Водометная движительная установка
WATERJET PROPULSION SYSTEM

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движительным установкам (ВДУ), предназначенным для привода в движение судов.
Из уровня техники известен водометный движитель (RU 2357891, МПК В63Н 11/08, опубликовано 10.06.2009), включающий осевой насос, состоящий из импеллера, установленного на приводном валу, который посредством подшипниковых опор установлен в цилиндрическом корпусе, опирающимся одним концом на водовод, а другим концом соединен через пилоны с обечайкой импеллера, к которой крепится съемное сопло.
Недостатком данного движителя является отсутствие спрямляющего аппарата после импеллера, что приводит к потерям создаваемого упора вследствие закрученности выходного потока.
Известен водометный движитель (RU 2486100, МПК В63Н 11/00, опубликовано 27.06.2013), содержащий водовод с водозаборником и защитной решеткой, промежуточный вал, имеющий шлицы с обоих концов для соединения с муфтой двигателя судна и рабочим колесом - импеллером, которое размещено во вставленном в корпус пластиковом кольце на установленном в подшипниковом узле упорно-гребном валу, спрямляющий аппарат с соплом, установленное за ним реверсивно-рулевое устройство, смотровой люк в верхней части корпуса, при этом на промежуточном валу с внешней стороны корпуса установлено торцевое уплотнение.
Недостатком данного водометного движителя является затрудненное проведение регламентных или ремонтных работ, требующих демонтажа промежуточного вала, на котором установлено торцевое уплотнение, усложняющее демонтаж. Кроме того, указанная конструкция не позволяет устанавливать вал, не соблюдая направление установки, что также усложняет ремонтные и регламентные работы.
Задачей изобретения является обеспечение удобства обслуживания установки за счет возможности снятия, установки и замены импеллера без трудоемких операций и специализированного оборудования.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности рабочего процесса в ВДУ.
Задача изобретения решается и технический результат достигается водометной движительной установкой, содержащей обечайку, сопрягающуюся с водоводным каналом судна, в которой размещен импеллер с плавно-радиусной конусной ступицей с расположенными на ней лопастями, имеющими площадь на входе импеллера больше, чем площадь на выходе импеллера, причем внутри ступицы выполнено шлицевое соединение с приводным валом, имеющим на другом конце идентичное шлицевое соединение для передачи крутящего момента от двигателя судна, а импеллер через резьбовое соединение связан с гребным валом, установленном в блоке спрямляющих лопаток посредством подшипниковых опор, узлов уплотнения и конуса с уплотнительным кольцом, в свою очередь к блоку спрямляющих лопаток прикреплено выходное сопло с установленной в нем сменной кольцевой насадкой и штора, на которой установлена тяга для управления поворотным соплом и закреплена заслонка реверсивного устройства.
Технический результат изобретения достигается благодаря следующему.
Площадь диска импеллера на входе больше площади диска на выходе импеллера, в результате чего происходит поджатие потока конусной ступицей (ступичное поджатие). Из-за разности площадей происходит увеличение скорости потока на выходе из импеллера. В проточной части за импеллером установлен блок спрофилированных особым образом неподвижных лопаток спрямляющего аппарата, которые обеспечивают «раскрутку» потока на выходе из импеллера. Далее, по ходу потока, на выходе за блоком лопаток спрямляющего аппарата установлены конус и выходное сопло с установленной в нем сменной кольцевой насадкой, которая обеспечивает точную подстройку для оптимизации режима с целью повышения скоростных или тяговых характеристик ВДУ. Применение на концах приводного вала геометрически идентичных шлицевых соединений для передачи крутящего момента от двигателя судна обеспечивает быстроразъемность соединения, снижает трудоемкость операций по снятию, установке, и замене импеллера и не требует соблюдения направления установки приводного вала.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан общий вид ВДУ.
Установка крепится к водоводному каналу корпуса судна (на чертеже не показан). Передача крутящего момента от двигателя судна на импеллер 1, размещенный в обечайке 2, передается через приводной вал 3 посредством геометрически идентичных шлицевых соединений 4, при этом импеллер через резьбовое соединение закреплен на гребном валу 5, установленном в блоке лопаток спрямляющего аппарата 6 посредством подшипниковых опор 7 и 8, регулировка которых обеспечивается затяжкой гайки 9, а работоспособность подшипниковых опор обеспечивается герметичностью за счет установки узлов уплотнения 10, 11 и конуса 12 с уплотнительным кольцом 13. Выходное сопло 14 с установленной в нем сменной кольцевой насадкой 15 посредством крепежных элементов 16 стыкуется с блоком лопаток спрямляющего аппарата 6 и со шторой 17, на которой установлена тяга 18 для управления поворотным соплом 19 и закреплена заслонка реверсивного устройства 20.
Работа ВДУ осуществляется путем прокачки потока жидкости через водоводный канал корпуса судна, проточную часть обечайки 2 и блок лопаток спрямляющего аппарата 6 в выходное сопло 14 со сменной кольцевой насадкой 15 посредством импеллера 1, крутящий момент на который передается через приводной вал 3 с шлицевыми соединениями 4. Плавно сужающееся сечение проточной части ВДУ направлено на минимизацию потерь и на создание поджатия струи по ходу потока, что обеспечивает стабилизацию потока и повышение скорости истечения струи из выходного сопла 14. Сменная кольцевая насадка 15 позволяет регулировать площадь сечения на выходном сопле 14 для оптимальных настроек создаваемого ВДУ упора при различных параметрах сопротивления корпуса судна и доступной мощности двигателя судна.
Предложенная конструкция позволяет обеспечить быстроразъемность соединений системообразующих узлов при облуживании ВДУ, точность подстройки геометрии проточной части под режим эксплуатации и доступную мощность двигателя судна и, как следствие этого, в сочетании с работой блока лопаток спрямляющего аппарата, повышение эффективности рабочего процесса ВДУ и скоростных характеристик судна.