CN102849194B - 一种往复式推进装置 - Google Patents

Abstract

一种新型往复式推进装置，主要由曲柄滑块机构和推水盘组成，且曲柄滑块机构的滑块通过轴与推水盘中心的轴孔配合连接，动力输入给曲柄滑块机构的曲柄，并将曲柄的转动转换为滑块带动推水盘的直线往复运动；所述推水盘为圆盘形结构，其上设有贯通的圆孔状的水流通道，推水盘上还设有橡胶垫，橡胶垫通过水流通道边部的一个螺栓固定并遮盖水流通道的一端。本发明采用橡胶垫与推水盘上水流通道的配合实现推水前进的目的，结构简单，同时，边缘采用圆角、以及水流通道与推水盘合适的面积比，在不影响推水盘强度和刚度的情况下，减小了工作阻力，提升了推水效率，隐蔽性和安全性也得到了提高。

Description

一种往复式推进装置

背景技术

现有技术中，各种舰船的推进一般采用螺旋桨或往复桨叶来推动水流，利用反作用力来驱动舰船前进，但在工作过程中，由于螺旋桨通过发动机活塞连杆带动的曲轴驱动，存在着功率损失大、效率低等问题；而且由于螺旋桨的结构精密，导致其制造工艺复杂，成本较高，而且在工作过程中，会对流体产生阻力，速度越快阻力越大，影响舰船速度的提升。目前的桨叶式推进器必须有一部分在水面以上才能工作，适应性不高。

发明内容

为了解决现有技术中的推进装置存在的制造工艺复杂、成本高以及工作过程中阻力大、适应性不强等问题，本发明提供了一种新型往复式推进装置。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种新型往复式推进装置，主要由曲柄滑块机构和推水盘组成，且曲柄滑块机构的滑块通过轴与推水盘中心的轴孔配合连接，动力输入给曲柄滑块机构的曲柄，并将曲柄的转动转换为滑块带动推水盘的直线往复运动；所述推水盘为圆盘形结构，其上设有贯通的圆孔状的水流通道，推水盘上还设有橡胶垫，橡胶垫通过水流通道边部的一个螺栓固定并遮盖水流通道的一端；

所述水流通道为多个，环绕推水盘的中心均匀分布，水流通道的数目以及半径遵循以下公式：

， ，；

公式中，h代表推水盘的厚度，r代表水流通道的圆心到推水盘中心的距离，r_b代表推水盘的半径，r_a代表推水盘中心轴孔的半径，r_k代表水流通道的半径，n代表水流通道的数目，且若n不为整数，则取小于n的最大整数；

所述推水盘和水流通道的边缘设有圆角；

所述推水盘和水流通道边缘的圆角，其半径为推水盘的厚度的0.5-1倍，且圆角设置在推水盘和水流通道上背离橡胶垫一面的边缘。

本发明中，考虑到推水盘推水时力的平衡问题，将水流通道环绕推水盘的中心均匀设置，保证了推水时推水盘的平衡及稳定性；

水流通道的半径不宜过小，这样会增大推水盘的实体面积，进而增大推水盘的工作阻力；同样，水流通道的半径也不宜过大，过大后一则会降低推水盘的强度与刚度，导致使用寿命降低，二则未必得到最大的透水面积；

实验证明，推水盘上水流通道的数目以及半径与推水盘参数的关系符合上述三个公式时，在此条件下，相同材料制成的推水盘在保证强度和刚度的条件下，其工作阻力远小于其它尺寸和数目时的阻力。

本发明中，为了进一步减小推水盘的工作阻力，将推水盘推水盘和水流通道背离橡胶垫一面的所有边缘均倒成圆角，经实验证明，圆角的圆弧半径为推水盘的厚度的0.5-1倍时，相比其它尺寸的圆角，阻力降低10%左右；同时，在圆孔上倒圆角也具有良好的操作性。

有益效果：本发明相比较现有技术中的螺旋桨、往复桨叶以及蹼式推进装置，具有以下优点：

1、结构简单，工作阻力小

采用橡胶垫与推水盘上水流通道的配合实现推水前进的目的，结构简单，同时，边缘采用圆角、以及水流通道与推水盘合适的面积比，在不影响推水盘强度和刚度的情况下，减小了工作阻力，提升了推水效率；

