CN104309790A

CN104309790A - 一种挖泥船用导管螺旋桨

Info

Publication number: CN104309790A
Application number: CN201410617355.5A
Authority: CN
Inventors: 金华; 朱君喜; 余龙; 陈新权; 周仲方; 吴士国; 郑金龙; 张戟; 诸葛玮; 陈跃发; 宫树发; 曹承恺; 钱文博; 张广雷; 韩政; 何炎平; 黄超
Original assignee: Shanghai Jiaotong University; CCCC Shanghai Dredging Co Ltd.; Chec Dredging Co Ltd
Current assignee: Shanghai Jiaotong University; CCCC Shanghai Dredging Co Ltd.; Chec Dredging Co Ltd
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2015-01-28

Abstract

一种挖泥船用导管螺旋桨，包括：导管、螺旋桨、连接轴、连接箱体和导流板，所述导管通过连接箱体与船体连接，所述螺旋桨设于导管内，所述螺旋桨与连接轴连接，所述连接轴与船体连接，所述导流板与船体连接。本发明在传统的导管螺旋桨推进结构的基础上，根据挖泥船的特殊需求，通过连接箱体和导流板增加挖泥船逆水作业时的抗流能力。

Description

一种挖泥船用导管螺旋桨

技术领域

本发明涉及一挖泥船推进结构，具体涉及一种挖泥船用导管螺旋桨。

背景技术

国内早期的挖泥船是30年前从日本进口的耙吸式挖泥船。该批船采用可调螺距螺旋桨推进。目前，由于使用年限较长，船舶主机功率下降，耙吸作业时推力不足。如果变更主机，改造轴系投资巨大，周期长。因此需要进行重新修整，迫在眉睫。

而主要的改造方向是采用导管螺旋桨这种成熟技术，但是这种技术对于挖泥船这种特殊船类的支持效果并不理想。也鲜有运用的实例，主要原因归结为挖泥船的特殊性，要求比普通船只更大的推进力，同时淤泥会影响螺旋桨的正常运行。

因此需要对传统的导管螺旋桨技术进行改进，从而解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种挖泥船用导管螺旋桨，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种挖泥船用导管螺旋桨，其特征在于，包括：导管、螺旋桨、连接轴、连接箱体和导流板，所述导管通过连接箱体与船体连接，所述螺旋桨设于导管内，所述螺旋桨与连接轴连接，所述连接轴与船体连接，所述导流板与船体连接；

其中，所述导管为套筒型结构，所述导管包括：导边、外板、环带、横向隔板、纵向隔板和肋位强构件，所述导边与外板环接，所述导边的横截面为圆形结构，所述外板的结构为“S”型结构，所述环带设于外板内部，所述横向隔板和纵向隔板设于外板外部，所述横向隔板和纵向隔板纵横交叉连接，所述肋位强构件设于外板上部，所述外板通过肋位强构件与连接箱体连接。

进一步，所述螺旋桨包括：叶片、叶根、桨壳和桨轴，所述叶片数量为，所述叶片表面设有凹凸部，所述叶片通过叶根与桨壳的一端连接，所述桨壳的另一端与桨轴连接，所述桨轴与连接轴连接。

进一步，所述连接箱体包括：箱体外壳、横向支撑板、纵向加强件、导流槽和固定斜轴，所述箱体外壳上端与船体连接，所述箱体外壳内部连接有横向支撑板和纵向加强件，所述纵向加强件设于横向支撑板上，所述所述纵向加强件与横向支撑板垂直连接，所述导流槽设于箱体外壳两端，所述箱体外壳的侧面连接有固定斜轴，所述固定斜轴与船体连接。

进一步，所述导流板包括：板体、导流板连接件、上引流块和下引流块，所述板体通过导流板连接件与船体连接，所述上引流块和下引流块为流线型条状结构，所述所述上引流块和下引流块上设有贯通的引流槽，所述上引流块设于板体顶端，所述下引流块设于板体底端。

本发明的有益效果：

本发明在传统的导管螺旋桨推进结构的基础上，根据挖泥船的特殊需求，通过连接箱体和导流板增加挖泥船逆水作业时的抗流能力。

本发明是配合高效导管的可调螺距螺旋桨，替代原来的可调螺距螺旋桨，增加该船在耙吸作业时的推力，提高船舶的作业效率，达到节能增效的作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为螺旋桨的外部结构图。

