×
27.11.2014
216.013.09f6

Результат интеллектуальной деятельности: СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов, лодок и других плавучих средств. Струйный насадок водометного движителя содержит наружный корпус с установленным в нем центральным телом, которое выполнено в виде тела вращения и образует совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом и канал подвода газа. Центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным своим входом с каналом подвода газа. Выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°. Достигается увеличение тяги за счет высокочастотного автоколебательного режима течения выходного потока, при одновременном упрощении конструкции струйного насадка. 3 ил.
Основные результаты: Струйный насадок водометного движителя, содержащий наружный корпус с установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом, и канал подвода газа, отличающийся тем, что центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным на входе с каналом подвода газа, причем выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°.

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов, лодок и других плавучих средств.

Известен насадок водометного движителя, содержащий наружный корпус с соосно установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости, выходное регулируемое сопло, за счет смещения которого посредством шестеренного механизма происходит изменение объема кольцевого канала подачи жидкости, и газовые инжекторы, впрыскивающие выхлопной газ двигателя или предварительно сжатый воздух непосредственно в жидкость для изменения основных характеристик истекающей струи (скорость, плотность, мощность), а также совместно с изменением объема канала подачи жидкости для изменения кинетической энергии струи (Заявка WO 2008/009303, опубл. 24.01.2008).

Известное решение за счет изменения объема выходного канала жидкости и впрыскивания в жидкостную струю газа способствует улучшению гидродинамики выходной струи водометного движителя, а также позволяет управлять направлением тяги и изменением скорости движения судна.

Вместе с тем, конструкция насадка является достаточно сложной и требует наличия специальных механизмов, обеспечивающих перемещение выходного сопла в осевом направлении. Кроме того, данное устройство хотя и позволяет несколько увеличить тягу водометного движителя, однако это увеличение весьма незначительно.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является увеличение тяги водометного движителя за счет создания высокочастотного автоколебательного режима течения выходного потока при одновременном упрощении конструкции струйного насадка.

Технический результат достигается тем, что в струйном насадке водометного движителя, содержащем наружный корпус с установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом, и канал подвода газа, центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным на входе с каналом подвода газа, причем выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°.

Наличие в центральном теле центрального осевого канала, связанного своим входом с каналом подвода газа, выходное сечение которого охватывается выходным сечением сопла, позволяет создать на выходе из сопла систему из воздушной (газовой) и водяной (жидкостной) струй. Воздушная струя вызывает нестационарное течение воды, при котором существенно возрастает объем эжектируемой воздушной струей жидкости (КПД эжекции возрастает). Создается высокочастотный автоколебательный режим течения выходного потока, обеспечивающий повышение тяги движителя.

Организация автоколебательного режима на выходе из сопла возможна за счет расположения оси центрального канала под углом к осевой линии выходного сопла. Это обеспечивает смыкание водяной струи после обтекания ею центрального тела и одновременное раздвигание ее воздушной струей с образованием воздушных пузырей, которые, «схлопываясь», эжектируют за собой жидкость. Нестационарное движение жидкости обеспечивается при расположении оси центрального осевого канала по отношению к осевой линии выходного сопла под углом не менее 20°. Экспериментально установлено, что при угле меньше 20° течение жидкости является стационарным без эффекта повышения тяги. При угле свыше 90° жидкость из сопла выбрасывается не на выход из движителя, а в центральный канал.

Сущность изобретения поясняется графически, где на фиг.1 приведена конструктивная схема струйного насадка водометного движителя с коническим кольцевым соплом; на фиг.2 - сечение A-A фиг.1; на фиг.3 представлен график зависимости отношения тяги движителя в случае использования подачи воздуха к тяге движителя без использования подачи воздуха F/F0 от отношения расхода воздуха к расходу жидкости Q2/Q1.

Струйный насадок состоит из наружного корпуса 1 с коаксиально установленным в нем центральном телом 2 в виде тела вращения, выполненным с центральным осевым каналом 3 подачи газа, ось которого совпадает с осью центрального тела 2. Центральный осевой канал 3 на входе соединен с каналом подвода газа 4. Наружный корпус 1 и поверхность центрального тела 2 образуют кольцевой канал 5 подачи жидкости (воды), который заканчивается выходным кольцевым коническим соплом 6, охватывающим выходное отверстие центрального канала 3 подачи газа. Угол конусности выходного сопла 6, то есть угол α между осью кольцевого сходящегося конического канала сопла 6 и осью центрального канала 3 находится в диапазоне 20°≤α≤90°.

Угол конусности внутренней стенки сопла 6 может быть отличен от угла конусности его наружной стенки.

