низкооборотный гребной винт
Классы МПК: | B63H1/14 гребные винты B63H1/28 прочие устройства для повышения кпд гребных винтов B63H3/00 Перестановка лопастей винта |
Автор(ы): | Вишневский Леонид Иосифович (RU), Мавлюдов Марат Абдрахманович (RU), Пашин Валентин Михайлович (RU), Пустошный Александр Владимирович (RU), Салазкин Игорь Викторович (RU), Кильдеев Равиль Исмаилович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-12-03 публикация патента:
10.10.2009 |
Изобретение относится к области судостроения, в частности к созданию нетрадиционных гребных винтов. Низкооборотный гребной винт (ГВ) имеет ступицу в виде гильзы, в которой размещены комли лопастей, установленных шарнирно с возможностью изменения шага ГВ путем поворота лопастей вокруг оси, не совпадающей с осью вращения ГВ и радиально смещенной от последней. Ступица оснащена подвижно установленным, замкнутым по кругу вкладышем. В комлях лопастей имеются штоки, установленные со смещением от оси ГВ. Под штоки во вкладыше ступицы образованы ответные гнезда продолговатой формы в плане гребного винта. Геометрическая ось штоков комлей лопастей ориентирована по направлению геометрической оси поворота лопастей. Достигается повышение тяговых характеристик ГВ в широком диапазоне режимов движения судна, оборудованного двигательной установкой с низкой частотой вращения гребного вала (n<80 об/мин). 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
![низкооборотный гребной винт, патент № 2369520](/images/patents/94/2369520/2369520.jpg)
![низкооборотный гребной винт, патент № 2369520](/images/patents/94/2369520/2369520-2.jpg)
![низкооборотный гребной винт, патент № 2369520](/images/patents/94/2369520/2369520-3.jpg)
Формула изобретения
1. Низкооборотный гребной винт, имеющий ступицу в виде гильзы, в которой размещены комли лопастей, установленных шарнирно с возможностью изменения шага гребного винта путем поворота лопастей вокруг оси, не совпадающей с осью вращения гребного винта и радиально смещенной от последней, отличающийся тем, что ступица оснащена подвижно установленным замкнутым по кругу вкладышем, а в комлях лопастей имеются штоки, установленные со смещением от оси гребного винта, под которые во вкладыше ступицы образованы ответные гнезда продолговатой формы в плане гребного винта.
2. Низкооборотный гребной винт по п.1, отличающийся тем, что геометрическая ось штоков комлей лопастей ориентирована по направлению геометрической оси поворота лопастей.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области судостроения, касается вопросов разработки и создания нетрадиционных гребных винтов и может быть использовано на всех судах и кораблях морского и речного флотов.
Известен винт регулируемого шага (ВРШ) с поворотными лопастями (см. Русецкий А.А. «Гидродинамика винтов регулируемого шага». - Л.: Судостроение, 1968 г.). Конструкция этого гребного винта позволяет устанавливать лопасти в разное положение на ступице в зависимости от режима работы и на выбранном режиме ВРШ работает как оптимальный винт фиксированного шага, обеспечивающий эффективное использование мощности двигателя.
К недостаткам ВРШ следует отнести несколько меньший КПД, чем у винта фиксированного шага из-за относительно большего диаметра ступицы (0,35 D, где D - диаметр винта) вследствие необходимости размещать в ней механизм поворота лопастей, сравнительно высокую его стоимость изготовления, большие затраты, связанные с установкой ВРШ на судне. Кроме того, из-за возможности утечки масла из поворотного механизма возникает опасность экологического загрязнения окружающей среды.
Известен гребной винт (ГВ), в котором предусмотрена возможность свободного перемещения лопастей относительно ступицы. Его лопасти крепятся на ступице подвижно и на заданном режиме работы могут свободно перемещаться независимо друг от друга, например, в плоскости диска движителя, и в зависимости от режима работы устанавливаться сами в некоторое положение на ступице вследствие взаимно противоположного действия гидродинамических и инерционных моментов относительно шарниров, крепящих лопасти на ступице. Использование такого крепления лопастей позволяет несколько снизить диаметр ступицы (до 0,29 D) по сравнению со ступицей ВРШ и благодаря этому повысить КПД движителя. Причем за счет возможного изменения положения лопастей на ступице обеспечивается некоторое расширение диапазона режимов работы движителя, в котором допустима эффективная переработка мощности.
Известен также гребной винт (см. патент РФ 2244657), позволяющий добиться использования полной мощности двигателя в потребном на практике диапазоне скоростей. Указанный ГВ имеет ступицу в виде гильзы, в которую помещены комли лопастей, установленных шарнирно с возможностью изменения шага гребного винта путем поворота каждой лопасти вокруг оси, не совпадающей с осью ГВ и радиально отстоящей от нее. Лопасти имеют угол поворота вокруг оси, отстоящей от оси гребного винта, равный 0-30°, плоскость поворота каждой лопасти наклонена к плоскости диска ГВ на угол 0-20° - прототип.
Однако существенным недостатком такого ГВ является неэффективная его работа на малых оборотах движителя. Причина этого заключается в том, что при указанных оборотах и свободном креплении лопастей к ступице появляется дисбаланс ГВ из-за значительного перемещения лопастей относительно ступицы под действием их веса. Вследствие этого не представляется возможным добиться оптимальных параметров тяговых характеристик ГВ, а следовательно, и использования полной мощности двигателя.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение тяговых характеристик ГВ в широком диапазоне режимов движения судна, оборудованного двигательной установкой с низкой частотой вращения гребного вала (n<80 об/мин), а следовательно, повышение КПД ГВ.
