Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3250
.pdf
Четыре поршня одного ряда управляются элементом m или m', имеющим крестообразную форму. Крестовина
m, управляющая поршнями b, c, d, e, установлена на оси n, расположенной эксцентрично относительно оси
вала q ротора, и свободно вращается вокруг этой оси, так что 90 j 1 i 1 i 1 i 1 -1 ,1"1 C-1.
pjjG- . 1 что поршни, вращаемые цилиндрами, образованными в роторе, совершают
возвратно-поступательное движение, которое создает производительность, изменяющуюся от нуля до
максимума и возвращающуюся к нулю, и которое обеспечивает всасывание и нагнетание.
Управляющий крестообразный механизм ml поршней bi, 1, de, el аналогично установлен на оси nr, которая
эксцентрична относительно оси вала g ротора, но эта ось -i лежит -противоположно валу n, так что когда
поршни одного ряда работают для подачи заряда противоположным поршням в другом ряду, другой ряд также
подает свой заряд. То же самое относится и к тактам всасывания. В результате давление подачи
компенсирует друг друга, а также давление менее важных всасывающих процессов.
Напорные трубы p и p' проложены вокруг обсадной трубы таким образом, чтобы сбрасывать воду с одной
стороны в одну и ту же напорную трубу.
Аналогичная конструкция используется для всасывающих труб r и rl, которые соединяют одну всасывающую
трубу. В описанной конструкции оси n и n', вокруг которых вращаются крестообразные элементы m и mn для
направления поршней, закреплены, а конец оси n) зафиксирован шпонкой на крышке I1.
Вся длина двух осей n и n1, соединенных в момент времени t, работает без опоры, но поскольку
воздействующие на них давления действуют в противоположных направлениях и уравновешивают друг друга,
изгибающее напряжение значительно снижается.
Мне известно, что в гидравлических аппаратах с вращающимися поршнями не является чем-то
принципиально новым использование двух или более рядов по 40 поршней, в которых давление на выходе
поршней одного ряда противодействует давлению на выходе поршней другого ряда.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_232175.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=232175&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB232175A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 10 апреля 1924 года.
-2329175 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 9 января 1925 г. № 703/25.
Завершено: 8 апреля 1926 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся привода и строительства судов.
Я, Курт Фридрих Йоханнес Экирстен, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу:
Восточная 52-я улица, 138, город Сиэтл, округ Кинг, штат Вашингтон, Соединенные Штаты Америки,
настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к морским судам с
двигателем, приводимым в движение винтами с изменяемым шагом лопастей, приводимыми в действие
средствами, размещенными внутри корпуса судна, из которого только активные части лопастей выступают в
среду, поддерживающую судно, при этом целостность корпуса не нарушена, причем такие винты с
изменяемым шагом лопастей относятся к типу, в котором ряд лопастей вращается вокруг оси собственно
винта, а отдельные лопасти при этом вращаются с помощью планетарной зубчатой передачи вокруг своих
собственных осей, параллельных оси собственно винта. В частности, изобретение относится к
усовершенствованному морскому судну с двигателем, воплощающему вышеуказанные особенности, которые
в сочетании со специальной конструкцией корпуса обеспечивают более эффективные результаты, чем те,
которые были достижимы ранее.
Возражения против существующего типа гребного винта и существующей конструкции корпуса выявляют
взаимозависимость этих двух факторов — гребного винта и конструкции корпуса, а также ограничения,
которые они взаимно накладывают друг на друга, и проблемы и условия, которые должны быть решены и
удовлетворены моим изобретением.
Обычный гребной винт, практически повсеместно используемый в судовых приводах, обладает следующими
особенностями, которые, по-видимому, представляют собой непреодолимые трудности в обеспечении
эффективного движения судов или эффективной передачи энергии, как это обычно достигается в
современных промышленных машинах. [Цена 11 /-]
В морской технике хорошо известно, что общая эффективность гребного винта обычно не превышает
пятидесяти пяти процентов (55%) и может достигать максимума не более шестидесяти пяти процентов (65%)
в самых идеальных установках, тогда как от промышленного оборудования, используемого в гидравлических
системах движения или в сочетании с электрогенераторами или двигателями, ожидается эффективность,
превышающая девяносто процентов (90%).
Врожденные недостатки гребного винта проявляются в следующем: 60 Относительная скорость между
лопастями гребного винта и водой, в которой они движутся, изменяется вдоль лопасти, достигая минимума
около ступицы и максимума около кончика. В условиях тишины лопасть испытывает максимальную тяговую
нагрузку около кончика, примерно на расстоянии двух третей радиуса винта от ступицы. Таким образом,
лопасть становится консольной и должна быть спроектирована достаточно тяжелой у основания, чтобы
выдерживать эти нагрузки.
Относительная скорость между кончиком лопасти и водой обычно достигает такой величины, что кавитация
становится неизбежной при скоростях, близких к 75°C и превышающих нормальную.
