CN108189993A - 一种船用横向对称螺旋桨 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用横向对称螺旋桨,属于轮船螺旋桨领域,包含箱体，箱体安装在船体的尾部，箱体的尾部设有进排水口，船体内部的传动主轴从前向后延伸入箱体内，箱体的左侧和右侧设有位置对应的圆洞，两个圆洞的圆心的连线处设有一根横向横轴，所述横轴包含通过离合器连接的驱动轴和从动轴，所述驱动轴上设有同轴的伞形齿轮，驱动轴的伞形齿轮和传动主轴的伞形齿轮相互垂直啮合，两个螺旋方向相反的螺旋桨对称安装在横轴的两端。本发明打破了现有技术的偏见，另辟蹊径，实现轮船的前进、倒退、左转向、右转向、左转原地调头、右转原地调头等操作，有效提高了轮船的动力和能源利用效率，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于轮船螺旋桨领域，具体涉及一种船用横向对称螺旋桨。
背景技术
现在江河湖海的船都是使用螺旋桨直线推动，螺旋桨位于船身的后部，桨叶的叶面向后，螺旋桨正传时，把前面的水排向后面，产生反冲力前进，此过程是把船后部的水向后排去，这样会使船向下陷一些，船体与水的接触面积就会增大，前进时遇到水的阻力也将增大；螺旋桨反转时，将后方的水向前排，产生拉力后退，由于螺旋桨的前方是船身，向前排的水会冲击船身，造成动力损失。
现有的船是直线螺旋桨配合船舵进行操控，在转向时，需要螺旋桨正转或者反转，然后配合船舵进行船身方向的调整，使用此系统的船的转弯半径较大，在停船较多的港口，调头和转向非常麻烦，另外在遇到水下暗礁时，由于转弯半径大，不能快速躲避，影响行船安全，而且如果没有船舵，将不能实现转向和调头，更不能实现原地转向和调头。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提出一种船用横向对称螺旋桨，解决传统螺旋桨向后排水造成船尾吃水深度增大使水的阻力增大的问题、以及向前排水造成水流冲击船身使动力发生损失的问题，而且取消了船舵，实现原地转向调头和行进时转弯，提高了船的灵活性和安全性。
本发明的技术方案：
一种船用横向对称螺旋桨,包含箱体，箱体安装在船体的尾部，箱体的尾部设有进排水口，船体内部的传动主轴从前向后延伸入箱体内，传动主轴的端部设有同轴的伞形齿轮，箱体的左侧和右侧设有位置对应的圆洞，两个圆洞的圆心的连线处设有一根横向横轴，横轴上套有多个轴承，轴承设置在轴承座内，轴承座与支杆的端部相固定，支杆的另一端固定在箱体的内壁上，所述横轴包含通过离合器连接的驱动轴和从动轴，所述驱动轴上设有同轴的伞形齿轮，驱动轴的伞形齿轮和传动主轴的伞形齿轮相互垂直啮合，两个螺旋方向相反的螺旋桨对称安装在横轴的两端，螺旋桨位于圆洞中。
进一步地，所述离合器包含设有内花键的套管，互相靠近的驱动轴与从动轴的端部设有一段外花键，套管的内花键套装在驱动轴的外花键上，套管上设有轴承，轴承设置于轴承座内，轴承座上连接有控制套管在驱动轴和从动轴之间来回滑动的拉动装置。
进一步地，所述拉动装置为油缸或者拨杆，所述油缸与设置于船体控制室内的控制器相连接，所述拨杆为绕支点转动的U型杆，拨杆的一端与套管的轴承座铰接，拨杆的另一端设置于船体的控制室内。
进一步地，所述驱动轴和从动轴至少分别由两组轴承、轴承座、支杆安装固定，轴承设置的位置靠近驱动轴和从动轴的两端。
进一步地，所述支杆为扁平状的片条型支杆，支杆的扁平面与横轴平行。
进一步地，所述圆洞处的箱体上一圈垂直于箱体的外圆筒，螺旋桨位于外圆筒内，外圆筒的直径大于螺旋桨的直径。
进一步地，所述螺旋桨上设有一圈内圆筒，螺旋桨的叶片的外端与内圆筒的内侧壁相固定，螺旋桨的直径等于内圆筒的内径，所述内圆筒和外圆筒相互贴近，且接触面光滑。
进一步地，所述箱体为圆柱形的筒体。
进一步地，所述箱体的尾部的上部向后延伸，进排水口斜指向后下方。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
