ДВИЖИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА СУДНА
VESSEL PROPULSION INSTALLATION

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции движительной установки судна.
Известно водное транспортное средство, содержащее корпус, привод, выполненный с полупогружным винтом, RU №2402452 С2, B63H 5/125, 27.10.2010.
Известен судовой полупогружной движитель, содержащий гребной вал, размещенный под углом к продольной вертикальной плоскости судна, с полупогружными гребными лопастями, размещенными с возможностью изменения положения по отношению к продольной вертикальной плоскости и/или к основной плоскости судна, RU №2096255 C1, B63H 5/125, 20.11.1997.
Известна кормовая оконечность судна с движительно-рулевым комплексом, установленным за пределами корпуса судна и закрепленным на платформе с возможностью его поворота вокруг вертикальной оси, RU №2493040 C1, B63H 5/125, 20.09.2013.
Известен частично погруженный винторулевой привод, содержащий частично погруженный винт, поворотную дейдвудную трубу, упорный корпус, сферические шарниры управляющих гидроцилиндров, расположенные в дейдвудной трубе, ведущий и промежуточный валы, RU №97705 U1, B63H 5/125, 20.09.2010.
Известны дейдвудные устройства, охватывающие гребной вал и используемые на судах различных типов, RU №2397106 C1, B63H 23/34, 20.08.2010; RU №2246424 С2, B63H 23/34, 20.02.2005; RU №370067 U1, B63H 23/34, 10.04.2004; RU №370066 U1, B63H 23/34, 10.04.2004; RU №2238215 С2, B63H 23/34, 20.10.2004; RU №32750 U1, B63H 23/34, 27.09.2003; RU №2067947 C1, B63H 23/34, 20.10.1996; RU №2035357 C1, B63H 23/34, 20.05.1995; RU №2023625 C1, B63H 23/34, 30.11.1994.
Известные полупогружные движители и устройства для них имеют индивидуальное конструктивное выполнение, и технические возможности эксплуатации зависят от типов судов, на которых они используются.
Известен частично погруженный винторулевой привод А.Г. Давыдова, содержащий валопровод, включающий гребной винт, гребной вал, дейдвудное устройство, состоящее из дейдвудной трубы, опорных и упорных подшипников, RU №2537503 С2, B63H 5/00, B63H 5/125, 10.01.2015.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.
Привод А.Г. Давыдова содержит частично погруженный винт, поворотную дейдвудную трубу с шаровой частью, упорный корпус, ведущий вал, расположенный в дейдвудной трубе и установленный на двух опорных подшипниках, по краям дейдвудной трубы снабженных сальниками для предотвращения вытекания масла из дейдвудной трубы, промежуточный вал, расположенный в упорном корпусе и соединенный с ведущим валом шарниром равных угловых скоростей, расположенным в шаровой части дейдвудной трубы, а вторым шарниром равных угловых скоростей соединен с силовой установкой судна, причем упорный корпус содержит запирающий выступ для шаровой части дейдвудной трубы, упорный корпус выполнен из двух частей: запирающей и несущей, в которых находятся антифрикционные прокладки, расположенные между запирающим выступом и запирающей частью упорного корпуса, управляющие гидроцилиндры, имеющие выступающие за транец гидравлические шланги и фитинги.
Привод ближайшего аналога имеет следующие недостатки.
Упор гребного винта передается от шаровой части дейдвудной трубы на упорный корпус через антифрикционную прокладку (на переднем ходу) и через прокладку (на заднем ходу). Данная конструкция при реверсивных нагрузках не обеспечит надежную герметизацию шарнира из-за деформации и износа прокладки, что неизбежно приведет к утечке масла в окружающую среду и выходу из строя привода вследствие попадания воды во внутренние полости дейдвудной трубы и упорного корпуса.
Управляющие гидроцилиндры и рукава высокого давления расположены вне корпуса судна, что представляет опасность загрязнения окружающей среды в случае разрыва рукавов высокого давления или износа уплотнений гидроцилиндров.
Наличие шарнира равных угловых скоростей в соединении промежуточного вала с ведущим валом приводит к удорожанию конструкции, снижению надежности и ресурса привода.
Данный привод может быть установлен только на транце судна, что исключает возможность его применения на водоизмещающих судах.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить техническую и экономическую эффективность, упростить конструкцию, увеличить эксплуатационную надежность и ресурс.
Технический результат настоящего изобретения заключается в упрощении конструкции за счет уменьшения количества конструктивных элементов и снижении уровня их сложности, в повышении надежности и ресурса, в обеспечении экологической безопасности, в снижении стоимости изготовления и уменьшении трудоемкости монтажных работ.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что движительная установка судна, включающего корпус, рулевой привод и приводной двигатель, содержит валопровод. Валопровод включает гребной винт, гребной вал, дейдвудное устройство. Дейдвудное устройство состоит из дейдвудной трубы, опорных и упорных подшипников.
Гребной вал выполнен сплошным.
Валопровод имеет внешний шарнир с водонепроницаемыми уплотнениями.
Внешний шарнир выполнен с вертикальной осью вращения.
Внешний шарнир включает неподвижную часть и подвижную часть сферической формы с отверстием.
Неподвижная часть закреплена в корпусе судна.
В отверстии подвижной части закреплено дейдвудное устройство.
