CN107672770A - 一种舵防腐蚀电极的安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶设计领域，尤其涉及一种船舵防腐蚀电极的安装结构。通过在舵叶端部设置呈流线型的导流罩或者将舵叶端部设置为光顺的几何流线型，提高舵叶端部的流场状况，将防腐蚀电极设置于端部或者襟翼的空腔中，避免了防腐蚀电极对舵叶表面流场的不利影响，设置进水孔和出水孔使防腐蚀电极能够更好的接触水流以提高防腐蚀效果。

Description

一种舵防腐蚀电极的安装结构

技术领域

本发明属于航行平台设计领域，尤其涉及一种舵防腐蚀电极的安装结构。

背景技术

航行平台(包括水面船舶、潜艇、深潜仪器等)长时间在水中航行后，其外部结构会发生电解腐蚀，特别是舵长时间浸泡在水中，又经常处于活动状态，舵附近的流场更加复杂，舵受到水解腐蚀、液体冲击腐蚀等更严重；舵由于操作、生物活动造等成机械腐蚀和磨损，二者相互影响，将会导致舵腐蚀破坏，现在人们通过使用表面涂膜以及安装防腐蚀电极的方法来解决上述问题，表面涂膜可以有效隔绝水源，阻止电解发生，但由于结构特点，部分区域特别是活动区域如舵叶连接部、活动部等无法完全覆盖，且涂膜区域一旦因为各种原因剥落，在剥落区及其附近区域由于电势差较大，更会大大加快腐蚀速度，因此现有标准中规定舵必须安装防腐蚀电极如锌块等结构，通过安装防腐蚀电极，利用更活跃的金属来替代腐蚀或者发射保护电流抵消腐蚀电流，现有技术中的防腐蚀电极经常是直接固定在舵外表面上，防腐蚀电极使舵外表面存在凸起块，导致此处发生流体分离和空化，不仅会导致防腐蚀电极损耗速度大幅增加，还会降低舵操控、静音等性能，使舵损坏的概率以及速度提高。

发明内容

本发明创造的目的在于，提供一种舵防腐蚀电极安装结构，其能够避免防腐蚀电极安装后对舵表面流动形态的不利影响，降低防腐蚀电极的损耗速度和舵损坏概率，提高舵效和静音性能。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案。

一种舵防腐蚀电极安装结构，包括舵叶，舵叶的端部设有外表呈流线形的导流罩，导流罩的内部中空，在导流罩中空部和舵叶安装面之间设有防腐蚀电极，防腐蚀电极与舵上的金属结构通过导电结构连接。航行平台在高速航行过程中，附近的流场非常复杂，特别是航行平台在航行过程中舵经常需要执行一定动作，其流场更加复杂，舵表面还会产生空化效应，使振动和噪声大幅增加，同时提高航行能耗，导致舵流场情况恶化的原因或结构主要包括舵上下端面的棱角以及安装在舵表面上的防腐蚀电极块，这些非流线型结构，容易引起流动分离和空化。因此，为避免上述问题，降低上述结构导致的不利影响，本发明结合实际需要以及舵的特点设置了将防腐蚀电极安装在导流罩与舵端面的结构，利用中空的导流罩来使舵端部获得流线结构，同时将原先设置在舵外部的防腐蚀电极安装在导流罩的中空部与舵端部之间，进而尽可能的消除了舵上的非流线结构，极大的优化了高速航行过程中舵附近的流场情况，减小了舵整体的振动，同时完全或极大地消除了高速航行过程中舵端部以及防腐蚀电极附近产生的空化现象，在保证舵的防腐蚀能力的前提下，降低了舵整体的噪音以及空化剥蚀，提高了舵效，通过该方法和结构能够有效提高船舶的静音性能以及舵效，由于避免了防腐蚀电极块自身空化对其材料的剥蚀作用，还可大幅提高防腐蚀电极的使用寿命。