Стенки сопла 6 могут быть выполнены в виде отрезков прямых или в виде отрезков различных гладких кривых. В последнем случае угол конусности сопла 5 определяется как угол между касательной, проведенной к криволинейной стенке в конечной (выходной) точке контура и осью канала подачи газа.

Жидкость подается в канал 5, в котором после обтекания центрального тела 2, за счет расположения кольцевого конического канала сопла 6 под углом к центральной оси насадка, водная струя смыкается. В этом месте возникает область неустойчивого равновесия, в которой любое минимальное возмущение вызовет нестационарные колебания относительно стационарного течения. Вместе с тем, поскольку вода почти несжимаема (скорость звука очень велика), то уравнения гидродинамики являются квазистационарными, и при стационарных граничных условиях течение воды всегда получается стационарным. Для обеспечения нестационарного течения воды по центральному каналу 3 подводится воздух. Поскольку течение воздуха не стационарно, границы раздела воды и воздуха становятся нестационарными, что, в свою очередь, вызывает нестационарное течение воды, при котором КПД эжекции присоединяемой окружающей среды (в данном случае воды) существенно возрастает. Воздух, подаваемый по каналу 3, раздвигает сомкнувшуюся водную струю, накапливается в ней, образуя воздушный пузырь, который, схлопываясь, увлекает за собой (эжектирует) дополнительную массу воды. Наполнение водной струи воздухом носит пульсирующий характер. Таким образом, заявленная конструкция реализует автоколебательный режим течения выходного потока.

Увеличение тяги водометного движителя при использовании насадка заявленной схемы было подтверждено экспериментально. Для эксперимента в качестве исследуемой модели был использован струйный насадок с углом α=60°. Результаты эксперимента, а именно зависимость F/F0=f(Q2/Q1), где F - сила тяги в случае Q1≠0, Q2=0; F0 - сила тяги в случае Q1≠0, Q2≠0; Q1 - расход воды; Q2 - расход воздуха, представлены на фиг.3. Эксперимент проводился для двух конкретно заданных значений Q2 (значения 1 и 2). На представленном графике ряд 1 соответствует 1-му значению Q2, ряд 2 соответствует второму значению Q2. Обе кривые, соответствующие ряду 1 и ряду 2, имеют две ветви, верхняя из которых получена при увеличении расхода воды (Q1), а нижняя при его уменьшении.

Эксперименты показали, что подача воздуха по центральному каналу 3 может привести к увеличению тяги водометного движителя в 1,2-1,8 раз по сравнению с тягой, реализуемой при отсутствии подачи воздуха.

Предлагаемое устройство струйного насадка, имея простую цельную конструкцию и обладая высокими эксплуатационными характеристиками, позволяет значительно увеличить тягу водометного движителя.

Струйный насадок водометного движителя, содержащий наружный корпус с установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом, и канал подвода газа, отличающийся тем, что центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным на входе с каналом подвода газа, причем выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°.
СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 61-70 из 252.
10.02.2014
№216.012.9ea1

Способ выявления кишечных вирусов в клинических образцах и воде методом мультиплексной пцр с детекцией в режиме реального времени и перечень последовательностей для его осуществления

Изобретение относится к области лабораторной диагностики, медицинской вирусологии, молекулярной биологии и эпидемиологии. Изобретение предназначено для выявления и идентификации в клинических образцах и элюатах, полученных в результате концентрирования из воды, одиннадцати групп кишечных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506317
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a26c

Высокопрочная хладостойкая arc-сталь

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству толстолистового проката из хладостойкой высокопрочной стали с улучшенной свариваемостью для применения в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, транспортном и тяжелом машиностроении, мостостроении и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507295
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a26d

Хладостойкая arc-сталь высокой прочности

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству толстолистового проката из хладостойкой стали высокой прочности и улучшенной свариваемости для применения в судостроении, мостостроении и других отраслях промышленности. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, % мас:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507296
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9bf

Износостойкий сплав для высоконагруженных узлов трения

Изобретение относится к области порошковой металлургии и предназначено для производства износостойких сплавов на основе карбонитридов титана, работающих в сложных условиях динамического нагружения, высоких контактных давлений и скоростей. Износостойкий сплав для высоконагруженных узлов трения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509170
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.05.2014
№216.012.c135

Концентраторный каскадный фотопреобразователь

Изобретение относится к полупроводниковым фотопреобразователям, в частности к концентраторным каскадным солнечным фотоэлементам, которые преобразуют концентрированное солнечное излучение в электроэнергию. Концентраторный каскадный фотопреобразователь содержит подложку (1) p-Ge, в которой создан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515210
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.06.2014
№216.012.cbd4

Цифровой предохранительный клапан непрямого действия с электроуправлением

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к программируемым гидроприводам механообрабатывающего оборудования с числовым программным управлением. Цифровой предохранительный клапан непрямого действия с электроуправлением содержит основной каскад с корпусом, в последнем выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517951
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d021

