавитационного гидродвижителя достаточно проста и может быть использована во многих технических устройствах, начиная от прокачки жидкостей в трубопроводах до получения тяги на водном транспорте. В связи с тем, что линейного перемещения жидкости в плоскости диска нет, то можно говорить об антикавитационном способе получения упора. При волновом колебании диска элементы диска будут подвержены смене знака давления, что не даст развиться кавитационному процессу.

К положительным моментам данного устройства можно отнести отсутствие необходимости герметизации приводного вала сальниками, возможность увеличения амплитуды волнового движения диска простым передвижением элемента привода, приводящего в движение приводной вал, по самому приводному валу, тем самым, увеличивая или уменьшая угол конусности его движения. При установке приводного вала в карданном устройстве с обычными осями вращения герметизация приводного и карданного устройства возможна такой же эластичной муфтой (только тонкой, так как она не будет воспринимать упор от движителя). Простота ремонта движителя. Возможно использование различных форм диска - конического, вогнутого и т.п. В конструкции оборок-клапанов возможно применение лепестковых пружинных элементов и т.д. Расположение отверстий клапанной решетки возможно по спирали относительно центра диска, а оборки-клапаны крепятся при этом по соответствующей спиральной траектории.