CN106414233A - 用于疏浚船舶的齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能操纵的拖拽疏浚船舶，包括：船舶推进构件(1)，与设有用于驱动推进构件的单个齿轮(2)的推进轴耦接；驱动系统，具有与船舶推进构件耦接的中央驱动轴(3)，以为船舶推进构件提供动力；以及传动装置(4)，具有设有拖拽小齿轮(6)的至少一个拖拽传动轴(5)，以及设有航行小齿轮(8)的航行传动轴(7)；其中，中央驱动轴通过拖拽传动轴和航行传动轴中的一个而与推进轴的单个齿轮耦接。

Description

用于疏浚船舶的齿轮箱
背景技术
本发明涉及一种能操纵的拖拽疏浚船舶，如耙吸式挖泥船(TSHD)，该能操纵的拖拽疏浚船舶包括船舶推进构件和驱动系统，船舶推进构件与用于驱动推进构件的推进轴耦接，驱动系统具有用于为船舶推进构件提供动力的中央驱动轴。
这种耙吸式挖泥船(TSHD)具有两种总航行模式：1)自由航行和2)利用船外耙头进行疏浚(简称"拖拽")。在拖拽期间，已知了具有可调螺距(pitch,节距)螺旋桨(CPP)的TSHD通过改变CPP叶片的螺距来改变螺旋桨推力。然后，发动机(和螺旋桨)的速度保持不变或至少可在很小的速度范围内改变。当驱动轴传动发电机以能够为TSHD上的耗电器械提供足够的动力时或当驱动挖泥泵或喷射泵时，该因此几乎恒定的发动机转速是必要的。
在拖拽模式下，很显然，来自推进系统的所需推力将不断变化。这是由诸如改变当前速度和方向、水深、耙头阻力等因素造成的。一般而言，对于TSHD，拖拽模式的动力消耗最高，因此拖拽模式对于发动机的选择具有决定性。在拖拽模式下，利用能控制螺距的螺旋桨(CPP)，可改变螺旋桨叶片的螺距。这导致螺旋桨的效率较低(低得多)。
利用固定螺距螺旋桨(FPP)，当进行拖拽时，通过减小发动机转速将减小螺旋桨的速度。然而，减小发动机转速还会显著降低可用发动机功率，这是不希望发生的。
CN202209384U公开了一种船用齿轮箱。然而，无法自由地接近推进轴，这至少是因为驱动轴布置成与推进轴成一条直线。
根据标题，JPS5854258A涉及一种船用减速换向齿轮。同样，从其图3可清楚看出，无法自由接近推进轴25的端部。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效率提高(尤其是在拖拽期间)的能操纵的拖拽疏浚船舶。
根据本发明的第一方面，该目的通过能操纵的拖拽疏浚船舶得以实现，该能操纵的拖拽疏浚船舶包括：
船舶推进构件，其与设有用于驱动推进构件的单个齿轮的推进轴耦接；
驱动系统，其具有与船舶推进构件耦接的中央驱动轴，以为船舶推进构件提供动力；和
传动装置，其具有设有拖拽小齿轮的至少一个拖拽传动轴，以及设有航行小齿轮的航行传动轴；
其中，中央驱动轴通过拖拽传动轴和航行传动轴中的一个与推进轴的单个齿轮耦接。
驱动系统通过拖拽传动轴和航行传动轴中的一个与推进轴的单个齿轮耦接，使得能够在最佳操作点对发动机和螺旋桨进行操作，而推进轴仍可以简单方式受支撑，从而允许推进轴在操作期间强有力地承载所受轴向力。可设想拖拽传动轴和航行传动轴与设有推进轴的不同齿轮耦接，重要的是拖拽传动轴和航行传动轴与推进轴耦接，以便可自由接近推进轴的轴向侧。拖拽期间的效率提高是因为通过提供传动装置，可选择船舶发动机和螺旋桨的最佳操作点，从而降低了燃料消耗。此外，由于效率提高，利用相同的发动机可提高性能，或拖拽期间需要较少动力，因此对于相同的TSHD性能，可以安装较小的发动机。
在一个实施方式中，推进轴为中空。中空轴使得其内能够容纳与能控制螺距的螺旋桨可操作地耦接的控制工具。很明显，整个推进轴无需完全为中空，该轴可部分为中空。重要的是，使得该中空轴能够容纳与能控制螺距的螺旋桨可操作地耦接的控制工具。
在一个实施方式中，推进构件为能控制螺距的螺旋桨。与固定螺距螺旋桨相比，变化的CPP叶片螺距使得能够更好更快地控制推进。
应注意，利用固定螺距螺旋桨(FPP)执行工作的TSHD还具有的优点是两速推进齿轮箱。具有第二齿轮箱减速(导致额定发动机转速下的螺旋桨速度减小)将导致拖拽期间的可用功率增加。这再次将使得挖泥船能够在更恶劣的(水流和天气)条件下继续工作。
在一个实施方式中，能操纵的疏浚船舶包括与能控制螺距的螺旋桨可操作地耦接的控制工具。
在一个实施方式中，与能控制螺距的螺旋桨可操作地耦接的控制工具至少部分地容纳在中空轴内。
在一个实施方式中，中央驱动轴、拖拽传动轴和航行传动轴在推进轴上方延伸。这便于维护。
在一个实施方式中，中央驱动轴、拖拽传动轴和航行传动轴在一个轴平面内延伸，使得可分割轴外壳可具有在所述轴平面内延伸的分割线。这有助于设计简单且坚固的外壳。
在一个实施方式中，拖拽传动轴和航行传动轴中每一个都设有用于以驱动方式与中央驱动轴耦接和断开耦接的相应的离合器装置。用于以驱动方式与中央驱动轴耦接和断开耦接的相应的离合器装置本身是已知的。
在一个实施方式中，拖拽传动轴和航行传动轴的相应的离合器装置布置在轴外壳外部。相应的离合器装置布置在轴外壳外部更加便于进行维护。
在本专利中讨论的各方面可组合以提供额外的有利优点。
附图说明
将参考示意图进一步对本发明进行说明，其中：
图1是现有技术推进系统的俯视图；
图2a是根据本发明的推进系统的俯视图，以及
图2b是图2a中的推进系统的侧视图。
具体实施方式
图1中示出了现有技术推进系统。船舶推进构件1与推进轴13耦接。轴设有两个用于驱动推进构件1的齿轮14、15。离合器装置21布置在两个齿轮14与15之间。从图1可清楚地看到，不容易接近并支撑轴13的轴向端部，或在轴13的轴向端部内引入控制工具。驱动系统(未示出)具有与船舶推进构件1耦接以为船舶推进构件提供动力的中央驱动轴16。离合器装置20啮合时，传动装置具有通过小齿轮19和齿轮14的拖拽齿轮装置，而当离合器装置21啮合时，传动装置具有通过齿轮18和齿轮15的航行齿轮装置。拖拽齿轮装置和航行齿轮装置一起形成传动装置，以附图标记4表示。
现在转至如图2a和2b所示的根据本发明的推进系统。
图2a和2b示出了船舶推进构件1，该船舶推进构件与设有用于驱动推进构件1的单个齿轮2的推进轴13耦接。船舶本身未示出。
推进系统包括驱动系统，驱动系统具有与船舶推进构件1耦接的中央驱动轴3，以为船舶推进构件提供动力。中央驱动轴3与船舶推进构件1齿啮合。
推进系统包括具有至少一个拖拽传动轴5和航行传动轴7的传动装置4。拖拽传动轴5设有拖拽小齿轮6在拖拽传送期间，中央驱动轴3通过驱动轴小齿轮、齿轮22、拖拽小齿轮6和齿轮2(简称为拖拽齿轮装置)与船舶推进构件1齿轮齿啮合。航行传动轴7设有航行小齿轮8。在航行传送期间，中央驱动轴3通过驱动轴小齿轮、齿轮23、航行小齿轮8和齿轮2(简称为航行齿轮装置)与船舶推进构件1齿轮齿啮合。
中央驱动轴3通过拖拽传动轴和航行传动轴中的一个而与推进轴的单个齿轮2耦接。拖拽齿轮装置6与齿轮2以及航行齿轮装置8与齿轮2之间通过两个离合器装置11、12以本身已知的方式实现移位。拖拽齿轮装置和航行齿轮装置一起形成传动装置，以附图标记4表示。
拖拽传动轴5和航行传动轴7中每一个都设有用于以驱动方式与中央驱动轴3耦接和断开耦接的各自的离合器装置11、12。在这种情况下，拖拽传动轴5和航行传动轴7的各自的离合器装置11、12均布置在轴外壳外部，以为维护提供便利。
如图2b示意性地所示，设置了与能控制螺距的螺旋桨1可操作地耦接的控制工具9。控制工具9至少部分地容纳在推进轴13内，在这种情况下推进轴13为中空的。
如图2b所示，中央驱动轴3、拖拽传动轴5和航行传动轴7在推进轴13的上方延伸。在这种情况下，拖拽传动轴5和航行传动轴7在一个轴平面10内延伸，以便可分割的轴外壳(未示出)可具有在所述轴平面内延伸的分割线。
图2b示出了不同轴3、5、7、13之间的可能齿轮比的实例。很明显，与航行齿轮装置相比，拖拽齿轮装置的齿轮比较高。轴24为辅助设备(如发电机)的中央驱动轴。
还将清楚的是，包括以上描述和附图是为了说明本发明的一些实施方案，而非限制保护范围。从本公开起，更多实施方案对于技术人员而言将很明显，这些实施方案在本发明的保护范围内并且在本发明的实质内，且明显是现有技术与本专利公开的组合。

