CN106347615A - 一种推进器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种推进器，包括电机、电机固定座，所述电机固定座两端分别与前壳体和后壳体连接构成密封腔体，所述电机设于后壳体一侧的隔板上，电机轴穿过所述隔板伸入前壳体内，所述前壳体表面与电机轴同轴的设有中心孔，前壳体内设有一端与电机轴相连另一端穿出所述中心孔与螺旋桨相连的连接轴，所述连接轴与中心孔之间还设有轴封装置，所述电机固定座两端与前壳体和后壳体为扣合连接，其扣合处相邻的两侧面和两端面之间均设置有密封圈。并在后壳体上内填充有导热介质，后壳体外壁开有散热凹槽。还在隔板上设置了至少两组不同的电机安装孔。采用本发明的技术方案后，推进器的密封性，散热性大大提升，并且可以兼容多种电机。有效提升了推进器的可靠性，扩大了适用范围。

Description

一种推进器

技术领域

本发明涉及一种水下动力装置；特别是一种推进器。

背景技术

推力系统是广泛用于水面或者水下航行器的动力装置，主要用来推动航行器航行，或提供可控的力和力矩使设备调整处于期望的位置和姿态。

目前作为水下航行器使用的推力系统，通常由单个电机通过轴系连接螺旋桨旋转配合导管组合使用。电力推进装置和高压海水泵是深海潜水器中的重要组成部分，而水下电机则是这些水下机电装置的关键。电机的密封一直是潜水电机的关键技术，由于电机是在水压下旋转工作，因而水压越高、转速越高，轴与机壳间就容易泄露，水下推进器的电机密封而引起的故障率一直较高，外部水压对电机的密封要求越来越高。

并且由于桨在水中的阻力往往较大，所以电机发热较严重，如果散热不及时很容易烧毁电机。因此散热问题也是水下推进器需要解决的一个问题。

此外，水下电机种类较多，尺寸大小不一，水下设备在更换电机时比较操作繁琐，电机的座往往只适用一种规格的电机，这就给限制了水下航行器的兼容范围。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种推进器，提供一种推进器，通过电机固定座与前、后壳体的扣合，形成密封壳体，并在电机固定座与前后壳体的接合处的端面和侧面同时设置密封圈，增加推进器密封性能。并在后壳体内填充导热介质，通过导热介质将热量到处到后壳体外壁，并在后壳体外壁设置散热凹槽，增大散热面积，有效避免了使用中出现电机过热烧毁的情况，同时填充介质也避免使用中出现渗水、透水引起损坏电机的状况出现，有效保障电机的安全运行，保证推进器稳定可靠运行。此外本发明还在隔板上设置了多种电机安装孔，使得推进器可适用多种电机，增加了推进以的应用范围。

具体内容为：

一种推进器，包括电机、电机固定座，所述电机固定座为两端敞口且内腔中设有隔板的筒形结构，其敞口两端分别与前壳体和后壳体连接构成密封腔体，其特征在于，所述电机固定座两端与前壳体和后壳体相配合连接，其连接处在径向和轴向上均设有密封装置。

进一步的，所述电机固定座与前壳体和后壳体之间相互扣合，所述密封装置为密封圈，所述密封圈设置于扣合处相邻的两侧面和两端面之间。

进一步的，所述电机固定座外侧壁中段具有一环状凸台，所述环状凸台中部还设有一限位凸环，所述前壳体和后壳体端部内壁均设有与环形凸台配合的台阶面，所述台阶面侧壁与环状凸台外侧壁相互靠近且之间设置密封圈，所述台阶面顶壁与环状凸台端面相靠近且之间设置密封圈，所述前壳体和后壳体端面与限位凸环端面相抵靠。

所述电机设于后壳体一侧的隔板上，电机轴穿过所述隔板伸入前壳体内，所述前壳体表面与电机轴同轴的设有中心孔，前壳体内设有一端与电机轴相连另一端穿出所述中心孔与螺旋桨相连的连接轴，所述连接轴与中心孔之间还设有轴封装置。

