[go: up one dir, main page]

RU2847865C1 - Water jet engine - Google Patents

Water jet engine

Info

Publication number
RU2847865C1
RU2847865C1 RU2024130291A RU2024130291A RU2847865C1 RU 2847865 C1 RU2847865 C1 RU 2847865C1 RU 2024130291 A RU2024130291 A RU 2024130291A RU 2024130291 A RU2024130291 A RU 2024130291A RU 2847865 C1 RU2847865 C1 RU 2847865C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
water jet
impeller
jet propulsion
cup
Prior art date
Application number
RU2024130291A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Арсен Владимирович Месропян
Анастасия Петровна Меркулова
Евгений Александрович Платонов
Юлия Андреевна Шабельник
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2847865C1 publication Critical patent/RU2847865C1/en

Links

Abstract

FIELD: shipbuilding.
SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding, namely to small vessels. The water jet propulsion system includes a housing in which an impeller is located, connected by a spline connection to the drive shaft for transmitting torque from the vessel's engine and mounted on the propeller shaft by a threaded connection. The propeller shaft is mounted in a cup by means of bearing supports, sealing assemblies and a cone fairing with a sealing ring. A cover is also installed here to absorb axial loads during operation of the water jet propulsion system. The straightening apparatus blades are mounted on the cup, resting on the front side, along the direction of fluid flow, in the impeller housing and pulled together by the nozzle and curtain on the other side to the impeller housing. A replaceable ring nozzle is installed on the nozzle, and a rod for controlling the swivel nozzle is installed on the curtain, and a reverse device damper is fixed.
EFFECT: improved manufacturability, maintainability and serviceability of the design, ensuring the interchangeability of individual blades.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов, малых судов, гидроциклов и других плавсредств.The invention relates to shipbuilding, namely to water jet propulsion systems for ships, small boats, jet skis and other watercraft.

Известен водометный движитель, который выполнен с консольно расположенным импеллером в виде съемного конструктивно завершенного модуля, представляющего собой тело вращения (патент RU 2357891).A water jet propulsion unit is known, which is made with a cantilever-mounted impeller in the form of a removable, structurally complete module, which is a body of revolution (patent RU 2357891).

В данном техническом решении, в котором выделен осевой насос во взаимозаменяемую конструктивную сборочную единицу, используется схемное решение без спрямляющего аппарата, что снижает эффективность работы водометного движителя в целом. Недостатком данной конструкции является повышение стоимости эксплуатации.This technical solution, which separates the axial pump into an interchangeable structural unit, uses a design without a straightener, which reduces the overall efficiency of the water jet propulsion system. A disadvantage of this design is increased operating costs.

Известен водометный движитель, который содержит водовод с водозаборником и защитной решеткой, промежуточный вал, рабочее колесо, спрямляющий аппарат с соплом, реверсивно-рулевое устройство, смотровой люк (патент RU 2486100). Изобретение описывает упрощение конструкции и повышение надежности водометного движителя за счет использования меньшего числа деталей и применения спрямляющего аппарата с соплом в качестве единой детали.A water jet propulsion unit is known, comprising a water duct with a water intake and protective grate, an intermediate shaft, an impeller, a straightening vane with a nozzle, a reversing steering device, and an inspection hatch (patent RU 2486100). The invention describes a simplified design and increased reliability of the water jet propulsion unit by using fewer parts and utilizing the straightening vane and nozzle as a single component.

Недостатком данного движителя является неудобство обслуживания и повышение стоимости ремонтных работ в случае поломки лопастей спрямляющего аппарата.The disadvantage of this type of propulsion is the inconvenience of maintenance and the increased cost of repairs in the event of a breakdown of the straightener blades.

