СУДНО, РАМА ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ ДЛЯ СУДНА И ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ
VESSEL, FRAME OF WATER-JET MOVER FOR VESSEL AND WATER-JET MOVER

Изобретение относится к раме для водометного движителя, выполненной с возможностью установки и герметизации в принадлежащем судну установочном отверстии для водометного движителя, причем рама содержит:
водовод для направления воды в импеллер, имеющийся в водометном движителе,
эксплуатационное отверстие, расположенное сверху водовода, для обслуживания импеллера, и
уплотнительную поверхность, образующую замкнутый контур, для плотного присоединения водометного движителя к ответной уплотнительной поверхности судна.
Также настоящее изобретение относится к соответствующему водометному движителю, оснащенному рамой водометного движителя, и судну.
Водометные движители засасывают воду, необходимую для водометной струи, в водовод, в котором скорость воды увеличивается посредством импеллера. Водометные движители размещают так, чтобы водовод располагался полностью или, по меньшей мере, частично, снаружи судна. В водовод легко может попасть мусор и намотаться вокруг импеллера и других частей. По этой причине для обслуживания импеллера и водовода водометного движителя требуется отдельное эксплуатационное отверстие.
В соответствии с пожеланиями заказчиков водометные движители устанавливают на оснащенные установочными отверстиями судна таким образом, чтобы эксплуатационное отверстие находилось либо внутри, либо снаружи кормы судна. Эксплуатационное отверстие, расположенное внутри, облегчает обслуживание непосредственно с судна, но, с другой стороны, связано с риском протечки при течи эксплуатационного отверстия. Эксплуатационное отверстие, расположенное снаружи, не связано с риском протечки, но, с другой стороны, вызывает необходимость более сложного обслуживания, снаружи кормы судна. В публикации US 5,522,742 А раскрывается судно, в котором водометный движитель установлен таким образом, что эксплуатационное отверстие расположено внутри кормовой части.
Из-за различия способов установки водометных движителей, для каждого вида установки требуется отдельная конструкция, или в раме водометного движителя, или на судне. Поэтому, в свою очередь, в зависимости от способа установки, необходимы две отдельные модели, представленные изготовителями водометных движителей и/или судов, что ведет к увеличению затрат на конструирование.
Цель создания рамы для водометного движителя в соответствии с настоящим изобретением заключается в обеспечении рамы, при помощи которой один и тот же водометный движитель может быть использован в обоих вариантах установки. Отличительные признаки этого аспекта изобретения изложены в пункте 1 прилагаемой формулы изобретения. Цель создания водометного движителя в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, чтобы предложить водометный движитель, который может быть использован в обоих вариантах установки. Отличительные признаки этого аспекта изобретения изложены в пункте 8 прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, назначение изобретения заключается в том, чтобы предложить судну, у которого эксплуатационное отверстие водометного движителя может быть размещено, в соответствии с пожеланиями заказчика, либо внутри, либо снаружи относительно кормы судна. Отличительные признаки этого аспекта изобретения изложены в пункте 9 прилагаемой формулы изобретения.
Цель создания рамы водометного движителя в соответствии с настоящим изобретением может быть достигнута за счет рамы водометного движителя, предназначенного для установки и герметизации в предусмотренном в судне установочном отверстии для водометного движителя. Рама содержит водовод, направляющий воду в импеллер водометного движителя, эксплуатационное отверстие для обслуживания импеллера, расположенное сверху водовода, и уплотнительную поверхность, образующую замкнутый контур, для плотного присоединения водометного движителя к ответной уплотнительной поверхности судна. Рама содержит, кроме того, дополнительную уплотнительную поверхность, образующую второй замкнутый контур, для применения при присоединении водометного движителя к судну таким образом, чтобы эксплуатационное отверстие рамы располагалось либо внутри, либо снаружи кормы судна. С использованием такой рамы могут быть осуществлены альтернативные способы установки.
Предпочтительно уплотнительная поверхность содержит две части, а именно - первую часть и вторую часть, причем вторую часть используют в качестве альтернативы по отношению к дополнительной уплотнительной поверхности. Это позволяет уплотнить раму различными способами в зависимости от ее применения.
