Гребний гвинт оніпка

Реферат: Винахід належить до суднобудування. Гребний гвинт містить дугоподібні лопаті, у яких вигнута бокова поверхня зорієнтована вздовж осі обертання ротора, її край плавно нахилений від цієї осі у напрямку до краю всмоктуючої поверхні гребного гвинта. Частина краю всмоктуючої UA 111891 C2 (12) UA 111891 C2 поверхні гребного гвинта виконана із закругленим потовщенням, яке має продовження, як розрізана вздовж половина карплевидної форми у напрямку до дугоподібного краю цієї поверхні. Передбачено конусоподібну маточину, основа якої розташована біля осей, які паралельні осі обертання гребного гвинта і проходять через вершини западин між лопатями. Технічним результатом є підвищення зносостійкості при збільшенні величини тяги. UA 111891 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема виробництва гребних гвинтів для суден різної вантажопідйомності та призначення, а також для торпед. Відомий гребний гвинт (п. RU № 2452653, В63Н 1/14), який містить щонайменше дві дугоподібні лопаті, які розташовані навкруги осі обертання гребного гвинта і кожна з яких зв'язана з маточиною, виконаною у вигляді вала, розташованого біля осі обертання гребного гвинта. Твірна вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті виконана у вигляді спіралевидних ділянок з кутом нахилу до кромок лопатей, верхній край вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті зв'язаний з верхнім краєм угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті. Поверхні дугоподібної лопаті утворюють профіль, який монотонно зменшується у міру віддалення від осі гвинта і рівномірно закручений по спіралі на 180°. Навкруги дугоподібних лопатей розташований зрізаний конус, а біля всмоктуючої поверхні гребного гвинта розташовані водозабірні лопатки. Збігаються з суттєвими ознаками відомого гребного гвинта щонайменше дві дугоподібні лопаті, які розташовані навкруги осі обертання гребного гвинта і кожна з яких зв'язана з маточиною, розташованою біля осі обертання гребного гвинта. Зв'язок верхнього краю угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті з верхнім краєм вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті виконаний під кутом з утворенням профілю, який монотонно зменшується у міру віддалення від осі гвинта і рівномірно закручений по спіралі. Недолік відомого гребного гвинта полягає в тому, що при його обертанні всмоктуюча поверхня гребного гвинта утворює надмірний опір водяному потоку, відбитому від корми судна при його русі вперед, внаслідок чого у водяному потоці утворюються турбулентні шари, які призводять до поступового руйнування поверхні гребного гвинта, а також зменшується величина тяги гребного гвинта. Відомий гребний гвинт (п. UA № 106414, F03D 1/06, F03B 3/12, В64С 11/00, F04D 29/26, Н05К 7/20), який містить щонайменше дві дугоподібні лопаті, які розташовані навколо осі обертання гребного гвинта і кожна з яких зв'язана з валом, розташованим біля осі обертання гребного гвинта. Твірна вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті по суті паралельна осі обертання гребного гвинта. Верхній край вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті з'єднаний з верхнім краєм угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті, який плавно нахилений від вершини гребного гвинта, через яку проходить вісь його обертання, у напрямку до краю всмоктуючої поверхні гребного гвинта. Зв'язок верхнього краю угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті з верхнім краєм вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті виконаний під кутом, а протилежний край угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті з'єднаний під кутом з вигнутою боковою поверхнею суміжної дугоподібної лопаті. Збігаються з суттєвими ознаками відомого гребного гвинта щонайменше дві дугоподібні лопаті, які розташовані навкруги осі обертання гребного гвинта. Твірна вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті по суті паралельна осі обертання гребного гвинта. Верхній край вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті зв'язаний з верхнім краєм угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті, який плавно нахилений від вершини гребного гвинта, через яку проходить вісь його обертання, у напрямку до краю всмоктуючої поверхні гребного гвинта. Зв'язок верхнього краю угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті з верхнім краєм вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті виконаний під кутом, протилежний край угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті зв'язаний під кутом з вигнутою боковою поверхнею суміжної дугоподібної лопаті. Недолік відомого гребного гвинта такий, як у попередньому аналогу. