Гребной винт

Полезная модель относится к области гидродинамики и может быть применена для современных скоростных аппаратов, движущихся в воде лопастных устройств, которые используются в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в судостроении, а именно для гребных винтов.

Гребной винт, содержащий ступицу с пружинами сжатия и лопасти, каждая лопасть выполнена в виде пакета контактирующих друг с другом фрагментов фигурных, предпочтительно звездообразных пластин, число лучей которых соответствует числу лопастей винта и составляет от двух до четырех, причем каждая из фигурных пластин скреплена с отдельной поворотной ступицей, каждая из которых подпружинена относительно соседних с ней ступиц с возможностью их взаимного разворота относительно оси вращения ступицы, при этом механизм разворота включает цилиндрические трубчатые обечайки меньшего диаметра, размещенные соосно с поворотными ступицами и подпружиненные пружинами сжатия относительно контактирующих с ними ступиц в направлении их поворота, кроме того участки поворотных ступиц, снабженные упорной резьбой и обращенные друг к другу, размещены в зацеплении, при этом каждая цилиндрическая трубчатая обечайка снабжена торцовой крышкой, жестко скрепленной с ней, причем внешняя поверхность цилиндрической трубчатой обечайки снабжена широким шлицом, в котором размещен выступ, закрепленный на внутренней поверхности соседней поворотной ступицы, кроме того, пластины установлены с возможностью сохранения плотного контакта соседних пластин друг с другом в процессе их разворота.

Технический результат выражается в повышении надежности конструкции при эксплуатации за счет возможности изменения рабочей площади лопастей в зависимости от величины давления на лопасти; повышении упругости лопастей, которые приобретают амортизирующий эффект по аналогии с рессорными механизмами при незначительном снижении прочности; расширении области применения за счет одинаковой адаптивности гребного винта к правому и левому вращению и возможности задания начальной кривизны лопастей, обратной ожидаемой деформации по аналогии с кривизной рессора.

Полезная модель относится к области гидродинамики и может быть применена для современных скоростных аппаратов, движущихся в воде лопастных устройств, которые используются в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в судостроении, а именно для гребных винтов.

Одним из недостатков лопастных двигателей является необходимость увеличения размеров и массы винта для повышения передачи судну количества движения.

Известен гребной винт Савицкого В.А. (см. патент РФ 2031048, МПК В63Н 3/00, дата публикации 20.03.1995), содержащий лопасти и ступицу, причем лопасти выполнены с возможностью поворота вокруг своих продольных осей.

В качестве ближайшего аналога принят гребной винт (см. патент РФ 101428, МПК В63Н 3/00, дата публикации 20.01.2011), содержащий ступицу с закрепленным в ней демпфирующим элементом в виде пружины сжатия и лопасти, выполненные с возможностью поворота вокруг своих продольных осей.

Недостатками аналогов является невозможность разворота лопастей относительно оси вращения ступицы и отсутствие возможности увеличения рабочей площади лопастей при увеличении на них давления.

Технической задачей данной полезной модели является разработка гребного винта с повышенной надежностью при эксплуатации и широкой областью применения.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в следующем:

- повышение надежности конструкции при эксплуатации за счет возможности изменения рабочей площади лопастей в зависимости от величины давления на лопасти;

- повышение упругости лопастей, которые приобретают амортизирующий эффект по аналогии с рессорными механизмами при незначительном снижении прочности;

- расширение области применения за счет одинаковой адаптивности гребного винта к правому и левому вращению и возможности задания начальной кривизны лопастей, обратной ожидаемой деформации по аналогии с кривизной рессора.

Поставленная задача решается тем, что в гребном винте, содержащем ступицу с пружинами сжатия и лопасти, каждая лопасть выполнена в виде пакета контактирующих друг с другом фрагментов фигурных, предпочтительно звездообразных пластин, число лучей которых соответствует числу лопастей винта и составляет от двух до четырех, причем каждая из фигурных пластин скреплена с отдельной поворотной ступицей, каждая из которых подпружинена относительно соседних с ней ступиц с возможностью их взаимного разворота относительно оси вращения ступицы, при этом механизм разворота включает цилиндрические трубчатые обечайки меньшего диаметра, размещенные соосно с поворотными ступицами и подпружиненные пружинами сжатия относительно контактирующих с ними ступиц в направлении их поворота, кроме того участки поворотных ступиц, снабженные упорной резьбой и обращенные друг к другу, размещены в зацеплении, при этом каждая цилиндрическая трубчатая обечайка снабжена торцовой крышкой, жестко скрепленной с ней, причем внешняя поверхность цилиндрической трубчатой обечайки снабжена широким шлицом, в котором размещен выступ, закрепленный на внутренней поверхности соседней поворотной ступицы, кроме того, пластины установлены с возможностью сохранения плотного контакта соседних пластин друг с другом в процессе их разворота.

