Результат интеллектуальной деятельности: Гребной винт теплохода

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности, к гидродвигателям с горизонтальной осью вращения колеса, и может быть использовано в качестве гребного винта речных и морских судов большой грузоподъемности.

Известен гребной винт теплохода, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем колесо с двумя, тремя или четырьмя лопастями. Недостатком таких малолопастных винтов является то, что в них недостаточная площадь лопастей в периферийной зоне.

Технической задачей настоящего изобретения является увеличение количества лопастей, их площади и геометрического заполнения ометаемой площади лопастями гребного винта теплохода, повышая эффективность его работы.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что гребной винт теплохода, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное дисковое колесо с наружной и внутренней обечайками, между которыми расположены лопасти с возрастающим углом атаки водному потоку, лопасти выполнены из плоскости диска методом разрезания на секторы с принятой длиной дуги в метрах по расчетному числу лопастей с последующим отгибанием части секторов по линиям отгиба навстречу водному потоку при вращении винта от двигателя теплохода, при этом диаметр диска гребного винта определяется по длине окружности произведением числа лопастей на длину дуги сектора в метрах, а лопасти связаны двумя блокирующими кольцами.

Приведенные конструктивные особенности многолопастного дискового гребного винта теплохода по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно повысить геометрическое заполнение ометаемой площади гребного винта, водную нагрузку на винт и коэффициент полезного действия двигателя теплохода.

На фиг. 1 дан вид на гребной винт теплохода сзади (защитный колпак условно не показан);

На фиг. 2 показан разрез по А-А;

На фиг. 3 дана часть развертки наружной обечайки с лопастями гребного винта (наружная обечайка условно принята прозрачной).

Гребной винт теплохода (фиг. 1, 2) состоит из многолопастного дискового колеса 1 с наружной 7 и внутренней 8 обечайками, закрепленного на горизонтальном валу 2 (фиг. 2) с помощью ступицы 3, фланца 4 и болтового соединения 6. Лопасти 5 с возрастающим углом атаки водному потоку (фиг. 3) выполнены из плоскости диска толщиной 3…5 мм методом разрезания его по линиям радиусов на секторы с принятой длиной дуги в метрах по расчетному числу лопастей 5 и по окружности внутренней обечайки 8 до линии отгиба 9 (фиг. 1, 3) (по или против часовой стрелки) в зависимости от направления вращения гребного винта.

Отгибанием части плоскости сектора вперед по линии 9, параллельной радиусу сектора (фиг. 1), навстречу водному потоку формируется лопасть 5 с плоской стойкой жесткости 11 и подлопастным окном 10 на плоскости диска (фиг. 3). Концы лопастей 5 связаны наружной 7 и внутренней 8 обечайками, а также блокирующим кольцом 14 (фиг. 3). В центральной зоне к плоскости диска крепится съемный защитный конусный колпак 12 (фиг. 2). Стойки жесткости 11 лопастей 5 связаны блокирующим кольцом 13, расположенным на расстоянии трети длины лопастей 5 от наружной обечайки 7 (фиг. 1).

Основным расчетным параметром дискового многолопастного гребного винта теплохода является его диаметр, для расчета которого необходимо принять исходные данные: число лопастей (n=8…12) и длину дуги сектора в метрах. Диаметр винта в метрах определится по формуле:

Так, при числе лопастей n=10 и длине дуги сектора определится длина окружности диска равная 5,0 м, разделив которую на π=3,14, получим D=1,593 м, что обеспечивает достаточно высокую точность расчета.

Устройство работает следующим образом. При вращении горизонтального вала 2 с дисковым многолопастным гребным винтом от двигателя теплохода набегающий водный поток с большой скоростью воздействует на лопасти 5, создавая горизонтальную тягу для теплохода через подлопастные окна 10 (фиг. 3).

Основной особенностью многолопастного дискового гребного винта теплохода является высокое геометрическое заполнение ометаемой площади лопастями 5 большой рабочей площади, что значительно повышает водную нагрузку на винт и тягу для теплохода. Это способствует снижению оборотов двигателя при рабочих и экстремальных нагрузках, что уменьшает его износ, повышает надежность, срок эксплуатации и коэффициент полезного действия.