Первая часть может быть использована для присоединения водометного движителя к судну в дополнение к дополнительной уплотнительной поверхности, таким образом, чтобы эксплуатационное отверстие находилось снаружи кормы судна. Это позволяет уплотнить раму различными способами в зависимости от ее применения.
Вторая часть уплотнительной поверхности может применяться при присоединении водометного движителя к судну в дополнение к первой части уплотнительной поверхности, таким образом, чтобы эксплуатационное отверстие находилось внутри кормы судна. При помощи опциональных элементов могут быть реализованы альтернативные способы установки без внесения изменений в раму водометного движителя.
Предпочтительно замкнутый контур, образованный дополнительной уплотнительной поверхностью и первой частью уплотнительной поверхности, по меньшей мере, на части протяженности по существу идентичен замкнутому контуру, образованному первой частью и второй частью уплотнительной поверхности. В данном случае термин «по существу» означает, что контуры могут быть параллельны друг другу, или полностью идентичны. Контуры разветвляются, если они сходятся полностью на части протяженности.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, уплотнительная поверхность выполнена непрерывно обходящей эксплуатационное отверстие до выходного отверстия водовода. Непрерывная уплотнительная поверхность упрощает установку водометного движителя, в зависимости от размеров судна.
Уплотнительная поверхность может располагаться под углом к валу, составляющим 10-60°, предпочтительно 20-50°. В этом случае уплотнительная поверхность может быть надежно выполнена сверху водовода.
Дополнительная уплотнительная поверхность может располагаться на расстоянии от уплотнительной поверхности, составляющим 40-60 процентов, предпочтительно - 45-55 процентов от протяженности дополнительной уплотнительной поверхности. При установке водометного движителя таким образом, что эксплуатационное отверстие остается снаружи кормы судна, двигатель водометного движителя будет установлен на правильной высоте.
Цель создания водометного движителя в соответствии с настоящим изобретением может быть достигнута за счет водометного движителя, содержащего раму водометного движителя согласно настоящему изобретению.
Цель настоящего изобретения может быть достигнута путем создания судна, содержащего корпус и установочное отверстие для водометного движителя. Водометный движитель содержит раму, содержащую водовод для направления воды в импеллер водометного движителя, эксплуатационное отверстие для обслуживания импеллера, расположенное сверху водовода, и уплотнительную поверхность, образующую замкнутый контур для плотного соединения водометного движителя с ответной уплотнительной поверхностью судна. Кроме того, рама содержит дополнительную уплотнительную поверхность, образующую второй замкнутый контур, предназначенную для применения при присоединении водометного движителя к судну таким образом, что эксплуатационное отверстие рамы располагается либо внутри, либо снаружи кормы судна. При такой конструкции расположение эксплуатационного отверстия водометного движителя на судне может быть выбрано в соответствии с желанием заказчика.
Предпочтительно судно дополнительно содержит альтернативные установочные элементы для уплотнения установочного отверстия судна. Таким образом, одна и та же рама может быть установлена на судне в соответствии с желанием заказчика только за счет замены установочных элементов.
Предпочтительно ответная уплотнительная поверхность судна выполнена на отдельном установочном элементе. Таким образом, установочное отверстие судна может быть эффективно уплотнено без внесения изменений в раму водометного движителя.
Предпочтительно судно содержит плоскую ответную уплотнительную поверхность, упрощающую уплотнение.
Настоящее изобретение далее раскрывается более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие некоторые варианты осуществления изобретения, на которых:
на фиг. 1а представлен вид сбоку первого варианта осуществления конструкции в соответствии с настоящим изобретением, в котором эксплуатационное отверстие расположено внутри кормы судна,
на фиг. 1b представлен фрагмент фиг. 1а в увеличенном масштабе,
на фиг. 1с представлен вид сзади варианта осуществления в соответствии с фиг. 1а,
на фиг. 1d представлен вид сверху варианта осуществления в соответствии с фиг. 1а,
на фиг. 1е представлен вид сверху в аксонометрии установочного отверстия судна, при применении соответствующего фиг. 1а варианта осуществления изобретения,
на фиг. 1f представлен вид снизу в аксонометрии установочного отверстия судна, при применении соответствующего фиг. 1а варианта изобретения,
на фиг. 2а представлен вид сбоку второго варианта осуществления судна согласно настоящему изобретению, в котором эксплуатационное отверстие расположено снаружи кормы судна,
на фиг. 2b представлен фрагмент фиг. 2а в увеличенном масштабе,
на фиг. 2с представлен вид сзади варианта осуществления согласно фиг. 2а,
на фиг. 2d представлен вид сверху варианта осуществления согласно фиг. 2а,
на фиг. 2е представлен вид сверху в аксонометрии установочного отверстия судна при использовании второго варианта осуществления изобретения,
на фиг. 2f представлен вид снизу в аксонометрии установочного отверстия судна при использовании второго варианта осуществления изобретения, и
на фиг. 3 представлен вид в аксонометрии рамы водометного движителя.