进一步的，所述密封圈为O形密封圈。

进一步的，所述环状凸台外侧壁上设置有密封圈安装槽，所述密封圈设置在密封圈安装槽内。

进一步的，所述前壳体和后壳体端部与电机固定座两端外侧壁螺纹配合连接。

进一步的，所述电机与后壳体之间填充有导热介质，所述导热介质为导热硅脂或油液。

进一步的，所述后壳外侧壁上有若干散热凹槽。

进一步的，所述散热凹槽为沿轴向间隔均布于后壳体外侧面的多个环形槽。

进一步的，所述隔板上设置有至少两组不同规格尺寸电机的安装孔，用于配合安装不同尺寸规格电机。

进一步的，所述的前壳体在内侧中心孔处设有密封凹槽，所述的轴封装置套设在连接轴上并至少部分设置于密封凹槽内。

进一步的，所述输出轴与电机轴之间通过一联轴器相连，所述连接轴下端具有一限位凸起，所述的轴封装置包括依次套装在连接轴上的动环、静环，所述的静环过盈安装在密封凹槽中，所述的动环安装在限位凸起与静环之间并与限位凸起和静环互相顶靠，所述的动环和静环的长度之和略大于前壳体密封凹槽底面与限位凸起间的距离。

进一步的，所述前壳体内填充液体介质，所述液体介质为润滑油液。

进一步的，还包括用于保护所述螺旋桨的导流罩，所述的导流罩通过导流罩支架安装在前壳体上。

进一步的，所述的导流罩为两端开口的中空圆锥台结构，所述导流罩支架与大口一侧连接，所述螺旋桨设置在导流罩内部。

进一步的，还包括一管状结构的防水插头，所述防水插头安装在后壳体外壁上，并与后壳体内腔联通。

进一步的，所述防水插头与后壳体外壁之间设有密封圈，所述密封圈为O形密封圈。

采用上述方案后本发明具有以下有益效果：

1.桨在水中的阻力往往较大，所以电机发热较严重，可在电机与后壳之间填充导热介质，例如导热硅脂或油液，这样电机可以通过后壳进行散热。同时，后壳上开有一系列散热槽，用于增大散热面积，大大提高散热效果。

2.轴向密封结合径向密封，保证静密封的密封性。

3.电机固定座隔板上开有多种安装孔，可方便的替换多种电机。

采用本发明的技术方案后，推进器的密封性能，散热性能大大提升。并且可以兼容多种电机，水下航行器的应用范围得到了提升。

附图说明

图1是本发明一种推进器的主视图

图2是本发明一种推进器的剖视图

图3是本发明一种推进器的爆炸图

图4是本发明一种推进器电机固定座的左视图

图5是本发明一种推进器的3D视图

电机1，电机轴11，电机固定座2，隔板21，安装孔211，环状凸台22，限位凸环23，前壳体3，中心孔31，密封凹槽32，后壳体4，散热凹槽41，连接轴5，限位凸起51，螺旋桨6，动环71，静环72，导热介质8，联轴器9，O形密封圈100，导流罩200，导流罩支架201，防水插头300。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

对于水下推进器都需要进行防水密封处理，通常是将电机设置在一壳体内，并对壳体进行密封，电机轴伸出壳体外部。但是这种设置的结构必须要适应电机的尺寸和电机轴的长度，因此只适用于某一种型号电机的尺寸，存在适用范围过窄的缺陷。无法满足用户的多种需求。因此本发明提出一种可以更换安装多种电机的推进器。

本发明的思路在于，将电机和电机轴分别设置在两个不同腔室，这样电机所在的一侧腔室可以设置的更大，以便适用更多型号电机。而电机轴一侧的腔室内可以不直接将电机轴伸出壳体，而是采用一固定尺寸的连接轴，并通过设置不同型号的联轴器来适应不同长短粗细的电机轴。

进一步的，由于采用了两个腔室，因此也就有两个外壳构成，这增加了整个壳体的缝隙数量，也增加了对防水密封的要求，因此首先要解决的是壳体接缝处的防水密封问题。通常都是在壳体对合处的端面上设置密封圈，利用壳体压紧密封圈来密封。考虑到本发明可以适用多种电机，使用中可能经常涉及拆卸更换的情况，因此考虑除了在对合处端面设置密封圈外，在对合处的相邻侧面之间也设置密封圈。

