CN102248993B - 气动微型观光潜艇推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供气动微型观光潜艇推进装置，包括螺旋桨、联轴器、轴、离合器、推杆减速器、叶片式气动发动机和压缩空气气罐，所述的轴包括艉轴、中间轴、推力轴，螺旋桨安装在艉轴上，艉轴通过第一联轴器连接中间轴，中间轴通过第二联轴器连接推力轴，推力轴通过第三联轴器连接推杆减速器，推杆减速器、离合器、叶片式气动发动机、压缩空气气罐依次相连。本发明可实现无级调速与正反转等功能，工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适于恶劣工作环境。采用三弯矩法进行轴系校中设计，根据计算结果重新定位各轴承，合理分配各轴承受力，使轴承负荷得到改善。结构简单、成本低并具有良好的操作及维护性。

Description

气动微型观光潜艇推进装置

技术领域

本发明涉及的是一种潜艇的动力装置。

背景技术

随着现代消费观念的提升，沿海度假已成为一种生活新时尚。目前，水下观光是继水上观光、空中观光之后的另一旅游“热点”，美国、日本、俄罗斯等国均推出了该游览项目。我国现有的观光潜艇多为载客20人以上中型和大型全潜式观光潜艇以及载客2-6人半潜式小型观光潜艇，全潜式微型观光潜艇在我国民用观光潜艇的研发方面还处于空白阶段。本气动微型观光潜艇以压缩空气代替传统能源。潜艇由壳体、气动动力装置、舵装置、液压系统、辅机、供配电系统、通讯系统、导航系统和生命保障系统。艇体中部设有座舱，座舱内设有俩人坐席。

潜艇推进装置是潜艇在航行过程中提供所需推进力的设备及系统，也称之为主动力装置，它是动力装置的最重要组成部分。主要包括主机、传动装置、推进轴系、推进器、推进辅助装置。目前常见主要有柴油机-蓄电池型动力装置、核动力装置以及闭式循环发动机推进装置。

近年来一些相关技术专利有所涉及。中国专利200810088394.5公开了一种不依赖空气的潜艇推进装置，其原理是由蒸汽锅炉产出高压高温蒸汽，通过蒸汽喷水器将蒸汽加压，使用蒸汽喷水器输出的高压水推动水轮机，水轮机带动发电机，发电机驱动推进电机，推进电机带动潜艇螺旋桨。这类推进装置具有结构尺寸较大、质量较大、结构复杂等缺点。因此，微型潜艇迫切需要在经济性、可靠性及机动操纵性等方面性能均为优良的主推进装置。

发明内容

本发明的目的在于提供工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适于恶劣工作环境的气动微型观光潜艇推进装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明气动微型观光潜艇推进装置，包括螺旋桨、联轴器、轴、离合器，其特征是：还包括推杆减速器、叶片式气动发动机和压缩空气气罐，所述的轴包括艉轴、中间轴、推力轴，螺旋桨安装在艉轴上，艉轴通过第一联轴器连接中间轴，中间轴通过第二联轴器连接推力轴，推力轴通过第三联轴器连接推杆减速器，推杆减速器、离合器、叶片式气动发动机、压缩空气气罐依次相连。

本发明还可以包括：

1、还包括制动器，所述的制动器为盘式制动器、安装在中间轴上。

2、所述的艉轴上安装艉轴管装置，艉轴与艉轴管装置的防磨轴衬相连接。

3、所述的压缩空气气罐有两个。

4、所述的推力轴上安装止推轴承。

本发明的优势在于：

1.推进装置主机采用叶片式气动发动机，把压缩空气压力能转换成回转机械能，其作用相当于电动机或液压马达，可实现无级调速与正反转等功能，工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适于恶劣工作环境。

2.由于主机采用叶片式气动发动机，其动力源为压缩空气，绿色环保，彻底实现零污染。

3.采用三弯矩法进行轴系校中设计，根据计算结果重新定位各轴承，合理分配各轴承受力，使轴承负荷得到改善。

4.结构简单、成本低并具有良好的操作及维护性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的艉轴管尾部结构示意图；

图3为本发明的艉轴管中部结构示意图；

图4为本发明的艉轴管首部结构示意图；

图5为本发明的中间轴系结构示意图；

图6为本发明的推进轴系结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

实施方式1：

结合图1～6，本发明是这样实现的：它主要包括主机，传动装置，轴系和推进器统组成。气动微型观光潜艇推进装置组成结构图，参见图1，主要由螺旋桨1、艉轴2、艉轴管装置3、联轴器4、盘式制动器5、中间轴6、中间轴承7、联轴器8、推力轴9、止推轴承10、联轴器11、推杆减速器12、离合器13、叶片式气动发动机14、压缩空气气罐15组成。其中螺旋桨1与艉轴2通过螺栓连接，艉轴2与艉轴管装置3内的防磨轴衬19通过键连接，防磨轴衬19与螺旋桨1通过螺栓连接，这样螺旋桨1、艉轴2与防磨轴衬19可同时转动，艉轴2与中间轴6通过联轴器4进行连接，盘式制动器7通过螺栓连接固定在艇体上，中间轴6与推力轴9通过联轴器8进行连接，推力轴10与推杆减速器12通过联轴器11进行连接，推杆减速器12与叶片式气动发动机14之间安有离合器13，叶片式气动发动机14与压缩空气气罐15连接在一起。

