CN108750061A - 一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，包括动力源和传动轴，传动轴从泵进口到泵出口的方向上依次安装有导流帽、前置叶轮、后置叶轮和固定导叶，前置叶轮安装在前置叶轮轮毂上，后置叶轮安装在后置叶轮轮毂上，导流帽与前置叶轮轮毂固定连接，传动轴通过前置叶轮轮毂带动前置叶轮朝与传动轴转动方向相同的方向转动，后置叶轮轮毂内部为空腔状，传动轴末端安装有第一传动锥齿轮，第一传动锥齿轮位于后置叶轮轮毂内部的空腔里，第一传动锥齿轮通过后置叶轮轮毂内部空腔的锥齿轮组传动装置带动后置叶轮朝与前置叶轮转动方向相反的方向转动。本发明装置结构紧凑、流量大、扬程高，可适用于不同工作环境。

Description

一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵

技术领域

本发明设计一种推进泵，尤其涉及一种用于舰船的轴流对旋喷水推进泵。

背景技术

喷水推进泵的常规泵型为混流泵与轴流泵。通常轴流式喷水推进泵是应用最广泛的喷水推进形式，由于轴流式喷水推进泵所需推力大，相对流量扬程较高，而轴流泵属于低扬程泵，采用传统的单级轴流泵设计，扬程较低，抗空化性能差，从而产生较大噪声和振动，轴流泵的高效区范围很窄，在小流量工况下会发生严重振动。显然采用传统的设计方法设计出的单级或多级轴流泵无法满足现代高性能船舶的抗空化性能好，稳定性高，运行范围宽要求。发明专利CN 102285441 A公开了一种多级轴流喷水推进泵，但其两个叶轮间需要加固定导叶进行轴的径向稳定，整个泵段轴向尺寸很大且前后两个叶轮转向相同，抗空化性能较差。

发明内容

本发明的目的是提供单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，以解决现有轴流喷水推进泵轴向尺寸大扬程低、高效区窄等问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为 ：一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，包括动力源和传动轴，所述传动轴从泵进口到泵出口的方向上依次安装有导流帽、前置叶轮、后置叶轮和固定导叶，所述前置叶轮安装在前置叶轮轮毂上，所述后置叶轮安装在后置叶轮轮毂上，所述导流帽与所述前置叶轮轮毂固定连接，所述传动轴通过所述前置叶轮轮毂带动所述前置叶轮朝与所述传动轴转动方向相同的方向转动，所述后置叶轮轮毂内部为空腔状，所述传动轴末端安装有第一传动锥齿轮，所述第一传动锥齿轮位于所述后置叶轮轮毂内部的空腔里，所述第一传动锥齿轮通过所述后置叶轮轮毂内部空腔的锥齿轮组传动装置带动所述后置叶轮朝与所述前置叶轮转动方向相反的方向转动。

上述方案中，所述传动轴的末端径向通过第一深沟球轴承固定在所述固定导叶的轮毂内，所述传动轴的末端轴向通过第一止推轴承固定在所述固定导叶的轮毂内。

上述方案中，所述锥齿轮组传动装置包括齿轮架，所述齿轮架固定在所述固定导叶的内壁上，所述齿轮架上安装有第二传动锥齿轮，所述第二传动锥齿轮上同时啮合有第一传动锥齿轮和空心传动锥齿轮，所述空心传动锥齿轮固定在所述后置叶轮轮毂的内壁上。

上述方案中，所述齿轮架通过第三连接螺栓固定在所述固定导叶的内壁上。

上述方案中，所述后置叶轮轮毂的空腔里设置有第一支撑环和第二支撑环，所述空心传动锥齿轮和所述第一支撑环同时通过第一连接螺栓固定在所述后置叶轮轮毂的内壁上；所述第二支撑环通过第二连接螺栓固定在所述后置叶轮轮毂的内壁上；所述第一支撑环与所述传动轴之间设有第二深沟球轴承，所述第二支撑环与所述传动轴之间设有第三深沟球轴承，所述第二深沟球轴承和所述第三深沟球轴承之间通过位于所述传动轴上的套筒进行定位。

