RU2531631C2

RU2531631C2 - Ring propulsor

Info

Publication number: RU2531631C2
Application number: RU2013102102/11A
Authority: RU
Inventors: Валентин Федорович Васильев; Кирилл Александрович Галайда; Владимир Иванович Карпов; Николай Павлович Никитин; Александр Викторович Шитоев
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-10-27
Also published as: RU2013102102A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to ship building and may be used in screw propellers and active control means. Ring propulsor comprises motor, ring adapter and ring rotor that make a water-way duct and screw propeller. Screw propeller blade roots are fitted at ring rotor while blade tips are located in the area of water-way duct and fastened together. Blade tips are fastened together and roots are fitted in rotor via damping shims.

EFFECT: decreased vibration and noise pollution, longer life of propeller screw.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.The invention relates to the field of shipbuilding and can be used in the construction of screw propulsion devices and devices for active control of swimming means.

Известно движительное устройство, включающее электродвигатель, установленный на оси водопроточного канала, и гребной винт, закрепленный на валу электродвигателя (см. Э.П. Лебедев и др. «Средства активного управления судами». - Л.: «Судостроение», 1969 г., стр.114-115). Недостатком известного устройства является низкая его эффективность из-за высокого гидравлического сопротивления электродвигателя в водопроточном канале.A propulsion device is known that includes an electric motor mounted on the axis of the water flow channel and a propeller mounted on the electric motor shaft (see EP Lebedev et al. “Means of active control of ships.” - L .: “Shipbuilding”, 1969 pg. 114-115). A disadvantage of the known device is its low efficiency due to the high hydraulic resistance of the electric motor in the water flow channel.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является кольцевое движительное устройство, включающее электродвигатель, состоящий из кольцевой насадки и кольцевого ротора, образующих водопроточный канал, а также гребной винт, комли лопастей которого установлены на роторе, а вершины лопастей расположены в районе оси водопроточного канала и скреплены между собой (см. патент RU №2187017, кл. F03D 3/00, 2002 г.). Недостатком данной конструкции устройства является повышенная виброактивность устройства из-за недостаточной жесткости лопастей и передачи вибраций с этих лопастей на кольцевую насадку, что снижает долговечность работы всех элементов. Кроме того, повышенная виброактивность приводит к акустическому загрязнению окружающей среды и ухудшению экологии.The closest to the claimed invention in terms of technical nature and the achieved result is an annular propulsion device comprising an electric motor consisting of an annular nozzle and an annular rotor forming a water flow channel, as well as a propeller, the blades of which are mounted on the rotor, and the blades tops are located in the region of the axis water flow channel and fastened together (see patent RU No. 2187017, CL F03D 3/00, 2002). The disadvantage of this device design is the increased vibration activity of the device due to insufficient rigidity of the blades and the transmission of vibrations from these blades to the annular nozzle, which reduces the durability of all elements. In addition, increased vibration activity leads to acoustic pollution of the environment and environmental degradation.

Цель настоящего изобретения - снижение виброактивности гребного винта и повышение его долговечности, а также снижение акустического загрязнения окружающей среды.The purpose of the present invention is to reduce the vibrational activity of the propeller and increase its durability, as well as reducing acoustic pollution of the environment.

Указанная цель достигается тем, что в известном кольцевом движительном устройстве, включающем электродвигатель, состоящий из кольцевой насадки и кольцевого ротора, образующих водопроточный канал, а также гребной винт, комли лопастей которого установлены на роторе, а вершины лопастей расположены в районе оси водопроточного канала и скреплены между собой, скрепление вершин лопастей между собой и установка комлей лопастей на роторе осуществляется через демпфирующие прокладки. Введение в конструкцию устройства демпфирующих прокладок позволяет снизить виброактивность гребного винта, несмотря на то что вершины лопастей скреплены между собой. Кроме того, демпфирующие прокладки обеспечивают выравнивание напряжений в конструкции. Это касается как демпфирующих прокладок в месте скрепления вершин лопастей, так и в месте крепления комлей лопастей на роторе.This goal is achieved by the fact that in the known ring propulsion device comprising an electric motor consisting of an annular nozzle and an annular rotor forming a water flow channel, as well as a propeller, the blades of which are mounted on the rotor, and the tops of the blades are located in the region of the axis of the water flow channel and fastened between each other, fastening the tops of the blades to each other and installing the butt of the blades on the rotor is carried out through damping pads. The introduction of damping gaskets into the design of the device allows to reduce the vibration activity of the propeller, despite the fact that the tops of the blades are fastened together. In addition, damping pads provide stress equalization in the structure. This applies both to the damping pads at the point of attachment of the tops of the blades, and at the place of attachment of the butt of the blades on the rotor.