一种舵防腐蚀电极安装结构，包括舵叶以及襟翼，襟翼的上端和下端为光顺的流线几何体，所述导流罩内部中空，在中空的内腔内设有防腐蚀电极，防腐蚀电极通过导电体连接至舵叶。含有襟翼的舵的主舵体以及襟翼相互独立，其中襟翼通常以较主舵体更大的角度进行主动或者被动摆动，以改善舵效以及优化舵受力，襟翼附近的尾流场更加复杂，流体冲击更加强烈，因此襟翼的外形对尾流场的影响被扩大，同时流场对襟翼的作用也影响了舵整体的操控性能，基于上述设计思想，通过着重优化襟翼的外形结构以及防腐蚀电极的安装位置可以在保证襟翼效果的同时优化流场情况，进一步提高舵效，降低不利的噪音、震动以及异常流场等。

一种舵防腐蚀电极安装结构，包括舵叶，所述舵叶上端部安装有防腐蚀电极。在一些船舶上，舵的上端面与船体底部距离很近，在舵上端面和船体底部之间的间隙内，流体流动速度很低，在这种情况下，即使舵的上端面是平面，舵上端面和侧面连接处存在不光顺的棱角，但由于该处流体流动速度很低，舵上端面也不容易发生空化，水流对该处的冲击作用有限，因此将防腐蚀电极安置在舵叶的上端面位置，既可以防止舵端部空化对防腐蚀电极的破坏作用，也可以避免防腐蚀电极自身空化对防腐蚀电极的破坏，还有效避免了防腐蚀电极对流场的不利影响，提高了舵效，降低了舵引起振动和噪声。

进一步地，在导流罩上开有通水孔，海水可以进入导流罩内部，海水与防腐蚀电极表面相接触。防腐蚀电极需要与海水直接接触以通过化学作用保护航行平台防止其受海水腐蚀破坏，因此为保证其防腐蚀效果，应当尽可能的扩大其接触面积，基于上述内置的防腐蚀电极结构，为提高接触效果，在导流罩上设置通水孔，使海水可以直接接触防腐蚀电极以保证其效果。

进一步地，通水孔处设有过滤网以防止水生物或者其他杂物流入内腔中。保护内腔以及其中的防腐蚀电极结构。

进一步地，通水孔包括进水孔和出水孔，进水孔设于舵朝向船首的一侧，出水孔设于与之相对的另一侧。设置沿水流方向分布的通水孔可以使水流更容易在导流罩内腔中从防腐蚀电极附近流过，提高防腐蚀效率，同时水流进入及喷出方向与舵叶尾流场中水流运行方向相同，最大程度的保证不会破坏舵叶原有尾流场。

其有益效果在于：通过在舵叶端部设置呈流线型的导流罩或者将舵叶端部设置为光顺的几何流线型，提高舵叶端部的流场状况，将防腐蚀电极设置于舵或者襟翼导流罩的空腔中，避免了防腐蚀电极对舵叶表面流场的不利影响，设置通水孔和出水孔使防腐蚀电极能够更好的接触水流以提高防腐蚀效果。

附图说明

图1是实施例一中装有导流罩的舵的结构示意图；

图2是实施例二中襟翼舵的立体示意图；

图3是实施例二襟翼舵的结构示意图；

图4是实施例三中襟翼舵的结构示意图。

其附图标记包括：

舵叶1、导流罩2、防腐蚀电极3、螺栓5、通水孔6、船身7、襟翼8。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。

实施例一

如图1所示，一种舵防腐蚀电极的安装结构，包括舵叶1，所述舵叶1为传统航行平台(包括船舶、潜艇等潜航设备等航行器)上使用的舵(包括对称舵和非对称舵等)，舵叶1端部设有外表呈流线形的导流罩2，在实际应用中，舵端部通常设置为平面或接近平面的曲面状，以便于舵的设计加工和安装，因此需要根据实际的安装空间以及技术需要在相应的非流线形端部设置导流罩2，导流罩2的外形应与舵叶1形状相适应，以更好的改善流场情况，本实施例中，导流罩2安装在舵叶1的下端，同时导流罩2活动地安装以便于防腐蚀电极3的安装拆卸，可通过活动螺栓等方式连接，在水流强度较高时，为保证舵叶1和导流罩2强度，也可以通过焊接等方式固定连接，本实施例中使用活动连接方式，因此还包括用于固定导流罩2的固定螺栓5或者卡扣等结构。