在船身内部延伸入箱体内部的传动主轴的端部通过伞形齿轮带动横向的横轴转动，在离合器联合状态下，传动主轴正转时，对称设置在横轴两端的螺旋桨向箱体内抽水，箱内的水压增大，高压的水流从箱体后部的进排水口冲出，提供向前的推力，推动船身向前前进；传动主轴反转时，对称设置的螺旋桨从箱体内向外排水，箱体内部为负压，外部的水从箱体后部的进排水口吸入，由于力的作用是相互的，水对箱体和船身有一个向后的拉力，拉动船向后倒退；
离合器分离状态下，若横轴的驱动轴位于箱体的左侧，当传动主轴正转，位于箱体左侧的横轴的驱动轴上的螺旋桨从左向右向箱体内抽水，水对螺旋桨有一个向左的相反的力，推动船尾向左侧偏转，船头自然向右侧偏转，实现向右转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；当传动主轴反转，则将箱内的水由右向左向外排，水对螺旋桨有一个向右的相反的力，推动船尾向右转向，船头自然向左转向，实现向左转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；
同理，若横轴的驱动轴位于箱体右侧，当传动主轴正转，位于箱体右侧的横轴的驱动轴上的螺旋桨从右向左向箱体内抽水，水对螺旋桨有一个向右的相反的力，推动船尾向右侧偏转，船头自然向左侧偏转，实现向左转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；当传动主轴反转，则将箱内的水由左向右向外排，水对螺旋桨有一个向左的相反的力，推动船尾向左转向，船头自然向右偏转，实现向右转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；
外花键的驱动轴和从动轴配合可来回移动的内花键的套管组成的离合器，结构简单，故障率低，控制精准，不易打滑，传动效率高；
油缸能快速准确的控制套管的来回移动，且行程固定准确，一键式控制，操作简单方便，适合大型船只使用；接入操控室的U型拨杆，传统机械控制，简单实用，节能环保，适合小型船只使用；
驱动轴和从动轴上设置的多个起固定作用的轴承，根据两点固定一条直线的数学原理，可有效为螺旋桨和横轴提供稳定支撑力，保证无论离合器在联合还是分离的状态下，给横轴和螺旋桨提供稳固的支撑，保证螺旋桨安全稳定有效的工作；
扁平形状的支杆，且扁平面与横轴的轴向平行，有效减小了支杆对水流的阻力，减少动力损失，提高能源效率；
圆洞处的外圆筒的设置，有效聚集水流，提高螺旋桨的驱水效果，提高动力转化效率；
螺旋桨上的内圆筒的可以有效将多个叶片组成一体，提高螺旋桨的强度和使用寿命，内圆筒和外圆筒在不接触的情况下，尽量贴合，有效封锁螺旋桨周围的水流方向，进一步提高螺旋桨的推动力；
圆柱形筒体型的箱体，有效均衡箱内的水压，防止箱体变形；
箱体尾部的上部向后延伸，进排水口斜向后下方，进排水口上部的延伸部分有效阻止了向后喷出的水向上涌，造成船后方的形成上翻的水花，造成动力损失，将水向下压住，提高水流的反冲效率，提高动力和能源利用率。
本发明打破了现有技术的偏见，另辟蹊径，将螺旋桨设置在两侧，通过箱体后部的进排水口实现轮船的前进、倒退、左转向、右转向、左转原地调头、右转原地调头等操作，解决传统螺旋桨向后排水造成船尾吃水深度增加使水的阻力增大的问题、以及向前排水造成水流冲击船身使动力发生损失的问题，有效提高了轮船的动力和能源利用效率，节能环保。
附图说明
图1为本发明螺旋桨箱体与船体连接关系侧视结构示意图；
图2为本发明内部结构俯视示意图；
图3为本发明离合器滑套和转轴的花键结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
实施例1：