Ступица гребного винта, которая служит для поддержки консольных элементов лопастей, не совершает
достаточной работы и становится источником сопротивления для гребного винта судна. 80 Поскольку
скорость воды относительно корпуса судна изменяется с увеличением расстояния от корпуса, лопасти
вынуждены двигаться в зонах с переменной скоростью, что приводит к вибрации лопастей. 85 Корпус судна
должен быть согласован с винтом таким образом, чтобы направлять воду к нему как можно ближе к оси винта,
что требует сходимости корпуса в кормовой части. Это серьезно снижает грузоподъемность ниже ватерлинии
и приводит к тому, что обтекаемая обводка корпуса в большинстве случаев не является идеальным решением
с точки зрения сопротивления движению.
Кроме того, винт должен быть согласован с рулем, что повлечет за собой дальнейшие модификации корпуса,
чтобы обеспечить достаточный свес в кормовой части для размещения румпеля и рулевого оборудования.
Эта выступающая кормовая часть корпуса должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать и
передавать на несущий каркас судна все напряжения, возникающие в результате работы руля.
Для управления движением всех судов с винтовыми гребными винтами необходимы рули.
2
Руль эффективен только тогда, когда судно находится в относительном движении относительно воды. Это
также создает дополнительную нагрузку на судно. Таким образом, для успешной эксплуатации судна
необходимы две независимые системы: винт для движения и руль для управления. Неисправность хотя бы
одного из этих двух факторов делает судно беспомощным.
В условиях сильного волнения винт иногда поднимается из воды, в результате чего на движитель и каркас
корпуса воздействуют серьезные напряжения, поскольку винт полностью или частично оказывается на
открытом воздухе.
Кроме того, при балластировке часть гребного винта может выступать над поверхностью воды, создавая
крутящий дисбаланс, который препятствует нормальному маневрированию судна.
Для стабилизации судна и предотвращения качки на корпусе часто устанавливаются скуловые кили, которые,
в свою очередь, создают дополнительное сопротивление движению судна. Сам по себе винт никак не
помогает противодействовать качке судна, — напротив, может даже способствовать ей в случае
неравномерного крутящего момента движителя.
Для изменения направления движения судна необходимо повернуть винт вместе с приводными к нему
двигателями в обратную сторону. Для этого требуется время, а поскольку переключение на полный задний
ход необходимо только в случае угрозы аварии, этого времени, необходимого для переключения, часто
бывает слишком много, чтобы достичь своей цели.
Вся тяга гребного винта передается через длинные валы в упорные подшипники, а оттуда на корпус.
Переменная нагрузка на корпус часто приводит к несоосности подшипников валов и, следовательно, к
проблемам с подшипниками. Гребной вал, выступающий из корпуса, особенно на подвижных винтовых
приводах, вместе с трубчатыми элементами вала и литыми стойками создают дополнительное сопротивление
движению корпуса.
Маневрирование корабля становится довольно сложным, когда его движение по воде медленное. Тяга винта
всегда направлена вдоль оси судна, и поверхности руля часто недостаточны для управления, поэтому для
работы с большими судами в стесненных условиях необходимы внешние средства, такие как буксиры.
Ремонт лопастей винта или его гребного вала требует постановки судна в сухой док, что влечет за собой
значительные расходы и задержки. F0 Предыдущий опыт показывает, что винтовые гребные винты не могут
быть спроектированы таким образом, чтобы должным образом обслуживать корпус новой конструкции,
поэтому первое испытание не покажет возможности замены винта на модифицированную конструкцию
лопастей, формы или шага.
Целью моего изобретения является создание морского судна с двигателем, то есть судна, имеющего
надлежащую координацию между гребным винтом и корпусом, которое позволит преодолеть все
вышеперечисленные недостатки и будет обладать преимуществами, изложенными ниже.
Пропеллер, являющийся частью моего изобретения № 95, относится к тому типу пропеллеров, лопасти
которых вращаются вокруг своих собственных осей, перемещаясь при этом вокруг общего центра.
После того, как была разработана оригинальная концепция типа гребного винта, который бы преодолел
трудности, подробно описанные во всех предыдущих параграфах, и который бы представлял собой
гармоничное целое из гребного винта и корпуса, причем каждая из этих частей имела бы свои особенности
формы и взаимосвязи с другой, оставались еще трудности и проблемы, касающиеся механического
воплощения такого гребного винта. Указанный тип гребного винта, обеспечивающий достижение указанной
цели 110 – объединения действия гребного винта и корпуса судна, – это гребной винт, лопасти которого
вращаются вокруг своей оси, двигаясь по орбите вокруг общей оси. Этот тип составляет 115 мое изобретение,
как изложено в моей заявке на патент № 1897ft1.
