Водометный движитель

 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при создании малошумных совмещенных двигательно-движительных установок. Сущность изобретения состоит в том, что в известном водометном движителе, содержащем насадку и погружной электродвигатель-винт с ротором, размещенным на концах лопастей, и статором в защитной капсуле, размещенной внутри кольцевой ниши в насадке с воздушным зазором, в этом зазоре между капсулой и насадкой установлен по крайней мере один виброизолирующий ограничитель перемещения капсулы, например резинометаллический амортизатор. Использование изобретения обеспечивает высокую эффективность виброизоляции при всех значениях упора, что позволяет снизить шум и вибрацию на судне при работе водометного движителя. 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания судовых малошумных движительных установок, совмещающих функции двигателя и движителя.

Известные двигательно-движительные установки, включающие погружной электродвигатель, непосредственно вращающий гребной винт (см., например, журнал "Судостроение за рубежом" N 10, 1990, с. 54 - 58), при работе могут создавать на судне достаточно высокие уровни вибраций и шума.

Известен водометный движитель (патент РФ N 2047539) - прототип. Указанный недостаток в этом движителе преодолевается путем применения эластичных оболочек в качестве средства виброизоляции наиболее виброактивных элементов устройства от наружной обтекаемой насадки.

Известный водометный движитель включает насадку обтекаемой формы и погружной электродвигатель-винт с ротором, размещенным на концах лопастей, и статором в защитной капсуле, размещенной внутри кольцевой ниши, выполненной в насадке, с воздушным зазором относительно нее и прикрепленной к насадке посредством кольцевых эластичных герметичных оболочек. Указанные оболочки ограничивают воздушный объем в зазоре между капсулой и насадкой, что позволяет создать подобие пневматического амортизатора, который способен виброизолировать гребной винт вместе с ротором и статором электродвигателя, а также другие виброактивные части устройства (вал вместе с опорами) от обтекаемой насадки, закрепленной на корпусе судна.

Однако примененный в устройстве пневматический амортизатор имеет высокую виброизоляцию в широком диапазоне частот лишь при сравнительно малых избыточных давлениях заключенного в нем сжатого воздуха. Вместе с тем, в этом случае его несущая способность, т.е. способность сопротивляться статическим нагрузкам, весьма низка. Поэтому, например, при больших значениях развиваемого гребным винтом упора, амортизированная часть устройства может сместиться вплоть до упирания в насадку, что приведет к замыканию амортизатора и падению виброизоляции до нуля.

Повышение же избыточного давления в пневматическом амортизаторе, с целью увеличения его несущей способности, приводит, как правило, к снижению его виброизолирующей эффективности.

Заявляемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении высокой виброизолирующей эффективности устройства при всех значениях развиваемого упора и снижении, благодаря этому, шума и вибраций на судне.

Для этого в известном устройстве, содержащем насадку обтекаемой формы и погружной электродвигатель-винт с ротором, размещенным на концах лопастей, и статором в защитной капсуле, размещенной внутри кольцевой ниши в насадке с воздушным зазором относительно нее и прикрепленной к насадке посредством кольцевых эластичных герметичных оболочек, - в воздушном зазоре между капсулой и насадкой размещен по крайней мере один виброизолирующий ограничитель перемещения капсулы, например резинометаллический амортизатор.

Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить виброизолирующую эффективность устройства, т.е. снизить шум и вибрацию, возникающие на судне при работе водометного движителя, при всех значениях развиваемого им упора. Кроме того, обеспечивается страховка на случай повреждения резинокордных оболочек.

Указанный технический результат достигается благодаря введению в техническое решение отличительного признака, предусматривающего размещение в воздушном зазоре между капсулой и насадкой по крайней мере одного виброизолирующего ограничителя перемещения капсулы, например резинометаллического амортизатора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема водометного движителя; на фиг. 2 - вариант виброизолирующего ограничителя.

Устройство содержит насадку обтекаемой формы 1 и погружной электродвигатель-винт с ротором 2, размещенным на концах лопастей 3, и статором 4 в защитной капсуле 5, размешенной внутри кольцевой ниши в насадке с воздушным зазором 6 относительно нее и прикрепленной к насадке посредством кольцевых эластичных герметичных оболочек 7. В воздушном зазоре между капсулой и насадкой размещен виброизолирующий ограничитель перемещения капсулы 8, например, резинометаллический амортизатор.

В приведенном на фиг. 2 варианте выполнения устройства кольцеобразный резинометаллический амортизатор включает закрепленные на капсуле или насадке металлические кольца 9, между которыми размещено резиновое кольцо П-образного профиля 10, и может выполнять функции не только амортизатора, но и страховочного устройства. Однако это только один из возможных вариантов виброизолятора. Возможна установка в воздушном зазоре и других типов виброизоляторов, например, одного или нескольких судовых пружинно-резиновых амортизаторов, отличающихся достаточно низкими частотами свободных колебаний (6 - 8 Гц согласно Справочнику по судовой акустике /Под ред. И.И. Клюкина и И.И. Боголепова, Л.: Судостроение, 1978, с. 386) и удовлетворяющих всем требованиям применения на судах, включая страховку на случай разрушения упругих элементов и высокую несущую способность при статических нагрузках. Возможна такая установка виброизолирующих ограничителей с зазором относительно капсулы или насадки.

Достигаемое при работе предложенного водометного движителя снижение уровней вибраций и шума обеспечивается за счет работы виброизолирующего крепления - судовых амортизаторов, выполняющих роль ограничителей перемещения капсулы, в нормальных условиях, на которые они рассчитаны, т.е. в воздушной среде, в которой исключено акустическое шунтирование их водой. Указанный воздушный зазор отделен от окружающей водной среды эластичными герметичными оболочками, которые выполняют роль гибких стенок воздушного объема, давление в котором поддерживается немного более высоким, чем давление в окружающей водной среде.

Для этого может быть использовано устройство, аналогичное примененному в прототипе настоящего изобретения, предусматривающее источник сжатого воздуха с разделительной регулировочной мембраной, а также сообщение части объема каналом с окружающей водной средой.

Поскольку резинокордные оболочки выполняют в предлагаемом устройстве только функцию разделения воздушной и водной среды, а несущая нагрузка обеспечивается амортизаторами, может быть достигнуто минимальное значение задаваемого избыточного давления в воздушном зазоре, что позволяет обеспечить сравнительно небольшую динамическую жесткость пневматической амортизации. В этом случае частоты свободных колебаний виброизолирующего крепления в целом определяются практически частотами установленных в зазоре судовых амортизаторов и могут быть сравнительно низкими. В результате достигаемая виброизолирующая эффективность будет иметь достаточно высокие значения в широком диапазоне частот при обеспечении требуемой статической нагрузки, например упора.

Выбор конкретных характеристик элементов предлагаемого устройства водометного движителя может быть произведен при рабочем проектировании по известным правилам исходя из необходимости обеспечения требуемой эффективности снижения шума и вибраций, обусловленных работой устройства, при всех значениях развиваемого упора.

Формула изобретения

Водометный движитель, содержащий насадку обтекаемой формы и погружной электродвигатель-винт с ротором, размещенным на концах лопастей, и статором в защитной капсуле, размещенной внутри кольцевой ниши в насадке с воздушным зазором относительно нее и прикрепленной к насадке посредством кольцевых эластичных герметичных оболочек, отличающийся тем, что в воздушном зазоре между капсулой и насадкой размещен по крайней мере один виброизолирующий ограничитель перемещения капсулы, например резинометаллический амортизатор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2