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення відомого гребного гвинта, у якому шляхом зміни конструкції зменшено його здатність при обертанні утворювати надмірний опір водяному потоку, відбитому від корми судна при його русі вперед, внаслідок чого у водяному потоці біля краю гребного гвинта турбулентні шари зменшуються, що підвищує його зносостійкість, і збільшується величина тяги гребного гвинта. Поставлені задачі вирішуються тим, що в гребному гвинті, який містить щонайменше дві дугоподібні лопаті, які розташовані навкруги осі обертання гребного гвинта, твірна вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті по суті паралельна осі обертання гребного гвинта, верхній край вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті зв'язаний з верхнім краєм угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті, який плавно нахилений від вершини гребного гвинта, через яку проходить вісь його обертання, у напрямку до краю всмоктуючої поверхні гребного гвинта, зв'язок верхнього краю угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті з верхнім краєм вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті виконаний під кутом, протилежний край угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті зв'язаний під кутом з вигнутою боковою поверхнею суміжної дугоподібної лопаті, згідно з винаходом, край всмоктуючої поверхні гребного гвинта, який зв'язаний з прямим краєм кожної угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті, виконаний із 1 UA 111891 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 закругленим потовщенням, від вершини якого всмоктуюча поверхня гребного гвинта плавно нахилена до її дугоподібного краю з перерізом у цьому напрямку як розрізана вздовж половина краплевидної форми, вздовж осі обертання гребного гвинта додатково міститься конусоподібна маточина, периметр основи якої розташований біля осей, які паралельні осі обертання гребного гвинта і проходять через вершини западин між лопатями, і поверхня якої плавно зв'язана з всмоктуючою поверхнею гребного гвинта. Крім того, випукла всмоктуюча поверхня гребного гвинта і зв'язана з нею поверхня конусоподібної маточини, виконані за умови мінімального гідравлічного опору гребного гвинта водяному потоку, відбитому від корпусу судна при його русі вперед. Сукупність наведених основних ознак гребного гвинта забезпечує зменшення опору водяному потоку, відбитому від корми судна при його русі вперед, а також зменшення турбулентних шарів біля краю гребного гвинта, що підвищує його зносостійкість, і збільшується величина тяги гребного гвинта. Як додатковий позитивний ефект, зменшується шум, утворюваний гребним гвинтом, зокрема при утворенні турбулентних шарів по периметру всмоктуючій поверхні гребного гвинта. Також додатково підвищується механічна міцність лопатей гребного гвинта на їх зовнішньому краю, чим зменшується вірогідність пошкодження гребного гвинта сторонніми предметами, такими як плаваючі у воді уламки дерева або крижані брили. Крім того, оптимальна конфігурація всмоктуючої поверхні гребного гвинта з мінімальним гідравлічним опором водяному потоку, відбитому від корпусу судна при його русі вперед, збільшує величину тяги гребного гвинта. На фіг. 1 схематично зображено гребний гвинт, на фіг. 2 - його вигляд справа. Гребний гвинт містить три дугоподібні лопаті з вигнутими боковими поверхнями 1 і угнутими боковими поверхнями 2, які розташовані навкруги осі 3 обертання гребного гвинта. Твірна вигнутої бокової поверхні 1 по суті паралельна осі 3. Край угнутої бокової поверхні 2 плавно нахилена від вершини гребного гвинта, через яку проходить вісь його обертання, у напрямку до краю всмоктуючої поверхні 4 гребного гвинта. Верхній край угнутої бокової поверхні 2 зв'язаний з верхнім краєм вигнутої бокової поверхні 1, а протилежний край угнутої бокової поверхні 2 зв'язаний з вигнутою боковою поверхнею 1 суміжної дугоподібної лопаті. Край всмоктуючої поверхні 4 гребного гвинта біля прямої ділянки 5 виконаний з закругленим потовщенням 6 від вершини якого ця поверхня плавно нахилена до її дугоподібного краю 7 з перерізом у цьому напрямку як розрізана вздовж половина краплевидної форми. Всмоктуюча поверхня 4 гребного гвинта плавно зв'язана з поверхнею конусоподібної маточини 8, периметр основи якої розташований біля осей 9, які паралельні осі 3 і проходять