Рама водометного движителя, водометный движитель и судно, соответствующие фиг. 1a-2f, относятся к судам и присоединенным к ним водометным движителям. В дальнейшем для водометного движителя будет применяться термин «водомет». Конструкция 10 содержит судно 12 и водомет 16. Судно 12 содержит корпус 11 и оснащено установочным отверстием 14 для водомета 16, которое выполнено в корме 44 и в днище 46 судна 12. Водомет 16 уплотнен относительно кормы 44 и днища 46 судна 12 посредством установочного элемента 42, таким образом восстанавливается герметичность судна 12. Двигатель (на фигурах не показан), приводящий в действие водомет, расположен внутри судна, откуда он напрямую соединен с водометом 16 посредством вала 20 и его соединительного фланца 70.
Водомет 16 содержит раму 15, посредством которой водомет 16 присоединяется к судну 12, и сопловую часть 48, посредством которой регулируется и направляется водяная струя водомета 16. Для управления водомет 16 может содержать гидравлический насос, который приводит в действие управляющий вал 74, поворачивающий сопловую часть 48. Рама 15 водомета 16 содержит, в свою очередь, водовод 26, опорный узел 22 вала и эксплуатационное отверстие 28 сверху водовода 26, импеллер 24 (см. фиг. 1b), статор 25, и кольцевую уплотнительную поверхность 33, образующую замкнутый контур. Кроме того, рама 15 содержит дополнительную уплотнительную поверхность 34, которая образует второй замкнутый контур. Дополнительная уплотнительная поверхность 34, предпочтительно, выполнена в опорном узле 22 вала. Уплотнительная поверхность 33 содержит две части - первую часть 30 и вторую часть 36. Уплотнительная поверхность 33 расположена под углом к валу 20, составляющим 10-60°, предпочтительно 20-50°. Дополнительная уплотнительная поверхность 34, предпочтительно, расположена под прямым углом к валу 20. Уплотнительная поверхность 33 и дополнительная уплотнительная поверхность 34 оснащены соединительными отверстиями 37, с помощью которых рама 15 прикрепляется к ответной уплотнительной поверхности 32 судна 12, например, посредством болтов, винтов или аналогичных крепежных элементов.
В соответствии с фиг. 1а, 1b, 2а, 2b и 3, водовод 26 предназначен для забора воды из-под днища судна и направления потока в продольном направлении судна. Для этого часть водовода 26 образует наклонную плоскость по отношению к горизонтали. Уплотнительная поверхность 33 выполнена сверху водовода 26. Уплотнительная поверхность 33 рамы 15 водомета 16, по существу, лежит в направлении равномерно восходящей главной части водовода 26. Термин «главная часть водовода 26» относится к той части водовода, которая начинается как можно ближе к носу судна и проходит под постоянным углом до той части водовода, которая изогнута до горизонтали. Вторая часть 36 уплотнительной поверхности, по существу, является продолжением первой части 30.
Водовод 26 содержит водозаборное отверстие 45, из которого в него попадает вода, и выпускное отверстие 47, через которое поток воды, ускоренный при помощи импеллера 24, покидает водовод 26. Импеллер 24 расположен перед выпускным отверстием 47. Импеллер 24 прикреплен к приводному валу 20, который, в свою очередь, проведен через стенку водовода 26 при помощи втулки 38. Для обеспечения жесткости вала 20 он также опирается на вертикальный тарельчатый опорный узел 22 вала, расположенный сверху водовода 26. Вал 20 проходит через опорный узел 22 вала и через сквозной проход 38. Часть вала 20, которая остается под эксплуатационным отверстием 28, ограничена продольными стенками судна, водоводом 26 и опорным узлом 22 вала. Через эксплуатационное отверстие 28 обеспечен прямой доступ для обслуживания к валу 20 и присоединенному к нему импеллеру 24.
