CN106014975A - 一种悬臂式双螺杆喷水推进泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，除了普通双螺杆泵具有的构件之外，还包括进水口、平衡轴向力与径向力的双轴承结构、齿型曲线为渐开线的双螺杆结构、喷口。双螺杆喷水推进泵通过螺杆旋转推动水流，并利用喷出的高速水流的反作用力推动水中载体前进。悬臂式的结构简单高效，可以充分减少水力损失、产生足够推力，从而提高水中载体的推进能力。双螺杆结构具有无搅动、无脉动、平稳输出各种介质、机械振动小、噪声低等特点。由于泵体结构保证泵的工作元件内始终存有泵送液体作为密封液体，故具有很强的自吸性能，并且常用于多相混输。例如可输送油类、水、膏状物、乳状物、沥青和其他一些化工介质等。

Description

一种悬臂式双螺杆喷水推进泵

技术领域

本发明属于机械领域，特别是一种通过螺杆旋转推动水流，并利用喷出的高速水流的反作用力推动水中载体前进的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵。

背景技术

喷水推进是近20余年急速发展成熟起来的一种特殊的推进方式，它利用喷水推进装置中的喷水推进泵喷出的高速水流的反作用力推动水中载体前进，并通过操舵倒航机构分配和改变喷流方向实现载体操纵。喷水推进器具有推进效率高、噪声振动小、传动结构简单、机动性和操纵性好、吃水浅、抗汽蚀能力强等特点，被广泛应用于民用高性能船舶和军事领域。喷水推进泵作为喷水推进装置的核心部件，早期主要是轴流泵和混流泵等叶片式泵，具有推进效率高、抗空泡能力强、操纵性和定位性好、工作平稳等优点，但同时也存在着噪音高、功率损失大、倒车复杂、维修不便等不足。螺杆泵作为一种先进的旋转式容积泵，利用螺杆的回转进行吸排液体，具有输送介质平稳、流量和压力范围广、对介质粘度不敏感、允许较高转速、自吸能力强、结构紧凑等优点。

双螺杆泵作为一种应用广泛的容积式泵，它是依靠由两个相互啮合的螺杆以及泵体内壁形成的密封腔容积改变来输送物质的。双螺杆泵具有无搅动、无脉动、平稳输出各种介质、机械振动小、噪声低等特点。由于泵体结构保证泵的工作元件内始终存有泵送液体作为密封液体，故具有很强的自吸性能，并且常用于多相混输。例如可输送油类、水、膏状物、乳状物、沥青和其他一些化工介质等。

发明内容

本发明旨在提出一种能够通过螺杆旋转推动水流，并利用喷出的高速水流的反作用力推动水中载体前进的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，悬臂式的结构简单高效，可以充分减少水力损失、产生足够推力，从而提高水中载体的推进能力。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，包括泵体，泵体内部的主螺杆、从螺杆；泵体一端连接泵前盖板；泵体另一端连接喷口；

所述主螺杆依次穿过主螺杆滑动轴承座、圆锥滚子轴承B、主动轮、泵前盖板与机封结构，主螺杆分别与圆螺母用止动垫圈A、圆螺母A螺纹连接，主螺杆和主动轮通过键相连接以保证主动轮径向固定；

从螺杆依次穿过从螺杆滑动轴承座、圆锥滚子轴承A、从动轮，从螺杆和从动轮通过键相连接以保证从动轮径向固定；

从螺杆分别与圆螺母用止动垫圈B、圆螺母B螺纹连接，从动轮位于从螺杆的轴肩与圆螺母用止动垫圈B、圆螺母B之间，保证了从动轮轴向固定；

所述主螺杆与从螺杆、主螺杆滑动轴承座与从螺杆滑动轴承座、圆锥滚子轴承A与圆锥滚子轴承B组成悬臂式结构，使得主螺杆、从螺杆和喷口之间无阻挡物；

泵体底部设有进水口，进水口无空腔过渡，直接和主螺杆、从螺杆相连通。

进一步，所述进水口位于泵体底部，形状为由位于泵体上的矩形孔与三角形孔拼接而成，进水口采用箭头型设计，进口宽度以及截面积尽量扩大，从而保证其水力效率。

进一步，所述主螺杆滑动轴承座、从螺杆滑动轴承座需要加工为圆环缺口面，圆环缺口面相贴合使得前、后两滑动轴承座分别呈“8”字型结构；分别套入主螺杆、从螺杆中并压入泵体内圈中；主螺杆滑动轴承座、从螺杆滑动轴承座内部装入无油轴承，其材料为聚合物材料。