具体的，如图1-3所示，本发明一种推进器，包括电机1、电机固定座2，所述电机固定座为两端敞口且内腔中设有隔板的筒形结构，，其敞口两端分别与前壳体3和后壳体4连接构成密封腔体，其特征在在于，所述电机固定座2两端与前壳体3和后壳体4配合连接，其连接处在径向和轴向上均设有密封装置。进一步的，所述电机固定座与前壳体和后壳体之间相互扣合，所述密封装置为密封圈，所述密封圈设置于扣合处相邻的两侧面和两端面之间。

这种设置方式在每一侧的壳体与电机固定座2的接合处都设置了端面和侧面两组密封圈，起到了双重密封的作用。而传统的推进器只在壳体与电机固定座2的对合端面或侧面上设置密封圈，当漏水通过端面处密封圈后将会直接进入内部腔体，危害电机正常工作。而本发明的推进器当在水下工作时，漏水即使进入第一组密封圈，仍不能直接进入腔室内，进水会被后一组密封圈阻挡。由于第一组直接面对外界水压因此承受压力较大，容易泄露，而第二组密封圈位于第一组密封圈后部，不直接面对外部水压，漏水进第一组密封圈后由于水压减小不容易通过第二组密封圈泄露进入腔室。从而保证了密封效果。

进一步的，如图1-3，是本发明的一优选实施例：

本实施例中将前后两壳体与电机固定座的扣合处设置为一凸起环状台阶，由于突出部分自然具有一个上端面，因此可以安装端面密封圈，同时凸起部分的侧面可以安装侧面密封圈。这样设置的好处有二，第一，在保证接触端面足够大的情况下避免了壳体厚度的增加；第二，密封圈安装部分突出与壳体侧壁和电机固定座外壁，方便安装侧表面的密封圈。

具体的，所述电机固定座2外侧壁中段具有一环状凸台22，所述前壳体3和后壳体4端部内壁均设有与环形凸台配合的台阶面，所述台阶面侧壁与环状凸台22外侧壁相互靠近且之间设置密封圈，所述台阶面顶壁与环状凸台22端面相靠近且之间设置密封圈。

进一步的，所述环状凸台22中部还设有一限位凸环23，所述前壳体3和后壳体4端面与限位凸环23端面相抵靠。设置限位凸环23是为了进一步增加密封效果，限位凸环23与前后壳体分别抵靠同时起到限位作用，防止端面密封圈被过度压缩损坏。

进一步的，所述密封圈为O形密封圈100。采用O形密封圈100的好处是，在被压缩时O形密封圈100会向两侧伸展，扩大了密封面积，增加了密封效果。

进一步的，所述环状凸台22外侧壁上设置有密封圈安装槽，所述密封圈设置在密封圈安装槽内。设置密封圈安装槽的好处在于可以固定密封圈的位置，防止密封圈移动。

进一步的，所述前壳体3和后壳体4端部与电机固定座两端外侧壁螺纹配合连接。

进一步的，如图2和3所示，是本发明一种推进器针对伸出前壳体3的连接轴5进行可转动密封的实施例。具体的，所述电机1设于后壳体一侧的隔板上，电机轴11穿过所述隔板伸入前壳体内，所述前壳体3表面与电机轴2同轴的设有中心孔31，前壳体3内设有一端与电机轴2相连另一端穿出所述中心孔与螺旋桨6相连的连接轴5，所述连接轴5与中心孔31之间还设有轴封装置。

具体的，所述连接轴5与电机轴11之间通过一联轴器9相连，所述连接轴5下端具有一限位凸起51，所述的轴封装置包括依次套装在连接轴5上的动环71、静环72，所述的静环72过盈安装在密封凹槽32中，所述的动环71安装在限位凸起51与静环72之间并与限位凸起51和静环72互相顶靠，所述的动环71和静环72的长度之和略大于前壳体密封凹槽32底面与限位凸起51间的距离。