При воплощении моего изобретения в механической форме для морских установок одной из главных проблем
и важных условий, которые необходимо было выполнить или которые были крайне желательны, было
обеспечение доступа к деталям изнутри судна для ремонта или замены, чтобы это можно было сделать в
море и исключить необходимость докования. При создании подобного воплощения моего изобретения,
очевидно, существуют детали, к которым получить доступ сложнее, чем к другим. Эти детали должны быть
расположены таким образом, чтобы они 130 232,175 i 1 1. Следует отметить, что это дополнение к
требованию надлежащего передаточного отношения лопастей для наилучшей или практической работы винта
этого типа.
Во всех этих крайне нежелательных 70 особенностях очевидна взаимозависимость и взаимодействие винта и
корпуса. В целом, помимо указанных выше целей, моей изобретения является создание морского судна 75,
включающего в себя взаимодействующий корпус и гребной винт в качестве рабочего узла, который
преодолевает все эти возражения. «С этой целью мое изобретение включает в себя судно с двигателем,
включающее в себя стенку корпуса с отверстием и гребной винт указанного типа, установленный в ней,
причем указанный гребной винт имеет корпус, который является продолжением корпуса и образует
постоянное закрытие указанного отверстия в стенке корпуса, предотвращающее попадание воды внутрь
корпуса независимо от ватерлинии корпуса, ротор, установленный в указанном корпусе и служащий для
отвода воды из него; и множество лопастей гребного винта, установленных в указанном роторе.»
Каждая из указанных лопастей гребного винта имеет вал и лопастную часть, и каждая из указанных лопастей
крепится исключительно валом 95 в роторе, при этом лопастная часть выступает за пределы стенки корпуса.
Кроме того, лопасти расположены таким образом, что их поперечные оси направлены на общую точку,
образуя тем самым условие механической симметрии, и предусмотрены средства для управления
положением этой точки, благодаря чему направление движущей силы и, следовательно, непосредственно
курс судна могут контролироваться.
— Как уже говорилось, указанное множество лопастей вращается вокруг своих осей, совершая оборот вокруг
оси указанного гребного винта; этот гребной винт характеризуется минимальным износом подшипников,
компактностью, малым весом на единицу используемой мощности и стабилизацией судна от воздействия
волн, при этом отношение ширины указанных лопастей к диаметру орбиты настолько мало, что угол падения,
образуемый указанными лопастями с направлением их движения в жидкой среде, будет полностью
приходиться на одну сторону каждой лопасти на протяжении всего ее орбитального вращения. Кроме того,
при создании такого типа гребного винта я использую роликовый подшипник в виде стопорного кольца для 125
лопастей, которое будет выдерживать центробежную силу и иным образом разгружать подшипники лопастей
от сильного давления; и я использую гребной винт, у которого роторные части подвески изготовлены таким
образом, чтобы они подвергались минимальному износу, то есть давление в зубчатой передаче должно быть
сведено к минимуму.
В этой связи необходимо учитывать тот факт, что самые нижние части в более простой и практичной
конструкции подвергаются воздействию воды, и это может быть особенно активно коррозирующая соленая
морская вода, поэтому сложные механические средства, способные выдерживать большие напряжения,
недоступны.
Обнаружение такой компоновки деталей, которая позволила бы уменьшить передаточное отношение главной
шестерни к шестерням на лопастях до соотношения один к двум (1:2), частично решило эту проблему, о чем
свидетельствует тот факт, что срок службы таких шестерен превышает срок службы других деталей.
Ещё одним условием, которое необходимо было выполнить, было сделать движущиеся части максимально
автономными и расположить элементы гребного винта таким образом, чтобы их работа создавала давление,
способное поддерживать вес гребного винта и тем самым уменьшать износ деталей. Основное возражение,
которое возникает в отношении гребных винтов, воплощающих мое изобретение, заключается в том, что
напряжения, возникающие из-за эксцентрического давления на лопасти, имеют такую величину, что
синхронизация и механизм управления лопастями обычно осуществляются только с помощью чрезмерных
усилий в указанном механизме синхронизации и управления. Это, безусловно, создает и усложняет условие
обеспечения минимального износа деталей. Очевидно, что механизм управления должен потреблять как
можно меньше энергии ради максимальной общей эффективности устройства, а также для защиты механизма
управления от износа. Можно сказать, что основным требованием к гребному винту типа моего изобретения
является то, что для его практической работоспособности необходимо устранить все нежелательные
напряжения в механизме синхронизации и управления. В противном случае, как показал опыт и обширные
испытания, чрезмерные напряжения создают крутящий момент в механизме управления.
отклонять их настолько, чтобы нарушить правильное выравнивание лопастей, тем самым создавая
пульсирующую тягу в потоке жидкости, которая вызывает самые сильные и мощные вибрации корпуса судна.
