КОЛЬЦЕВОЕ ДВИЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
RING PROPULSOR

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.
Известно движительное устройство, включающее электродвигатель, установленный на оси водопроточного канала, и гребной винт, закрепленный на валу электродвигателя (см. Э.П. Лебедев и др. «Средства активного управления судами». - Л.: «Судостроение», 1969 г., стр.114-115). Недостатком известного устройства является низкая его эффективность из-за высокого гидравлического сопротивления электродвигателя в водопроточном канале.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является кольцевое движительное устройство, включающее электродвигатель, состоящий из кольцевой насадки и кольцевого ротора, образующих водопроточный канал, а также гребной винт, комли лопастей которого установлены на роторе, а вершины лопастей расположены в районе оси водопроточного канала и скреплены между собой (см. патент RU №2187017, кл. F03D 3/00, 2002 г.). Недостатком данной конструкции устройства является повышенная виброактивность устройства из-за недостаточной жесткости лопастей и передачи вибраций с этих лопастей на кольцевую насадку, что снижает долговечность работы всех элементов. Кроме того, повышенная виброактивность приводит к акустическому загрязнению окружающей среды и ухудшению экологии.
Цель настоящего изобретения - снижение виброактивности гребного винта и повышение его долговечности, а также снижение акустического загрязнения окружающей среды.
Указанная цель достигается тем, что в известном кольцевом движительном устройстве, включающем электродвигатель, состоящий из кольцевой насадки и кольцевого ротора, образующих водопроточный канал, а также гребной винт, комли лопастей которого установлены на роторе, а вершины лопастей расположены в районе оси водопроточного канала и скреплены между собой, скрепление вершин лопастей между собой и установка комлей лопастей на роторе осуществляется через демпфирующие прокладки. Введение в конструкцию устройства демпфирующих прокладок позволяет снизить виброактивность гребного винта, несмотря на то что вершины лопастей скреплены между собой. Кроме того, демпфирующие прокладки обеспечивают выравнивание напряжений в конструкции. Это касается как демпфирующих прокладок в месте скрепления вершин лопастей, так и в месте крепления комлей лопастей на роторе.
Главный вид и вид сбоку предлагаемой конструкции кольцевого движительного устройства изображен на фиг.1, а на фиг.2 представлен увеличенный вид центральной ступицы (места скрепления вершин лопастей) со следующими обозначениями:
1 - кольцевая насадка;
2 - кольцевой ротор;
3 - водопроточный канал;
4 - лопасти гребного винта;
5 - комель;
6 - вершина лопастей;
7 - ось водопроточного канала;
8 - центральная ступица;
9 - демпфирующие прокладки ступицы;
10 - демпфирующие прокладки комлей.
Предлагаемое кольцевое движительное устройство включает электродвигатель, состоящий из кольцевой насадки (статор) 1 и кольцевого ротора 2, образующих водопроточный канал 3. Комли 5 лопастей 4 гребного винта установлены на роторе 2 через демпфирующие прокладки 10, а вершины лопастей 6 расположены в районе оси 7 водопроточного канала 3. Вершины 6 лопастей 4 скреплены между собой при помощи центральной ступицы 8 через демпфирующие прокладки 9. В качестве демпфирующих прокладок может быть использована резина или другой упругий материал, обладающий достаточной водостойкостью.
Следует отметить, что скрепление вершин 6 лопастей между собой может быть осуществлено при помощи различных конструктивных решений. Поэтому вид демпфирующих прокладок может быть разным. В данном случае в конструкции устройства в месте скрепления вершин лопастей при помощи центральной ступицы использованы П-образные прокладки, а в месте крепления комлей лопастей к ротору использованы плоские демпфирующие прокладки.
Устройство работает следующим образом. При включении электродвигателя его кольцевой ротор 2 начинает вращаться относительно насадки (статора) 1. Лопасти гребного винта 4, комли 5 которых установлены на кольцевом роторе 2, начинают вращаться, обеспечивая движение или маневрирование плавательному средству, на котором установлен этот движитель.
За счет скрепления вершин 6 лопастей 4 между собой и комлей лопастей на роторе через демпфирующие прокладки вибрации лопастей и конструкции в целом существенно снижаются, что позволяет обеспечить необходимый уровень виброактивности устройства. Особенно ярко эффект снижения вибраций проявляется для гребных винтов, выполненных из композиционных материалов. Это дает возможность не только повысить долговечность гребного винта и конструкции в целом, но и снизить вероятность обнаружения плавательных средств (особенно подводных), в состав которых входит предлагаемое кольцевое движительное устройство. Снижение виброактивности приводит и к уменьшению акустического загрязнения окружающей среды и, соответственно, к улучшению экологической обстановки.