ПОДРУЛИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области судостроения и может быть использована при создании движительных устройств для подруливания и маневрирования судов.
Известны подруливающие устройства (ПУ), в конструкции которых заложен водометный принцип работы (см., например, патент РФ №2060205, 1992 г.). Известные ПУ обладают недостаточно высокими тяговыми и эксплуатационными характеристиками.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является подруливающее устройство, включающее корпус проточного канала, электродвигатель, установленный на нем через опорную платформу, гондолу с размещенным внутри нее коническим редуктором и гребной винт (см. патент РФ на ПМ №119718, МПК В63Н 21/17, 2012 г.). Недостатком данной конструкции ПУ является невысокая эффективность работы устройства из-за неравномерного размещения гребного винта относительно корпуса проточного канала. Учитывая большие габариты подруливающего устройства изготовить корпус проточного канала с требуемой точностью цилиндричности весьма непросто. В одних местах по окружности расстояние от кромки лопастей винта до внутренней поверхности корпуса проточного канала будет одним, а в других местах окружности - другим. В основном это связано с изменением геометрии корпуса проточного канала в процессе его сварки. Такая неравномерность расположения гребного винта приводит не только к снижению тяговых характеристик, но и к изменению вектора тяги.
Цель настоящей полезной модели - повышение эффективности работы подруливающего устройства.
Указанная цель достигается тем, что в известном подруливающем устройстве, включающем корпус проточного канала, электродвигатель, установленный на нем через опорную платформу, гондолу с размещенным внутри нее коническим редуктором и гребной винт, в нем на внутренней поверхности корпуса проточного канала в зоне размещения гребного винта установлено калибровочное кольцо, ширина которого составляет (0,15-0,3) диаметра проточного канала, при этом внешний диаметр калибровочного кольца равен внутреннему диаметру корпуса проточного канала, а внутренний диаметр калибровочного кольца на (10-20) мм больше максимального диаметра лопастей гребного винта. Размещение внутри корпуса проточного канала калибровочного кольца позволяет обеспечить точное расположение гребного винта относительно корпуса проточного канала. Изготовить такое кольцо можно методом расточки без применения сварки. При установке калибровочного кольца внутри корпуса проточного канала на границе «наружная поверхность калибровочного кольца - внутренняя поверхность корпуса проточного канала» на отдельных участках будут появляться зазоры, которые могут быть заполнены герметиком. Главное, что на внутренней поверхности калибровочного кольца зазор между этой поверхностью и кромками лопастей винта будет по всей окружности одним и тем же. Выбор ширины калибровочного кольца в диапазоне (0,15-0,3) диаметра проточного канала обусловлен обеспечением равномерности набегающего на гребной винт потока и определяется из гидродинамического расчета. При установке гребного винта внутри проточного канала следует предусмотреть гарантированный зазор между максимальным диаметром лопастей гребного винта и внутренним диаметром калибровочного кольца. Величина этого гарантированного зазора определяется не только гидродинамическим расчетом, но и требованиями по безопасности работы ПУ. Оптимальная величина такого гарантированного зазора лежит в диапазоне 10-20 мм в зависимости от типа ПУ и его габаритов.
Главный вид предлагаемой конструкции подруливающего устройства изображен на фигуре со следующими обозначениями:
1 - корпус проточного канала;
2 - электродвигатель;
3 - опорная платформа;
4 - гондола;
5 - гребной винт;
6 - калибровочное кольцо;
L - ширина калибровочного кольца;
D - диаметр проточного канала.
Предлагаемое подруливающее устройство состоит из корпуса проточного канала 1, на котором через опорную платформу 3 установлен приводной электродвигатель 2. Внутри проточного канала закреплена гондола 4 с размещенным внутри нее коническим редуктором (на фигуре не показан) и гребным винтом 5. На внутренней поверхности проточного канала в зоне размещения гребного винта 5 установлено калибровочное кольцо 6, ширина L которого составляет (0,15-0,3) D. Внешний диаметр калибровочного кольца 6 равен внутреннему диаметру корпуса проточного канала, а внутренний диаметр калибровочного кольца 6 на (10-20) мм больше максимального диаметра лопастей гребного винта. Калибровочное кольцо может быть выполнено из различных металлов и сплавов, в том числе и из нержавеющей стали. Кромки калибровочного кольца 6 на входе и выходе скошены (как это показано на фигуре) для обеспечения равномерности потока жидкости.
Подруливающее устройство работает следующим образом. При подаче сигнала на приводной двигатель, последний передает крутящий момент через конический редуктор на гребной винт и тем самым создает тягу в ПУ. Равномерное расположение лопастей гребного винта относительно калибровочного кольца обеспечивает эффективную работу подруливающего устройства без снижения тяговых характеристик и смещения вектора тяги.