气动微型观光潜艇推进装置工作原理是：采用叶片式气动发动机作为主机，通过控制叶片式气动发动机气体排量来控制潜艇前进速度。本发明特征在于：动力装置主机采用叶片式气动发动机，采用压缩空气作为潜艇动力源。

压缩空气由叶片式气动发动机进气孔输入，小部分经定子两端密封盖槽进入叶片底部，将叶片推出，使叶片贴紧在定子内壁上，大部分压缩空气进入相应密封空间而作用在两个叶片上。由于两叶片伸出长度不等，因此，就产生了转矩差，使叶片与转子旋转，作功后气体由定子上的出气孔排出。若改变压缩空气输入方向，则可改变转子转向。通过叶片式气动发动机扭矩传给螺旋桨使其旋转。

艉管装置采用皮碗式密封装置，为防止润滑油从艉轴管两端泄露，在艉轴管两端都设有密封装置，由于密封环弹性及跟随性较好，密封环与防磨轴衬接触时，径向借助油压压紧在防磨轴衬上。由于球鼻型密封环唇口与防磨轴衬接触宽度小，形成线性接触状态，使得接触压力集中。只要形成油膜，唇口接触处压力就可达润滑油压几十倍，完全可以阻挡油从唇口处沿轴表面浸润流动。

图1为气动微型观光潜艇推进装置组成结构图。潜艇尾部螺旋桨1与艉轴2相连接，在艉轴2上设有艉轴管装置3，艉轴管装置3用以支撑艉轴2穿过艇体处多个密封结构，防止艇外海水漏入艇内或润滑油外泄，艉轴2与中间轴6采用联轴器4进行连接，在中间轴6上安装有盘式制动器5，用以防止在操作螺旋桨1正反转时对推杆减速器12造成损坏以及防止轴系在海水冲击下转动。中间轴6上安装有中间轴承7，中间轴6与推力轴9采用联轴器8进行连接，在推力轴9上安装有止推轴承10，推力轴9与推杆减速器12采用联轴器11进行连接，在推杆减速器12与叶片式气动发动机14之间安装有离合器13，叶片式气动发动机14与压缩空气气罐15相连。

图2为艉管尾部结构图。在艉管尾部装置中，艉轴2上套有防磨轴衬19，防磨轴衬19与螺旋桨1通过螺栓固定，这样螺旋桨1即可带动艉轴2一起转动，在防磨轴衬19上套装有P环20、密封环21、密封环22、密封环23、密封环24，P环20、密封环21、密封环22、密封环23、密封环24通过压环16由螺栓将其固定在密封套17上，压盖18压紧固定在密封套17上，密封套17与衬套25连在一起，在密封套17内部充满润滑油27。

图3为艉管中部部结构图，在艉轴2上安有艉轴承26和艉轴承29，在安装艉轴承26、艉轴承29和中间轴承7时，将艉轴2、中间轴6和推力轴9视作多轴承支撑柔性梁，通过三弯矩法计算轴系成直线校中状态时各支座处的弯矩、转角、挠度及各支座反力，之后再计算轴系在曲线校中状态下各支撑反力及最佳位移，根据计算结果重新定位艉轴承26、艉轴承29和中间轴承7，以改善艉轴承26、艉轴承29和中间轴承7的负荷。艉轴2上套有衬套25，润滑油27通过注油孔28注入衬套25中。

图4为艉管首部结构图。在艉管首部装置中，艉轴2上套有防磨轴衬35，防磨轴衬35与轴衬套36通过螺钉固定在轴2上，这样防磨轴衬35即可与艉轴2一起转动，在防磨轴衬35上套装有P环34、密封环30、密封环31、密封环32、密封环33，P环34、密封环30、密封环31、密封环32、密封环33通过压环39由螺栓将其固定在密封套38上，压盖37压紧固定在密封套38上，密封套38与衬套25连在一起，在密封套38内部充满润滑油27。

图5为中间轴系结构图，中间轴6与艉轴2采用联轴器4进行连接，在中间轴6上安有制动盘41及盘式制动器5，液压油通过推动活塞42及制动块41挤压制动盘41产生制动力矩，中间轴6上安装有中间轴承7，中间轴6与推力轴9采用联轴器8进行连接。

图6为推力轴系结构图，中间轴6与推力轴9采用联轴器8进行连接，在推力轴9上安装有止推轴承10，推力轴9与推杆减速器12采用联轴器11进行连接。

Claims (1)

1.气动微型观光潜艇推进装置，包括螺旋桨、联轴器、轴、离合器，其特征是：还包括推杆减速器、制动器、叶片式气动发动机和压缩空气气罐，所述的轴包括艉轴、中间轴、推力轴，螺旋桨安装在艉轴上，艉轴通过第一联轴器连接中间轴，中间轴通过第二联轴器连接推力轴，推力轴通过第三联轴器连接推杆减速器，推杆减速器、离合器、叶片式气动发动机、压缩空气气罐依次相连；

所述的制动器为盘式制动器、安装在中间轴上；

所述的艉轴上安装艉轴管装置，艉轴与艉轴管装置的防磨轴衬相连接，防磨轴衬与螺旋桨通过螺栓连接，螺旋桨、艉轴与防磨轴衬可同时转动；

所述的压缩空气气罐有两个；

所述的推力轴上安装止推轴承。

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