На фиг.1 изображен вид в плане неразвернутого гребного винта.

На фиг.2 изображен продольный разрез неразвернутого гребного винта.

На фиг.3 изображен вид в плане развернутого гребного винта.

На фиг.4 изображен продольный разрез развернутого гребного винта.

На фиг.5 изображен поперечный разрез поворотного механизма неразвернутого гребного винта.

На фиг.6 изображен вид сбоку фигурной пластины гребного винта.

На чертежах показаны лопасти в виде пакета фигурных пластин 1, выполненных с возможностью их взаимного разворота относительно оси вращения 2 поворотных ступиц 3, снабженных участками с упорной резьбой 4, и цилиндрические трубчатые обечайки 5, подпружиненные пружинами сжатия 6, причем каждая цилиндрическая трубчатая обечайка 5 снабжена торцовой крышкой 7, жестко скрепленной с ней, при этом внешняя поверхность цилиндрических трубчатых обечаек 5 снабжена широким шлицом 8, в котором размещен выступ 9, закрепленный на внутренней поверхности соседней поворотной ступицы 3.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Лопасти в виде пакета фигурных пластин 1 в зависимости от режима работы двигателя (экономичный, форсажный) занимают соответствующее положение - исходное или рабочее. При движении на сравнительно небольших скоростях (при сравнительно малых оборотах вала двигателя), когда давление потока воды на фигурные пластины 1 не превышает величины усилия, достаточного для начала сжатия пружин 6, фигурные пластины 1 находятся в исходном состоянии и винт работает как единая жесткая конструкция со сравнительно неширокими лопастями.

При увеличении числа оборотов вала двигателя, когда набегающий поток, воздействующий на опорную поверхность фигурных пластин 1, создает давление, начинающее превышать величину усилия, достаточного для начала сжатия пружин 6, начинается поворот поворотных ступиц 3 относительно цилиндрических трубчатых обечаек 5 с «их накручиванием» на участках с упорной резьбой 4, что приводит к одновременному передвижению поворотных ступиц 3 вдоль шлицев 8.

Разворот фигурных пластин 1 относительно оси вращения 2 сохраняется при постоянстве скорости движения судна.

При дальнейшем увеличении скорости, угол разворота фигурных пластин 1 также увеличивается до «выбора» запаса растяжения пружин 6, причем полный разворот фигурных пластин 1 соответствует максимальному перекрытию и определяется геометрическими размерами в плане. При падении скорости угол поворота фигурных пластин 1 соответственно уменьшается (за счет сил упругости, восстанавливающих свою форму сжатых пружин 6) и так продолжается до возврата фигурных пластин 1 в исходное положение (что соответствует экономичному режиму движения судна). Далее все повторяется.

Гребной винт, содержащий ступицу с пружинами сжатия и лопасти, каждая лопасть выполнена в виде пакета контактирующих друг с другом фрагментов фигурных, предпочтительно звездообразных пластин, число лучей которых соответствует числу лопастей винта и составляет от двух до четырех, причем каждая из фигурных пластин скреплена с отдельной поворотной ступицей, каждая из которых подпружинена относительно соседних с ней ступиц с возможностью их взаимного разворота относительно оси вращения ступицы, при этом механизм разворота включает цилиндрические трубчатые обечайки меньшего диаметра, размещенные соосно с поворотными ступицами и подпружиненные пружинами сжатия относительно контактирующих с ними ступиц в направлении их поворота, кроме того, участки поворотных ступиц, снабженные упорной резьбой и обращенные друг к другу, размещены в зацеплении, при этом каждая цилиндрическая трубчатая обечайка снабжена торцевой крышкой, жестко скрепленной с ней, причем внешняя поверхность цилиндрической трубчатой обечайки снабжена широким шлицем, в котором размещен выступ, закрепленный на внутренней поверхности соседней поворотной ступицы, кроме того, пластины установлены с возможностью сохранения плотного контакта соседних пластин друг с другом в процессе их разворота.