Главный вид и вид сбоку предлагаемой конструкции кольцевого движительного устройства изображен на фиг.1, а на фиг.2 представлен увеличенный вид центральной ступицы (места скрепления вершин лопастей) со следующими обозначениями:The main view and side view of the proposed design of the ring propulsion device is shown in figure 1, and figure 2 presents an enlarged view of the central hub (the place of fastening of the tops of the blades) with the following notation:

1 - кольцевая насадка;1 - ring nozzle;

2 - кольцевой ротор;2 - ring rotor;

3 - водопроточный канал;3 - water flow channel;

4 - лопасти гребного винта;4 - propeller blades;

5 - комель;5 - comel;

6 - вершина лопастей;6 - the top of the blades;

7 - ось водопроточного канала;7 - axis of the water flow channel;

8 - центральная ступица;8 - the central hub;

9 - демпфирующие прокладки ступицы;9 - damping gaskets of the hub;

10 - демпфирующие прокладки комлей.10 - damping pads komley.

Предлагаемое кольцевое движительное устройство включает электродвигатель, состоящий из кольцевой насадки (статор) 1 и кольцевого ротора 2, образующих водопроточный канал 3. Комли 5 лопастей 4 гребного винта установлены на роторе 2 через демпфирующие прокладки 10, а вершины лопастей 6 расположены в районе оси 7 водопроточного канала 3. Вершины 6 лопастей 4 скреплены между собой при помощи центральной ступицы 8 через демпфирующие прокладки 9. В качестве демпфирующих прокладок может быть использована резина или другой упругий материал, обладающий достаточной водостойкостью.The proposed ring propulsion device includes an electric motor, consisting of an annular nozzle (stator) 1 and an annular rotor 2, forming a water flow channel 3. Komli 5 blades 4 of the propeller are mounted on the rotor 2 through damping gaskets 10, and the tops of the blades 6 are located in the area of the axis 7 of the water flow channel 3. The tops 6 of the blades 4 are fastened together by means of a central hub 8 through damping pads 9. As damping pads, rubber or other elastic material having sufficient water resistance.

Следует отметить, что скрепление вершин 6 лопастей между собой может быть осуществлено при помощи различных конструктивных решений. Поэтому вид демпфирующих прокладок может быть разным. В данном случае в конструкции устройства в месте скрепления вершин лопастей при помощи центральной ступицы использованы П-образные прокладки, а в месте крепления комлей лопастей к ротору использованы плоские демпфирующие прокладки.It should be noted that the fastening of the vertices of the 6 blades with each other can be carried out using various design solutions. Therefore, the type of damping pads can be different. In this case, in the design of the device, U-shaped gaskets were used in the place of fastening the tops of the blades with the help of the central hub, and flat damping gaskets were used in the place where the blades were attached to the rotor.

Устройство работает следующим образом. При включении электродвигателя его кольцевой ротор 2 начинает вращаться относительно насадки (статора) 1. Лопасти гребного винта 4, комли 5 которых установлены на кольцевом роторе 2, начинают вращаться, обеспечивая движение или маневрирование плавательному средству, на котором установлен этот движитель.The device operates as follows. When the electric motor is turned on, its annular rotor 2 begins to rotate relative to the nozzle (stator) 1. The propeller blades 4, which 5 are mounted on the annular rotor 2, begin to rotate, providing movement or maneuvering to the swimming means on which this mover is mounted.

За счет скрепления вершин 6 лопастей 4 между собой и комлей лопастей на роторе через демпфирующие прокладки вибрации лопастей и конструкции в целом существенно снижаются, что позволяет обеспечить необходимый уровень виброактивности устройства. Особенно ярко эффект снижения вибраций проявляется для гребных винтов, выполненных из композиционных материалов. Это дает возможность не только повысить долговечность гребного винта и конструкции в целом, но и снизить вероятность обнаружения плавательных средств (особенно подводных), в состав которых входит предлагаемое кольцевое движительное устройство. Снижение виброактивности приводит и к уменьшению акустического загрязнения окружающей среды и, соответственно, к улучшению экологической обстановки.Due to the fastening of the vertices of the 6 blades 4 to each other and the butt of the blades on the rotor through the damping pads, the vibrations of the blades and the structure as a whole are significantly reduced, which ensures the necessary level of vibration activity of the device. The effect of vibration reduction is especially pronounced for propellers made of composite materials. This makes it possible not only to increase the durability of the propeller and the structure as a whole, but also to reduce the likelihood of detecting swimming means (especially underwater), which include the proposed ring propulsion device. The decrease in vibration activity leads to a decrease in acoustic pollution of the environment and, accordingly, to improve the environmental situation.

Claims

An annular propulsion device comprising an electric motor consisting of an annular nozzle and an annular rotor forming a water flow channel, as well as a propeller, the blades of which are mounted on the rotor, and the tops of the blades are located in the region of the axis of the water flow channel, characterized in that the bonding of the tops of the blades between themselves and the installation of the butt of the blades on the rotor is carried out through damping pads.