CN103786855A - 装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置 - Google Patents
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Abstract
一种装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，涉及船舶推进技术领域，包括有叶轮桨毂、螺旋桨叶、变距螺旋桨套、五角滑块、矢量喷口，所述叶轮桨毂内均匀安装有螺旋桨叶，在发动机的尾部增加一矢量喷口；由于采用上述技术方案，装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置其螺旋桨叶角度及矢量喷口可以根据工况要求进行调节，从而改变推力的大小和方向，使得螺旋桨叶能以较高的推进效率运行，提高了发动机输出功率的利用率，提高了船舶的机动灵活性，最大限度地利用发动机的输出功率，本发明具有技术方法构思科学合理、结构紧凑的特点。
Description
技术领域
本发明涉及船舶推进技术领域，具体来说是涉及一种装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置。
背景技术
定距螺旋桨推进是实现水面和水下船舶航行推进方式的现有技术之一，定距螺旋桨虽然结构简单，经济安全，但它不能在各种工况下充分发挥其作用，实践证明定距螺旋桨成了卡住船舶进一步提高航速等性能的重大障碍，为了满足现代船舶大型化、高速化的需求，极需一种具有强劲推进力，并且能节省能源，工艺结构设计合理的船舶航行推进装置，来取代现在广泛采用的定距螺旋桨推进装置。
正是由于上述原因，促使了申请人产生发明一种装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置的设计理念，使船舶能根据不同工况调节螺旋桨叶片、矢量喷口的工作角度，从而提高发动机输出功率的利用率和发动机使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，用以解决上述现有技术的缺陷。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，包括叶轮桨毂、螺旋桨叶、拉杆、传动软轴、滤网、轴套、滚珠丝杆、法兰、三角支架、变距螺旋桨套、五角滑块、双轴承、矢量喷口，所述叶轮桨毂内均匀安装有螺旋桨叶，螺旋桨叶联接端为位于叶轮桨毂内的五角滑块，五角滑块与所述滚珠丝杆的一端连接，滚珠丝杆穿过叶轮桨毂周壁的双轴承孔而伸入叶轮桨毂内腔，滚珠丝杆的另一端接一传动软轴。
进一步的，所述叶轮桨毂内腔设有一传动结构，其包括设于叶轮桨毂内腔的五角滑块、滚珠丝杆、传动软轴，所述的五角滑块设有与螺旋桨叶短轴轴心线相垂直的滑槽与滑块，所述螺旋桨叶联接端的滚珠丝杆端面上设有与滑块相交接的偏心传动销，所述传动结构通过传动软轴驱动滚珠丝杆旋转来调节螺旋桨叶的工作角度。
进一步的，所述五角滑块在所述滚珠丝杆上的位移会导致所述螺旋桨叶的螺距改变。
进一步的，在可调距螺旋桨的喷水推进器装置的尾部设置矢量喷口，通过拉杆动作来改变矢量喷口的方向及通过所述传动结构来完成吸水和喷水动作。
进一步的，所述叶轮桨毂的后端设置有三角支架，所述三角支架通过轴套与变距螺旋桨套连接。
进一步的，所述法兰与所述叶轮桨毂通过螺栓连接。
进一步的，所述轴套与所述叶轮桨毂连接。
进一步的，所述三角支架与所述轴套在机械上属于紧密配合连接。
由于采用上述技术方案，本发明的技术效果有：装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置其螺旋桨叶角度（螺距角）及矢量喷口可以根据工况要求进行调节，从而改变推力的大小和方向，以适应船舶前进、后退、停止、原地旋转360度和变速等要求，使得螺旋桨叶能以较高的推进效率运行，提高了发动机输出功率的利用率，节约了能源，提高了船舶的机动灵活性。螺旋桨桨叶可绕着其伸入端滚珠丝杆的轴心线旋转，通过传动结构可调节各桨叶的工作角度，通过传动结构可调节矢量喷口的工作角度和收入喷出的水流量，进而改变推动和扭距使船舶在不同工况下具有不同的航速，最大限度地利用发动机的输出功率且发动机的负载与其驱动能力相适应，保护了发动机，延长了发动机的寿命。本发明具有技术方法构思科学合理、结构紧凑的特点。
附图说明
图1为本发明的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置主视图；
图2为本发明的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置结构示意图；
其中：1、叶轮桨毂，2、螺旋桨叶，3、拉杆，4、传动软轴，5、滤网，6、轴套，7、滚珠丝杆，8、法兰，9、三角支架，10、变距螺旋桨套，11、五角滑块，12、双轴承，13、矢量喷口。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的实施例的具体实施方式：
综合图1、图2，装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，包括叶轮桨毂1、螺旋桨叶2、拉杆3、传动软轴4、滤网5、轴套6、滚珠丝杆7、法兰8、三角支架9、变距螺旋桨套10、五角滑块11、双轴承12、矢量喷口13，所述叶轮桨毂1内均匀安装有螺旋桨叶2，螺旋桨叶2联接端为位于叶轮桨毂1内的五角滑块11，五角滑块11与所述滚珠丝杆7的一端连接，滚珠丝杆7穿过叶轮桨毂1周壁的双轴承12的孔而伸入叶轮桨毂1内腔，滚珠丝杆7的另一端接一传动软轴4。
所述叶轮桨毂1内腔设有一传动结构，其包括设于叶轮桨毂1内腔的五角滑块11、滚珠丝杆7、传动软轴4，所述的五角滑块11设有与螺旋桨叶2短轴轴心线相垂直的滑槽与滑块，所述螺旋桨叶2联接端的滚珠丝杆7端面上设有与滑块相交接的偏心传动销，所述传动结构通过传动软轴4驱动滚珠丝杆7旋转来调节螺旋桨叶2的工作角度。
所述五角滑块11在所述滚珠丝杆7上的位移会导致所述螺旋桨叶2的螺距改变，实现可调距螺旋桨的发明目的。