Известна водометная движительная установка, принятая за прототип (патент RU 2751366), которая содержит обечайку, в которой размещен импеллер с плавно-радиусной ступицей, внутри ступицы выполнено шлицевое соединение с приводным валом. Импеллер через резьбовое соединение связан с гребным валом, установленным в блоке спрямляющих лопаток посредством подшипниковых опор, узлов уплотнения и конуса. К блоку спрямляющих прикреплено выходное сопло с установленной в нем сменной кольцевой насадкой и штора, на которой установлена тяга для управления поворотным соплом и закреплена заслонка реверсивного устройства. Недостатком такой конструкции является технологически сложное схемное решение спрямляющего аппарата, выполненного единой деталью литьем, замена которого представляется трудоемкой задачей.A water jet propulsion system, adopted as a prototype (patent RU 2751366), comprises a shell housing an impeller with a smooth-radius hub. The hub is splined to the drive shaft. The impeller is threaded to the propeller shaft, mounted in a block of straightener blades via bearing supports, seal assemblies, and a cone. Attached to the block of straightener blades is an outlet nozzle with a replaceable annular nozzle and a shutter, which carries a control rod for the rotating nozzle and a reversing device flap. A disadvantage of this design is the technologically complex design of the straightener, which is cast in a single piece, making replacement a labor-intensive task.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание водометного движителя с достижением следующего технического результата: повышение технологичности конструкции, ремонтопригодности и удобства обслуживания, обеспечение возможности взаимозаменяемости отдельных лопастей спрямляющего аппарата без трудоемких операций и специализированного оборудования.The technical problem that the claimed invention is aimed at solving is the creation of a water-jet propulsion device with the following technical result: increasing the manufacturability of the design, maintainability and ease of maintenance, ensuring the possibility of interchangeability of individual blades of the straightener apparatus without labor-intensive operations and specialized equipment.

Указанный технический результат достигается тем, что в водометном движителе, состоящем из корпуса импеллера, который крепится к водоводному каналу судна, в корпусе размещен импеллер, соединяющийся шлицевым соединением с приводным валом для передачи крутящего момента от двигателя судна, и установленный резьбовым соединением на гребном валу, согласно изобретению, гребной вал установлен в стакане посредством подшипниковых опор, узлов уплотнения и конуса обтекателя с уплотнительным кольцом, здесь же установлена крышка, воспринимающая осевые нагрузки при работе водометного движителя, на стакан устанавливаются лопасти спрямляющего аппарата, упирающиеся с передней, по ходу движения жидкости, стороны в корпус импеллера и стягиваемые соплом и шторой с другой стороны к корпусу импеллера, далее на сопле установлена сменная кольцевая насадка, на шторе установлена тяга для управления поворотным соплом и закреплена заслонка реверсивного устройства.The said technical result is achieved by the fact that in a water jet propulsion device consisting of an impeller housing, which is attached to the water channel of a vessel, an impeller is placed in the housing, which is connected by a splined connection to a drive shaft for transmitting torque from the vessel's engine, and is installed by a threaded connection on the propeller shaft, according to the invention, the propeller shaft is installed in a cup by means of bearing supports, sealing units and a fairing cone with a sealing ring, a cover is also installed here, which takes up axial loads during the operation of the water jet propulsion device, the blades of the straightening apparatus are installed on the cup, resting from the front, in the direction of fluid movement, side against the impeller housing and pulled together by a nozzle and a curtain on the other side to the impeller housing, then a replaceable ring nozzle is installed on the nozzle, a rod for controlling the rotary nozzle is installed on the curtain and a valve of the reversing device is fixed.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид водометного движителя; на фиг.2 даны варианты исполнения секторного разделения спрямляющего аппарата с 5 (фиг.2а), 7 (фиг.2б) и 9 (фиг.2в) лопастями.The essence of the invention is explained by drawings, where Fig. 1 shows a general view of a water jet propulsion device; Fig. 2 shows variants of the execution of a sector division of a straightening apparatus with 5 (Fig. 2a), 7 (Fig. 2b) and 9 (Fig. 2c) blades.

Водометный движитель включает в себя корпус 1, в котором размещен импеллер 2, соединяющийся через резьбовое соединение с гребным валом 3, шлицевым соединением с приводным валом 4. На валу 3 установлены подшипники, уплотнения, необходимые кольца, которые размещаются в стакане 5. Стакан 5 обеспечивает упор лопастей спрямляющего аппарата 6 по буртику (А). В стакан устанавливается крышка 7 для восприятия возникающих осевых нагрузок. Спрямляющий аппарат 6 состоит из секционных лопастей (набор секций может состоять из различного количества лопастей от 3 до 9 штук), при сборке упирается поверхностью (Б) в корпус 1 импеллера. Фиксация обеспечивается прижимом сопла 8, шторы 9 и болтовым соединением, а также резьбовым соединением обтекателя 10 и поверхностями (В) и (Г). Сопло 8 выполнено с установленной в нем сменной кольцевой насадкой 11. Управление поворотным соплом 12 осуществляется тягой 13, установленной посредством крепежных элементов на шторе 9, на которой также закреплена заслонка реверсивного устройства 14.The water jet propulsion unit comprises a housing 1 housing an impeller 2 connected via a threaded joint to a propeller shaft 3 and a splined joint to a drive shaft 4. Bearings, seals, and the necessary rings are mounted on the shaft 3 and housed in a cup 5. The cup 5 provides a stop for the blades of the straightener apparatus 6 along the flange (A). A cover 7 is installed in the cup to accommodate the resulting axial loads. The straightener apparatus 6 consists of sectional blades (a set of sections may consist of a different number of blades, from 3 to 9 pieces); during assembly, it rests against the housing 1 of the impeller with its surface (B). Fixation is ensured by pressing the nozzle 8, curtain 9, and a bolted connection, as well as a threaded connection of the fairing 10 and surfaces (B) and (G). The nozzle 8 is made with a replaceable ring attachment 11 installed in it. The rotary nozzle 12 is controlled by a rod 13, installed by means of fastening elements on the curtain 9, on which the valve of the reversing device 14 is also fixed.

