RU209346U1

RU209346U1 - propeller nozzle

Info

Publication number: RU209346U1
Application number: RU2021130110U
Authority: RU
Inventors: Николай Леонидович Великанов; Сергей Иванович Корягин; Сергей Владимирович Буйлов; Олег Васильевич Шарков
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2022-03-15

Abstract

Полезная модель относится к области судовых движителей, в частности к насадкам гребных винтов судов, и может быть использована на пассажирских, транспортных, рыбодобывающих и других надводных судах, катерах и яхтах. Задача полезной модели - повышение ресурса работы насадки гребного винта за счет уменьшения ее кавитационного и коррозионного изнашивания и упрощении технологии изготовления. Сущность полезной модели заключается в том, что насадка гребного винта выполнена составной, включающей в себя корпус и вставку, выполненную из материала типа «пластик» и состоящую из верхней и нижней частей, которые соединены клеевой композицией. Внешняя поверхность вставки представляет собой две конические поверхности, пропорционально уменьшающиеся к краям корпуса и выполненные с полусферами, расположенными в шахматном порядке. Внутренние поверхности корпуса и вставки выполнены профильными - с поперечно ориентированной волнистостью.The utility model relates to the field of ship propellers, in particular to the nozzles of ship propellers, and can be used on passenger, transport, fishing and other surface vessels, boats and yachts. The objective of the utility model is to increase the service life of the propeller nozzle by reducing its cavitation and corrosion wear and simplifying the manufacturing technology. The essence of the utility model lies in the fact that the propeller nozzle is made composite, including a body and an insert made of a material of the "plastic" type and consisting of an upper and lower parts, which are connected by an adhesive composition. The outer surface of the insert consists of two conical surfaces, proportionally decreasing towards the edges of the body and made with hemispheres arranged in a checkerboard pattern. The inner surfaces of the body and the insert are profiled - with transversely oriented waviness.

Description

Полезная модель относится к области судовых движителей, в частности к насадкам гребных винтов судов.The utility model relates to the field of ship propellers, in particular to propeller nozzles for ships.

Известен судовой движительный комплекс [1] содержит гребной винт, неповоротную насадку и направляющий аппарат, выполненный в виде профильного кольца с радиально установленными лопастями, образующий между насадкой переменный по ширине и высоте канал, наиболее широкий и узкий по высоте в месте кавитационной эрозии. При работе движительного комплекса за счет направляющего аппарата, имеющего асимметричную форму, ликвидируется местный кавитационный износ.Known ship propulsion complex [1] contains a propeller, a fixed nozzle and a guide vane made in the form of a profile ring with radially mounted blades, forming between the nozzle a channel variable in width and height, the widest and narrowest in height at the site of cavitation erosion. During the operation of the propulsion complex, local cavitation wear is eliminated due to the guide vane, which has an asymmetric shape.

Недостатками описанного изобретения является сложность конструкции и снижение коэффициента полезного действия при работе судового винта за счет создания дополнительного сопротивления от направляющего аппарата. Кроме этого, данная конструкция не защищает от коррозионного износа.The disadvantages of the described invention is the complexity of the design and the reduction in efficiency during operation of the marine propeller due to the creation of additional resistance from the guide vane. In addition, this design does not protect against corrosive wear.

В качестве прототипа выбрана насадка гребного винта, обеспечивающая уменьшение корозионного износа, за счет снижения действия электрохимической коррозии [2]. Насадка содержит кольцевой элемент (корпус), поверхность которого снабжена по крайней мере одним электродом с проводником, соединяющим его с протектором. Электрод и протектор изолированы от кольцевого элемента прокладками. Это позволяет снизить величину химической электродвижущей силы между гребным винтом и насадкой.As a prototype, a propeller nozzle was selected, which provides a reduction in corrosive wear by reducing the effect of electrochemical corrosion [2]. The nozzle contains an annular element (body), the surface of which is provided with at least one electrode with a conductor connecting it to the protector. The electrode and protector are isolated from the ring element by gaskets. This reduces the magnitude of the chemical electromotive force between the propeller and nozzle.