В соответствии с фиг. 1d и 2d, днище 46 судна 12 содержит донную пластину 52, к которой присоединен водовод 26 водомета 16. Донная пластина 52 образует часть днища 46 судна 12 около установочного отверстия 14 судна 12. Для установки на судне должно быть подготовлено установочное отверстие, соответствующее выбранному способу установки. В зависимости от способа установки, эксплуатационное отверстие расположено в конструкции либо внутри, либо снаружи судна относительно кормы. В технических решениях, известных из уровня техники, используется специальный установочный элемент, посредством которого водомет прикрепляют к судну. В конструкции согласно настоящему изобретению также используется установочный элемент, но рама водомета одна и та же - независимо от способа установки. Установочный элемент играет роль ответной уплотнительной поверхности для уплотнительных поверхностей рамы и водомета. Иначе говоря, контур ответной уплотнительной поверхности судна выполнен на установочном элементе 42. В соответствии с фиг. 1е и 2е, вокруг установочного отверстия 14 судна 12 может быть выполнен вертикальный фланец 54, в котором может собираться вода при протечках.
Уплотнительная поверхность 33, дополнительная уплотнительная поверхность 34 и ответная уплотнительная поверхность 32, предпочтительно, образуют замкнутый контур, ширина которого составляет 3-15 см, предпочтительно 5-10 см. В пределах этих контуров находятся, по меньшей мере, соединительный фланец 70 вала 20, охладитель 78 и рабочий цилиндр 76 реверсивного устройства. Если рама 15 водомета 16 установлена таким образом, что эксплуатационное отверстие 28 находится в пределах судна 12 относительно кормы 44 судна 12, то эксплуатационное отверстие 28 также находится в пределах контуров уплотнительной поверхности 33 и ответной уплотнительной поверхности 32. Предпочтительно поверхности, используемые для уплотнения, являются гладкими и обработанными для обеспечения уплотнения.
На фиг. 1a-1f представлена компоновка 10 в соответствии с первым вариантом осуществления конструкции согласно настоящему изобретению, в которой водомет 16 установлен на судне 12 таким образом, что эксплуатационное отверстие 28 находится в пределах судна 12 относительно кормы 44 судна 12. В этом варианте осуществления рама 15 водомета 16 герметично прикреплена к ответной уплотнительной поверхности 32 судна 12 с помощью уплотнительной поверхности 33. Поскольку вторая часть 36 уплотнительной поверхности 33 доходит до задней части эксплуатационного отверстия 28 сверху водовода 26, для прикрепления могут быть использованы обе части - первая часть 30 и вторая часть 36 уплотнительной поверхности 33. В этом варианте осуществления дополнительная уплотнительная поверхность 34 остается в пределах кормы 44 судна 12. За счет применения уплотнительной поверхности 33, рама 15 водомета 16 может быть прикреплена к ответной уплотнительной поверхности 32 судна 12 по всей длине водовода 26. Это обеспечивает достаточную прочность крепления водомета 16 к судну 12.
На фиг. 2a-2f представлена компоновка 10 в соответствии со вторым вариантом осуществления конструкции согласно настоящему изобретению, в которой водомет 16 установлен на судне 12 таким образом, что эксплуатационное отверстие 28 находится снаружи судна 12 относительно кормы 44 судна 12. В этом варианте осуществления рама 15 водомета 16 герметично прикреплена к ответной уплотнительной поверхности 32 судна 12 с помощью дополнительной уплотнительной поверхности 34 и второй части 30 уплотнительной поверхности 33. Поскольку эксплуатационное отверстие 28 расположено сверху водовода 26, для прикрепления может быть использована только первая часть 30 уплотнительной поверхности 33, идущая до опорного узла 22 вала, тогда как вторая часть 36 недоступна для присоединения. В этом варианте осуществления вторая часть уплотнительной поверхности 33 остается снаружи судна 12 относительно кормы 44 судна 12. К ответной уплотнительной поверхности 32 установочного элемента 42 параллельно корме 44 судна 12 присоединена дополнительная уплотнительная поверхность 34. Поэтому в целом доступная площадь поверхности для уплотнения приблизительно такая же, как и в варианте осуществления, соответствующем фиг. 1a-1f.
