CN107284629A - 潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，其由定盘(22)、转盘(26)、齿轮(28)、感应齿条(29)、弹簧(31)、限位盒(34)组成。潜水船在水面上或潜入水中航行时，水不会倒灌进入其上喷气发动机内，从而确保喷气发动机正常工作。

Description

潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置

技术领域

本发明涉及一种潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，尤其是安装有喷气发动机的潜水船在水面上或潜入水中时阻止水倒灌进入该喷气发动机中的潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置。

背景技术

喷气式飞机的速度远大于螺旋桨飞机，那是因为喷气发动机的推力远大于螺旋桨的推力。既然如此，为什么不把喷气发动机安装到潜水船上，让潜水船也能高速航行呢？

潜水船在水中航行，水进入喷气发动机，即使不损坏，也完全无法工作。由于喷气发动机长期未能解决防水倒灌问题，其优越性尚未在潜水船上得到体现。

解决防水倒灌问题，是喷气发动机应用于潜水船的关键技术之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，当安装有喷气发动机的潜水船在水面上或潜入水中航行时，水不会倒灌进入该喷气发动机内，从而保障该喷气发动机能够正常工作。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，其由定盘、转盘、齿轮、感应齿条、弹簧、限位盒组成。

定盘为圆形盘，盘面等分为n个扇形，在n/2个扇形上有定盘气孔，有该定盘气孔的扇形与没有该定盘气孔的扇形相邻，所述n为大于2的偶数；该定盘的盘面中心有定盘轴孔，该定盘轴孔的轴线与该定盘的轴线重合；该定盘前盘面垂直地固紧连接一个伸向前的定位钉，该定位钉与该定盘轴孔的距离大于其与邻近的该定盘边缘的距离；该定盘的外周表面与相应位置的喷气发动机的喷管的内表面固紧连接，其轴线与该喷管的轴线重合。

转盘为圆形盘，其盘面上均匀分布多个转盘气孔；该转盘上的转盘气孔的数量、形状、面积、相对位置、公布规律与定盘上的定盘气孔的数量、形状、面积、相对位置、分布规律分别相同；转盘轴垂直固紧连接在该转盘前盘面的中心，其轴线与该转盘的轴线重合，其外径等于该定盘上定盘轴孔的内径。

转盘上的转盘轴从后向前穿过定盘上的定盘轴孔后与圆柱形齿轮固紧连接，该转盘的前盘面与该定盘的后盘面紧密光滑活动接触，该转盘的外周表面与相应位置的喷管的内表面光滑活动接触。

限位盒由矩形限位盒盖板和两块分开的相互对置的矩形限位盒侧板围成，该限位盒侧板的前端面与相应位置的该限位盒盖板的后侧向面固紧连接，该限位盒侧板的后端面与相应位置的定盘的前盘面固紧连接，该限位盒内有一个两端敞开的方形空腔。

感应齿条为长方体形，其后侧向面上有与其轴线平行的直形定位槽，该定位槽的宽度等于或大于定盘上定位钉的外径；该感应齿条穿过喷管上的喷管方孔和限位盒内的方形空腔，其横断面的形状与该限位盒内空腔或该喷管方孔的横断面的形状相同且面积相等，其与该喷管方孔的孔壁或该限位盒内腔的腔壁之间光滑活动接触；该感应齿条位于该喷管内腔中的后侧向面，与相应位置的该定盘的前盘面光滑活动接触，且接触处没有定盘气孔；该定位钉位于该定位槽中，该定位槽相对该定位钉滑动时，该定位槽不会进到该喷管方孔中；该感应齿条上的齿面与齿轮接触且相互啮合，该齿面只限于该感应齿条上的一小段且其不会进到该喷管方孔中。

弹簧套在露出在喷管外部的感应齿条上，其外端与该感应齿条固紧连接且固紧连接处接近该感应齿条的外端，其里端与相应位置的该喷管的外表面固紧连接。

喷管内腔中的压强稍大于外部压强时，定盘上的定位钉与感应齿条上定位槽的外端接触，弹簧处于伸长状态，该定盘上的定盘气孔与转盘上的转盘气孔不重叠，该定盘气孔被相应位置的该转盘上没有转盘气孔的盘面严密封盖，阻止水倒灌进入该喷管内腔中；该感应齿条内外两端的压强差为Δp，压力差为ΔpS，方向向外，S为该感应齿条端部的横断面积；该定位钉对该感应齿条的压力为F，方向向外；该弹簧的劲度系数为k，伸长量为Δx，其对该感应齿条的拉力为kΔx，方向向内。上述各量的关系为