Недостатками данного изобретения является сложность монтажа конструкции и необходимость частой замены электрода, что вызывает дополнительные временные и материальные затраты. Кроме этого данная конструкция не защищает от кавитационного износа.The disadvantages of this invention is the complexity of mounting the structure and the need for frequent replacement of the electrode, which causes additional time and material costs. In addition, this design does not protect against cavitation wear.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение ресурса работы насадки гребного винта за счет уменьшения ее кавитационного и коррозионного изнашивания.The objective of the claimed utility model is to increase the service life of the propeller nozzle by reducing its cavitation and corrosion wear.

Поставленная задача решается тем, что в насадке гребного винта, содержащей кольцевой элемент (корпус), согласно изобретению, устанавливают вставку, изготовленную из материала типа «пластик» и состоящую из двух частей, которые соединены клеевой композицией, при этом внешняя поверхность вставки представляет собой две конические поверхности, пропорционально уменьшающиеся к краям корпуса и выполненные с полусферами, расположенными в шахматном порядке. Кроме этого, внутренние поверхности корпуса и вставки выполнены с поперечно ориентированной волнистостью.The problem is solved by the fact that in the propeller nozzle containing the annular element (housing), according to the invention, an insert is installed, made of a material of the "plastic" type and consisting of two parts, which are connected by an adhesive composition, while the outer surface of the insert is two conical surfaces, proportionally decreasing towards the edges of the body and made with hemispheres arranged in a checkerboard pattern. In addition, the inner surfaces of the housing and the insert are made with transversely oriented waviness.

Выполнение внешней поверхности вставки с полусферами вызывает схлопывание кавитационных пузырьков на некотором расстоянии от основного материала, что снижает кавитационный износ.The execution of the outer surface of the insert with hemispheres causes the collapse of cavitation bubbles at a certain distance from the base material, which reduces cavitation wear.

Выполнение вставки из материала типа «пластик» снижает коррозионный износ насадки, а наружную поверхность ее корпуса, на которую не воздействуют кавитационные пузырьки, можно защитить от коррозии известными методами, например покраской.The insert made of a material of the "plastic" type reduces the corrosive wear of the nozzle, and the outer surface of its body, which is not affected by cavitation bubbles, can be protected from corrosion by known methods, such as painting.

Выполнение внутренних поверхностей корпуса и вставки волнистыми позволяет увеличить поверхность склеивания, что повышает прочность соединения, а поперечная ориентация волнистости препятствует повороту вставки относительно корпуса насадки при работе гребного винта.The execution of the inner surfaces of the body and insert wavy allows you to increase the bonding surface, which increases the strength of the connection, and the transverse orientation of the waviness prevents the insert from turning relative to the body of the nozzle during propeller operation.

На фиг. 1 показана насадка гребного винта в разрезе по А-А, на фиг. 2 - в разрезе по Б-Б, на фиг. 3 - геометрия внешней поверхности вставки.In FIG. 1 shows the nozzle of the propeller in the section along A-A, in Fig. 2 - in section along B-B, in Fig. 3 - geometry of the outer surface of the insert.

Насадка гребного винта выполнена составной, включающей в себя кольцевой элемент (корпус) 1 и вставку, состоящую из верхней 2 и нижней 3 частей, которые соединены клеевой композицией 4.The propeller nozzle is made composite, including an annular element (body) 1 and an insert consisting of the upper 2 and lower 3 parts, which are connected by adhesive composition 4.

Корпус 1, предназначенный для установки вставки 2 и обеспечения прочностных параметров насадки, выполнен из материала типа «сталь» в виде кольцевого элемента. Внешняя поверхность корпуса имеет гладкую цилиндрическую форму, а внутренняя поверхность выполнена с поперечно ориентированной волнистостью.The body 1, designed to install the insert 2 and provide the strength parameters of the nozzle, is made of a material of the "steel" type in the form of an annular element. The outer surface of the housing has a smooth cylindrical shape, and the inner surface is made with a transversely oriented waviness.

