Судовой волновой движитель

 

Использование: изобретение относится к конструкции судовых волновых движителей. Сущность изобретения: волновой движитель содержит небалансирное поворотное крыло, закрепленное на баллере. На баллере 2 закреплен рычаг 3, противоположным концом шарнирно соединенный со штоком поршня напорного гидроцилиндра 4 блока управления. Блок управления, кроме того, содержит управляющие гидроцилиндры 11, 12, 13, связанные между собой и с напорным гидроцилиндром трубопроводами 7 с клапанами 8, 9, 10 и 21. Внутри каждого управляющего гидроцилиндра по его оси установлена направляющая 14, на которую насажены с возможностью перемещения поршень 15 и набор дисков 17 с перфорацией, между которыми установлены пружины 19, а на внутренней стенке закреплены упоры 18, ограничивающие ход дисков 17 с перфорацией. 2 ил.

Известен судовой волновой движитель, содержащий небалансирное поворотное крыло, закрепленное на баллере, и рычаг, одним концом жестко соединенный с баллером, а другим с напорным гидроцилиндром блока управления, содержащим поршень со штоком [1] Недостатком известного устройства являются недостаточно высокие эксплуатационные качества низкая надежность, необходимость иметь на судне, помимо гидросистемы, систему сжатого воздуха, необходимость постоянного наблюдения и обслуживания во время работы.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств волнодвижителя.

Достигается это тем, что в известном судовом волновом движителе блок управления снабжен одним или несколькими управляющими гидроцилиндрами, связанными между собой и с напорным гидроцилиндром трубопроводами с клапанами, при этом каждый управляющий гидроцилиндр содержит направляющую, расположенную внутри него на его геометрической оси, а также поршень, диски с перфорацией и пружины, установленные на упомянутой направляющей, причем поршень гидроцилиндра и диски с перфорацией выполнены с возможностью их перемещения по направляющей и между ними размещены указанные пружины, а управляющий гидроцилиндр снабжен упорами для ограничения хода дисков с перфорацией.

На фиг. 1 показан блок управления волнодвижителя; на фиг. 2 кривые М f() для различных скоростей хода и балльности моря.

Условные обозначения: оптимальный угол поворота крыла, зависящий от угла скоса потока; М моменты поворота крыла; А, В, Б кривые потребных моментов; а, б, в, г прямые, соответствующие моментам, блока управления волнодвижителя.

Крыло 1 волнового движителя выполнено небалансирным (центр давления находится позади оси поворота крыла) жестко соединено с баллером 2, который в свою очередь жестко соединен с рычагом 3, наружный конец которого соединен со штоком напорного гидроцилиндра 4. Последний снабжен поршнем 5 со штоком 6, один конец которого шарнирно соединен с наружным концом рычага 3 и посредством трубопроводов 7 с клапанами 8, 9, 10 и 21 с управляющими гидроцилиндрами 11, 12, 13. Каждый управляющий гидроцилиндр содержит направляющую 14 с насаженными на нее поршнем 15 с уплотняющими кольцами 16, диски 17 с перфорацией, а также упоры 18, предназначенные для ограничения хода дисков. Между дисками 17, торцами управляющих гидроцилиндров и поршнем 15 расположены пружины 19, имеющие различную жесткость как внутри одного управляющего цилиндра, так и отличающиеся по жесткости по сравнению с пружинами других управляющих цилиндров. Внутренние полости, расположенные по обе стороны поршня 15, связаны между собой перепускным трубопроводом с клапаном 20, что позволяет выравнивать в них давление при горизонтальном положении крыла.

Устройство работает следующим образом.

Под действием скошенного за счет волнения моря набегающего потока воды крыло стремится повернуться и встать вдоль потока. Усилие, обусловленное моментом вращения крыла, через баллер 2, рычаг 3 и шток 6 передается поршню 5 напорного гидроцилиндра 4. При закрытых клапанах 8 поршень 5 не имеет свободы продольного перемещения, поэтому крыло остается неподвижным. При различных скоростях хода и различной балльности работает какой-то один определенный управляющий гидроцилиндр или группа.

Рассмотрим работу на примере управляющего цилиндра 11. Для включения его в работу открывают клапаны 8 и 21. Усилием, переданным от крыла 1 поршня 5, жидкость, например, из левой полости гидроцилиндра 4 поступает в левую полость управляющего гидроцилиндра 11 и перемещает поршень 15 вправо. Из правой полости гидроцилиндра 11 под действием поршня 15 жидкость перемещается по трубопроводу 22 в правую полость гидроцилиндра 4.

В начале перемещения поршня 15 сжимаются все пружины 19, при этом управляющий момент изменяется по линейному закону на графике прямая а₁, (фиг. 2).

Когда крайний диск 17 достигнет упора 18, жесткость продолжающих сжиматься пружин скачкообразно возрастет и управляющий момент М станет изменяться по линейному закону по прямой б₁.

Когда второй от края диск 17 дойдет до своего упора 18, жесткость работающих пружин опять скачкообразно возрастет и управляющий момент М будет изменяться по линейному закону по прямой в₁.

При достижении упора третьим от края диском 17 управляющий момент М скачкообразно возрастет, изменение момента будет происходить по прямой г₁. В этом случае работает только одна пружина, расположенная между поршнем 15 и ближайшим к нему диском.

Из графика фиг. 2 видно, что ломаная линия, состоящая из отрезков а₁, б₁, в₁, г₁, достаточно точно копирует кривую А потребного момента управления для данной скорости хода и балльности моря.

Для управления поворотом крыла в зависимости от угла скоса потока на других скоростях хода и при других балльностях моря задействуются другие управляющие гидроцилиндры (12, 13 и др.). Возможно использование в работе одновременно двух и более управляющих гидроцилиндров, с целью более точного обеспечения заданного закона управления (кривые А, Б, В).

Подключение управляющих гидроцилиндров осуществляется открытием клапанов 9, 10, 21.

Для обеспечения выполнения законов управления по кривым с меньшей кривизной может использоваться меньшее количество наборов пружин 19, дисков 17 и упоров 18 (см. например, кривые Б и В и соответствующие им ломаные линии а₂, б₂, в₂ и а₃ и б₃.

Формула изобретения

СУДОВОЙ ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий небалансирное поворотное крыло, закрепленное на баллере, и рычаг, одним концом жестко соединенный с баллером, а другим с напорным гидроцилиндром блока управления, содержащим поршень со штоком, отличающийся тем, что блок управления снабжен одним или несколькими управляющими гидроцилиндрами, связанными между собой и с напорным гидроцилиндром трубопроводами с клапанами, при этом каждый управляющий гидроцилиндр снабжен направляющей, расположенной внутри этого гидроцилиндра по его геометрической оси, а также поршнем, дисками с перфорацией и пружинами на упомянутой направляющей, причем поршень гидроцилиндра и диски с перфорацией выполнены с возможностью их перемещения по направляющей и между ними размещены указанные пружины, а гидроцилиндр снабжен упорами для ограничения хода дисков с перфорацией.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2