ΔPS+F＝kΔx

若喷管内腔中的压强等于或小于外部压强，即Δp＝0，或Δp为负值，与感应齿条上定位槽的外端接触的定盘上的定位钉阻止该感应齿条向该喷管内腔中移动，因而弹簧的伸长量Δx不变，但该定位钉对该感应齿条的压力F自动增大，该定盘上的定盘气孔与转盘上的转盘气孔仍不重叠，该定盘气孔仍然被相应位置的该转盘上没有转盘气孔的盘面严密封盖，仍然阻止水倒灌进入该喷管内腔中。

喷气发动机工作后，喷管内外的压强差Δp增大，Δp足够大时，感应齿条向外移动，定盘上的定位钉与该感应齿条上定位槽的外端脱离接触，F＝0；向外移动的该感应齿条带动齿轮和转盘相对该定盘同步转动，该转盘上的转盘气孔与相应位置的该定盘上的定盘气孔开始部分重叠，该喷管内腔中的燃气通过该重叠孔向外喷射，此时外面的水无法倒灌进入该喷管内腔中；所述Δp越大，该转盘气孔与相应位置的该定盘气孔重叠的面积也相应增大，直到完全重叠；当该转盘气孔与相应位置的该定盘气孔完全重叠时，该定位钉与该定位槽的里端接触，且该喷气发动机已达额定功率；即使该喷气发动机的功率稍微超过额定功率，与该定位槽里端接触的该定位钉阻止该感应齿条向外移动，该转盘气孔与相应位置的该定盘气孔仍然完全重叠。

喷气发动机的功率从额定功率逐渐减小时，喷管内外压强差Δp也随之逐渐减小，感应齿条向喷管内腔中移动，带动齿轮和转盘相对定盘同步反向转动，该转盘上的转盘气孔与相应位置的该定盘上的定盘气孔重叠的面积减小；当该喷气发动机停止工作时，所述重叠的面积为零，该定盘上的定位钉与该感应齿条上定位槽的外端接触，该定盘气孔又被相应位置的该转盘上没有转盘气孔的盘面严密封盖，阻止水倒灌进入该喷管内腔中。

当喷管内腔中的温度升高时，为了不因体积膨胀而破坏感应齿条的配合协同机制，该感应齿条、限位盒、该喷管的材料的膨胀系数相同，使该感应齿条在限位盒内腔中仍能自由滑动，使该感应齿条在该喷管上的喷管方孔中仍能自由滑动，且该感应齿条与该喷管方孔之间仍可靠密封。

为提高防水倒灌的可靠性，定盘后盘面没有定盘气孔的盘面上固紧连接用耐高温弹性材料制作的垫片。

采用这样的结构后，喷气发动机的喷管内腔中的压强大于或等于或小于外部压强，定盘上的定盘气孔与转盘上的转盘气孔不重叠，也就是说该定盘气孔被相应位置的转盘上没有转盘气孔的盘面严密封盖，因而可阻止水倒灌进入该喷气发动机中。

采用这样的结构后，当喷气发动机上喷管内腔中的压强足够大时，也就是说该喷气发动机处于工作状态时，定盘上的定盘气孔与相应位置的转盘上的转盘气孔开始部分重叠，且重叠的面积随压强差的增大而增大直到完全重叠，喷管内腔中的燃气通过重叠孔向外喷射，因而水不会倒灌进入该喷气发动机内。

采用这样的结构后，当定盘上的定盘气孔与转盘上的转盘气孔完全重叠时，喷气发动机已达额定功率，从而确保了该喷气发动机的安全。

采用这样的结构后，定盘上的定盘气孔与转盘上的转盘气孔的重叠量完全由感应齿条通过感应自动完成，配合的协同性确保了该喷气发动机能够正常工作。

采用这样的结构后，定盘上的定盘气孔与相应位置的转盘上的转盘气孔重叠面积的大小与喷气发动机的功率相匹配，也就是与该喷气发动机喷射的燃气的量和速度相匹配。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是安装在喷管上的潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置的纵向剖面示意图。

图2是图1中沿AA线的横向剖面放大示意图。

图3是图2中与定盘后盘面接触的转盘前盘面的示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3各图所示，一种潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，其由定盘22、转盘26、齿轮28、感应齿条29、弹簧31、限位盒34组成。

如图2所示，定盘22为圆形盘，盘面等分为n个扇形，在n/2个扇形上有定盘气孔32，有该定盘气孔32的扇形与没有该定盘气孔32的扇形相邻，所述n为大于2的偶数。如图1、图2所示，该定盘22的盘面中心有定盘轴孔23，该定盘轴孔23的轴线与该定盘22的轴线重合。如图1所示，该定盘22前盘面垂直地固紧连接一个伸向前的定位钉24，该定位钉24与该定盘轴孔23的距离大于其与邻近的该定盘22边缘的距离。该定盘22的外周表面与相应位置的喷气发动机的喷管15的内表面固紧连接，其轴线与该喷管15的轴线重合。