через вершини западин 10 між лопатями. Стрілкою 11 показано напрямок обертання гребного гвинта. Гребний гвинт працює таким чином. Гребний гвинт з'єднують з гребним валом судна через отвір у маточині 8 і при їх обертанні навкруги осі 3 за стрілкою 11, лопаті своєю нагнітальною поверхнею починають перетворювати цей обертальний рух в прямолінійний рух судна. Угнутими боковими поверхнями 2 гребний гвинт нагнітає воду у бік своєї вершини, а вигнуті бокові поверхні 1 завдяки їх паралельному розташуванню до напрямку руху судна створюють мінімальний опір їх обтіканню водою. Край всмоктуючої поверхні 4 гребного гвинта розтинає воду прямою ділянкою 5 із закругленим потовщенням 6, що суттєво перешкоджає утворенню турбулентних шарів біля краю 4 гребного гвинта. Водяний потік, який набігає на конусоподібну маточину 8 і всмоктуючу поверхню 4 гребного гвинта, перетікає на його угнуті бокові поверхні 2 гребного гвинта з мінімальними турбулентними проявами. Друга частина цього потоку проходить біля дугоподібного краю 7 всмоктуючої поверхні 4 гребного гвинта вздовж вигнутої бокової поверхні 1 гребного гвинта також з мінімальними турбулентними проявами. Цьому сприяє також плавне перетікання набігаючого водяного потоку з поверхні конусоподібної маточини 8 близько до вершин западин 10 між лопатями вздовж осей 9. Зменшення турбулентності набігаючого водяного потоку і турбулентних приповерхневих шарів на лопатях підвищує ефективність його взаємодії з нагнітальною поверхнею гребного гвинта і збільшує величину його тяги та зносостійкість. При зменшенні турбулентності біля гребного гвинта також зменшується шум, що має суттєве значення, наприклад, для прихованого руху підводного човна і торпеди. Плаваючі у воді сторонні предмети, такі як уламки дерева або крижані брили, не завдають суттєвої шкоди гребному гвинту і відбиваються від його міцних конструктивних елементів в сторону від судна. Для побудови оптимальної конфігурації всмоктуючої поверхні гребного гвинта, особливо для багатотонажних суден, де часто використовуються декілька гребних гвинтів, її розрахунки виконують спільно з проектуванням корпусу судна. Таким чином мінімізується гідравлічний опір 2 UA 111891 C2 5 водяному потоку, відбитому від корпусу судна при його русі вперед, збільшується величина тяги гребного гвинта. Гребний гвинт, що заявляється, пройшов успішно експериментальні випробування на рухомій моделі судна, які показали у порівнянні з відомими гребними гвинтами його перевагу, зокрема у збільшенні величини тяги. Покращення його шумових характеристик перевірено розрахунками. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 1. Гребний гвинт, який містить щонайменше дві дугоподібні лопаті, які розташовані навкруги осі обертання гребного гвинта, твірна вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті по суті паралельна осі обертання гребного гвинта, верхній край вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті зв'язаний з верхнім краєм угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті, який плавно нахилений від вершини гребного гвинта, через яку проходить вісь його обертання, у напрямку до краю всмоктуючої поверхні гребного гвинта, зв'язок верхнього краю угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті з верхнім краєм вигнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті виконаний під кутом, протилежний край угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті зв'язаний під кутом з вигнутою боковою поверхнею суміжної дугоподібної лопаті, який відрізняється тим, що край всмоктуючої поверхні гребного гвинта, який зв'язаний з прямим краєм кожної угнутої бокової поверхні дугоподібної лопаті виконаний із закругленим потовщенням, від вершини якого всмоктуюча поверхня гребного гвинта плавно нахилена до її дугоподібного краю з перерізом у цьому напрямку як розрізана вздовж половина краплевидної форми, вздовж осі обертання гребного гвинта додатково міститься конусоподібна маточина, периметр основи якої розташований біля осей, які паралельні осі обертання гребного гвинта і проходять через вершини западин між лопатями, і поверхня якої плавно зв'язана з всмоктуючою поверхнею гребного гвинта. 2. Гребний гвинт за п. 1, який відрізняється тим, що випукла всмоктуюча поверхня гребного гвинта і зв'язана з нею поверхня конусоподібної маточини виконані за умови мінімального гідравлічного опору гребного гвинта водяному потоку, відбитому від корпусу судна при його русі вперед. 3 UA 111891 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4