Устройство для создания струи

 

Изобретение относится к судостроению , в частности к судовым феррогидродинамическим движителям перистальтического типа. Цель изобретения - повьпиение КПД движителя. Гибкая кольцевая мембрана вьшолнена из двух концентричных и соединенных по краям частей 5, 6. Обмотка помещена в герметичный объем 2 между указанными частями 5, 6, заполненный ферромагнитной жидкостью. Обмотка составлена из кольцевых навитых в спираль катушек 3. При подключении катушек 3 к источнику питания между витками спирали каждой катушки возникают пондеромоторные (электродинамические ) силы, стягивающие (растягивающие ) между собой витки спирали, и катушка уменьшается (увеличивается) в диаметре. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4143361/31 11 (22) 05.11.86 (46) 07.05.88. Бюл. № 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) Ю.И.Нечаев и С.П.Короп (53) 629. 12. 532. 582. 5 (088. 8) (56) Патент США № 3677667, кл. F 64 В 43/1 2, опублик. 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ СТРУИ (57) Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым феррогидродинамическим движителям перистальтического типа. Цель изобретения — повышение КПД движителя. Гиб(51) 4 В 63 Н 1/36 1/37 19/00 кая кольцевая мембрана 1 выполнена из двух концентричных и соединенных по краям частей 5, 6. Обмотка помещена в герметичный объем 2 между указанными частями 5, 6, заполненный ферромагнитной жидкостью. Обмотка составлена из кольцевых навитых в спираль катушек 3. При подключении катушек 3 к источнику питания между витками спирали каждой катушки возникают пондеромоторные (электрадинамические) силы, стягивающие (растягивающие) между собой витки спирали, и катушка уменьшается (увеличивается) в диаметре. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1393713

11зобретение относится к судострое1 нию, н частности к судоным феррогидродинамическим движителям перистальтического типа.

Цель изобретения - повышение KIU( движителя.

На фиг.l изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

A-А на фиг.l (спиральная кольцевая катушка обмотки устройства); на фиг.3-! спиральная кольцевая катушка, выполненная из двух взаимно переплетенных относительна друг друга вокруг общей оси спиральных секций. 1» !

Устройство для создания струи ссстоит из гибкой кольцевой мембраны 1,, ограничивающей герметичный объем 2, заполненный феррожидкостью, в который помещена обмотка, составленная из ряда размещенных с шагом вдоль оси устройства кольцевых катушек 3. Каждая из кольцевых катушек 3 образо вана из упругих проводников, предварительно навитых в спираль 4 с зазс- 2» ром между ее витками., Гибкая кольцевая мембрана 1 выполнена из двух помещенных одна в другую хонцентричных и соединенных по краям

Частей 5 и 6, причем обмотка помеще30 а н герметичный объем 2 между указанными частями, 5 и 6,, заполненный ерромагнитной жидкостью.

При этбм каждая: иэ катушек 3 мо1кет быть выполнена из днух взаимно переплетенных отнссительно друг друга вокруг общей оси н электрически изолированных спиральных секций 7 и 8.

Каждая из катушек 3 может быть

Помещана в дополнительную. тороидальйую герметичную эластичную оболочку

9, заполненную феррожидкостью. Объем

10 между гибкой ксльцевой мембраной

1 и оболочками 9 заполнен немагнитной жидкостью, например водой.

Устройстно с помощью гибких силовых элементов ll свободно подвешено между кольцевыми кронштейнами 12, прикрепленными к днишу 13 судна через стойки 14.и 15. Стойка 15 выполнена полой, и через иее к обмотке устройства подведен гибкий питающий кабель 16., подключенный с другой стороны к бортовому источнику питания (не показан). Катушки 3 обмотки механически связаны между собой, через мембрану l — с элементами )1 посредством гибких силовых элементов !7.

Элементы !! и 17 равномерно распределены по окружности катушек 3 и осуществляют передачу развиваемого устройстном усилия на один из кронштейнов 12, а через него и стойку 14 или

l5 и днище 13 — на корпус судна.

При необходимости для улучшения формообразонания продольного профиля мембраны 1 катушки 3 непосредственно или через оболочки 9 также могут иметь периодические связи с мембраной 1 (не показаны) .