Вставка, предназначена для уменьшения коррозионного и кавитационного изнашивания, выполнена из материала типа «пластик» в виде двух отдельных симметричных полуколец 2 и 3. Наружная часть 5 каждого полукольца представляет собой две конические поверхность пропорционально уменьшающиеся от наибольшей толщины, в зоне лопастей винта, к краям корпуса до наименьшей толщины.The insert, designed to reduce corrosion and cavitation wear, is made of a material of the "plastic" type in the form of two separate symmetrical half rings 2 and 3. The outer part 5 of each half ring consists of two conical surfaces proportionally decreasing from the greatest thickness, in the area of the propeller blades, to the edges body to the smallest thickness.

Наибольшая общая толщина корпуса и вставки зависит от диаметра гребного винта D и определяется зависимостью h=(0,10…0,15)D, при этом наибольшая толщиной вставки h1, которая меняется по окружности насадки, должно удовлетворять соотношению h1=(0,35…0,75)h.The largest total thickness of the hull and insert depends on the diameter of the propeller D and is determined by the dependence h=(0.10…0.15)D, while the largest thickness of the insert h1, which varies along the circumference of the nozzle, must satisfy the ratio h1=(0.35 …0.75)h.

Вся коническая поверхность вставки выполнена с полусферами 6 диаметра d=8…12 мм, расположенными в шахматном порядке. Диаметр d и продольный и поперечный шаги р полусфер должны имеет соотношение p=(1,3…1,5)d.The entire conical surface of the insert is made with hemispheres 6 of diameter d=8...12 mm, arranged in a checkerboard pattern. The diameter d and the longitudinal and transverse steps p of the hemispheres must have the ratio p=(1.3…1.5)d.

Внутренняя часть 7 каждого полукольца выполнена с поверхностью, которая идентична внутренней поверхности корпуса - имеет поперечно ориентированную волнистость с теми же параметрами.The inner part 7 of each half ring is made with a surface that is identical to the inner surface of the housing - has a transversely oriented waviness with the same parameters.

Насадка на гребной винт работает следующим образом. Во время работы гребного винта образуются кавитационные пузырьки, которые, взаимодействуя с полусферами 6 вставки, лопаются на некотором расстоянии от основного материала вставки, тем самым снижая энергию гидравлических микроударов. Так как одновременно лопается большое количество пузырьков, энергия их гидравлических микроударов может компенсироваться в пространстве между полусферами 6.The nozzle on the propeller works as follows. During operation of the propeller, cavitation bubbles are formed, which, interacting with the hemispheres 6 of the insert, burst at a certain distance from the main material of the insert, thereby reducing the energy of hydraulic microshocks. Since a large number of bubbles burst simultaneously, the energy of their hydraulic microshocks can be compensated in the space between the hemispheres 6.

Использование заявляемой полезной модели позволяет увеличить срок службы насадки гребного винта и упростить технологию изготовления.The use of the claimed utility model allows to increase the service life of the propeller nozzle and simplify the manufacturing technology.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when drawing up the application:

1. А.с. СССР №1565749 А1. МПК В63Н 5/14 В63В 5/14 В63В 5/16 В63Н 5/16. Судовой движительный комплекс / В.В. Быстров, опубликован в Б.И., 1990, №19.1. A.S. USSR No. 1565749 A1. MPK V63N 5/14 V63V 5/14 V63V 5/16 V63N 5/16. Ship propulsion complex / V.V. Bystrov, published in B.I., 1990, No. 19.

2. А.с. СССР №1689213 А1. МПК В63Н 5/16 C23F 13/00. Насадка гребного винта / B.C. Гаврилов, В.А. Черепнин, Э.К. Блинов, А.И. Макогон, А.В. Смыков, О.В. Буланцев, опубликовано в БИ, 1991, №41.2. A.s. USSR No. 1689213 A1. IPC V63N 5/16 C23F 13/00. Propeller nozzle / B.C. Gavrilov, V.A. Cherepnin, E.K. Blinov, A.I. Makogon, A.V. Smykov, O.V. Bulantsev, published in BI, 1991, No. 41.

Claims

A propeller nozzle containing a body, characterized in that it contains an insert made of a material of the "plastic" type and consisting of two parts, which are connected by an adhesive composition, while the outer surface of the insert consists of two conical surfaces proportionally decreasing towards the edges of the body and made with hemispheres arranged in a checkerboard pattern, and the inner surface of the insert is made with a transversely oriented waviness, identical to the inner surface of the housing.