具体的，所述前壳体3内填充液体介质，所述液体介质为润滑油液。

为进一步提高连接轴5与前壳体3连接处的密封性，在电机固定座2与前壳体3之间设置一轴封装置，所述的前壳体3在中心孔31内侧同轴设有密封凹槽32，所述的轴封装置套装在连接轴5上，且密封安装在前壳体3的密封凹槽32中，所述的密封凹槽32的截面直径大于中心孔的截面直径，在连接轴5和前壳体3连接处设置轴封装置，可有效提高连接轴5与前壳体3中心孔的密封性，轴封装置可选用密封圈或其他密封器件，将密封圈或其他密封器件安装在密封凹槽32中，为使密封性能更好，密封凹槽32的直径小于密封圈或其他密封器件的直径，在安装完连接轴5后密封圈或其他密封器件在密封凹槽32与连接轴5之间处于挤压状态，保证对连接轴5与前壳体3连接处的密封性，进一步地，连接轴5上设置一限位凸起51，对密封圈或其他密封器件形成推力，保证密封圈或其他密封器件的密封性。

轴封装置作为加强密封性的密封构件，作为一种优选方案，所述的轴封装置为机械密封构件，所述的机械密封构件包括依次套装在连接轴5上的动环71、静环72，所述的静环72密封安装在密封凹槽32中，所述的动环71安装在外转子与静环72之间并互相接触，所述的动环71和静环72的轴向长度之和略大于前壳体3与限位凸起51之间的轴向距离。动环71、静环72套装在连接轴5上，静环72挤压在密封凹槽32中，当连接轴5转动时，静环72与连接轴5形成相对转动，静环72对连接轴5与前壳体3中心孔进行密封，动环71设置在静环72与限位凸起51之间，动环71作为对静环72的推压装置，将静环72推压在密封凹槽32中，确保静环72在电机工作中或电机停止时均处在密封凹槽32中，保障静环72对连接轴5与前壳体3连接处的密封性，从而保证外部水不会进入密封舱中。

进一步的，为了增加密封效果，在所述前壳体3内填充液体介质，所述液体介质为润滑油液。

所述的动环71、静环72设置在密封舱内，且液体介质包络动环71与静环72，处在密封舱中的动环71、静环72，周围被液体介质包围，对动环71、静环72及连接轴5之间进行润滑、隔绝，即使有外部的水进入密封舱中，采用冷却油的液体介质也与水不容，由于油与水密度的不同，冷却油仍会对动环71、静环72、及其它部件附油，水不会侵蚀机械部件，充分保证推进器内部构件的稳定性。

进一步的，如图2所示，是本发明一种推进器针对电机散热的实施例。具体的，本实施例采用在所述电机1与后壳体4之间填充有导热介质8的方式增加散热效果，由于电机1驱动螺旋桨6在水中工作，水的阻力很大，因此电机很容易发热，同时电机又设置在壳体内，如果散热效果不好很容易烧毁电机。故本发明考虑在电机与壳体间填充导热介质。

进一步的，优选所述导热介质8为液态介质，如导热硅脂或油液。由于考虑到电机1可以是普通的无刷电机也可以是外转子电机，因此优选导热介质为液态，这样当电机1为外转子电机时，液态介质不会阻碍外转子电机旋转，同时液态介质可流动导热效果也较好。此外填充的介质也可以起到防水密封的效果。

进一步的，为了更好的将导出到后壳体4上的热量尽快散出，在所述后壳体4外侧壁上有若干散热凹槽41。设置散热凹槽41相当于增大后壳体的表面积，散热效果进一步提高。优选的，所述散热凹槽41为沿轴向间隔均布于后壳体4外侧面的多个环形槽。

进一步的，如图4所示，是本发明增加电机适用性的实施例。本实施例通过对隔板21的改进，使得推进器可以适用多种型号规格的电机。

具体的，所述隔板21上设置有至少两组不同规格尺寸电机的安装孔211，用于配合安装不同尺寸规格电机。

进一步的，如图1、2和5所示，还包括用于保护所述螺旋桨6的导流罩200，所述的导流罩200通过导流罩支架201安装在前壳体3上。可避免水中杂物对螺旋桨6造成影响，避免损坏螺旋桨6或干扰其工作运行。

