Реактивный судовой двигатель

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к реактивным судовым двигателям. Реактивный судовой двигатель содержит паровую машину, цилиндр которой для обеспечения работы по специальной программе подключен к компьютеру. Поршень цилиндра соединен с движителем со свободноповорачивающимися веслами посредством штока. На осях весел установлены шестерни, которые связаны с зубчатой рейкой. Последняя соединена со скользящим грузом и поршнем гидравлического демпфера. Ограничитель поворота весел выполнен в виде упоров, взаимодействующих со скользящим грузом. Достигается уменьшение инерционной нагрузки на ограничитель поворота весел. 4 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к реактивным судовым двигателям.

Известен реактивный судовой двигатель, содержащий привод для возвратно-поступательного перемещения движителя со свободно- поворачивающимися веслами в водном канале судна и ограничителем поворота весел (см. авт. св. СССР N 1030258, кл. B 63 H 1/12, публ. 23.07.83).

Данный реактивный судовой двигатель выбран в качестве наиболее близкого аналога изобретения.

Недостатком известного двигателя является большая инерционная нагрузка на ограничитель поворота весел, что обуславливает низкую надежность конструкции.

Техническим результатом изобретения является уменьшение инерционной нагрузки на ограничитель поворота весел.

Он достигается тем, что в реактивном судовом двигателе, содержащем привод для возвратно-поступательного движения движителя со свободно поворачивающимися веслами в водном канале судна и ограничителем поворота весел, привод включает паровую машину, цилиндр которой для обеспечения его работы по программе подключен к компьютеру, при этом поршень цилиндра связан с движителем посредством штока, на осях весел установлены шестерни, которые связаны с зубчатой рейкой, соединенной со скользящим грузом и поршнем гидравлического демпфера, а ограничитель поворота весел выполнен в виде упоров, взаимодействующих со скользящим грузом.

На фиг. 1 изображен продольный разрез реактивного судового двигателя, расположенного на судне; на фиг. 2 - механизм поворота весел движителя; на фиг. 3 - система впуска пара в цилиндр и выпуска пара в конденсатор; на фиг. 4 - механизм реверса двигателя.

Согласно фиг. 1 паровая машина двустороннего действия с длинным цилиндром 1 имеет клапанное парораспределение с обеих сторон. Шток 2 паровой машины связан с корпусом движителя 3, который имеет свободно поворачивающиеся весла 4 в роликовых подшипниках корпуса движителя. Движитель совершает возвратно-поступательные перемещения в водяном канале внутри судна на колесах 5 по рельсам, укрепленным на нижней и верхней стенках канала. Стенки канала выполнены из брусков дерева твердой породы и закреплены на стальных шпангоутах. Шток 2 паровой машины имеет дополнительную опору на четырех катках 6 и лабиритное уплотнение с непрерывной откачкой воды, поступающей через него.

Механизм поворота весел 4 движителя показан на фиг. 2. Здесь 7 - корпус движителя 3 с четырьмя веслами, 8 - зубчатая рейка, находящаяся в зацеплении с шестернями 9 и 10 на осях первого и второго весел. Зубчатая рейка 3 соединена со скользящим грузом 11 и поршнем гидравлического демпфера 12, работающего на воде. В корпусе поворотного механизма имеются продольные канавки, в которые входят зубья 11' скользящего груза 11. Перемещение скользящего груза 11 ограничивается упорами 13,13' или 14,14' в зависимости от направления движения судна (ход вперед, задний ход). Упоры 13' и 14' двухпозиционные. В одном положении они создают упор для зубьев 11' скользящего груза, а в другом не препятствуют перемещению скользящего груза. Для реверса двигателя упоры 13' и 14' поворачиваются по команде компьютера. На осях второго и третьего весла имеются шестерни 15 и 15'. Они находятся в зацеплении и обеспечивают синхронность поворота всех четырех весел движителя 3. Гидравлический демпфер исключает ударные нагрузки при подходе скользящего груза 11 к упорам 13 и 14. На фиг. 2 у движителя 3 четыре весла, но их может быть любое число, кратное четырем.