Работа движителя осуществляется следующим образом. Крутящий момент на импеллер 2 передается через приводной вал 4, обеспечивая прокачку потока жидкости из водозаборного устройства судна через проточную часть импеллера 2 и лопасти 15 спрямляющего аппарата 6 в сопло 8 со сменной кольцевой насадкой 11. Плавные обводы проточной части водометного движителя обеспечивают минимизацию потерь, сужение сечения на выходе из спрямляющего аппарата 6 создает поджатие струи и повышение скорости истечения струи из сопла 8. Сменная кольцевая насадка 11 позволяет регулировать площадь сечения на выходном сечении сопла 8 для отладки работы водометного движителя с различными мощностями двигателя судна.The propulsion unit operates as follows. Torque is transmitted to impeller 2 via drive shaft 4, forcing fluid from the vessel's water intake through the flow path of impeller 2 and blades 15 of straightener 6 into nozzle 8 with replaceable ring attachment 11. Smooth contours of the flow path of the water-jet propulsion unit minimize losses, and a narrowing of the cross-section at the outlet of straightener 6 compresses the jet and increases the velocity of the jet from nozzle 8. Replaceable ring attachment 11 allows for adjustment of the cross-sectional area at the outlet of nozzle 8 to fine-tune the operation of the water-jet propulsion unit with varying engine powers.

При эксплуатации маломерного судна возникают ситуации попадания посторонних предметов в проточную часть водометного движителя. Попадание посторонних предметов в проточную часть может приводить к повреждению одной или нескольких лопастей спрямляющего аппарата. Работа водометного движителя с нарушением геометрии, повреждениями лопастей спрямляющего аппарата существенно снижает КПД движителя, что может повлечь нарушение согласованности рабочих режимов работы двигателя и движителя и преждевременный выход их из строя.When operating a small vessel, foreign objects may enter the flow path of the waterjet propulsion system. Foreign objects entering the flow path can damage one or more guide vane blades. Operating a waterjet with improper geometry and damaged guide vane blades significantly reduces the propulsion system's efficiency, which can lead to a disruption in the operating modes of the engine and propulsion system, leading to premature failure.

Разделение спрямляющего аппарата на сектора позволяет при эксплуатации, в случае поломки одной или нескольких лопастей спрямляющего аппарата, выполнять замену только поврежденных секторов, а не всего узла в целом. Замена поврежденных секторов не требует специализированного оборудования и помещений, полной разборки водометного движителя, что обеспечивает оперативность и меньшую трудоемкость ремонтных работ при эксплуатации судна.Dividing the outflow guide vane into sectors allows, during operation, in the event of failure of one or more outflow guide vane blades, to replace only the damaged sectors, rather than the entire unit. Replacing damaged sectors does not require specialized equipment or facilities, nor does it require complete disassembly of the waterjet propulsion unit, ensuring efficient and less labor-intensive repairs during vessel operation.

Секторное разделение спрямляющего аппарата обеспечивает меньшую трудоемкость финишной обработки поверхностей лопастей спрямляющего аппарата и обеспечивает возможность варьирования количества лопастей спрямляющего аппарата при отладке работы движительной установки с более широким мощностным диапазоном двигателей. Варьирование количества лопастей спрямляющего аппарата позволяет оптимизировать работу водометного движителя под характеристики двигателя, а также повысить эффективность водометного движителя в целом за счет подбора оптимального количества лопастей, геометрии проточной части спрямляющего аппарата.The sector-based division of the straightener reduces the labor intensity of finishing the straightener blade surfaces and allows for varying the number of straightener blades when fine-tuning the propulsion system with a wider engine power range. Varying the number of straightener blades allows for optimization of the jet propulsion system to suit the engine's characteristics, as well as increasing the overall efficiency of the jet propulsion system by selecting the optimal number of blades and the geometry of the straightener's flow path.