Таким образом, важность соотношения ширины лопасти и диаметра орбиты, которое отвечает за
эксцентриситет лопасти, проявляется в виде нового требования. Эта важность соотношения ширины лопасти
и диаметра орбиты для устранения чрезмерных напряжений в механизме синхронизации и управления: 3 -
232,175 232,175 крепление позволяет поддерживать гребной винт давлением, создаваемым его работой;
также я использую механизм синхронизации и управления лопастями, включающий главную шестерню,
которая может быть поднята для зацепления с любым желаемым количеством шестерен лопастей, причем
указанная главная шестерня легко доступна изнутри судна, и этот механизм надежно удерживает указанные
лопасти в правильном положении, так что все нежелательные вибрации, воздействующие на корпус судна,
устраняются; И, наконец, я использую указанный гребной винт, главный подшипник которого, передающий
тягу винта, расположен в плоскости стенки корпуса, благодаря чему, помимо прочих преимуществ,
исключается длинный приводной вал с его многочисленными подшипниками.
Описанные ниже механизмы, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах, представляют собой
предпочтительные примерные варианты осуществления моего изобретения, на которых одинаковые детали
обозначены одинаковыми номерами:
Рисунок 1 представляет собой продольный разрез судна с двигателем и гребным винтом, воплощающим мое
изобретение; Рисунок 2 представляет собой вид сверху; Рисунок 3 представляет собой боковой вид корпуса
указанного судна, показывающий в целом обводы кормы, а также пунктирной линией внешнюю линию кормы,
которая необходима для гребного винта винтового типа с корпусом того же водоизмещения; Рисунок 4
представляет собой вид сверху указанного корпуса с ватерлиниями, а также пунктирной линией ватерлинии
кормы, которая необходима для гребного винта винтового типа; Рисунок 5 представляет собой вид сбоку
носовой и кормовой частей, показывающий сечения корпуса; Рисунок 6 представляет собой боковой вид части
гребного винта, воплощающей мое изобретение; Рисунок 7 представляет собой вертикальный разрез
указанного гребного винта вдоль продольной оси судна; Рисунок 8 представляет собой вертикальный разрез
части корпуса гребного винта вдоль указанной оси; Фиг. 9 — вид в вертикальном разрезе нижней части ротора
винта; Фиг. 10 — вид в вертикальном разрезе верхней части указанного ротора; Фиг. 11 — вид в перспективе
лопасти винта, воплощающей мое изобретение; Фиг. 12 — вид в продольном разрезе указанной лопасти; Фиг.
13 — вид в проекции управляющего червяка; Фиг. 14 — вид в поперечном разрезе на трех проекциях фиг. 7,
обозначенных a, a; b, b; и c, c; Фиг. 15 — вид в поперечном разрезе на четырех проекциях фиг. 7,
обозначенных d, d; e, e; и /, /; с отломанной частью 70, чтобы показать управляющий червяк и связанные с ним
детали, и вид сверху 9, g; Фиг. 16 представляет собой фрагментарный вид в разрезе модифицированной
формы нижней части гребного винта, воплощающего мое изобретение, 76, показывающий крышку, полностью
охватывающую роторный элемент. Фиг. 17 представляет собой вид в поперечном разрезе модифицированной
формы лопасти гребного винта, воплощающей мое изобретение, 80 обратно симметричной; Фиг. 18
представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее расположение лопастей для обеспечения
механической симметрии; Фиг. 19 представляет собой схематическое изображение 85 кормовой части корпуса
судна, показывающее относительную разницу в положении винтового гребного винта и гребного винта,
воплощающего мое изобретение, относительно центра масс судна; 90 Фиг. 20 представляет собой
схематическое изображение в боковом разрезе подводной формы судна, показывающее расположение
гребного винта, воплощающего мое изобретение; Фиг. 21 представляет собой вид сверху указанной
подводной формы судна, воплощающей мое изобретение:
Рис. 22 представляет собой фрагментарный вид в продольном разрезе модифицированной формы ротора,
предназначенного для установки на него электродвигателя; рис. 23 представляет собой вид сверху кормовой
части судна, иллюстрирующий тройную установку гребных винтов; рис. 24 представляет собой
фрагментарный вид в разрезе модифицированной формы лопасти, воплощающей мое изобретение; и рис. 25
представляет собой схематическое изображение, графически представляющее разницу скоростей концов
лопасти в положении 11:0 III, причем ширина указанной лопасти имеет отношение более чем к двум десятым
(0,20) к орбитальному диаметру, когда периферийная скорость оси указанной лопасти на пятьдесят процентов
(50%) больше ее поступательной скорости, т.е. ее скорости в жидкой среде.
Кольцо или кожух 30 с ободком 31 установлен в отверстии 32 в стенке корпуса 33. К этому корпусу болтами 35
крепится корпус гребного винта 120 ing 34, предпочтительно колоколообразной формы. Такое расположение
деталей обеспечивает надежное уплотнение или герметизацию 36. Очевидно, что указанное кольцо 30 может
быть неотъемлемой частью стального корпуса 125 вместе с корпусом 34, поскольку фактически является его
частью. Этот корпус 34 предпочтительно снабжен съемной крышкой 37, установленной на основном корпусе
34 с помощью болтов 38. При снятии -1 f шарикоподшипник 74 может опираться на это стопорное кольцо 78 и
удерживаться на нем с помощью стопорного кольца 80, входящего в резьбу 58 приводного элемента ротора
51. Стопорные кольца 82, 83 и 84 70 служат для фиксации внутреннего паука зубчатой передачи 70 на
выступе 69 полого вала главной шестерни 67. Вал ротора 59 снабжен водоотводящими канавками 85, а
сальник 86 надлежащим образом установлен между валом главной шестерни 67 и валом ротора 59, причем
этот вал вместе с монтажной частью приводного элемента ротора 51 имеет водоотвод 87.
