RU2607151C1

RU2607151C1 - Water-jet propulsor

Info

Publication number: RU2607151C1
Application number: RU2015127329A
Authority: RU
Inventors: Юрий Федорович Коротков; Иван Александрович Семин; Альберт Аухатович Шагивалеев; Владимир Самуилович Минкин; Максим Геннадьевич Кузнецов; Виктор Михайлович Ларионов
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2017-01-10

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.

SUBSTANCE: invention relates to devices for floating objects displacement on water and under water. Water-jet propeller comprises water-jet pipe and propulsor. Water-jet pipe is made of coaxially connected to each other cowling, cylinder, taper adapter and nozzle with discharge valve. On water-jet pipe conical adapter side surface branch pipe with suction valve is installed. Between cowling and cylinder partition with central bore is arranged. Propulsor includes storage battery and solenoid with core fixed on partition installed in cowling, which is connected with piston, which is spring-loaded by bellows arranged in cylinder. One end of bellows is leak-tight connected with partition, and other is with piston. Piston is equipped with head in form of hollow truncated cone with plugged smaller base.

EFFECT: enabling simplified design and reduced noise during water-jet propulsor operation.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для перемещения плавающих объектов по воде и под водой и может быть использовано на надводных судах, подводных аппаратах, на скафандрах водолазов и на костюмах ныряльщиков.The invention relates to devices for moving floating objects in and under water, and can be used on surface ships, underwater vehicles, on suits of divers and on suits of divers.

Прототипом является водометный движитель, содержащий водометную трубу и движитель, выполненный из установленных в водометной трубе рабочего колеса и соединенного с ним гребного вала, вращающегося вместе с рабочим колесом от электродвигателя (см. Учебное пособие В.Ф. Васильева. "Водометные движители". Московский автомобильно-дорожный институт. Государственный технологический университет, М., 2007, стр. 5, рис. 1).The prototype is a water-jet propulsion device containing a water-jet tube and a propeller made of an impeller installed in the water-jet tube and a propeller shaft connected to it rotating together with the impeller from an electric motor (see VF Vasiliev's manual, “Water-propelled propulsors”, Moscow Automobile and Road Institute, State Technological University, Moscow, 2007, p. 5, Fig. 1).

Недостатками прототипа являются сложность конструкции, сильный шум, возникающий при вращении вала электродвигателя, рабочего колеса и гребного вала, и узкий спектр использования из-за расположения электродвигателя в надводном положении.The disadvantages of the prototype are the complexity of the design, the loud noise that occurs when the shaft of the electric motor, the impeller and the propeller shaft are rotated, and the narrow range of use due to the location of the electric motor in the above-water position.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и снижение шума при работе водометного движителя.The objective of the invention is to simplify the design and reduce noise during operation of the jet propulsion.

Поставленная задача достигается тем, что в водометном движителе, содержащем водометную трубу и движитель, согласно изобретению водометная труба выполнена из соосно соединенных друг с другом обтекателя, цилиндра, конусного переходника и сопла с нагнетательным клапаном, на боковой поверхности конусного переходника водометной трубы установлен патрубок с всасывающим клапаном, между обтекателем и цилиндром размещена перегородка с центральным отверстием; движитель включает установленные в обтекателе аккумуляторную батарею и закрепленный на перегородке соленоид с сердечником, соединенным с расположенным в цилиндре подпружиненным сильфоном поршнем, причем один конец сильфона герметично соединен с перегородкой, другой - с поршнем, а поршень снабжен головкой в форме полого усеченного конуса с заглушенным малым основанием.The problem is achieved in that in a water jet propulsion device comprising a water jet tube and a jet propulsion device according to the invention, the water jet tube is made of a cowl, cylinder, conical adapter and nozzle with a pressure valve coaxially connected to each other, a nozzle with a suction pipe is installed on the side surface of the water pipe conical adapter a valve, between the fairing and the cylinder there is a partition with a central hole; the propulsion device includes a rechargeable battery installed in the fairing and a solenoid mounted on the baffle with a core connected to a spring-loaded bellows piston located in the cylinder, one end of the bellows being sealed to the baffle, the other end to the piston, and the piston provided with a head in the form of a hollow truncated cone with a muffled small base.

Технический результат заключается в упрощении конструкции и снижении шума при работе водометного движителя.The technical result consists in simplifying the design and reducing noise during the operation of the jet propulsion.

На чертеже схематично изображен водометный движитель, осевой разрез.The drawing schematically shows a water jet propulsion, axial section.

Водометный движитель содержит водометную трубу 1 и размещенный в ней движитель 2. Водометная труба 1 выполнена из соосно соединенных друг с другом обтекателя 3, цилиндра 4, конусного переходника 5 и сопла 6 с нагнетательным клапаном 7. На боковой поверхности конусного переходника 5 установлен патрубок 8 с всасывающим клапаном 9. Между обтекателем 3 и цилиндром 4 размещена перегородка 10 с центральным отверстием 11.The jet propulsion device comprises a jet tube 1 and a propulsion unit 2 located therein. The jet tube 1 is made of a cowl 3, a cylinder 4, a cone adapter 5 and a nozzle 6 with a discharge valve 7 coaxially connected to each other. A nozzle 8 s is installed on the side surface of the cone adapter 5 a suction valve 9. Between the fairing 3 and the cylinder 4 is a partition 10 with a Central hole 11.

