Судовой электрогидравлический движитель

(19) Я, (11) 1 (1) 5 В 63 Н 11 09 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(и) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТк авторскому свидетельству ческии движитель состоит из корпусаформы, образованного винтовой ловвитков 10, которые расположены внахпшению друг к другу. Перегородки 1между рабочими камерами 11, в котоны электроразрядные электродыстержне, соединенном с окружающсоединенные с источником электролитсудна с помощью формирователей раиндуктивных датчиков 18, якоря котосоответствующими перегородками. 8 ССР й 1213645, кя АВЛИЧЕСК судостроению и мочестве движителей етения - повышение й электрогидравлиил: д д(66) Авторское свидетельство СВ 63 Н 11/09, 1984.(67) Изобретение относится кжет быть использовано в каподводных лодок Цель изобр" КПД и тяги движителя Судово обтекаемой ерхностью из ест по отно размещены рых выполнена трубчатом им водоемом, ания на борту зрядов в виде рых связаны сИзобретение относится к судостроению и может быть использовано в качестве движителей подводных лодок.Цель изобретения - повышение КПД и тяги движителя.На фиг.1 изображен предлагаемый движитель, вид сбоку; на фиг.2 - разрез по оси судового электрогидравлического движителя (центрально-осевая труба с разрядниками условно не разрезана); на фиг.З - разрез по оси центрально-осевой, трубы с разрядником; на фиг.4 - схема устройства индуктивного формирователя разрядов; на фиг.5 - принципиальная электрическая схема электропитания судового электрогидравлического движителя; на фиг.6 - схема размещения судовых электрогидравлических движителей на корпусе подводного судна, вид сбоку, вариант; на фиг.7 - то же, вид сзади,вариант; на фиг.8 - вид сбоку, вариант.Судовой электрогидравлический движитель состоит из корпуса обтекаемой формы, имеющего носовую 1, цилиндрическую.2 и кормовую коническую 3 части, к которым прикреплены полые кронштейны 4. Вдоль всего корпуса движителя по его оси размещены электроразрядные электроды в виде носового, среднего и кормового отрезков труб 5, 6 и 7, которые все коаксиально крепятся на несущем трубчатом стержне 8 с помощью кронштейнов 9.Цилиндрическая 2 и коническая 3 части корпуса движителя выполнены в виде винтовой поверхности профилированной гибкой ленты, имеющей сечение обтекаемого профиля. Витки 10 ленты выполнены внахлест по отношению друг к другу, перекрывая задней частью передних витков передние части последующих витков, образуя винтовую поверхность стыка между витками 10 винтовой поверхности корпуса движителя,плотно прилегающих друг к другу.Полость корпуса движителя разделена на рабочие камеры 11 с помощью перегородок 12 в виде дисков, соединенных, например, с помощью сварного шва со смежными витками 10 по месту перегородки. В средней части дисков перегородок 12 выполнены отверстия по размеру отрезков труб 5 - 7. Кромки отверстий в дисках перегородок 12 снабжены опорными скользящими кольцами 13, имеющими воэможность смещаться относительно отрезков труб 5 - 7 вдоль них.Каждый зазор между отрезками труб 5 - 7 снабжен электродами-наконечниками 14, являющимися концами своих отрезков, укрепленных на их торцах с помощью соединительных, например, резьбовых элект 10 15 роизолирующих прокладок (муфт) 15. От каждого наконечника 14 выполнен электро- изолированный вывод 16 внутрь стержня 8 и далее по полым кронштейнам 4 к источнику электропитания на борту судна.Под каждым опорным скользящим кольцом 13 перегородок 12 в стенке отрезков труб 5 - 7 с помощью диэлектрических пробок 17, например резьбовых, укреплены формирователи разрядов в виде индуктив- ных датчиков 18 из обмоток 19 и сердечников 20. Магнитная цепь сердечников 20 замыкается через опорное скользящее кольцо 13, являющееся для данного датчика подвижным якорем. Каждая обмотка 19 индуктивного датчика-формирователя имеет электроизолированный вывод 21 внутрьстержня (несущей трубы) 8 и далее по полымкронштейнам 4 к электросхеме управления20 электропитанием движителя на борту судна.Обмотки 19 датчиков. 18 включаются всхему управления тиристора электропитания соответствующего разрядника, распо 25 ложенного в очередной рабочей камере 11,т.е. обмотка формирователя разрядов второго разрядника по направлению от носовой части расположена под первойперегородкой 12, обмотка формирователя30 разрядов третьего разрядника расположенапод второй перегородкой и так далее, а подпоследней перегородкой 12 расположен,формирователь разрядов первого разрядника.35 Количество разрядников и соответственно камер 11 может быть произвольным,определяемым размерами движителя.Количество витков 10 винтовой поверхности движителя может быть произволь 40 ным, определяемым величиной тягидвижителя,Движитель может быть многоступенчатым при последовательном соединенииописанных движителей или многокорпус 45 ным при параллельном соединении описанных движителей.Напряжение электропитания разрядников может быть переменным или преимущественно постоянным от типовых импульс 50 ныхтенераторов тока, а напряжение электропитания обмоток индуктивных датчиковформирователей разрядов - непременно .переменное заданной частоты.Материалом корпуса движителя, витков55 цилиндрической части 2 может быть стальили прочные сорта полимеров, напримерфторопласт, Материалом труб может бытьсталь или другие сплавы, прочные сортаполимеров, пластмасс и т.п. Кронштейны 4и 9 могут быть стальными, из прочных сор 1631896тов полимеров и т.п. В случае выполнения труб из электроизолирующих полимеров отпадает необходимость выполнения электроизолирующими муфт и пробок 17, которые могут быть выполнены из материала стенок труб соответственно. Материалом электродов-наконечников может быть сталь, другие проводниковые сплавы. Перегородки 12 могут быть выполнены из материала витков 10, а опорные скользящие кольца 13 выполнены непременна ферромагнитным, также как и сердечник 20 индуктивного датчика 18 формирователей разрядов.