Гибридная фоточувствительная схема (гфс)

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано при создании многоспектральных и многоэлементных фотоприемников. Гибридная фоточувствительная схема содержит алмазный матричный фотоприемник (МФП), индиевые столбики и кремниевый мультиплексор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519052
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d13e

Коррозионностойкая высокопрочная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойким аустенитным хромоникелевым сталям, применяемым при производстве высокопрочного сортового проката. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,01-0,1, кремний 0,5-1,0, марганец 1,0-5,0, хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519337
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.07.2014
№216.012.ddbc

Способ изготовления стеклокерамического материала кордиеритового состава

Изобретение относится к производству высокотермостойких керамических материалов, используемых в изделиях радиотехнического назначения. Технический результат изобретения заключается в снижении диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь. В качестве исходного сырья...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522550
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df4c

Комплект спецодежды

Изобретение относится к швейной промышленности, а именно к пыле-, вибро- и травмозащитной одежде, предназначенной для работников угольной промышленности. Комплект спецодежды состоит из комбинезона и съемного шлема, при этом нижние части рукавов и штанин комбинезона имеют герметизирующие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522950
Дата охранного документа: 20.07.2014
Показаны записи 61-70 из 186.
27.12.2013
№216.012.9099

Сырьевая смесь для получения негорючего нетоксичного теплозвукоизоляционного материала на основе тонкодисперсной минеральной пены

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в строительстве, судостроении, вагоностроении, аэрокосмической промышленности в качестве сверхлегкого негорючего теплозвукоизоляционного материала для тепловой изоляции корпусных конструкций различного назначения, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502710
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.946d

Состав для нанесения фторполимерного покрытия на полиимидную пленку и устройство для нанесения состава на полиимидную пленку

Изобретение относится к области получения полиимидно-фторопластовых пленок с односторонним и/или двухсторонним фторопластовым покрытием. Состав для форсуночного напыления фторсодержащего полимера на полиимидную пленку представляет собой водную дисперсию фторсодержащего полимера, в которую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503691
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.949d

Способ нанесения покрытий с использованием дуги пульсирующей мощности

Изобретение относится к технологии нанесения металлических композиционных материалов плазменным напылением с использованием выносной электрической дугой пульсирующей мощности и может найти использование для изготовления или восстановления изношенных деталей, работающих в условиях повышенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503739
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.949e

Способ получения композиционных покрытий методом коаксиальной лазерной оплавки

Изобретение относится к области получения на деталях наплавкой износостойких покрытий из порошковых материалов и может найти применение для изделий судостроения, авиационной промышленности, теплоэнергетического машиностроения, нефтегазодобывающей, металлургической и химической промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503740
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.976c

Способ фрикционно-лучевой сварки

Изобретение может быть использовано при сварке деталей, в частности, из титановых или медных сплавов, сталей. Инструмент в виде вращающегося с высокой скоростью рабочего сердечника из высокопрочного материала погружают в свариваемые детали и перемещают его по всей длине соединения. Осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504463
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.01.2014
№216.012.9ba4

Способ получения поливинилацеталей

Настоящее изобретение относится к процессу получения поливинилацеталей. Описан способ получения поливинилацеталей, включающий взаимодействие поливинилового спирта с альдегидом или смесью альдегидов в водной среде в присутствии минеральной кислоты с последующей фильтрацией полученной дисперсии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505550
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9c4a

Цифровой управляющий гидрораспределитель

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к программируемым гидроприводам механообрабатывающего оборудования с ЧПУ (числовым программным управлением). Гидрораспределитель содержит корпус, гильзу, золотник, боковые крышки, задающее электрическое устройство поворотного типа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505716
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9df2

Способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса с патрубком

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавления фасонных заготовок, в частности корпусов фонтанной арматуры, с фланцами и патрубками. Переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с выплавкой вертикального корпуса и горизонтальных патрубков и увеличением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506142
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9ea1

Способ выявления кишечных вирусов в клинических образцах и воде методом мультиплексной пцр с детекцией в режиме реального времени и перечень последовательностей для его осуществления

Изобретение относится к области лабораторной диагностики, медицинской вирусологии, молекулярной биологии и эпидемиологии. Изобретение предназначено для выявления и идентификации в клинических образцах и элюатах, полученных в результате концентрирования из воды, одиннадцати групп кишечных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506317
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a26c

Высокопрочная хладостойкая arc-сталь

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству толстолистового проката из хладостойкой высокопрочной стали с улучшенной свариваемостью для применения в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, транспортном и тяжелом машиностроении, мостостроении и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507295
Дата охранного документа: 20.02.2014
+ добавить свой РИД