一种船用横向对称螺旋桨,如图1、2、3所示，包含箱体2，箱体2安装在船体1的尾部，箱体2的尾部设有进排水口25，船体1内部的传动主轴11从前向后延伸入箱体2内，传动主轴11的端部设有同轴的伞形齿轮3，箱体2的左侧和右侧设有位置对应的圆洞21，两个圆洞21的圆心的连线处设有一根横向横轴24，横轴24上套有多个轴承，轴承设置在轴承座23内，轴承座23与支杆22的端部相固定，支杆22的另一端固定在箱体2的内壁上，所述横轴24包含通过离合器4连接的驱动轴241和从动轴242，所述驱动轴241上设有同轴的伞形齿轮3，驱动轴241的伞形齿轮3和传动主轴11的伞形齿轮3相互垂直啮合，两个螺旋方向相反的螺旋桨5对称安装在横轴24的两端，螺旋桨5位于圆洞21中。
本螺旋桨可以使用任何一种满足水下工作环境的离合器，本实施例中介绍一种机械滑套式的离合器，所述离合器4包含设有内花键的套管41，互相靠近的驱动轴241与从动轴242的端部设有一段外花键，套管41的内花键套装在驱动轴241的外花键上，套管41上设有轴承，轴承设置于轴承座411内，轴承座411上连接有控制套管41在驱动轴241和从动轴242之间来回滑动的拉动装置6。
所述拉动装置6为油缸，所述油缸固定在箱体的内壁上且与转轴相平行，油缸的活塞杆与套管的轴承座相固定，所述油缸与设置于船体控制室内的控制器相连接。
所述驱动轴241和从动轴242至少分别由两组轴承、轴承座23、支杆22安装固定，轴承设置的位置靠近驱动轴241和从动轴242的两端。
所述支杆22为扁平状的片条型支杆，支杆的扁平面与横轴24平行。
所述圆洞21处的箱体2上一圈垂直于箱体2的外圆筒211，螺旋桨5位于外圆筒211内，外圆筒211的直径大于螺旋桨5的直径。
所述螺旋桨上5设有一圈内圆筒52，螺旋桨5的叶片51的外端与内圆筒52的内侧壁相固定，螺旋桨5的直径等于内圆筒52的内径，所述内圆筒52和外圆筒211相互贴近，且接触面光滑。
所述箱体2为圆柱形的筒体。
所述箱体2的尾部的上部向后延伸，进排水口25斜指向后下方。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
在船身内部延伸入箱体内部的传动主轴的端部通过伞形齿轮带动横向的横轴转动，在离合器联合状态下，传动主轴正转时，对称设置在横轴两端的螺旋桨向箱体内抽水，箱内的水压增大，高压的水流从箱体后部的进排水口冲出，提供向前的推力，推动船身向前前进；传动主轴反转时，对称设置的螺旋桨从箱体内向外排水，箱体内部为负压，外部的水从箱体后部的进排水口吸入，由于力的作用是相互的，水对箱体和船身有一个向后的拉力，拉动船向后倒退；
离合器分离状态下，若横轴的驱动轴位于箱体的左侧，当传动主轴正转，位于箱体左侧的横轴的驱动轴上的螺旋桨从左向右向箱体内抽水，水对螺旋桨有一个向左的相反的力，推动船尾向左侧偏转，船头自然向右侧偏转，实现向右转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；当传动主轴反转，则将箱内的水由右向左向外排，水对螺旋桨有一个向右的相反的力，推动船尾向右转向，船头自然向左转向，实现向左转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；
同理，若横轴的驱动轴位于箱体右侧，当传动主轴正转，位于箱体右侧的横轴的驱动轴上的螺旋桨从右向左向箱体内抽水，水对螺旋桨有一个向右的相反的力，推动船尾向右侧偏转，船头自然向左侧偏转，实现向左转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；当传动主轴反转，则将箱内的水由左向右向外排，水对螺旋桨有一个向左的相反的力，推动船尾向左转向，船头自然向右偏转，实现向右转向，持续工作，可实现原地调头甚至360度旋转打圈；
外花键的驱动轴和从动轴配合可来回移动的内花键的套管组成的离合器，结构简单，故障率低，控制精准，不易打滑，传动效率高；
油缸能快速准确的控制套管的来回移动，且行程固定准确，一键式控制，操作简单方便，适合大型船只使用；接入操控室的U型拨杆，传统机械控制，简单实用，节能环保，适合小型船只使用；
驱动轴和从动轴上设置的多个起固定作用的轴承，根据两点固定一条直线的数学原理，可有效为螺旋桨和横轴提供稳定支撑力，保证无论离合器在联合还是分离的状态下，给横轴和螺旋桨提供稳固的支撑，保证螺旋桨安全稳定有效的工作；