Claims (1)

Водометный движитель, включающий в себя корпус, в котором размещен импеллер, соединенный шлицевым соединением с приводным валом для передачи крутящего момента от двигателя судна и установленный резьбовым соединением на гребной вал, отличающийся тем, что гребной вал установлен в стакане посредством подшипниковых опор, узлов уплотнения и конуса обтекателя с уплотнительным кольцом, здесь же установлена крышка, воспринимающая осевые нагрузки при работе водометного движителя, на стакан установлены лопасти спрямляющего аппарата, упирающиеся с передней стороны, по ходу движения жидкости, в корпус импеллера и стягиваемые соплом и шторой с другой стороны к корпусу импеллера, на сопле установлена сменная кольцевая насадка, а на шторе установлена тяга для управления поворотным соплом и закреплена заслонка реверсивного устройства.A water jet propulsion unit comprising a housing in which an impeller is placed, connected by a splined joint to a drive shaft for transmitting torque from a vessel's engine and installed by a threaded joint on a propeller shaft, characterized in that the propeller shaft is installed in a cup by means of bearing supports, sealing units and a fairing cone with a sealing ring, a cover is also installed here that takes up axial loads during operation of the water jet propulsion unit, straightening apparatus blades are installed on the cup, resting from the front side, in the direction of fluid movement, against the impeller housing and pulled together by a nozzle and a curtain on the other side to the impeller housing, a replaceable annular attachment is installed on the nozzle, and a rod for controlling a rotary nozzle is installed on the curtain and a reversing device flap is secured.
RU2024130291A 2024-10-07 Water jet engine RU2847865C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2847865C1 true RU2847865C1 (en) 2025-10-15

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020090867A1 (en) * 1991-05-13 2002-07-11 Roos Paul W. Marine jet drive with through-the-nozzle exhausting
US20060003643A1 (en) * 2002-10-04 2006-01-05 Karl-Josef Becker Water jet drive for marine vehicles
RU2486100C2 (en) * 2011-09-22 2013-06-27 Роман Геннадьевич Строителев Water-jet propeller
RU2751366C1 (en) * 2020-12-03 2021-07-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Waterjet propulsion system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020090867A1 (en) * 1991-05-13 2002-07-11 Roos Paul W. Marine jet drive with through-the-nozzle exhausting
US20060003643A1 (en) * 2002-10-04 2006-01-05 Karl-Josef Becker Water jet drive for marine vehicles
RU2486100C2 (en) * 2011-09-22 2013-06-27 Роман Геннадьевич Строителев Water-jet propeller
RU2751366C1 (en) * 2020-12-03 2021-07-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Waterjet propulsion system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3233573A (en) Hydraulic jet propulsion apparatus for water-borne craft
KR100393724B1 (en) Marine water jet propellers and pumps driven by fully sealed motors
US3487805A (en) Peripheral journal propeller drive
US3083529A (en) Hydraulic jet propulsion apparatus for water-borne craft
US6045418A (en) Marine jet drive
US4004541A (en) Jet boat pump
US3993015A (en) Hydraulic jet propulsion system
JP2001171597A (en) Pump jet having double wall stator housing for reducing exhaust noise
US4050849A (en) Hydrodynamic transmission for ship propulsion
US4993977A (en) Water jet propulsion module
RU2847865C1 (en) Water jet engine
US3935833A (en) Jet boat pump
US5146865A (en) Water-jet propulsion system for ships which are intended to be used in shallow waters
US3678689A (en) Submerged multistage pump usable as propulsion unit
US3044260A (en) Hydraulic jet propulsion apparatus for water-borne craft
KR20210005749A (en) Marine ducted propeller jet propulsion system
RU2751366C1 (en) Waterjet propulsion system
JP2004510624A (en) Axial adjustable thrust bearing for jet propulsion
US4713027A (en) Ringed impeller for a water jet drive
NO334694B1 (en) Device in a counter-rotating propulsion system (CRP).
US3347045A (en) Marine jet propulsion units
US7264519B2 (en) Safe efficient outboard motor assembly
PT1545970E (en) Water jet drive for marine vehicles
RU227312U1 (en) IMPELLER FOR WATER JET NOZZLE WITH CENTRIFUGAL PUMPING DEVICE
US7445532B2 (en) Safe efficient outboard motor assembly