Движители с помощью полых кронштейнов 4 прикреплены к корпусу судна 22, на борту которого имеется источник электропитания с маршевым двигателем. Число движителей и план их укрепления к корпусу судна определяются конструкцией судна, его характером, водоизмещением, условиями эксплуатации и могут быть разнообразными.Электропитание по электроизолированным кабелям от источника электропитания на борту судна через полые кронштейны 4, несущей трубчатый стержень 8 подсоединено к выводам 16 электроразрядных электродов 14 и к выводам 21 обмоток 19 датчиков 18 формирователей разрядов по заданной схеме. В состав системы электропитания также входят тиристоры 23 - 25, . электропитание соответствующих разрядников, обмотки 26 - 28 индуктивных датчиков 18 формирователей разрядов соответствующих разрядников, резисторы 29 - 31 в цепи управления соответствующих тиристоров и кнопка 32 включения движителей в работу, шунтирующая в первоначальный момент запуска обмотку первого формирователя разрядов, Пары электродов-наконечников 14 в каждой камере на схеме обозначены ЗЗ - 35.Судовой электрогидравлический движитель работает следующим образом.Включение движителя осуществляется кратковременным нажатием кнопки 32, которая шунтирует обмотку 19 первого форми-.рователя разрядов, благодаря чему открывается тиристоров 23 электропитания первого разрядника 33, т,е. между электродами-наконечниками 14, расположенными в первой рабочей камере 11, осуществляется электрический разряд, сопровождающийся образованием парогазоводяного пузыря и ударной волны (преимущественно сферического фронта) вокруг пары электродов-наконечников 14,Образовавшийся парогазоводяной пузырь вокруг электродов-наконечников 1425 чика формирователя разрядов второго раз 30 35 4045 50 5 10 15 20 своей областью перекрывает зазор между отрезками труб 5 и 6, т.е. изолирует сообщение первой рабочей камеры со средой вокруг движителя. Благодаря данному обстоятельству вода в рабочей камере 11 под давлением ударной волны (электрогидравлический эффект, ЭГЭ) раздвигает витки 10, между которыми образуются щели-сопла, открытые назад по отношению тяги движителя, из которых истекают струи воды со скоростью Ч 2, образующие реактивную тягу первой рабочей камеры, т,е. создавая реактивный импульс втечение времени действия давления ЭГЭ.Одновременно с раздвижением витков 10 первой рабочей камеры 11 под давлением ударной волны ЭГЭ перегородка 12 между первой и второй рабочими камерами 11 сдвигается внутрь второй камеры 11, сжимая при этом ее витки 10, которые надвигаются друг на друга, так как выполнены внахлест, и сдвигая опорное скользящее кольцо 13, которое является подвижным якорем магнитной цепи индукционного датрядника, расположенного во второй рабочей камере 11. При этом уменьшается индуктивное. сопротивление в цепи переменного тока управления вторым тиристором 24 электропитания второго разрядника 34, Так как в первой рабочей камере к моменту разряда на втором разряднике наступает фаза "схлопывания", то зазор между отрезками труб 5 и 6 соединяет полость первой камеры с наружной водой, она заполняет ее снова до первоначального положения(скорость поступления воды обозначена Ч 1), а зазор между отрезками труб 6 и 1 с началом разряда во второй камере 11 перекрывается парогазоводяным пузырем разряда на разряднике второй камеры.В результате ЭГЭ во второй камере 11 ее витки 10 раздвигаются, образуя сопла- щели, из которых реактивные струи воды создают второй импульс реактивной тяги движителя, одновременно сдвигая перегородку 12 между второй и третьей камерами 11, открывая с помощью индуктивного датчика формирователя разрядов третьего разрядника 35 его тиристор 25, повторяя процесс по описанному до продвижения разряда в последней рабочей камере 11, На чертежах условно показан пример движителя из трех камер 11, число которых, как это указано выше, может быть произвольным.По достижение разряда в последней камере 11 одновременно с импульсом реактивной тяги последней камеры от струй из сопл-щелей между витками 10 ударная вол1631896 на сдвигает последнюю перегородку 12, ко- обновлению цикла реактивных импульсов торая связана с индуктивным датчиком фор- движителя по описанному и обеспечивает мирователя разрядов первого разрядника его работу в течение всего времени электро в первой камере 11, что приводит к воз- питания,5ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я . ками, а электроразрядные электроды выСудОВОЙ ЭЛЕКгрОГИдрАВЛИЧЕ- полнен" в виде участков труб, которые СКИЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содер:кащий обтекае расположены концентрично относительнопродольного стержня, свободно пропущемый корпус с электроразрядными электро 10 ны с воэможностью скольжения через дами, соединенными с источникомкольцевые перегородки и выполнены с наэлектропитания посредством формироваконечниками, имеющими вырезы на их телей разрядов, отличающийся тем, что, сторцах и смонтированными на торцах упоцелью повышения КПД и тяги движителя,мянутых участков труб посредством изолие с продоль 15 рующих прокладок, причем упомянутые упомянутый корпус выполнен с продольным стержнем с установленными на нем с, ор ир ваформирователи выполнены в виде индуквозможностью продольного перемещениятивных датчиков с подвижными якорями, кольцевыми перегородками, образующими рабочие камеры внутри корпуса, и обшивкоторые соединены с соответствующими перегородками, при этом индуктивный ли внахлест и жестко связаны с,чески связан с электроразрядником носо-,вого формирователя. соответствующими кольцевыми перегород 6/Редактор Е,Хорина Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 1076 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10