CN104386233A - 具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器，包括叶轮、与叶轮连接的主轴，主轴外套有轴承，轴承外安装有轴承体，轴承体与导叶体连接，导叶体与喷嘴部件连接，喷嘴部件包含喷嘴、左右对称设置的左转弯装置和右转弯装置，左转弯装置包含左侧翼、左连杆和左液压缸，左侧翼通过左连杆与喷嘴转接，左侧翼通过左液压缸与喷嘴连接，左液压缸使得左侧翼通过左连杆绕喷嘴转动，右转弯装置包含右侧翼、右连杆和右液压缸，右侧翼通过右连杆与喷嘴转接，右侧翼通过右液压缸与喷嘴连接，右液压缸使得右侧翼通过右连杆绕喷嘴转动。本发明消除了附加阻力、避免了转弯时的推力突然消失现象，具有效率高、转弯半径小等优点。

Description

具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器

技术领域

本发明属于一种高性能船用泵喷水推进器，具体涉及一种具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器。

背景技术

泵喷水推进器是现代高性能船舶所必需的一种较具潜力的新型动力装置。由于其推力特性基本不受船舶航速的影响，且主要转动部件都包含在管道中，安全性好、噪声低、可操纵性好，因此在现代高性能船舶中得到越来越广泛的应用。

目前的泵喷水推进器采用加装倒车水斗的形式实现倒车。作为一种附加部件，倒车水斗仅仅能够实现倒车功能，当船舶正常巡航时，倒车水斗的附加阻力很大，严重影响泵喷水推进器的系统效率。另外，泵喷水推进器实现转弯的方式是通过调节机构调节整个喷嘴的方向，因此喷嘴与泵喷水推进器之间的连接为动连接，影响了泵喷水推进器的系统紧凑性和鲁棒性；同时由于泵喷嘴的可调节限制，使整个系统的转弯半径很大，而且还常常会出现推力消失现象。泵喷水推进器在转弯和倒车方面所存在的上述缺陷严重影响了船舶的机动性和可操纵性，这也是其在现代高性能船舶应用所面临的两个关键难题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器，具有效率高、转弯半径小等优点。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器，包括叶轮、与叶轮连接的主轴，所述主轴外套有轴承，轴承外安装有轴承体，轴承体与静止部件导叶体连接，所述导叶体与喷嘴部件连接，喷嘴部件包含喷嘴、左右对称设置的左转弯装置和右转弯装置，所述左转弯装置包含左侧翼、左连杆和左液压缸，左侧翼通过左连杆与喷嘴转接，左侧翼通过左液压缸与喷嘴连接，左液压缸使得左侧翼通过左连杆绕喷嘴转动，所述右转弯装置包含右侧翼、右连杆和右液压缸，右侧翼通过右连杆与喷嘴转接，右侧翼通过右液压缸与喷嘴连接，右液压缸使得右侧翼通过右连杆绕喷嘴转动。

作为优选，所述喷嘴的两侧各设有弧形凹槽，左侧翼和右侧翼的一面为与弧形凹槽配合的弧形状，其中弧形侧翼的尺寸δ为喷嘴出口直径的0.1～0.15之间，太大则会影响喷嘴内主流流动，过小则不能有效实现转弯功能，侧翼闭合时液压缸与连杆之间的夹角θ为45，这样既便于设置液压缸连杆的固定位置，又可以使液压缸连杆装置便于工作。

有益效果：本发明的具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器，由于不再采用倒车水斗这一附加装置以及调节喷嘴方向的转弯方式，消除了附加阻力、避免了转弯时的推力突然消失现象，因此本发明具有高效、可操纵性好等优势，同时这种转弯方式还具有转弯半径小的特点，本发明可作为高速客轮、表面效应船以及攻击性舰艇等高性能船舶的现代推进装置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的右向转弯原理图；