在可调距螺旋桨的喷水推进器装置的尾部设置矢量喷口13，通过拉杆3动作来改变矢量喷口13的方向及通过所述传动结构来完成吸水和喷水动作。
所述叶轮桨毂1的后端设置有三角支架9，所述三角支架9通过轴套6与变距螺旋桨套10连接。
所述法兰8与所述叶轮桨毂2通过螺栓连接。
所述轴套6与所述叶轮桨毂2连接。
所述三角支架9与所述轴套6在机械上属于紧密配合连接。
根据流体力学的理论计算：推力的大小等于流经推进器流道的流体，在单位时间内的动量变化率：T=Pq（Vj-Vs）
R=CrΩPVs2/2
式中T为喷水推进器产生的推力（KN）；q为流经流道水流的流量（m3/s）；Vj为喷水的流速（m/s）；Vs为船的航速（m/s）R为船的行进阻力；Cr为阻力系数；Ω为船体的浸湿表面积Ω=T×DL,D为船的直径，L为船的长度，当T≧R时船在推力作用下前进。
理想效率为：η=2/（1+K）
式中K为喷速Vj与航速Vs之比，即K=Vj/Vs。
本发明的主要创新点在于：通过传动软轴4调节五角滑块11在所述滚珠丝杆7上的位移会导致所述螺旋桨叶2的螺距改变，实现可调距螺旋桨的发明目的。同时在可调距螺旋桨的喷水推进器装置的尾部设置矢量喷口13，通过拉杆3动作来改变矢量喷口13的方向及通过所述传动结构来完成吸水和喷水动作，形成矢量喷口轴向动量的剧烈变化，流体在矢量喷口由于轴向动量的剧烈变化中产生反推力，船舶或潜水艇得以高速前进。
为供进一步了解本发明的构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，现将本发明的使用方式加以叙述如下：安装可调距螺旋桨的喷水推进器装置在船舶或潜水艇的底部，通过传动软轴控制传动结构使螺旋桨桨叶可绕着其伸入端滚珠丝杆的轴心线旋转，调节各螺旋桨桨叶的工作角度，通过螺旋桨桨叶旋转，将转动机械能转变为液流的机械能，同时通过传动结构调节矢量喷口的工作角度和吸入喷出的水流量，形成矢量喷口动量，流体在矢量喷口由于轴向动量的剧烈变化产生反推力，船舶或潜水艇得以高速前进，进而改变推动和扭距使船舶在不同工况下具有不同的航速，最大限度地利用发动机的输出功率且发动机的负载与其驱动能力相适应，保护了发动机，延长了发动机的寿命。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其包括：叶轮桨毂、螺旋桨叶、拉杆、传动软轴、滤网、轴套、滚珠丝杆、法兰、三角支架、变距螺旋桨套、五角滑块、双轴承、矢量喷口，所述叶轮桨毂内均匀安装有螺旋桨叶，螺旋桨叶联接端为位于叶轮桨毂内的五角滑块，五角滑块与所述滚珠丝杆的一端连接，滚珠丝杆穿过叶轮桨毂周壁的双轴承孔而伸入叶轮桨毂内腔，滚珠丝杆的另一端接一传动软轴。
2. 根据权利要求1所述的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其特征在于：所述叶轮桨毂内腔设有一传动结构，其包括设于叶轮桨毂内腔的五角滑块、滚珠丝杆、传动软轴，所述的五角滑块设有与螺旋桨叶短轴轴心线相垂直的滑槽与滑块，所述螺旋桨叶联接端的滚珠丝杆端面上设有与滑块相交接的偏心传动销，所述传动结构通过传动软轴驱动滚珠丝杆旋转来调节螺旋桨叶的工作角度。
3.根据权利要求1所述的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其特征在于：所述五角滑块在所述滚珠丝杆上的位移会导致所述螺旋桨叶的螺距改变。
4.根据权利要求1所述的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其特征在于：在可调距螺旋桨的喷水推进器装置的尾部设置矢量喷口，通过拉杆动作来改变矢量喷口的方向及通过所述传动结构来完成吸水和喷水动作。
5. 根据权利要求1所述的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其特征在于：所述叶轮桨毂的后端设置有三角支架，所述三角支架通过轴套与变距螺旋桨套连接。
6.根据权利要求1所述的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其特征在于：所述法兰与所述叶轮桨毂通过螺栓连接。
7. 根据权利要求1所述的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其特征在于：所述轴套与所述叶轮桨毂连接。
8. 根据权利要求1所述的装有可调距螺旋桨的喷水推进器装置，其特征在于：所述三角支架与所述轴套在机械上属于紧密配合连接。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105366021A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-03-02 | 山东大学（威海） | 可调节螺距的矢量推进装置及具有该装置的水下航行器 |
| CN105857542A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-17 | 周邓 | 一种高速高效安全保障船 |
| CN111846176A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 扬州大学 | 一种可倒车的喷口淹没型喷水推进器及其工作方法 |
| CN112249287A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-22 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种可调攻角的导管 |
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2012
- 2012-11-01 CN CN201210429541.7A patent/CN103786855A/zh active Pending
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