Насадка гребного винта

Полезная модель относится к области судовых движителей, в частности к насадкам гребных винтов судов.
Известен судовой движительный комплекс [1] содержит гребной винт, неповоротную насадку и направляющий аппарат, выполненный в виде профильного кольца с радиально установленными лопастями, образующий между насадкой переменный по ширине и высоте канал, наиболее широкий и узкий по высоте в месте кавитационной эрозии. При работе движительного комплекса за счет направляющего аппарата, имеющего асимметричную форму, ликвидируется местный кавитационный износ.
Недостатками описанного изобретения является сложность конструкции и снижение коэффициента полезного действия при работе судового винта за счет создания дополнительного сопротивления от направляющего аппарата. Кроме этого, данная конструкция не защищает от коррозионного износа.
В качестве прототипа выбрана насадка гребного винта, обеспечивающая уменьшение корозионного износа, за счет снижения действия электрохимической коррозии [2]. Насадка содержит кольцевой элемент (корпус), поверхность которого снабжена по крайней мере одним электродом с проводником, соединяющим его с протектором. Электрод и протектор изолированы от кольцевого элемента прокладками. Это позволяет снизить величину химической электродвижущей силы между гребным винтом и насадкой.
Недостатками данного изобретения является сложность монтажа конструкции и необходимость частой замены электрода, что вызывает дополнительные временные и материальные затраты. Кроме этого данная конструкция не защищает от кавитационного износа.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение ресурса работы насадки гребного винта за счет уменьшения ее кавитационного и коррозионного изнашивания.
Поставленная задача решается тем, что в насадке гребного винта, содержащей кольцевой элемент (корпус), согласно изобретению, устанавливают вставку, изготовленную из материала типа «пластик» и состоящую из двух частей, которые соединены клеевой композицией, при этом внешняя поверхность вставки представляет собой две конические поверхности, пропорционально уменьшающиеся к краям корпуса и выполненные с полусферами, расположенными в шахматном порядке. Кроме этого, внутренние поверхности корпуса и вставки выполнены с поперечно ориентированной волнистостью.
Выполнение внешней поверхности вставки с полусферами вызывает схлопывание кавитационных пузырьков на некотором расстоянии от основного материала, что снижает кавитационный износ.
Выполнение вставки из материала типа «пластик» снижает коррозионный износ насадки, а наружную поверхность ее корпуса, на которую не воздействуют кавитационные пузырьки, можно защитить от коррозии известными методами, например покраской.
Выполнение внутренних поверхностей корпуса и вставки волнистыми позволяет увеличить поверхность склеивания, что повышает прочность соединения, а поперечная ориентация волнистости препятствует повороту вставки относительно корпуса насадки при работе гребного винта.
На фиг. 1 показана насадка гребного винта в разрезе по А-А, на фиг. 2 - в разрезе по Б-Б, на фиг. 3 - геометрия внешней поверхности вставки.
Насадка гребного винта выполнена составной, включающей в себя кольцевой элемент (корпус) 1 и вставку, состоящую из верхней 2 и нижней 3 частей, которые соединены клеевой композицией 4.
Корпус 1, предназначенный для установки вставки 2 и обеспечения прочностных параметров насадки, выполнен из материала типа «сталь» в виде кольцевого элемента. Внешняя поверхность корпуса имеет гладкую цилиндрическую форму, а внутренняя поверхность выполнена с поперечно ориентированной волнистостью.
Вставка, предназначена для уменьшения коррозионного и кавитационного изнашивания, выполнена из материала типа «пластик» в виде двух отдельных симметричных полуколец 2 и 3. Наружная часть 5 каждого полукольца представляет собой две конические поверхность пропорционально уменьшающиеся от наибольшей толщины, в зоне лопастей винта, к краям корпуса до наименьшей толщины.
Наибольшая общая толщина корпуса и вставки зависит от диаметра гребного винта D и определяется зависимостью h=(0,10…0,15)D, при этом наибольшая толщиной вставки h1, которая меняется по окружности насадки, должно удовлетворять соотношению h1=(0,35…0,75)h.
Вся коническая поверхность вставки выполнена с полусферами 6 диаметра d=8…12 мм, расположенными в шахматном порядке. Диаметр d и продольный и поперечный шаги р полусфер должны имеет соотношение p=(1,3…1,5)d.
Внутренняя часть 7 каждого полукольца выполнена с поверхностью, которая идентична внутренней поверхности корпуса - имеет поперечно ориентированную волнистость с теми же параметрами.
Насадка на гребной винт работает следующим образом. Во время работы гребного винта образуются кавитационные пузырьки, которые, взаимодействуя с полусферами 6 вставки, лопаются на некотором расстоянии от основного материала вставки, тем самым снижая энергию гидравлических микроударов. Так как одновременно лопается большое количество пузырьков, энергия их гидравлических микроударов может компенсироваться в пространстве между полусферами 6.
Использование заявляемой полезной модели позволяет увеличить срок службы насадки гребного винта и упростить технологию изготовления.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. А.с. СССР №1565749 А1. МПК В63Н 5/14 В63В 5/14 В63В 5/16 В63Н 5/16. Судовой движительный комплекс / В.В. Быстров, опубликован в Б.И., 1990, №19.
2. А.с. СССР №1689213 А1. МПК В63Н 5/16 C23F 13/00. Насадка гребного винта / B.C. Гаврилов, В.А. Черепнин, Э.К. Блинов, А.И. Макогон, А.В. Смыков, О.В. Буланцев, опубликовано в БИ, 1991, №41.