图3是本发明的左向转弯原理图；

图4是本发明的倒车原理图；

图中：1主轴、2螺栓、3轴承、4叶轮、5导叶体、6轴承体、7喷嘴部件、8左连杆、9左侧翼、10喷嘴、11左液压缸、12右液压缸、13右侧翼、14右连杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明的具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器，包括叶轮4、与叶轮4连接的主轴1，主轴1外套有轴承3，轴承3外安装有轴承体，轴承体与静止部件导叶体5连接，导叶体5与喷嘴部件7通过螺栓2连接，喷嘴部件7包含喷嘴10、左右对称设置的左转弯装置和右转弯装置，左转弯装置包含左侧翼9、左连杆8和左液压缸11，左侧翼9通过左连杆8与喷嘴10转接，左侧翼9通过左液压缸11与喷嘴10连接，左液压缸11使得左侧翼9通过左连杆8绕喷嘴10转动，右转弯装置包含右侧翼13、右连杆14和右液压缸12，右侧翼13通过右连杆14与喷嘴10转接，右侧翼13通过右液压缸12与喷嘴10连接，右液压缸12使得右侧翼13通过右连杆14绕喷嘴10转动，喷嘴10的两侧各设有弧形凹槽，左侧翼9和右侧翼13的一面为与弧形凹槽配合的弧形状。

如图1所示，喷嘴10的两侧各设有弧形凹槽，左侧翼9和右侧翼13的一面为与弧形凹槽配合的弧形状，其中弧形侧翼的尺寸δ在喷嘴10出口直径的0.1～0.15倍之间，左侧翼9闭合时左液压缸11与左连杆8之间的夹角θ为45°，这样既便于设置左液压缸11和左连杆8的固定位置，又可以使左液压缸左连杆装置便于工作，右侧翼13闭合时右液压缸12与右连杆14之间的夹角θ为45°，这样既便于设置右液压缸12和右连杆14的固定位置，又可以使右液压缸右连杆装置便于工作。

如图2所示，调节左液压缸11，使左侧翼9以及左连杆8绕左连杆8的固定端顺时针旋转，此时泵喷水推进器中的水流除了从喷嘴10中喷射出之外，还有一部分从左侧翼9与喷嘴10之间的间隙中喷射而出，从而在喷嘴10的左侧形成高速低压区(Coanda效应)，由此泵喷水推进器的喷嘴部件7会受到向左的合力，从而实现右向转弯。

如图3所示，调节右液压缸12，使右侧翼13以及右连杆14绕右连杆14的固定端逆时针旋转，此时泵喷水推进器中的水流除了从喷嘴10中喷射出之外，还有一部分从右侧翼13与喷嘴10之间的间隙中喷射而出，从而在喷嘴10的右侧形成高速低压区(Coanda效应)，由此泵喷水推进器的喷嘴部件7会受到向右的合力，从而实现左向转弯。

如图4所示，调节左液压缸11，使左侧翼9以及左连杆8绕左连杆8的固定端顺时针旋转；同时调节右液压缸12，使右侧翼13以及右连杆14绕右连杆14的固定端逆时针旋转。此时泵喷水推进器中的水流除了从喷嘴10中喷射出之外，还有一部分从左侧翼9与喷嘴10之间以及右侧翼13与喷嘴10之间的间隙中喷射而出，泵喷水推进器在大流量工况下工作，此时泵喷水推进器所受推力与水流方向相反，从而实现倒车功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器，其特征在于：包括叶轮、与叶轮连接的主轴，所述主轴外套有轴承，轴承外安装有轴承体，轴承体与静止部件导叶体连接，所述导叶体与喷嘴部件连接，喷嘴部件包含喷嘴、左右对称设置的左转弯装置和右转弯装置，所述左转弯装置包含左侧翼、左连杆和左液压缸，左侧翼通过左连杆与喷嘴转接，左侧翼通过左液压缸与喷嘴连接，左液压缸使得左侧翼通过左连杆绕喷嘴转动，所述右转弯装置包含右侧翼、右连杆和右液压缸，右侧翼通过右连杆与喷嘴转接，右侧翼通过右液压缸与喷嘴连接，右液压缸使得右侧翼通过右连杆绕喷嘴转动。

2.根据权利要求1所述的具有矢量转弯和矢量倒车功能的高性能泵喷水推进器，其特征在于：所述喷嘴的两侧各设有弧形凹槽，左侧翼和右侧翼的一面为与弧形凹槽配合的弧形状，其中弧形侧翼的尺寸δ为喷嘴出口直径的0.1～0.15之间，侧翼闭合时液压缸与连杆之间的夹角θ为45°。