В вариантах осуществления, представленных на фиг. 1a-2f, уплотнительная поверхность 33 может быть выполнена в виде пластины, прикрепленной к раме 15 водомета 16 сверху водовода 26. Пластина, предпочтительно, имеет ширину, соответствующую ответным уплотнительным поверхностям 32, подогнанным к установочному отверстию 14 судна 12. Кроме того, пластина, предпочтительно, параллельна ответным уплотнительным поверхностям, за счет чего обеспечивается непроницаемое соединение. Уплотнительная поверхность расположена сверху водовода, поэтому она может представлять собой цельную пластинчатую конструкцию, за счет чего обеспечивается конструктивная прочность. В качестве вспомогательного средства для герметизации могут быть использованы специальные герметизирующие адгезивы, например силикон и т.п.
В соответствии с фиг. 1е и 2е, ответная уплотнительная поверхность 32 является плоским элементом, образующим контур, содержащим монтажные отверстия для присоединения рамы водомета. Уплотнительная поверхность и дополнительная уплотнительная поверхность также являются соответствующими контурами. Если водомет установлен таким образом, что эксплуатационное отверстие расположено внутри относительно кормы судна, то контур, соответствующий контуру ответной уплотнительной поверхности, образуют первая часть и вторая часть уплотнительной поверхности. С другой стороны, если водомет установлен таким образом, что эксплуатационное отверстие расположено снаружи относительно кормы судна, то контур, соответствующий контуру ответной уплотнительной поверхности, образуют первая часть уплотнительной поверхности и дополнительная уплотнительная поверхность. Эти контуры в обоих способах установки могут иметь общие части, но также они могут быть полностью отдельными контурами. Кроме первой части уплотнительной поверхности, контур ответной уплотнительной поверхности образован либо дополнительной уплотнительной поверхностью, либо второй частью уплотнительной поверхности. Иначе говоря, после первой части уплотнительной поверхности, контур ответвляется либо на дополнительную уплотнительную поверхность, либо на вторую часть уплотнительной поверхности.
Рама 15 водомета согласно настоящему изобретению может применяться в вариантах установки, в которых эксплуатационное отверстие расположено либо внутри, либо снаружи судна. Альтернативные дополнительные уплотнительные поверхности обеспечивают в обоих способах установки достаточное уплотнение и достаточную площадь соединительной поверхности, за счет чего достигается превосходное качество уплотнения и соединения. Благодаря компоновке согласно настоящему изобретению, отпадает необходимость изготовления нескольких различных рам для водометов, так как теперь одна рама может быть использована при различных способах установки. Только установочный элемент, выполняющий роль ответной уплотнительной поверхности в судах или части литья рамы, является элементом, который должен быть выполнен специально для каждого способа установки. Для корпуса усиленного пластикового судна могут быть выполнены альтернативные съемные детали, при помощи которых из одной основной отливки могут быть получены рамы, подходящие для различных способов установки.
Рама водомета согласно настоящему изобретению может быть выполнена литьем из алюминия или какого-либо другого соответствующего материала, который достаточно прочен и коррозионно-устойчив.
В компоновке согласно настоящему изобретению, соответствующей фиг. 3, уплотнение водометного движителя может быть выполнено двумя альтернативными способами при помощи двух замкнутых контуров, таким образом, что замкнутые контуры образованы либо первой частью 30 и второй частью 36 уплотнительной поверхности 33, либо, альтернативно, первой частью 30 уплотнительной поверхности 33 и дополнительной уплотнительной поверхностью 34. Необходимо отметить, что на фиг. 3 конструкция водометного движителя представлена более подробно, нежели на фиг. 1а - 2f, где конструкция показана упрощенно.
В контексте настоящей заявки термин «судно» использован для обозначения в широком смысле судов, на которых установлен водометный движитель.