Корпус гребного винта 80 34 имеет поперечно расположенную стенку 88, на которой расположена осевая
втулка 89, служащая креплением для подшипниковой втулки 90 из лигнумвита, которая удерживает блоки
лигнумвита 91 86, составляющие главный и упорный подшипники ротора 49. На рисунке показан основной и
опорный подшипник 92; однако его можно снять, и вместо подшипника из лигнум витае в качестве его
эквивалента можно использовать шариковый подшипник 90 из некоррозионного металла (не показан),
поскольку показанная на рисунке втулка 90 предназначена для обоих типов подшипников. Главный вал
шестерни 67 снабжен гайкой 93 с резьбовым углублением 94, которое предназначено для приема стержня (не
показан), который может быть ввинчен в него. Этот стержень обычного, хорошо известного типа имеет
отверстие 100, к которому может быть прикреплена леска, и служит удерживающим средством для поддержки
указанных деталей главной шестерни во время их установки или снятия для ремонта. На противоположном
конце вала главной шестерни 105 67 предпочтительно предусмотрена гайка 95 для ограничения попадания
воды в указанный полый вал.
Вал ротора 59 также снабжен лигнумным стеклоподшипником 96 для главного редуктора 110 68. Отверстие 81
во втулке 67 обеспечивает подачу воды к подшипнику 96. Таким образом, формируется роторный элемент, а
также части механизма синхронизации и управления, непосредственно с ним связанные. 11,5 Стена 88
образует две камеры 97 и 98, расположенные одна над другой.
Стенка 88 может образовывать опорное седло 99 для шарикоподшипника 100, которое, в свою очередь,
образует крепление для концевой части приводного вала 101, к которому прикреплена шпонка приводной
шестерни 102, которая входит в зацепление с зубчатым колесом 103, функционально расположенным на
приводном элементе ротора 51. В камеру 98 может быть помещена смазка для шарикоподшипника 100
шестерни 102 и зубчатого колеса 103.
Ребра жесткости 104 выступают в этот отсек, а в основании этих ребер отверстия 105 позволяют смазочному
материалу перетекать из одного отсека в другой. 130 Доступ к внутреннему механизму гребного винта можно
получить, открыв крышку 37, как описано ниже. Крышка 37 снабжена расположенным вдоль оси резьбовым
отверстием 39, в котором размещена регулировочная втулка 40, имеющая в верхней части выступ 41, а в
нижней части — кольцевое опорное седло 42.
Внутри этой втулки расположена опорная втулка 43, имеющая в нижней части посадочное место подшипника
44 и резьбу 45 в верхней части для установки контргайки 46.
В этих подшипниковых посадочных местах 42 и 44 шариковые подшипники 47 и 48 предпочтительно
расположены перпендикулярно оси указанных втулок.
Шариковые подшипники 47 и 48 служат верхней опорой для ротора 49. Этот ротор состоит из нескольких
частей, а именно:
Крышка ротора 50 крепится к приводному элементу ротора 51 с помощью болтов 52. Крышка 50 снабжена
опорной площадкой 53 для размещения шариковых подшипников 47 и 48, которые дополнительно
удерживаются на месте с помощью зажимного кольца 54, поддерживаемого штифтами планетарных передач
55, которые служат для установки планетарных передач 56 на указанную крышку 50, — всего таких
планетарных передач четыре, расположенных на расстоянии девяноста градусов (90°) друг от друга.
Приводной элемент ротора 51 снабжен посадочным местом подшипника 57 и резьбой 58. Этот элемент
привода ротора 51 установлен на расположенном вдоль оси валу крепления ротора 59 и соединен с ним
посредством шпонок или шлицов 60. Этот вал 59 выполнен заодно с перемычкой 61, на периферии которой
расположены корпуса крепления лезвий 62. Роторная балка 61 и корпуса крепления лопастей 6 снабжены
ребрами жесткости 63.
Периферийная часть элемента 61 снабжена фланцем 64, к которому прилегает нижняя крышка 65,
прикрепленная к элементу 61 болтами 66 (см. рисунок).
14). В валу ротора 59 аксиально расположен полый вал 67 главной шестерни 68, причем вал 67 имеет выступ
69, на котором установлен внутренний зубчатый механизм синхронизации 70, имеющий выступ 71 и
посадочное место подшипника 72. Указанный внутренний зубчатый механизм 70 может быть закреплен
шлицами или шпонками 73 на валу главной шестерни 67.