Движитель 2 включает установленные в обтекателе 3 аккумуляторную батарею 12 и закрепленный на перегородке 10 соленоид 13 с сердечником 14, соединенным с расположенным в цилиндре 4 поршнем 15. Поршень 15, снабженный головкой 16 в форме полого усеченного конуса с заглушенным малым основанием, подпружинен сильфоном 17, который одним концом герметично соединен с перегородкой 10, а другим - с поршнем 15.The mover 2 includes a battery 12 installed in the fairing 3 and a solenoid 13 mounted on the baffle 10 with a core 14 connected to the piston 15 located in the cylinder 4. The piston 15, equipped with a hollow truncated cone head 16 with a damped small base, is spring-loaded with a bellows 17, which at one end is hermetically connected to the baffle 10 and at the other end to the piston 15.

Водометный движитель работает следующим образом.Water jet propulsion operates as follows.

Поступающий в соленоид 13 от аккумуляторной батареи 12 электрический ток приводит к образованию в соленоиде 13 магнитного поля, благодаря которому упругая система, состоящая из сердечника 14, поршня 15 и сильфона 17, совершает колебательное движение с большой частотой вдоль оси водометной трубы 2. При втягивании сердечника 14 через центральное отверстие 11 в перегородке 10 в окно соленоида 13 поршень 15 с головкой 16 перемещается, сжимая сильфон 17, из крайнего правого положения в крайнее левое положение. При этом в цилиндре 4 и в конусном переходнике 5 создается разрежение, клапан 9 открывается и жидкость через патрубок 8 поступает в водометную трубу 1. При выталкивании сердечника 14 из окна соленоида 13 поршень 15, растягивая сильфон 17, перемещается из крайнего левого положения в крайнее правое положение, в цилиндре 4 и в конусном переходнике 5 создается избыточное давление. Всасывающий клапан 9 закрывается, и поступление жидкости в водометную трубу 1 через патрубок 8 прекращается. Нагнетательный клапан 7 открывается, и жидкость выбрасывается из водометной трубы 1 через сопло 6 наружу. За счет периодического выброса жидкостной струи из сопла 6 возникает реактивная тяга, толкающая водометный движитель в противоположную выбрасываемой струе сторону. Обтекатель 3 снижает сопротивление жидкости движению заявляемого устройства.The electric current entering the solenoid 13 from the battery 12 leads to the formation of a magnetic field in the solenoid 13, due to which the elastic system, consisting of the core 14, the piston 15 and the bellows 17, oscillates at a high frequency along the axis of the jet 2. When the core is retracted 14 through a central hole 11 in the baffle 10 into the window of the solenoid 13, the piston 15 with the head 16 moves, compressing the bellows 17, from the extreme right position to the leftmost position. In this case, a vacuum is created in the cylinder 4 and in the conical adapter 5, the valve 9 opens and the liquid flows through the nozzle 8 into the water jet pipe 1. When the core 14 is pushed out of the window of the solenoid 13, the piston 15, stretching the bellows 17, moves from the extreme left position to the extreme right position, in the cylinder 4 and in the conical adapter 5 creates excessive pressure. The suction valve 9 is closed, and the flow of fluid into the jet tube 1 through the pipe 8 is stopped. The discharge valve 7 opens, and the liquid is ejected from the water jet pipe 1 through the nozzle 6 to the outside. Due to the periodic ejection of the liquid jet from the nozzle 6, a jet thrust arises, pushing the jet propulsion in the opposite direction to the jet ejected. Fairing 3 reduces the resistance of the liquid to the movement of the inventive device.

В отличие от прототипа в качестве источника электропитания используют аккумуляторную батарею, а в качестве устройства, передающего колебательное движение поршню, используют соленоид, что упрощает конструкцию и снижает шум при работе водометного движителя. Размещение движителя в водометной трубе обеспечивает автономность работы предлагаемого устройства и возможность его использования как на воде, так и под водой. Сильфон исключает попадание воды в обтекатель, в котором расположены аккумуляторная батарея и соленоид, а также смягчает удары поршня о стенки устройства.In contrast to the prototype, a storage battery is used as a power source, and a solenoid is used as a device transmitting oscillatory motion to the piston, which simplifies the design and reduces noise during the operation of a water jet propulsion. The placement of the propulsion device in the jet tube ensures the autonomy of the proposed device and the possibility of its use both on water and under water. The bellows eliminates the ingress of water into the fairing, in which the battery and solenoid are located, and also softens the blows of the piston against the walls of the device.

Водометная труба, поршень и сильфон могут быть выполнены из полимерного материала, что существенно снизит массу водометного движителя и увеличит его скорость.The jet tube, piston and bellows can be made of polymer material, which will significantly reduce the mass of the jet propulsion and increase its speed.

Таким образом, предлагаемый водометный движитель имеет простую конструкцию, бесшумен в работе и может быть использован на надводных судах и подводных объектах.Thus, the proposed jet propulsion device has a simple structure, is silent in operation and can be used on surface ships and underwater objects.

Claims

A jet propulsion device comprising a jet pipe and a propeller, characterized in that the jet pipe is made of a cowl, cylinder, cone adapter and nozzle with a discharge valve coaxially connected to each other, a nozzle with a suction valve is installed on the side surface of the cone adapter of the jet pipe, between the cowl and a cylinder with a central hole is placed, the mover includes a battery installed in the fairing and a solenoid with a core fixed to the partition, with disposed in union with a spring-loaded bellows cylinder piston, wherein one end of the bellows is sealingly connected to the partition, and the other - with the piston, and the piston head is provided with a hollow truncated cone with a small base plugged.