本实施例中，防腐蚀电极3是通过螺栓组活动连接至舵，在实际应用中，为便于整体安装设计，也可以将防腐蚀电极3安装固定于导流罩2上。导流罩2内部中空，导流罩2表面设有通水孔以可使水流进出导流罩2中空部位，在导流罩2中空部和舵叶1的下端面之间设有防腐蚀电极3，防腐蚀电极3与舵上的金属结构通过导电结构连接以防止金属结构腐蚀。防腐蚀电极3直接与海水接触以替代舵叶1上金属结构的腐蚀，为实现上述功能，防腐蚀电极与舵叶1上的金属结构必须连接起来，上述连接可以通过额外设置的导线、金属片等连接结构，也可以将防腐蚀电机直接设置在舵叶1的金属结构上，特别的，对于一些独立于舵叶1主体存在的金属结构应当通过额外的导电体连接到防腐蚀电机，以尽可能保证所有金属结构都能得到保护。

实施例二

如图2、图3所示，一种襟翼舵防腐蚀电极3安装结构，包括舵叶1以及襟翼8，舵叶1和襟翼8的上端面和下端面为光顺的流线几何形，襟翼8中空，在中空的内腔内设有防腐蚀电极3，防腐蚀电极3通过导电体连接至主舵叶1，襟翼8上设有通水孔6。襟翼舵是一种结构相对特别的舵，包括舵叶1以及可相对于舵叶活动的襟翼8，相对于传统舵，襟翼舵的结构更复杂，且其腐蚀、磨损的不利因素更多，在安装防腐蚀电极的时候，可以根据上述传统舵的方法，再舵叶端部进行安装，也可以根据实际需要设置在襟翼8内部。

实施例三

如图4所示，一种舵防腐蚀电极安装结构，包括舵叶1，所述舵叶上端部安装有防腐蚀电极。在一些特别结构的航行平台上，舵的上端与船体7(部分)距离较近，相对于航行平台整体流场分布，该处的流场主要受附近的船体以及舵两侧的外形影响，受舵叶上端的影响较小，通过将防腐蚀电极安置在舵叶的上端位置，能够降低防腐蚀电极对航行平台流场整体的不利影响，同时基本不会对防腐蚀电极的防腐蚀效果造成影响。

需要指出的是，上述不同实施例是根据各自不同情况作出的最优方案，在实际应用过程中，根据航行体结构以及使用环境，还可以将各种实施方案进行组合使用，例如将防腐蚀电极分别安装在舵的上端以及下端，同时在下端安装导流罩。

在上述实施例的结构之余，本发明的结构还包括，通水孔6包括进水孔和出水孔，进水孔设于舵朝向船首的一侧，出水孔设于相对的另一侧。设置沿水流方向分布的进水孔和出水孔可以使水流更容易在导流罩2内腔中从防腐蚀电极3附近流过，提高防腐蚀效率，同时水流进入及喷出方向与舵叶1尾流场中水流运行方向相同，最大程度的保证不会破坏舵叶1原有尾流场，以提高舵综合性能。避免将通水孔设置在舵两侧，防止在高速航行时，通水孔处水流无法顺畅地进入孔中。

同时通水孔处设有过滤网以防止水生物或者其他杂物流入内腔中。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种舵防腐蚀电极安装结构，包括舵叶，其特征在于，所述舵叶的端部设有外表呈流线型的导流罩，所述导流罩内部中空，在导流罩中空部和舵叶的端面之间设有防腐蚀电极，防腐蚀电极与舵上的金属结构通过导电结构连接。

2.一种舵防腐蚀电极安装结构，包括舵叶以及襟翼，其特征在于，所述襟翼的上端或下端设有光顺的流线形导流罩，所述导流罩内部中空，在中空的内腔内设有防腐蚀电极，所述防腐蚀电极通过导电体连接至舵叶。

3.一种舵防腐蚀电极安装结构，包括舵叶，其特征在于，所述舵叶上端部安装有防腐蚀电极。

4.根据权利要求1或2所述的舵防腐蚀电极安装结构，其特征在于，在导流罩上开有通水孔，海水可以进入导流罩内部，海水与防腐蚀电极表面相接触。

5.根据权利要求4所述的舵防腐蚀电极安装结构，其特征在于，所述通水孔处设有过滤防护网。

6.根据权利要求4所述的舵防腐蚀电极安装结构，其特征在于，所述通水孔包括进水孔和出水孔，所述进水孔设于导流罩离船首较近的一端，所述出水孔设于导流罩离船首较远的一端。