具体的，所述的导流罩200为两端开口的中空圆锥台结构，所述导流罩支架与大口一侧连接，所述螺旋桨6设置在导流罩200内部。所述的圆台状罩的顶面的投影小于底面的投影，所述的底面靠近前壳体3设置，所述的螺旋桨6与导流罩200同轴设置且位于顶面与底面之间，导流罩200设计成类喇叭状的结构，可使螺旋桨6工作时的进水口较大、出水口较小，形成水流慢进快出，增强推进器的推水作用。

进一步的，如图1、2、3和5，还包括一管状结构的防水插头300，所述防水插头300安装在后壳体外4壁上，并与后壳体4内腔联通。设置防水插头300可以方便电机走线，通过外部电源供给电机电能，或为后壳体4内填充散热介质及油液。腔体内的液态介质会在设备运行中多多少少的会消耗，为确腔体内中长期充满或接近充满，需要设置防水插头300来经常对液态介质进行加注。

进一步的，所述防水插头300与后壳体外壁之间设有密封圈，所述密封圈为O形密封圈100。同样的为了增加密封效果，设置O形密封圈。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种推进器，包括电机、电机固定座，所述电机固定座为两端敞口且内腔中设有隔板的筒形结构，其敞口两端分别与前壳体和后壳体连接构成密封腔体，其特征在于，所述电机固定座两端与前壳体和后壳体配合连接，其连接处在径向和轴向上均设有密封装置。

2.根据权利要求1所述一种推进器，其特征在于，所述电机固定座外侧壁中段具有一环状凸台，所述环状凸台中部还设有一限位凸环，所述前壳体和后壳体端部内壁均设有与环形凸台配合的台阶面，所述台阶面侧壁与环状凸台外侧壁相互靠近且之间设置密封圈，所述台阶面顶壁与环状凸台端面相靠近且之间设置密封圈，所述前壳体和后壳体端面与限位凸环端面相抵靠。

3.根据权利要求1所属一种推进器，其特征在于，所述电机设于后隔板位于后壳体的一侧，电机轴穿过所述隔板伸入前壳体内，所述前壳体表面与电机轴同轴的设有中心孔，前壳体内设有一端与电机轴相连另一端穿出所述中心孔与螺旋桨相连的连接轴，所述连接轴与中心孔之间还设有轴封装置。

4.根据权利要求3所述一种推进器，其特征在于，所述电机与后壳体之间填充有导热介质，所述导热介质为导热硅脂或油液。

5.根据权利要求1所述一种推进器，其特征在于，所述后壳外侧壁上有若干散热凹槽，所述散热凹槽为沿轴向间隔均布于后壳体外侧面的多个环形槽。

6.根据权利要求1所述一种推进器，其特征在于，所述隔板上设置有至少两组不同规格尺寸电机的安装孔，用于配合安装不同尺寸规格电机。

7.根据权利要求1所述一种推进器，其特征在于，所述的前壳体在内侧中心孔处设有密封凹槽，所述的轴封装置套设在连接轴上并至少部分设置于密封凹槽内。

8.根据权利要求3所述一种推进器，其特征在于，所述输出轴与电机轴之间通过一联轴器相连，所述连接轴下端具有一限位凸起，所述的轴封装置包括依次套装在连接轴上的动环、静环，所述的静环过盈安装在密封凹槽中，所述的动环安装在限位凸起与静环之间并与限位凸起和静环互相顶靠，所述的动环和静环的长度之和略大于前壳体密封凹槽底面与限位凸起间的距离。

9.根据权利要求1所述一种推进器，其特征在于，还包括用于保护所述螺旋桨 的导流罩，所述的导流罩通过导流罩支架安装在前壳体上。

10.根据权利要求9所述一种推进器，其特征在于，所述的导流罩为两端开口的中空圆锥台结构，所述导流罩支架与大口一侧连接，所述螺旋桨设置在导流罩内部。