如图2、图3所示，转盘26为圆形盘，其盘面上均匀分布多个转盘气孔33。该转盘26上的转盘气孔33的数量、形状、面积、相对位置、分布规律与定盘22上的定盘气孔32的数量、形状、面积、相对位置、分布规律分别相同。如图1所示，转盘轴27垂直固紧连接在该转盘26前盘面的中心，其轴线与该转盘26的轴线重合，其外径等于该定盘22上定盘轴孔23的内径。

如图1所示，转盘26上的转盘轴27从后向前穿过定盘22上的定盘轴孔23后与圆柱形齿轮28固紧连接，该转盘26的前盘面与该定盘22的后盘面紧密光滑活动接触，该转盘26的外周表面与相应位置的喷管15的内表面光滑活动接触。

如图1、图2所示，限位盒34由矩形限位盒盖板34a和两块分开的相互对置的矩形限位盒侧板34b围成，该限位盒侧板34b的前端面与相应位置的该限位盒盖板34a的后侧向面固紧连接，该限位盒侧板34b的后端面与相应位置的定盘22的前盘面固紧连接，该限位盒34内有一个两端敞开的方形空腔。

如图1、图2所示，感应齿条29为长方体形，其后侧向面上有与其轴线平行的直形定位槽25，该定位槽25的宽度等于或大于定盘22上定位钉24的外径。该感应齿条29穿过喷管15上的喷管方孔30和限位盒34内的方形空腔，其横断面的形状与该限位盒34内空腔或该喷管方孔30的横断面的形状相同且面积相等，其与该喷管方孔30的孔壁或该限位盒34内腔的腔壁之间光滑活动接触。该感应齿条29位于该喷管15内腔中的后侧向面，与相应位置的该定盘22的前盘面光滑活动接触，且接触处没有定盘气孔32。该定位钉24位于该定位槽25中，该定位槽25相对该定位钉24滑动时，该定位槽25不会进到该喷管方孔30中。该感应齿条29上的齿面与齿轮28接触且相互啮合，该齿面只限于该感应齿条29上的一小段且其不会进到该喷管方孔30中。

如图1、图2所示，弹簧31套在露出在喷管15外部的感应齿条29上，其外端与该感应齿条29固紧连接且固紧连接处接近该感应齿条29的外端，其里端与相应位置的该喷管15的外表面固紧连接。

如图1所示，喷管15内腔中的压强稍大于外部压强时，定盘22上的定位钉24与感应齿条29上定位槽25的外端接触，弹簧31处于伸长状态，如图2、图3所示，该定盘22上的定盘气孔32与转盘26上的转盘气孔33不重叠，该定盘气孔32被相应位置的该转盘26上没有转盘气孔33的盘面严密封盖，阻止水倒灌进入该喷管15内腔中。如图1所示，该感应齿条29内外两端的压强差为Δp，压力差为ΔpS，方向向外，S为该感应齿条29端部的横断面积。该定位钉24对该感应齿条29的压力为F，方向向外。该弹簧31的劲度系数为k，伸长量为Δx，其对该感应齿条29的拉力为kΔx，方向向内。上述各量的关系为

ΔPS+F＝kΔx

如图1所示，若喷管15内腔中的压强等于或小于外部压强，即Δp＝0，或Δp为负值，与感应齿条29上定位槽25的外端接触的定盘22上的定位钉24阻止该感应齿条29向该喷管15内腔中移动，因而弹簧的伸长量Δx不变，但该定位钉24对该感应齿条29的压力F自动增大，如图2、图3所示，该定盘22上的定盘气孔32与转盘26上的转盘气孔33仍不重叠，该定盘气孔32仍然被相应位置的该转盘26上没有转盘气孔33的盘面严密封盖，仍然阻止水倒灌进入该喷管15内腔中。