2、隐蔽性和安全性好

一般的推进器是开放的，工作时在水中形成开放性的水波纹及扰动，很容易被发现，本装置的推水盘可以安装在一个圆筒内，（类似于压水井）水流扰动范围明显缩小，隐蔽性好；同时由于采用多个水流通道，即使一个水流通道的橡胶垫受到干扰或破坏而不能正常工作时，其余的并不受其影响，安全性能得到了提升；

3、推进效率高、平衡性好

该推水装置的推水方向完全与船体前进方向相同，不像其他的推进器在工作时产生其他方向的分力，降低了推进的工作效率；同时环绕推水盘中心均匀分布的水流通道也使得整个推水盘受力均匀，使得该工作装置平衡性好，推进平稳。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中推水盘的结构图；

附图标记：1、曲柄滑块机构，2、推水盘，3、水流通道，4、橡胶垫，5、螺栓，6、轴孔。

具体实施方式

    如图所示，一种新型往复式推进装置，主要由曲柄滑块机构1和推水盘2组成，且曲柄滑块机构1的滑块通过轴与推水盘2中心的轴孔6配合连接，动力输入给曲柄滑块机构1的曲柄，并将曲柄的转动转换为滑块带动推水盘2的直线往复运动；所述推水盘2为圆盘形结构，其上设有贯通的圆孔状的水流通道3，推水盘2上还设有橡胶垫4，橡胶垫4通过水流通道3边部的一个螺栓5固定并遮盖水流通道3的一端；

所述水流通道3为多个，环绕推水盘2的中心均匀分布，水流通道3的数目以及半径遵循以下公式：

， ，；

公式中，h代表推水盘2的厚度，r代表水流通道3的圆心到推水盘2中心的距离，r_b代表推水盘2的半径，r_a代表推水盘2中心轴孔6的半径，r_k代表水流通道3的半径，n代表水流通道3的数目，且若n不为整数，则取小于n的最大整数；

所述推水盘2和水流通道3上背离橡胶垫4一面的边缘设有圆角，圆角半径为推水盘2的厚度的0.5-1倍。

如图1所示，本发明在工作时，曲柄滑块机构1将输入其中的旋转运动转化为滑块带动推水盘2的往复运动，当推水盘2被拉向曲柄滑块机构1时，橡胶垫4将推水盘2上的水流通道3堵住，推水盘2在此过程中推动水流产生作用力，该作用力驱动舰船移动；当推水盘2被推离曲柄滑块机构1时，橡胶垫4由于惯性和水的阻力从而将水流通道3打开，从而使水流从水流通道3内流过，减小了推水盘2的阻力。

本发明中，相较于图1所示的实施例，橡胶垫4也可设置在推水盘2上与图1相反的一面上。

本发明中，可将推水盘2置于一圆筒内，不仅可以增加隐蔽性，而且避免推进时受到杂物的干扰。

Claims (3)

1.一种往复式推进装置，主要由曲柄滑块机构（1）和推水盘（2）组成，其特征在于：所述曲柄滑块机构（1）的滑块通过轴与推水盘（2）中心的轴孔（6）配合连接，动力输入给曲柄滑块机构（1）的曲柄，并将曲柄的转动转换为滑块带动推水盘（2）的直线往复运动；所述推水盘（2）为处于一圆筒内的圆盘形结构，其上设有贯通的圆孔状的水流通道（3），推水盘（2）上还设有橡胶垫（4），橡胶垫（4）通过水流通道（3）边部的一个螺栓（5）固定并遮盖水流通道（3）的一端；

所述水流通道（3）为多个，环绕推水盘（2）的中心均匀分布，水流通道（3）的数目以及半径遵循以下公式：

， ，；

公式中，h代表推水盘（2）的厚度，r代表水流通道（3）的圆心到推水盘（2）中心的距离，r_b代表推水盘（2）的半径，r_a代表推水盘（2）中心轴孔（6）的半径，r_k代表水流通道（3）的半径，n代表水流通道（3）的数目，且若n不为整数，则取小于n的最大整数。

2.根据权利要求1所述的一种往复式推进装置，其特征在于：所述推水盘（2）和水流通道（3）的边缘设有圆角。

3.根据权利要求2所述的一种往复式推进装置，其特征在于：所述推水盘（2）和水流通道（3）边缘的圆角，其半径为推水盘（2）的厚度的0.5-1倍，且圆角设置在推水盘（2）和水流通道（3）上背离橡胶垫（4）一面的边缘。