Предпочтительно на опоре подшипника 72, прилегающей к указанному выступу 71, а также на выступе 69
установлен шариковый подшипник 74, который по своей внешней периферии установлен на опоре
подшипника 57 приводного элемента ротора 51. Сегментное стопорное кольцо 75 может быть расположено в
углублении 76 монтажного вала ротора 59, и это стопорное кольцо 75 может также быть расположено таким
образом, чтобы входить в зацепление с выступом 77 стопорного кольца 78, которое, в свою очередь, может
быть установлено на подшипниковом гнезде 57 приводного элемента ротора 51.
232,175 Механизм синхронизации и управления, помимо ведущего вала 67 и крестовины 68, выполнен
следующим образом: планетарные шестерни 56, число которых, как показано на рисунке, четыре, входят в
зацепление своей внешней периферией с шестерней 106 внутренней крестовины 70, и указанные шестерни
56 входят в зацепление своей внутренней периферией с шестерней 107 на внешнем конце вала
синхронизации и управления 108, предпочтительно полого, который установлен вращательно относительно
опорной втулки 43. Червячная передача 109, имеющая червячную передачу 110, вращательно установлена на
валу 108.
Указанный червячный паук 109 имеет подшипники 111 и 112. На подшипнике 111 вращательно установлена
прямозубая шестерня 113, а на подшипнике 112 с помощью шлицов 115 закреплен диск реверсивной
шестерни 114. Указанный диск 114 имеет выемки 116 и 11.7, расположенные на расстоянии 180 друг от друга,
для размещения защелки реверсивного механизма 118, которая шарнирно установлена на шарнире 119
относительно ступицы реверсивного механизма 120, шлицево закрепленной на валу 108. Диск реверсивной
передачи 114 вместе с защелкой 118 образует удерживающее устройство для вала 108. Указанная защелка
реверсивного механизма 118 снабжена рукояткой 121 и удерживается в пазах 116 или 117 с помощью
пружины защелки 122. Гайка вала 123 надежно удерживает указанную ступицу 120 на валу 108. Обод
рулевого колеса 124 может быть установлен на шестерне 113 с помощью винтов 125.
Червяк 126 расположен таким образом, чтобы входить в зацепление с червячной передачей 110. Червяк 126,
в свою очередь, установлен в корпусе червячной передачи 127, закрепленном на крышке корпуса гребного
винта 37 с помощью винтов 128. На конце этого червяка 126 находится угловая шестерня 129 (см. рис.).
13) установлен, который входит в зацепление с зубчатым колесом, установленным на валу 131, на
внутреннем конце которого вал несет шестерню 132, которая, в свою очередь, входит в зацепление с
прямозубой шестерней 113.
Корпус червячной передачи 127 снабжен крышкой корпуса червячной передачи 133.
Крепление лопастей винта выполнено следующим образом: в каждом корпусе крепления лопасти 62
расположен подшипник лопасти 134, закрепленный на указанном цилиндре винтами 135. (См. рис. 14.
Подшипник лезвия снабжен блоками из лигонитового вита 136, относительно которых вращательно
установлен шпиндель лезвия 137, на котором закреплена шестерня лезвия 138, предназначенная для
зацепления с главной шестерней 139, установленной на крестовине главной шестерни 68. Кроме того, но это
не обязательно, может быть предусмотрено стопорное кольцо 140 для зацепления со стопорным кольцом
141.
Лопасть винта 142 снабжена валом 143, предпочтительно полым. Указанный вал предназначен для плотной
посадки внутри шпинделя 137. Указанный вал 143 снабжен двумя прямыми параллельными сторонами 144
(см. рис. 7 и 11), которые удерживают указанную лопасть 142 от вращения в указанном шпинделе 137.
Верхняя часть вала 143 снабжена резьбой 145 для установки гайки 146, которая предпочтительно должна
опираться на подшипниковую шайбу 147. Гайка 146 имеет осевое отверстие 148 с расположенными вдоль оси
канавками 149, одна из которых будет совпадать с канавками 150 в гайке 151, 75 резьба которой направлена
противоположно резьбе гайки 146, так что ключ 152 может служить для фиксации обеих гаек. Также в
указанной гайке 151 предусмотрено резьбовое углубление 153, в которое можно вкрутить стержень (не
показан) 80 для удержания указанного лезвия при его установке или снятии с крепления. Лезвие снабжено
двумя расположенными напротив друг друга отверстиями 154 и 155, которые ведут внутрь полого вала 85 143.
Внутри помещения расположена продольная перегородка или заслонка 156, разделяющая его на две камеры
157 и 158. Между концами указанного вала могут располагаться 90 каналов для отвода воды 159, которые
совпадают с аналогичным каналом 160 в валу лопасти 137.
