Водометный движитель
WATER-JET PROPULSOR

Изобретение относится к устройствам для перемещения плавающих объектов по воде и под водой и может быть использовано на надводных судах, подводных аппаратах, на скафандрах водолазов и на костюмах ныряльщиков.
Прототипом является водометный движитель, содержащий водометную трубу и движитель, выполненный из установленных в водометной трубе рабочего колеса и соединенного с ним гребного вала, вращающегося вместе с рабочим колесом от электродвигателя (см. Учебное пособие В.Ф. Васильева. "Водометные движители". Московский автомобильно-дорожный институт. Государственный технологический университет, М., 2007, стр. 5, рис. 1).
Недостатками прототипа являются сложность конструкции, сильный шум, возникающий при вращении вала электродвигателя, рабочего колеса и гребного вала, и узкий спектр использования из-за расположения электродвигателя в надводном положении.
Задачей изобретения является упрощение конструкции и снижение шума при работе водометного движителя.
Поставленная задача достигается тем, что в водометном движителе, содержащем водометную трубу и движитель, согласно изобретению водометная труба выполнена из соосно соединенных друг с другом обтекателя, цилиндра, конусного переходника и сопла с нагнетательным клапаном, на боковой поверхности конусного переходника водометной трубы установлен патрубок с всасывающим клапаном, между обтекателем и цилиндром размещена перегородка с центральным отверстием; движитель включает установленные в обтекателе аккумуляторную батарею и закрепленный на перегородке соленоид с сердечником, соединенным с расположенным в цилиндре подпружиненным сильфоном поршнем, причем один конец сильфона герметично соединен с перегородкой, другой - с поршнем, а поршень снабжен головкой в форме полого усеченного конуса с заглушенным малым основанием.
Технический результат заключается в упрощении конструкции и снижении шума при работе водометного движителя.
На чертеже схематично изображен водометный движитель, осевой разрез.
Водометный движитель содержит водометную трубу 1 и размещенный в ней движитель 2. Водометная труба 1 выполнена из соосно соединенных друг с другом обтекателя 3, цилиндра 4, конусного переходника 5 и сопла 6 с нагнетательным клапаном 7. На боковой поверхности конусного переходника 5 установлен патрубок 8 с всасывающим клапаном 9. Между обтекателем 3 и цилиндром 4 размещена перегородка 10 с центральным отверстием 11.
Движитель 2 включает установленные в обтекателе 3 аккумуляторную батарею 12 и закрепленный на перегородке 10 соленоид 13 с сердечником 14, соединенным с расположенным в цилиндре 4 поршнем 15. Поршень 15, снабженный головкой 16 в форме полого усеченного конуса с заглушенным малым основанием, подпружинен сильфоном 17, который одним концом герметично соединен с перегородкой 10, а другим - с поршнем 15.
Водометный движитель работает следующим образом.
Поступающий в соленоид 13 от аккумуляторной батареи 12 электрический ток приводит к образованию в соленоиде 13 магнитного поля, благодаря которому упругая система, состоящая из сердечника 14, поршня 15 и сильфона 17, совершает колебательное движение с большой частотой вдоль оси водометной трубы 2. При втягивании сердечника 14 через центральное отверстие 11 в перегородке 10 в окно соленоида 13 поршень 15 с головкой 16 перемещается, сжимая сильфон 17, из крайнего правого положения в крайнее левое положение. При этом в цилиндре 4 и в конусном переходнике 5 создается разрежение, клапан 9 открывается и жидкость через патрубок 8 поступает в водометную трубу 1. При выталкивании сердечника 14 из окна соленоида 13 поршень 15, растягивая сильфон 17, перемещается из крайнего левого положения в крайнее правое положение, в цилиндре 4 и в конусном переходнике 5 создается избыточное давление. Всасывающий клапан 9 закрывается, и поступление жидкости в водометную трубу 1 через патрубок 8 прекращается. Нагнетательный клапан 7 открывается, и жидкость выбрасывается из водометной трубы 1 через сопло 6 наружу. За счет периодического выброса жидкостной струи из сопла 6 возникает реактивная тяга, толкающая водометный движитель в противоположную выбрасываемой струе сторону. Обтекатель 3 снижает сопротивление жидкости движению заявляемого устройства.
В отличие от прототипа в качестве источника электропитания используют аккумуляторную батарею, а в качестве устройства, передающего колебательное движение поршню, используют соленоид, что упрощает конструкцию и снижает шум при работе водометного движителя. Размещение движителя в водометной трубе обеспечивает автономность работы предлагаемого устройства и возможность его использования как на воде, так и под водой. Сильфон исключает попадание воды в обтекатель, в котором расположены аккумуляторная батарея и соленоид, а также смягчает удары поршня о стенки устройства.
Водометная труба, поршень и сильфон могут быть выполнены из полимерного материала, что существенно снизит массу водометного движителя и увеличит его скорость.
Таким образом, предлагаемый водометный движитель имеет простую конструкцию, бесшумен в работе и может быть использован на надводных судах и подводных объектах.