RU2847865C1 - Water jet engine - Google Patents
Water jet engineInfo
- 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
Links
Abstract
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)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2847865C1 true RU2847865C1 (en) | 2025-10-15 |
Family
ID=
Citations (4)
| 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)
| 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 |