Лопасти b могут быть выполнены со сходящимися боковыми кромками 161, которые могут резко сужаться на
концевых участках 162 и могут заканчиваться квадратным торцом 163. (См. рис.) 11. ) Труба 164
предназначена для подачи воды в качестве смазки в блоки из лигнумвита 91, между которыми имеются
углубления 165 (100jo (см. рис. 14)).
В модифицированном варианте моего изобретения, показанном на фиг. 16, крышка 166 полностью покрывает
диаметр отверстия, имея периферийный зазор i, позволяющий вращать ее и выбрасывать воду, которая
может попадать внутрь отверстий крышки, когда гребной винт не работает. Эта крышка крепится к ротору
аналогично крышке 65. Наличие цельной пластины в нижней части гребного винта сводит к минимуму трение
корпуса об эту часть, насколько это касается отверстий. К этой модифицированной форме крышки
необходимо прикрепить отдельный главный редуктор 167, поскольку скорости вращения двух редукторов
различны.
В модифицированной форме лезвия, показанной на рис. 17, грани обратно симметричны относительно хорды
лезвия168, то есть линии, соединяющей кромки лезвия.
На схематическом изображении (рис. 18) лопасти изображены с хордами 125 168, закрепленными на общей
оси 169 (здесь показанной как ось лопасти в положении 1) на орбите, описываемой осями лопастей, в то
время как лопасти, двигаясь вокруг общей оси 170 130 232, 75 и 181, являющиеся частью настоящего
изобретения, расположены в вертикальных или почти вертикальных участках стенки корпуса, так что их тяга
может быть использована для погружения и подъема судна, а также для движения, в то время как гребной
винт 182, идентичный по конструкции винтам по бокам, может быть использован для управления судном в
горизонтальной плоскости, а также для движения. Таким образом, на рисунке показаны 75 различных
плоскостей, в которые может быть установлен пропеллер, являющийся частью настоящего изобретения.
Кроме того, эта установка, вместе с тройной установкой гребных винтов 183, 184 и 80 1.85 на рис. 23, служит
для иллюстрации различных комбинаций расположения гребных винтов в зависимости от конкретного
назначения судна и требуемой движущей силы.
Вкратце, 85-й винт, описанный в настоящем изобретении, может использоваться в одиночных, двойных,
тройных или множественных установках и в различных положениях, а его конструкция, как описано здесь,
делает его особенно приспособленным для широкого диапазона положений.
В модифицированном варианте элемента роторного барабана (рис. 22) шестерня 103 приводного элемента
51 отсутствует, а перемычка 186 для крепления электрических вращающихся катушек 95 187
электродвигателя прикреплена болтами к приводному элементу ротора. Неподвижные катушки 188
обозначены пунктирной линией.
Модифицированная форма лопасти гребного винта, показанная на рис. 24, имеет лопасть 142, снабженную
резьбой 189, что позволяет закрепить ее на валу 143. Такая конструкция позволяет легко извлекать лопасть,
когда судно находится в сухом доке. Когда лопасть и вал являются единым целым, может не быть
достаточного зазора между днищем судна и полом сухого дока для извлечения лопасти и вала. Однако, для
этой модифицированной формы достаточно опустить лишь часть ее длины, чтобы лезвие 142 можно было
отделить от вала 143, после чего и лезвие, и вал могут быть полностью извлечены. Лопатка или перегородка
190 в этой модифицированной форме выполнена отдельно и предназначена для удержания в каналах 191
внутри вала 143. Очевидно, что слабое место этой лопасти находится в точке 192, в резьбовой части, поэтому
при столкновении с препятствием лопасть 120 легко сломается в этом месте, тем самым защитив ротор или
другой механизм крепления от повреждений.
Более того, чтобы определить, какая именно лопасть или лопасти были таким образом отломлены,
достаточно было бы лишь опустить стержень внутрь вала 143 и понаблюдать, ударяет ли он по лопасти или
свободно проходит сквозь нее. Очевидно, что при постановке лопастей в сухой док все их части представлены
в виде точек на указанном чертеже1. Линия 171, 172 представляет собой ось симметрии винта, то есть линию
относительно -5, к которой хорды лопастей 168 образуют равные углы. Лезвия последовательно занимают
одни и те же положения, и для наглядности на фиг. 18 выбраны восемь положений, по одному для каждого
лезвия, и эти положения обозначены римскими цифрами от I до VIII включительно.
На схематическом рисунке 19 видно, что центр масс 173 относительно оси 174 винта расположен лишь на
небольшом расстоянии, обозначенном линией 175 выше. Поскольку плоскость вращения гребного винта
параллельна плоскости, в которой качается лодка, очевидно, что работа винта не может уменьшить качание
волн, а, наоборот, усиливает его. Очевидно, что даже если бы работа винтового гребного винта имела
характер противодействия вращательной силе, его потенциальная полезность в этом отношении была бы
невелика из-за короткого плеча рычага, представленного линией 175.