Система парораспределения паровой машины клапанная и для одного клапана показана на фиг. 3, где 16 - клапан, связанный с поршнем 17 цилиндра 18, а 19, 20, 21, 22 - электромагнитные клапаны. Через клапаны 19, 22 пар из котла поступает в цилиндр 18, а через клапаны 20, 21 пар выходит в конденсатор. Для открытия клапана 16 по команде компьютера клапаны 21 и 22 открываются, а клапаны 19,20 закрываются. Для закрытия клапана 16 клапаны 19,20 открываются, а клапаны 21, 22 закрываются. Образование паровых подушек в цилиндре 18 исключает ударные нагрузки на поршень 17 и клапан 16.

Механизм реверса двигателя, который поворачивает двухпозиционные упоры 13' и 14' показан на фиг. 4, где 23 - выступающий из стенки канала палец с электромагнитным приводом, 24 - фасонная качалка, укрепленная на корпусе движителя, 25 - тяга, связанная с двухпозиционным упором 13' (или 14'). По команде компьютера палец 23 выдвигается из стенки канала и при перемещении движителя 3 поворачивает качалку 24. При этом тяга 25 поворачивает упор 13' (или 14'). Положение упора после поворота фиксируется сжатой пружиной 26.

Полный цикл работы двигателя при движении судна вперед протекает следующим образом. Во время рабочего хода пар из котла поступает в цилиндр 1 со стороны носа судна, а со стороны кормы пар выпускается в конденсатор. Движитель 3 перемещается по каналу с ускорением. Инерционные силы, действующие на скользящий груз 11, удерживают его в положении контакта с упором 13. Весла 4 перекрывают канал. В некоторый момент, определяемый компьютером, впуск пара в цилиндр прекращается, движитель 3 продолжает перемещение по каналу с ускорением. В следующий момент, также определяемый компьютером, перекрывается выпуск пара с противоположной стороны цилиндра (со стороны кормы) и открывается выпускной клапан со стороны носа судна. При этом в цилиндре со стороны кормы образуется паровая подушка, которая тормозит перемещение поршня, а следовательно, и движителя 3. Скользящий груз 11, двигаясь по инерции, перемещает зубчатую рейку 8, которая поворачивает весла 4 в положение по потоку. После остановки движителя 3 по сигналу компьютера открывается впускной клапан со стороны кормы. Начинается холостой ход (движитель 3 перемещается по каналу в обратном направлении). Скользящий груз 11 находится в контакте с упором 13'. Весла 4 стоят в положении по потоку. В определенный момент по команде компьютера выпуск пара из цилиндра со стороны носа судна прекращается и образуется паровая подушка. После остановки движителя 3 открывается впускной клапан в цилиндре со стороны носа судна и выпускной со стороны кормы - начинается рабочий ход следующего цикла.

Работа двигателя обеспечивается компьютером, который получает информацию от трех датчиков: положения поршня в цилиндре, давления пара в котле и скорости движения судна. Программа для компьютера составляется при проектировании двигателя, а затем корректируется при работе двигателя на судне. На пульте управления двигателем только несколько клавиш (команд) 1) пуск, 2) ход вперед, 3) задний ход, 4) увеличение скорости хода судна, 5) уменьшение скорости хода, 6) остановка двигателя.

Формула изобретения

Реактивный судовой двигатель, содержащий привод для возвратно-поступательного перемещения движения со свободно поворачивающимися веслами в водяном канале судна и ограничителем поворота весел, отличающийся тем, что привод включает паровую машину, цилиндр которой для обеспечения его работы по программе подключен к компьютеру, при этом поршень цилиндра соединен с движителем посредством штока, на осях весел установлены шестерни, которые связаны с зубчатой рейкой, соединенной со скользящим грузом и поршнем гидравлического демпфера, а ограничитель поворота весел выполнен в виде упоров, взаимодействующих со скользящим грузом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4