图3为螺旋桨的整体结构图。

图4为连接箱体的结构图。

图5为导流板的结构图。

附图标记：

导管100、导边110、外板120、环带130、横向隔板140、纵向隔板150和肋位强构件160。

螺旋桨200、叶片210、凹凸部211、叶根220、桨壳230和桨轴240。

连接轴300、连接箱体400、箱体外壳410、横向支撑板420、纵向加强件430、导流槽440和固定斜轴450。

导流板500、板体510、导流板连接件520、上引流块530、下引流块540和船体600。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

实施例1

图1为本发明的整体结构示意图。图2为螺旋桨的外部结构图。图3为螺旋桨的整体结构图。图4为连接箱体的结构图。图5为导流板的结构图。

如图1所示，一种挖泥船用导管螺旋桨包括：导管100、螺旋桨200、连接轴300、连接箱体400和导流板500，导管100通过连接箱体400与船体600连接，螺旋桨200设于导管100内，螺旋桨200与连接轴300连接，连接轴300与船体600连接，导流板500与船体600连接。

其中，导管100为套筒型结构，导管100包括：导边110、外板120、环带130、横向隔板140、纵向隔板150和肋位强构件160，导边110与外板120环接，导边110的横截面为圆形结构，外板120的结构为“S”型结构，环带130设于外板120内部，横向隔板140和纵向隔板150设于外板120外部，横向隔板140和纵向隔板150纵横交叉连接，肋位强构件160设于外板120上部，外板120通过肋位强构件160与连接箱体400连接。

如图2和3所示，螺旋桨200包括：叶片210、叶根220、桨壳230和桨轴240，叶片210数量为4，叶片210表面设有凹凸部211，叶片210通过叶根220与桨壳230的一端连接，桨壳230的另一端与桨轴240连接，桨轴240与连接轴300连接。

如图4所示，连接箱体400包括：箱体外壳410、横向支撑板420、纵向加强件430、导流槽440和固定斜轴450，箱体外壳410上端与船体600连接，箱体外壳410内部连接有横向支撑板420和纵向加强件430，纵向加强件430设于横向支撑板420上，纵向加强件430与横向支撑板420垂直连接，导流槽440设于箱体外壳410两端，箱体外壳410的侧面连接有固定斜轴450，固定斜轴450与船体600连接。

如图5所示，导流板500包括：板体510、导流板连接件520、上引流块530和下引流块540，板体510通过导流板连接件520与船体600连接，上引流块530和下引流块540为流线型条状结构，上引流块530和下引流块540上设有贯通的引流槽550，上引流块530设于板体510顶端，下引流块540设于板体510底端。

而主要的改造方向是采用导管螺旋桨这种成熟技术。导管螺旋桨是在普通螺旋桨的外围装上一个套筒，套筒的纵剖面为机翼型或折角线型，这个套筒就称为导管。导管桨的工作原理主要是依靠水流流过导管时，水流的速度发生变化，产生压差，使得导管产生正推力，从而减轻螺旋桨的载荷，提高效率，改善重载荷螺旋桨的效率。使用导管桨的好处除了提高推进效率以外，由于导管桨能够优化流场、改善水流，可使作用在导管桨上的脉动压力和振动都比敞水桨要小。但是这种技术对于挖泥船这种特殊船类的支持效果并不理想。也鲜有运用的实例，主要原因归结为挖泥船的特殊性，要求比普通船只更大的推进力，同时淤泥会影响螺旋桨的正常运行。因此，本发明在传统的导管螺旋桨的基础上进行了创新。

首先，本发明的导管100。与传统的导管相比，导管100的结构上做出了改进，有一个特殊的圆形的导边110和S型的外板120。导管100的这种外形轮廓，使流过剖面周围的水流的流速更高，而不产生分离，从而使的导管100内外压差变得更大，产生更大的推力。在测试中我们发现，导管100比传统导管的效率有较大的提高，具体数据约为提高了4～6％。

为了适应挖泥船，在外板120内部设有24mm不锈钢环带130，内径3.03m，长度1.5m。在外板120外部设有横向隔板140和纵向隔板150，横向隔板140和纵向隔板150纵横交叉连接，在本实施中，横向隔板140有3道，纵向隔板15014道，这种设计能够有效加强导管100的强度和稳定性，适合挖泥船这种高损耗的船只使用。

考虑到空间位置的限制和连接强度，设计导管100和船体600的连接箱体400采用两只箱形结构，按照轴支架的角度布置。外板120通过肋位强构件160与连接箱体400连接。连接箱体400包括：箱体外壳410、横向支撑板420、纵向加强件430、导流槽440和固定斜轴450，箱体外壳410上端与船体600连接，箱体外壳410内部连接有横向支撑板420和纵向加强件430，纵向加强件430设于横向支撑板420上，纵向加强件430与横向支撑板420垂直连接，箱体外壳410的侧面连接有固定斜轴450，固定斜轴450与船体600连接。整个连接箱体400虽然是箱体，但是矩形箱体，箱身非常扁平，同时为了减少阻力，以较窄的一面作为正面连接，提高挖泥船的推进力。箱体外壳410内部还设有互相交叉的横向支撑板420和纵向加强件430，横向支撑板420和纵向加强件430通过与过肋位强构件160连接，加强了导管100与连接箱体400的连接牢固度。