При подключении катушек 3 к бортовому источнику питания между витками спирали каждой катушки возникают пондеромоторные (электродинамические) силы. Если катушка 3 выполнена односекционной, ток в соседних витках катушки направлен н одну и ту же сторону. Указанные силы стягивают между собой витки спирали и катушка уменьшается в диаметре. Усилие, стягивающее катушку, передается через мембрану 1 на забортную ноду, которая изпод данного участка мембраны 1 выталкивается.

Текущее поперечное положение каждой катушки 3 (текущее значение ее диаметра) определяется величиной тока н катушке, т.е. величиной действующих на нее пондеромоторных сил, а также силами сопротивления забортной воды перемещению данного участка мембраны 1, силами упругого сопротивления материала спирали катушки

3 и инерционными силами.

Регулируя ток в каждой катушке 3 по гармоническому закону, например по синусоидальному, получаем периодические сокращения диаметра катушки, частота которых равна удвоенной частоте тока в катушке 3.

С этой же частотой пульсирует участок мембраны 1 под данной катушкой 3. При этом накаплинаемая н спирали катушки 3 на этапе сокращения ее диаметра энергия упругой деформации спирали расходуется во время обратного хода, т.е. расширения катушки 3, на преодоление сопротивления забортной воды.

Роль феррожидкости, заполняющей объем 2 внутри катушки 3, при этом сводится в основном к уменьшению магнитного сопротивления на пути создаваемого катушкой 3 магнитного потока, так как возникающие при работе устройства и воздействующие через феррожидкость на забортную воду магнитные з 13937 силы менее э™ чительны, чем пондеромоторные (электродинамические) силы. При выполнении катушек 3 из двух (фиг.3) и большего количества секций стягивание и растягивание катушек

5 происходит под действием тока, а при обесточивании катушки возврат ее в некоторое среднее положение происходит под действием упругих сил.

Показанное на фиг.1 состояние мембраны 1 устройства соответствует максимуму тока в крайней левой катушке 3 и меньшим убывающим слева направо значениям тока в остальных катушках 3.

Бортовой источник питания (не показан) может представлять собой электромашинный или статический преобразователь переменного тока с многофаз- 20 ным выходом инфранизкой частоты. Действительно, за период питающеге катушку 3 тока, например синусоидального, каждая катушка 3 совершает два перемещения к центру и обратно, т.е. 25 по мембране 1 пробегут две волны механической деформации.

Скорость движения волны механической деформации мембраны 1 определяет- З0 ся шагом установки катушек 3, их числом и частотой тока в катушках 3.

Движение по мембране 1 волны механической деформации, взаимодействующей с забортной водой, приводит к возникновению силы реакции мембраны, горизонтальная составляющая которой представляет собой движудий упор.

Последний через гибкие силовые эле.« менты 11 и 17, кронштейн 12 и стойку

15 (14) передается на днище 13 и набор корпуса судна, приводя судно в движение. Скорость движения судна может регулироваться как частотой тока

13

4 в катушках 3, т.е. изменением скорости движения волны механической деформации мембраны 1, так и амплитудой этой волны, т.е. путем регулирования силы тока в катушках 3, или комбинированным способом.

Мембрана 1 и оболочка 9 могут быть выполнены из синтетической ткани, например кевлара. Катушки 3 могут быть намотаны поставленной на

"ребра" лентой из фосфористой, бериллиевой бронзы или другого упругого материала с хорошей электропроводностью. Гибкие силовые элементы ll и 17 могут быть выполнены также из синтетического материала.

Формула изобретения

1. Устройство для создания струи преимущественно судового движителя, содержащее гибкую кольцевую мембрану, ограничивающую герметичный объем, заполненный ферромагнитной жидкостью, в.котором размещена обмотка, включающая в себя ряд установленных с шагом вдоль оси движителя кольцевых катушек, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения КПД движителя, каждая из кольцевых катушек образована из упругих проводников, навитых в спираль с зазором между ее витками, а гибкая кольцевая мембрана выполнена из двух концетричных, соединенных по краям частей, образующих вьппеуказанный герметичный объем.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждая из катушек выполнена из двух и более взаимно переплетенных одна относительно другой вокруг общей оси и электрически изолированных спиральных секций.

1393713

A-4

Составитель И.Корюхина

Техред M.Ходанич

Редактор С.Пекарь

Корректор М.Максимишинец

Заказ 1929/20 Тираж 396

ВНИИПИ Г осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4