如图1所示，喷气发动机工作后，喷管15内外的压强差Δp增大，Δp足够大时，感应齿条29向外移动，定盘22上的定位钉24与该感应齿条29上定位槽25的外端脱离接触，F＝0；向外移动的该感应齿条29带动齿轮28和转盘26相对该定盘22同步转动，如图2、图3所示，该转盘26上的转盘气孔33与相应位置的该定盘22上的定盘气孔32开始部分重叠，该喷管15内腔中的燃气通过该重叠孔向外喷射，此时外面的水无法倒灌进入该喷管15内腔中。所述Δp越大，该转盘气孔33与相应位置的该定盘气孔32重叠的面积也相应增大，直到完全重叠。当该转盘气孔33与相应位置的该定盘气孔32完全重叠时，该定位钉24与该定位槽25的里端接触，且该喷气发动机已达额定功率。即使该喷气发动机的功率稍微超过额定功率，与该定位槽25里端接触的该定位钉24阻止该感应齿条29向外移动，该转盘气孔33与相应位置的该定盘气孔32仍然完全重叠。

喷气发动机的功率从额定功率逐渐减小时，喷管15内外压强差Δp也随之逐渐减小，感应齿条29向喷管15内腔中移动，带动齿轮28和转盘26相对定盘22同步反向转动，该转盘26上的转盘气孔33与相应位置的该定盘22上的定盘气孔32重叠的面积减小。当该喷气发动机停止工作时，所述重叠的面积为零，该定盘22上的定位钉24与该感应齿条29上定位槽25的外端接触，该定盘气孔32又被相应位置的该转盘26上没有转盘气孔33的盘面严密封盖，阻止水倒灌进入该喷管15内腔中。

如图1所示，当喷管15内腔中的温度升高时，为了不因体积膨胀而破坏感应齿条29的配合协同机制，该感应齿条29、限位盒34、该喷管15的材料的膨胀系数相同，使该感应齿条29在限位盒34内腔中仍能自由滑动，使该感应齿条29在该喷管15上的喷管方孔30中仍能自由滑动，且该感应齿条29与该喷管方孔30之间仍可靠密封。

如图1所示，为提高防水倒灌的可靠性，定盘22后盘面没有定盘气孔32的盘面上固紧连接用耐高温弹性材料制作的垫片。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明。本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。

Claims (3)

1.一种潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，其特征在于：

所述潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，由定盘(22)、转盘(26)、齿轮(28)、感应齿条(29)、弹簧(31)、限位盒(34)组成；

定盘(22)为圆形盘，盘面等分为n个扇形，在n/2个扇形上有定盘气孔(32)，有所述定盘气孔(32)的扇形与没有所述定盘气孔(32)的扇形相邻，所述n为大于2的偶数；所述定盘(22)的盘面中心有定盘轴孔(23)，所述定盘轴孔(23)的轴线与该定盘(22)的轴线重合；所述定盘(22)前盘面垂直地固紧连接一个伸向前的定位钉(24)，所述定位钉(24)与所述定盘轴孔(23)的距离大于其与邻近的所述定盘(22)边缘的距离；所述定盘(22)的外周表面与相应位置的喷气发动机的喷管(15)的内表面固紧连接，其轴线与该喷管(15)的轴线重合；

转盘(26)为圆形盘，其盘面上均匀分布多个转盘气孔(33)；所述转盘(26)上的转盘气孔(33)的数量、形状、面积、相对位置、分布规律与定盘(22)上的定盘气孔(32)的数量、形状、面积、相对位置、分布规律分别相同；转盘轴(27)垂直固紧连接在所述转盘(26)前盘面的中心，其轴线与所述转盘(26)的轴线重合，其外径等于所述定盘(22)上定盘轴孔(23)的内径；

转盘(26)上的转盘轴(27)从后向前穿过定盘(22)上的定盘轴孔(23)后与圆柱形齿轮(28)固紧连接，所述转盘(26)的前盘面与所述定盘(22)的后盘面紧密光滑活动接触，所述转盘(26)的外周表面与相应位置的喷管(15)的内表面光滑活动接触；

限位盒(34)由矩形限位盒盖板(34a)和两块分开的相互对置的矩形限位盒侧板(34b)围成，所述限位盒侧板(34b)的前端面与相应位置的所述限位盒盖板(34a)的后侧向面固紧连接，所述限位盒侧板(34b)的后端面与相应位置的定盘(22)的前盘面固紧连接，所述限位盒(34)内有一个两端敞开的方形空腔；

感应齿条(29)为长方体形，其后侧向面上有与其轴线平行的直形定位槽(25)，所述定位槽(25)的宽度等于或大于定盘(22)上定位钉(24)的外径；所述感应齿条(29)穿过喷管(15)上的喷管方孔(30)和限位盒(34)内的方形空腔，其横断面的形状与所述限位盒(34)内空腔或所述喷管方孔(30)的横断面的形状相同且面积相等，其与所述喷管方孔(30)的孔壁或所述限位盒(34)内腔的腔壁之间光滑活动接触；所述感应齿条(29)位于所述喷管(15)内腔中的后侧向面，与相应位置的所述定盘(22)的前盘面光滑活动接触，且接触处没有定盘气孔(32)；所述定位钉(24)位于所述定位槽(25)中，所述定位槽(25)相对所述定位钉(24)滑动时，所述定位槽(25)不会进到所述喷管方孔(30)中；所述感应齿条(29)上的齿面与齿轮(28)接触且相互啮合，所述齿面只限于所述感应齿条(29)上的一小段且其不会进到所述喷管方孔(30)中；