另一方面，本发明在连接箱体400还是设置了导流槽440，导流槽440设于箱体外壳410两端，连接箱体在加强连接性的同时，还是会使得挖泥船失去一定的推进力，这与初衷背道而驰，因此，为了弥补这一缺陷，我们增加了导流槽440，导流槽440由于连接箱体400的矩形结构，并不会破坏整体的平衡性，同时能增加挖泥船的整体推进力。

再者是桨轴240的结构，本实施例中的叶片210数量为4，叶片210表面设有凹凸部211，叶片210通过叶根220与桨壳230的一端连接，桨壳230的另一端与桨轴240连接，桨轴240与连接轴300连接。

最后本发明对导流板也进行了改进，导流板500包括：板体510、导流板连接件520、上引流块530和下引流块540，板体510通过导流板连接件520与船体600连接，上引流块530和下引流块540为流线型条状结构，上引流块530和下引流块540上设有贯通的引流槽550，上引流块530设于板体510顶端，下引流块540设于板体510底端。传统的导流板对挖泥船的推进力有负面影响，同时非常占用安装空间，但最重要的一点是对于这种旧船改造，其线型和装置并未考虑增加导流板，往往在挖泥船上是不安装导流板，或者选择性安装。但本发明的导流板500上下分别设置了上引流块530和下引流块540，上引流块530和下引流块540设有贯通的引流槽550，引流槽550减少导流板500的阻力，有效增加挖泥时候的净推力。

以上对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。

Claims

1.一种挖泥船用导管螺旋桨，其特征在于，包括：导管(100)、螺旋桨(200)、连接轴(300)、连接箱体(400)和导流板(500)，所述导管(100)通过连接箱体(400)与船体(600)连接，所述螺旋桨(200)设于导管(100)内，所述螺旋桨(200)与连接轴(300)连接，所述连接轴(300)与船体(600)连接，所述导流板(500)与船体(600)连接；

其中，所述导管(100)为套筒型结构，所述导管(100)包括：导边(110)、外板(120)、环带(130)、横向隔板(140)、纵向隔板(150)和肋位强构件(160)，所述导边(110)与外板(120)环接，所述导边(110)的横截面为圆形结构，所述外板(120)的结构为“S”型结构，所述环带(130)设于外板(120)内部，所述横向隔板(140)和纵向隔板(150)设于外板(120)外部，所述横向隔板(140)和纵向隔板(150)纵横交叉连接，所述肋位强构件(160)设于外板(120)上部，所述外板(120)通过肋位强构件(160)与连接箱体(400)连接。

2.根据权利要求1的一种挖泥船用导管螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨(200)包括：叶片(210)、叶根(220)、桨壳(230)和桨轴(240)，所述叶片(210)数量为4，所述叶片(210)表面设有凹凸部(211)，所述叶片(210)通过叶根(220)与桨壳(230)的一端连接，所述桨壳(230)的另一端与桨轴(240)连接，所述桨轴(240)与连接轴(300)连接。

3.根据权利要求1的一种挖泥船用导管螺旋桨，其特征在于：所述连接箱体(400)包括：箱体外壳(410)、横向支撑板(420)、纵向加强件(430)、导流槽(440)和固定斜轴(450)，所述箱体外壳(410)上端与船体(600)连接，所述箱体外壳(410)内部连接有横向支撑板(420)和纵向加强件(430)，所述纵向加强件(430)设于横向支撑板(420)上，所述所述纵向加强件(430)与横向支撑板(420)垂直连接，所述导流槽(440)设于箱体外壳(410)两端，所述箱体外壳(410)的侧面连接有固定斜轴(450)，所述固定斜轴(450)与船体(600)连接。

4.根据权利要求1的一种挖泥船用导管螺旋桨，其特征在于：所述导流板(500)包括：板体(510)、导流板连接件(520)、上引流块(530)和下引流块(540)，所述板体(510)通过导流板连接件(520)与船体(600)连接，所述上引流块(530)和下引流块(540)为流线型条状结构，所述所述上引流块(530)和下引流块(540)上设有贯通的引流槽(550)，所述上引流块(530)设于板体(510)顶端，所述下引流块(540)设于板体(510)底端。