Это достигается тем, что ступица оснащена подвижно установленным замкнутым по кругу вкладышем, а в комле каждой лопасти имеются штоки, установленные со смещением от оси ГВ. Во вкладыше ступицы под указанные штоки образованы ответные гнезда, имеющие продолговатую форму в плане ГВ. При этом геометрическая ось штоков комлей лопастей ориентирована по направлению геометрической оси, вокруг которой происходит поворот лопастей в процессе работы.
Выполнение гнезд под штоки продолговатой формы в поперечном сечении в плане ГВ обеспечивает совместное перемещение лопастей на ступице при изменении режима работы ГВ и благодаря этому компенсацию усилий со стороны веса лопастей и гидродинамической нагрузки. Это позволяет исключить нежелательную дисбалансировку и достичь наиболее благоприятного использования мощности двигателя на малых оборотах.
Помещение в ступицу ГВ вкладыша подвижно позволяет связать лопасти и при перемещении самого вкладыша вокруг оси ступицы обеспечить изменение положения лопастей на одинаковое угловое смещение.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено поперечное сечение ГВ, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 и на фиг.3 - поперечное сечение ГВ в противоположном крайнем положении лопасти по отношению, показанному на фиг.1.
Лопасти 1 ГВ, имеющего ступицу 2 в виде гильзы, в которой размещены комли 3 лопастей 1, установлены шарнирно с возможностью изменения шага ГВ путем поворота вокруг оси 4, которая радиально смещена от оси 5 гребного винта и геометрическая ось которой не совпадает с последней.
В ступицу 2 ГВ (фиг.1-3) подвижно помещен вкладыш 6, охватывающий по кругу внутреннюю часть ступицы. В комлях 3 лопастей 1, допускающих поворот относительно осей 4, имеются штоки 7, непосредственно входящие в зацепление с вкладышем 6 и стопорящие лопасти 1 в крайних положениях перемещений, и установленные со смещением от оси ГВ 5. Во вкладышах 6 ступицы 2 под упомянутые штоки 7 образованы ответные гнезда 8, имеющие продолговатую форму в поперечном сечении (в виде канала), через которые штоки 7 комлей 3 лопастей 1 входят в зацепление с вкладышами 6.
Работа ГВ происходит следующим образом. В процессе работы ГВ на него действуют два вида переменных сил: гидродинамические и силы веса лопастей 1. Из-за наличия вкладыша 6 и штоков 7 комли 3 лопастей 1 (фиг.1) связываются в единую систему так, что суммарное переменное усилие от веса лопастей ГВ, действующее на указанную (связывающую) систему, взаимно компенсируется. В результате при вращении ГВ нет перемещений каждой лопасти относительно ступицы за оборот вследствие ее веса.
При изменении же режима работы ГВ, в процессе его вращения изменяется действующая на лопасти нагрузка и они самоустанавливаются в новое положение на ступице путем поворота вокруг своих осей 4 на одинаковый угол (фиг.3). При этом взаимная компенсация веса лопастей не нарушается и дисбалансировки ГВ, обусловленной весом лопастей, не происходит, вследствие чего повышается его КПД и сохраняется высокая эффективность его работы.
гребной винт - патент 2482011 (20.05.2013) | ![]() |
гребной винт конструкции калашникова - патент 2452653 (10.06.2012) | ![]() |
судовой движитель-концентратор - патент 2438917 (10.01.2012) | ![]() |
система защиты от коррозии гребного винта и гребного вала судна - патент 2429158 (20.09.2011) | ![]() |
водно-воздушное транспортное средство "аквалёт", безмачтовый парус, устройство управления парусом - патент 2419557 (27.05.2011) | ![]() |
водное транспортное средство - патент 2402452 (27.10.2010) | |
гребной винт для надводного и подводного транспорта чурилина с.н. - патент 2390463 (27.05.2010) | ![]() |
гребной винт - патент 2387572 (27.04.2010) | ![]() |
гребной винт корабельный - патент 2382715 (27.02.2010) | ![]() |
подводный гидроцикл - патент 2370409 (20.10.2009) | ![]() |
Класс B63H1/28 прочие устройства для повышения кпд гребных винтов
движительное и рулевое устройство для судна - патент 2390464 (27.05.2010) | |
гребной винт для надводного и подводного транспорта чурилина с.н. - патент 2390463 (27.05.2010) | ![]() |
лопастной движительный комплекс - патент 2362706 (27.07.2009) | ![]() |
винтовой движитель - патент 2331546 (20.08.2008) | ![]() |
устройство в пропульсивной установке - патент 2304545 (20.08.2007) | ![]() |
вращающийся контрвинт - патент 2291812 (20.01.2007) | |
гребной винт конструкции землякова н.в. - патент 2279992 (20.07.2006) | |
гребной винт для надводного и подводного транспорта - патент 2222470 (27.01.2004) | |
вращающийся контрвинт - патент 2212355 (20.09.2003) | |
судовой движительный комплекс - патент 2198819 (20.02.2003) |
Класс B63H3/00 Перестановка лопастей винта
амортизирующее устройство ступицы гребного винта - патент 2470826 (27.12.2012) | ![]() |
система управления движителем - патент 2458818 (20.08.2012) | |
поворотный гидроцилиндр со стопорением в начале и в конце хода - патент 2458262 (10.08.2012) | ![]() |
фиксатор положения лопастей - патент 2457147 (27.07.2012) | ![]() |
гребной винт с поворотными лопастями - патент 2387573 (27.04.2010) | |
гребной винт регулируемого шага - патент 2386568 (20.04.2010) | ![]() |
гребной винт - патент 2314968 (20.01.2008) | ![]() |
судовая движительная установка типа "поворотная колонка" - патент 2248302 (20.03.2005) | ![]() |
гребной винт - патент 2244657 (20.01.2005) | ![]() |
гребной винт регулируемого шага - патент 2236986 (27.09.2004) |