进一步，所述主螺杆圆锥滚子轴承B位于主螺杆滑动轴承座与主动轮之间；从螺杆圆锥滚子轴承A位于从螺杆滑动轴承座与从动轮之间。

进一步，所述主螺杆、从螺杆的齿型曲线为相互啮合而成的双曲线，用于传递扭矩。

进一步，所述喷口内壁面采用流线型设计，在空腔和喷口之间应采取圆滑过渡；喷口采用法兰连接，配合六角头螺栓固定在泵体上。

进一步，所述机封结构包括机封座、机械密封、机封盖、压环、轴套、双列角接触轴承、圆螺母用止动垫圈A、圆螺母A、轴承盖；

所述机封座内部沿主螺杆依次设有机械密封、机封盖、压环、轴套、双列角接触轴承，机封座的最外端用圆螺母用止动垫圈A、圆螺母A固定；机械密封用机封盖固定，并与机封座和泵前盖板用六角头螺栓连接；轴承座与轴承盖用六角头螺栓连接。

综合来看，本发明除了常规喷水推进泵具有的优点以外，还具有以下优点：

1.与传统喷水推进泵相比，由于本发明采用的是主从螺杆的旋转推动水流，并利用喷出的高速水流的反作用力推动水中载体前进。双螺杆泵具有无搅动、无脉动、平稳输出各种介质、机械振动小、噪声低等特点。

2.与传统喷水推进泵相比，由于所述悬臂式双螺杆泵结构简单，拆装方便且沿程阻力损失以及水力损失小，进水口与喷口既无阻挡物，又无空腔过渡，故而水力效率高，可以提供更大的推力。

3.双轴承结构可以保证喷水推进泵同时满足轴向力与径向力的要求。滑动轴承可以抵消大部分轴向力，圆锥滚子轴承可以抵消剩下的轴向力以及所有径向力。

4.由于进水口段采用箭头型设计，造型简单易于加工，且利于介质流入并使介质流动平稳、快速，从而提高其水力效率。进水口宽度尽量扩大，不仅能够保证介质进口流量，从而提供足够大的推力，还有利于流动的平稳，从而保证其水力效率。

5.双螺杆由齿型曲线为双曲线的主螺杆、从螺杆相互啮合而成，可以传递扭矩，既保证了该喷水推进泵的正常运转，又保证了双轴承结构的有效性，从而使得该泵结构更加稳定，同时又减少了泄露损失。

6.喷口内壁面采用流线型设计，从而降低水力损失，提高推进能力与效率。由于螺旋转子造成的空腔水流为旋转水流，因此在空腔和喷口之间应采取圆滑过渡使水力损失减小到最低，基本上消除了空腔和喷口之间的旋转水流。

7.由于泵体结构保证泵的工作元件内始终存有泵送液体作为密封液体，故具有很强的自吸性能，并且常用于多相混输。例如可输送油类、水、膏状物、乳状物、沥青和其他一些化工介质等。

附图说明

图1为悬臂式双螺杆喷水推进泵装配图；

图2为进水口结构图；

图3为主螺杆滑动轴承座结构图。

图中：2-轴承盖，3-圆螺母用止动垫圈A，4-圆螺母A，6-双列角接触轴承，7-轴承座，9-机封盖，10-机封座，11--圆螺母用止动垫圈B，12-圆螺母B，13-从动轮，14-圆锥滚子轴承A，15-从螺杆滑动轴承座，16-从螺杆，17-泵体，19-喷口，20-主螺杆滑动轴承座，22-圆锥滚子轴承B，23-主动轮，24-泵前盖板，26-主螺杆，27-机械密封，28-压环，30-轴套，31-进水口，32-矩形孔，33-三角形孔。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1为双螺杆喷水推进泵装配示意图。本双螺杆喷水推进泵，除了常规双螺杆泵应有的结构之外，还包括进水口、平衡轴向力与径向力的双轴承结构、齿型曲线为渐开线的双螺杆结构、喷口。所述的进水口方面：进水口31位于泵体17底部靠近主从螺杆进水端的位置，形状为由位于泵体17上的矩形孔32与三角形孔33拼接而成。双轴承结构方面：主螺杆滑动轴承座20与从螺杆滑动轴承座15加工面贴合，成“8”字型分别套入主螺杆26、从螺杆16中并压入泵体内圈中。圆锥滚子轴承B22位于主螺杆滑动轴承座20与主动轮23之间，与主螺杆26相配合并与主螺杆滑动轴承座20相接触；圆锥滚子轴承A14位于从螺杆滑动轴承座15与从动轮13之间，与从螺杆16相配合并与从螺杆滑动轴承座15相接触。双螺杆结构方面：在泵体17内的主螺杆26依次穿过主螺杆滑动轴承座20、圆锥滚子轴承B22、主动轮23、泵前盖板24与机封结构(包括机封座10、机械密封27、机封盖9、压环28、轴套30、双列角接触轴承6、圆螺母用止动垫圈A3、圆螺母A4、轴承盖2以及)，主螺杆26与圆螺母用止动垫圈A3、圆螺母A4螺纹连接，主动轮23套入主螺杆26中并与主螺杆26用键相连接以保证其径向固定；从螺杆16依次穿过从螺杆滑动轴承座15、圆锥滚子轴承A14、从动轮13，从动轮13套入从螺杆中并与从螺杆用键相连接以保证其径向固定，轴肩与从螺杆16螺纹连接的一对圆螺母用止动垫圈B11、圆螺母B12保证了其轴向固定。喷口方面：喷口19采用法兰连接，配合六角头螺栓固定在泵体上。