В отличие от этого соотношения гребного винта и корпуса, в настоящем изобретении используется
соотношение, устанавливаемое гребным винтом и корпусом. Следует отметить, что плоскость вращения
гребного винта, описанного здесь, перпендикулярна плоскости качки судна, так что силы, возникающие при
его работе, противодействуют силам, стремящимся вызвать качку судна, и особо следует отметить, что
расположение гребного винта в днище судна обеспечивает длинный рычаг arTm 176, через который могут
действовать эти силы гребного винта. Было установлено, что судно, описанное в настоящем изобретении,
очень устойчиво и в значительной степени не подвержено качке, оказывая положительное сопротивление
качке во время движения.
Предполагается, что это объясняется тем, что гребной винт создает поток, а динамическое взаимодействие
лопастей с этим потоком заставляет их удерживаться в нем и оказывать сильное сопротивление смещению.
Таким образом, практический опыт показал, что работа судна характеризуется исключительно высокой
степенью устойчивости. Благодаря такому взаимодействию между корпусом и винтом в судне, воплощающем
мое изобретение, обычные скуловые кили могут быть исключены, что позволит сэкономить на стоимости его
постройки и существенно снизить эксплуатационные расходы за счет уменьшения трения корпуса.
В подводной установке, показанной на рис. 20 и 21, винты 178, 179, 232, 175 легко доступны с пола сухого
дока, поскольку высокие строительные леса не требуются.
На рис. 25 внешний конец лопасти обозначен как Pl, а внутренний конец — как Pl. Периферийная (т.е.,
скорость относительно оси винта) и поступательная скорости точки PI представлены векторно линиями V1p и
Vt соответственно, при этом результирующая скорость V1r, причем периферийная скорость на пятьдесят
процентов (50%) больше поступательной скорости винта, и аналогично, линии VnL' и Vt16 представляют
векторно скорость точки p, при этом результирующая скорость V11. Следует отметить, что ширина этого
лезвия имеет отношение к диаметру орбиты, которое больше двух десятых (0,20), причем указанное большее
отношение используется для преувеличения эффекта в целях более наглядной иллюстрации. Скорость точки
PI относительно оси лопасти, т.е. скорость спутника, обозначается как Vs, а фактическая или абсолютная
скорость точки P' — как V',. Аналогично, Vn обозначает абсолютную скорость точки P" при суммировании
вращательной скорости и скорости спутника.
Принцип работы устройства, воплощающего мое изобретение, следующий:
К приводному валу 101 подсоединен соответствующий двигатель или источник питания таким образом, что
ведущая шестерня 102 приводит в действие приводной элемент ротора через зубчатую передачу 103. Это
приводит к вращению ротора 49 в целом, то есть крышки ротора 50, установленной на шарикоподшипниках 47
и 48, приводного элемента ротора 51, вала ротора 59, перемычки 61 и корпусов крепления лопастей 62.
Корпуса крепления лопастей 62 несут в себе подшипники лопастей 134 и блоки лигнун-витм подшипников 136,
которые служат креплениями для шпинделей лопастей 137, в которых расположены валы лопастей 143.
Кроме того, следует отметить, что крепление ротора осуществляется с помощью двух подшипников —
верхнего и нижнего, причем верхний подшипник состоит из шариковых подшипников 47 и 48, а основной
подшипник представлен подшипником 90.
Данная конструкция характеризуется следующими преимуществами: (1) она позволяет легко регулировать
положение ротора 49 в целом по оси, так что ведущая шестерня 103 может быть точно зацеплена с
шестерней 102 без каких-либо помех для нижних частей механизма при осевом перемещении ротора 49 в
целом; (2) она позволяет расположить эти подшипники, выполняющие самые разнообразные функции,
достаточно глубоко внутри, чтобы они были свободны от любого воздействия воды, а также облегчает смазку
указанных подшипников; (3), это также позволяет разместить главный подшипник, функция которого проще,
несущий только радиально направленную осевую нагрузку, в таком положении, что его можно смазывать
водой) и (4), наконец, это разделение обязанностей 70 колец обеспечивает большую компактность, позволяя
главному подшипнику иметь необходимые размеры для восприятия нагрузки без помех со стороны других
частей, т.е., например, приводной вал 101 может быть расположен дальше от центра, чем это было бы
возможно, если бы необходимо было предусмотреть осевой упорный подшипник как часть радиального
упорного подшипника, - единственным ограничивающим фактором для размещения приводного вала 101 от
центра является длина корпусов крепления лопастей 62.
До настоящего момента описанные средства обеспечивают вращательное движение лопастей 142 вокруг
общей оси 85 170, т. е. общей оси лопастей, которая фактически является осью винта.
Далее будет изложен принцип работы средств синхронизации и управления, то есть средств, которые
заставляют лопатки 90 вращаться вокруг своих собственных осей 193, 194 (рис. 12), одновременно вращаясь
вместе вокруг общей оси 170. Следует понимать, что лезвия 142 установлены в своих положениях 134 таким
Соседние файлы в папке патенты