Claims (9)

1.一种能操纵的拖拽疏浚船舶，包括：
-船舶推进构件(1)，与推进轴耦接，所述推进轴设有用于驱动所述推进构件的单个齿轮(2)；
-驱动系统，具有与所述船舶推进构件耦接的中央驱动轴(3)，以为所述船舶推进构件提供动力；以及
-传动装置(4)，具有设有拖拽小齿轮(6)的至少一个拖拽传动轴(5)，以及设有航行小齿轮(8)的航行传动轴(7)；
其中，所述中央驱动轴通过所述拖拽传动轴和所述航行传动轴中的一个而与所述推进轴的所述单个齿轮耦接。
2.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，其中，所述推进轴为中空的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，其中，所述推进构件为能控制螺距的螺旋桨。
4.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，包括与所述能控制螺距的螺旋桨能操作地耦接的控制工具(9)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，其中，与所述能控制螺距的螺旋桨能操作地耦接的所述控制工具至少部分地容纳在所述中空轴内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，其中，所述中央驱动轴、所述拖拽传动轴和所述航行传动轴在所述推进轴的上方延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，其中，所述中央驱动轴、所述拖拽传动轴和所述航行传动轴在一个轴平面(10)内延伸，使得能分割的轴外壳能具有在所述轴平面内延伸的分割线。
8.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，其中，所述拖拽传动轴和所述航行传动轴中的每一个都有设有用于以驱动方式与所述中央驱动轴耦接和断开耦接的各自的离合器装置(11、12)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的能操纵的疏浚船舶，其中，所述拖拽传动轴和所述航行传动轴的各自的所述离合器装置布置在所述轴外壳的外部。
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