扁平形状的支杆，且扁平面与横轴的轴向平行，有效减小了支杆对水流的阻力，减少动力损失，提高能源效率；
圆洞处的外圆筒的设置，有效聚集水流，提高螺旋桨的驱水效果，提高动力转化效率；
螺旋桨上的内圆筒的可以有效将多个叶片组成一体，提高螺旋桨的强度和使用寿命，内圆筒和外圆筒在不接触的情况下，尽量贴合，有效封锁螺旋桨周围的水流方向，进一步提高螺旋桨的推动力；
圆柱形筒体型的箱体，有效均衡箱内的水压，防止箱体变形；
箱体尾部的上部向后延伸，进排水口斜向后下方，进排水口上部的延伸部分有效阻止了向后喷出的水向上涌，造成船后方的形成上翻的水花，造成动力损失，将水向下压住，提高水流的反冲效率，提高动力和能源利用率。
本发明打破了现有技术的偏见，另辟蹊径，将螺旋桨设置在两侧，通过箱体后部的进排水口实现轮船的前进、倒退、左转向、右转向、左转原地调头、右转原地调头等操作，解决传统螺旋桨向后排水造成船尾吃水深度增加使水的阻力增大的问题、以及向前排水造成水流冲击船身使动力发生损失的问题，有效提高了轮船的动力和能源利用效率，节能环保。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种船用横向对称螺旋桨,包含箱体，其特征在于：箱体安装在船体的尾部，箱体的尾部设有进排水口，船体内部的传动主轴从前向后延伸入箱体内，传动主轴的端部设有同轴的伞形齿轮，箱体的左侧和右侧设有位置对应的圆洞，两个圆洞的圆心的连线处设有一根横向横轴，横轴上套有多个轴承，轴承设置在轴承座内，轴承座与支杆的端部相固定，支杆的另一端固定在箱体的内壁上，所述横轴包含通过离合器连接的驱动轴和从动轴，所述驱动轴上设有同轴的伞形齿轮，驱动轴的伞形齿轮和传动主轴的伞形齿轮相互垂直啮合，两个螺旋方向相反的螺旋桨对称安装在横轴的两端，螺旋桨位于圆洞中。
2.如权利要求1所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述离合器包含设有内花键的套管，互相靠近的驱动轴与从动轴的端部设有一段外花键，套管的内花键套装在驱动轴的外花键上，套管上设有轴承，轴承设置于轴承座内，轴承座上连接有控制套管在驱动轴和从动轴之间来回滑动的拉动装置。
3.如权利要求2所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述拉动装置为油缸或者拨杆，所述油缸与设置于船体控制室内的控制器相连接，所述拨杆为绕支点转动的U型杆，拨杆的一端与套管的轴承座铰接，拨杆的另一端设置于船体的控制室内。
4.如权利要求1所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述驱动轴和从动轴至少分别由两组轴承、轴承座、支杆安装固定，轴承设置的位置靠近驱动轴和从动轴的两端。
5.如权利要求1所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述支杆为扁平状的片条型支杆，支杆的扁平面与横轴平行。
6.如权利要求1所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述圆洞处的箱体上一圈垂直于箱体的外圆筒，螺旋桨位于外圆筒内，外圆筒的直径大于螺旋桨的直径。
7.如权利要求6所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨上设有一圈内圆筒，螺旋桨的叶片的外端与内圆筒的内侧壁相固定，螺旋桨的直径等于内圆筒的内径，所述内圆筒和外圆筒相互贴近，且接触面光滑。
8.如权利要求1所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述箱体为圆柱形的筒体。
9.如权利要求1所述的一种船用横向对称螺旋桨，其特征在于：所述箱体的尾部的上部向后延伸，进排水口斜指向后下方。
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