弹簧(31)套在露出在喷管(15)外部的感应齿条(29)上，其外端与所述感应齿条(29)固紧连接且固紧连接处接近所述感应齿条(29)的外端，其里端与相应位置的所述喷管(15)的外表面固紧连接；

喷管(15)内腔中的压强稍大于外部压强时，定盘(22)上的定位钉(24)与感应齿条(29)上定位槽(25)的外端接触，弹簧(31)处于伸长状态，所述定盘(22)上的定盘气孔(32)与转盘(26)上的转盘气孔(33)不重叠，所述定盘气孔(32)被相应位置的所述转盘(26)上没有转盘气孔(33)的盘面严密封盖，阻止水倒灌进入所述喷管(15)内腔中；所述感应齿条(29)内外两端的压强差为Δp，压力差为ΔpS，方向向外，S为所述感应齿条(29)端部的横断面积；所述定位钉(24)对所述感应齿条(29)的压力为F，方向向外；所述弹簧(31)的劲度系数为k，伸长量为Δx，其对所述感应齿条(29)的拉力为kΔx，方向向内；上述各量的关系为

ΔPS+F＝kΔx

若喷管(15)内腔中的压强等于或小于外部压强，即Δp＝0，或Δp为负值，与感应齿条(29)上定位槽(25)的外端接触的定盘(22)上的定位钉(24)阻止所述感应齿条(29)向所述喷管(15)内腔中移动，因而弹簧的伸长量Δx不变，但所述定位钉(24)对所述感应齿条(29)的压力F自动增大，所述定盘(22)上的定盘气孔(32)与转盘(26)上的转盘气孔(33)仍不重叠，所述定盘气孔(32)仍然被相应位置的所述转盘(26)上没有转盘气孔(33)的盘面严密封盖，仍然阻止水倒灌进入所述喷管(15)内腔中；

喷气发动机工作后，喷管(15)内外的压强差Δp增大，Δp足够大时，感应齿条(29)向外移动，定盘(22)上的定位钉(24)与所述感应齿条(29)上定位槽(25)的外端脱离接触，F＝0；向外移动的所述感应齿条(29)带动齿轮(28)和转盘(26)相对所述定盘(22)同步转动，所述转盘(26)上的转盘气孔(33)与相应位置的所述定盘(22)上的定盘气孔(32)开始部分重叠，所述喷管(15)内腔中的燃气通过该重叠孔向外喷射，此时外面的水无法倒灌进入所述喷管(15)内腔中；所述Δp越大，所述转盘气孔(33)与相应位置的所述定盘气孔(32)重叠的面积也相应增大，直到完全重叠；当所述转盘气孔(33)与相应位置的所述定盘气孔(32)完全重叠时，所述定位钉(24)与所述定位槽(25)的里端接触，且所述喷气发动机已达额定功率；即使所述喷气发动机的功率稍微超过额定功率，与所述定位槽(25)里端接触的所述定位钉(24)阻止所述感应齿条(29)向外移动，所述转盘气孔(33)与相应位置的所述定盘气孔(32)仍然完全重叠；

喷气发动机的功率从额定功率逐渐减小时，喷管(15)内外压强差Δp也随之逐渐减小，感应齿条(29)向喷管(15)内腔中移动，带动齿轮(28)和转盘(26)相对定盘(22)同步反向转动，所述转盘(26)上的转盘气孔(33)与相应位置的所述定盘(22)上的定盘气孔(32)重叠的面积减小；当所述喷气发动机停止工作时，所述重叠的面积为零，所述定盘(22)上的定位钉(24)与所述感应齿条(29)上定位槽(25)的外端接触，所述定盘气孔(32)又被相应位置的所述转盘(26)上没有转盘气孔(33)的盘面严密封盖，阻止水倒灌进入所述喷管(15)内腔中。

2.按照权利要求1所述潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，其特征在于：

所述感应齿条(29)、限位盒(34)、所述喷管(15)的材料的膨胀系数相同。

3.按照权利要求1所述潜水船装喷气发动机的防水倒灌装置，其特征在于：

定盘(22)后盘面没有定盘气孔(32)的盘面上固紧连接用耐高温弹性材料制作的垫片。