Валопровод выполнен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости посредством рулевого привода вокруг вертикальной оси внешнего шарнира совместно с гребным винтом и приводным двигателем.
Приводной двигатель закреплен на дейдвудной трубе.
В носовой части дейдвудной трубы расположен упорный подшипник.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Наличие внешнего шарнира обеспечивает угловое перемещение дейдвудного устройства без необходимости применения шарнира равных угловых скоростей.
Наличие вертикальной оси у внешнего шарнира обеспечивает передачу реверсивного упора гребного винта на корпус судна через вертикальную ось, что исключает деформацию водонепроницаемых уплотнений и разгерметизацию внешнего шарнира.
Наличие сплошного гребного вала без шарнира равных угловых скоростей упрощает конструкцию движительной установки, повышает механический коэффициент полезного действия, надежность и ресурс, приводит к существенному снижению стоимости изготовления устройства, снижает уровень вибрации при эксплуатации.
Крепление приводного мотора непосредственно к дейдвудной трубе обеспечивает угловое перемещение дейдвудного устройства без применения шарнира равных угловых скоростей, а также исключает необходимость центровки валопровода, что приводит к снижению стоимости монтажных работ.
Расположение упорного подшипника гребного вала на носовой оконечности дейдвудной трубы в корпусе судна повышает эксплуатационную надежность.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена «Движительная установка судна», схематично.
На чертеже представлено:
Корпус судна - 1.
Рулевой привод - 2.
Приводной двигатель - 3.
Валопровод - 4,
гребной винт (валопровода 4) - 5,
гребной вал (валопровода 4) - 6,
дейдвудное устройство (валопровода 4) - 7,
дейдвудная труба (устройства 7) - 8,
опорный подшипник (устройства 7) - 9.
упорный подшипник (устройства 7) - 10.
Внешний шарнир (валопровода 4) - 11,
водонепроницаемые уплотнения (шарнира 11) - 12,
вертикальная ось (шарнира 11) - 13.
Неподвижная часть (шарнира 11) - 14.
Подвижная часть сферической формы с отверстием (шарнира 11) - 15.
Движительная установка судна, включающего корпус 1, рулевой привод 2 и приводной двигатель 3, содержит валопровод 4.
Валопровод 4 включает гребной винт 5, гребной вал 6, дейдвудное устройство 7.
Дейдвудное устройство 7 состоит из дейдвудной трубы 8, опорных 9 и упорных 10 подшипников.
Гребной вал 6 выполнен сплошным.
Валопровод 4 имеет внешний шарнир 11 с водонепроницаемыми уплотнениями 12.
Внешний шарнир 11 выполнен с вертикальной осью 13 вращения.
Внешний шарнир 11 включает неподвижную часть 14 и подвижную часть сферической формы 15 с отверстием.
Неподвижная часть 14 закреплена в корпусе 1 судна.
В отверстии подвижной части 15 закреплено дейдвудное устройство 7.
Валопровод 4 выполнен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости посредством рулевого привода 2 вокруг вертикальной оси 13 внешнего шарнира 11 совместно с гребным винтом 5 и приводным двигателем 3.
Приводной двигатель 3 закреплен на дейдвудной трубе 8.
В носовой части дейдвудной трубы 8 расположен упорный подшипник 10.
Эксплуатацию движительной установки осуществляют следующим образом.
Крутящий момент, возникающий при работе приводного двигателя 3, передается гребным валом 6 на гребной винт 5. Упор, создаваемый гребным винтом 5, передается гребным валом 6 на упорный подшипник 10, с упорного подшипника 10 - на дейдвудную трубу 8 и через вертикальную ось 13 внешнего шарнира 11 - на корпус 1 судна. Судно приходит в движение.
При положении валопровода 4 в диаметральной плоскости судно движется по прямому курсу. Для выполнения маневра рулевой привод 2 перемещает валопровод 4 на соответствующий угол относительно вертикальной оси 13 внешнего шарнира 11 на левый или правый борт. При этом вектор упора гребного винта 5 отклоняется на соответствующий угол и создает рулевой момент, поворачивающий судно на требуемый курс.
После завершения маневра рулевой привод 2 устанавливает валопровод 4 в диаметральной плоскости судна. Судно движется прямо по курсу.
Настоящая движительная установка отличается от ближайшего аналога (частично погруженного винторулевого привода А.Г. Давыдова) наличием внешнего шарнира с вертикальной осью вращения и водонепроницаемыми уплотнениями, в подвижной части которого расположено дейдвудное устройство, наличием сплошного гребного вала, расположением упорного подшипника гребного вала на носовой оконечности дейдвудной трубы в корпусе судна, расположением рулевого привода и его фитингов в корпусе судна, а также креплением приводного мотора непосредственно к дейдвудной трубе.
Предложенная движительная установка судна содержит оборудование, изделия и детали, широко применяемые в судостроении, и проведенные расчеты, проектно-конструкторские и технологические проработки ООО «Центральная измерительная лаборатория» обусловливают, по мнению заявителя, соответствие ее критерию «промышленная применимость».
Использование движительной установки судна позволяет:
- повысить техническую эффективность,
- повысить экономическую эффективность,
- повысить экологическую безопасность,
- упростить конструкцию,
- увеличить эксплуатационную надежность и ресурс.