图2为进水口结构图。进水口31的形状由位于泵体上的矩形孔32与三角形孔33拼接而成。

本发明的具体实施方式如下：

当泵运行状态下，由于压差的原因，介质通过进水口31流入双螺杆的吸入口处，流入双螺杆的介质通过两个相互啮合主螺杆26、从螺杆16的旋转使得螺杆以及泵体内壁形成的密封腔容积改变形成压强差，从而将介质输送至喷口19处。由于喷口19形状为渐缩型喷口且截面积小于进口31，从而形成高速介质流，从而形成反作用力推动介质中的载体前进。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，其特征在于，包括泵体(17)，泵体(17)内部的主螺杆(26)、从螺杆(16)；泵体(17)一端连接泵前盖板(24)；泵体(17)另一端连接喷口(19)；

所述主螺杆(26)依次穿过主螺杆滑动轴承座(20)、圆锥滚子轴承B(22)、主动轮(23)、泵前盖板(24)与机封结构，主螺杆(26)分别与圆螺母用止动垫圈A(3)、圆螺母A(4)通过螺纹连接，主螺杆(26)和主动轮(23)通过键相连接以保证主动轮(23)径向固定；

从螺杆(16)依次穿过从螺杆滑动轴承座(15)、圆锥滚子轴承A(14)、从动轮(13)，从螺杆(16)和从动轮(13)通过键相连接以保证从动轮(13)径向固定；从螺杆(16)分别与圆螺母用止动垫圈B(11)、圆螺母B(12)通过螺纹连接，从动轮(13)位于从螺杆(16)的轴肩与圆螺母用止动垫圈B(11)、圆螺母B(12)之间，保证了从动轮(13)轴向固定；

所述主螺杆(26)与从螺杆(16)、主螺杆滑动轴承座(20)与从螺杆滑动轴承座(15)、圆锥滚子轴承A(14)与圆锥滚子轴承B(22)共同组成悬臂式结构，使得主螺杆(26)、从螺杆(16)和喷口(19)之间无阻挡物；泵体(17)底部设有进水口(31)，进水口(31)无空腔过渡，直接和主螺杆(26)、从螺杆(16)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，其特征在于，所述进水口(31)位于泵体(17)底部，形状为由位于泵体(17)上的矩形孔(32)与三角形孔(33)拼接而成，进水口(31)采用箭头型设计，进口宽度以及截面积尽量扩大，从而保证其水力效率。

3.根据权利要求1所述的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，其特征在于，所述主螺杆滑动轴承座(20)、从螺杆滑动轴承座(15)需要加工为圆环缺口面，圆环缺口面相贴合使得前、后两滑动轴承座分别呈“8”字型结构；分别套入主螺杆(26)、从螺杆(16)中并压入泵体内圈中；主螺杆滑动轴承座(20)、从螺杆滑动轴承座(15)内部装入无油轴承，其材料为聚合物材料。

4.根据权利要求1所述的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，其特征在于，所述主螺杆圆锥滚子轴承B(22)位于主螺杆滑动轴承座(20)与主动轮(23)之间；从螺杆圆锥滚子轴承A(14)位于从螺杆滑动轴承座(15)与从动轮(13)之间。

5.根据权利要求1所述的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，其特征在于，所述主螺杆(26)、从螺杆(16)的齿型曲线为相互啮合而成的双曲线，用于传递扭矩。

6.根据权利要求1所述的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，其特征在于，所述喷口(19)内壁面采用流线型设计，在空腔和喷口之间应采取圆滑过渡；喷口(19)采用法兰连接，配合六角头螺栓(18)固定在泵体(17)上。

7.根据权利要求1所述的一种悬臂式双螺杆喷水推进泵，其特征在于，所述机封结构包括机封座(10)、机械密封(27)、机封盖(9)、压环(28)、轴套(30)、双列角接触轴承(6)、圆螺母用止动垫圈A(3)、圆螺母A(4)、轴承盖(2)；

所述机封座(10)内部沿主螺杆(26)依次设有机械密封(27)、机封盖(9)、压环(28)、轴套(30)、双列角接触轴承(6)，机封座(10)的最外端用圆螺母用止动垫圈A(3)、圆螺母A(4)固定；机械密封(27)用机封盖(9)固定，并与机封座(10)和泵前盖板(24)用六角头螺栓连接；轴承座(7)与轴承盖(2)用六角头螺栓连接。