上述方案中，所述第二支撑环与所述前置叶轮轮毂的内壁之间还设置有第二止推轴承。

上述方案中，所述第一深沟球轴承和所述第一传动锥齿轮之间设置有第二套筒。

上述方案中，所述前置叶轮通过调节螺母安装在所述前置叶轮轮毂上。

上述方案中，所述导流帽、所述前置叶轮轮毂和所述后置叶轮轮毂在连接处均通过密封圈进行密封。

本发明的有益效果是 （1）本发明采用一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵对旋结构，将传动零件置于叶轮和固定导叶轮毂内，充分利用了叶轮轮毂内的空间，且前后叶轮间的间隙很小，结构紧凑，轴向尺寸小。（2）本发明采用一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵对旋结构，即径向尺度比混流泵小，轴向尺度比双级轴流泵小，由于对旋叶轮的双向作用，在结构上以其为核心的喷水推进装置流量大、扬程高，高效区宽、重量轻，适用于对体积与重量控制严格的当代高速舰船与两栖车辆。

附图说明

图1为本发明推进泵的工作示意图。

图2为本发明推进泵的结构示意图。

图中：1.动力源、2.泵进口、3.固定导叶、4.泵出口、5.传动轴、6.导流帽、7.前置叶轮、8.后置叶轮。9.第一深沟球轴承、10.第二套筒、11.第一传动锥齿轮、12.第二传动锥齿轮、13.齿轮架、14.空心传动锥齿轮、15.第一支撑环、16.第一套筒、17.第二支撑环、18.调节螺母、19.第二止推轴承、20.第二深沟球轴承、21.第一连接螺栓、22.第二连接螺栓、23.第三连接螺栓、24.前置叶轮轮毂、25.第一止推轴承、26.密封圈、27.第三深沟球轴承。28.后置叶轮轮毂。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行更详细的说明。

如图1所示，本发明的单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵包括动力源1、泵进口2、固定导叶3、泵出口4、传动轴5、导流帽6、前置叶轮7和后置叶轮8。水流从泵进口2进入，经前置叶轮7和后置叶轮8做功后，流经固定导叶3，由泵出口4喷出。前置叶轮7和后置叶轮8的旋转方向相反，传动轴5由动力源1驱动，传动轴5的转向和前置叶轮7的转向相同。

如图2所示，本发明的种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵对旋结构中，后置叶轮轮毂28、前置叶轮轮毂24和导流帽6均为空心，传动轴5同时穿过后置叶轮轮毂28、前置叶轮轮毂24和导流帽6，传动轴5远离动力源的一端通过第一深沟球轴承9安装在固定导叶3内，通过第一止推轴承25进行轴向固定；第一传动锥齿轮11通过键安装在传动轴5上，第一传动锥齿轮11与第一深沟球轴承9之间通过第二套筒10轴向固定。齿轮架13通过第三连接螺栓23固定在固定导叶3的内壁上，第二传动锥齿轮12通过滑动轴承安装在齿轮架13上。第二传动锥齿轮12上同时啮合有第一传动锥齿轮11和空心传动锥齿轮14，空心传动锥齿轮14、第一支撑环15通过第一连接螺栓21同时固定在后置叶轮轮毂28内壁的凸台上，其中空心传动锥齿轮14位于靠近出口侧，往进口方向依次为第一支撑环15和后置叶轮轮毂28内壁的凸台，第一连接螺栓21的螺纹孔的数目为4~8个，后置叶轮轮毂28内壁的凸台数目也为4~8个；第一支撑环15通过第二深沟球轴承20径向固定在传动轴5上。第二支撑环17通过第二连接螺栓22连接固定在后置叶轮轮毂28另一边内壁的凸台上，第二支撑环17与前置叶轮轮毂24的凸台之间构成一个半开的空间以安装第二止推轴承19，第一支撑环15通过第二深沟球轴承20径向固定在传动轴5上，第二支撑环17通过第三深沟球轴承27径向固定在传动轴5上。第二支撑环17与第一支撑环15之间通过第一套筒16轴向固定；传动轴5与前置叶轮轮毂24通过键固定。导流帽6通过螺纹连接固定在前置叶轮轮毂24上，所述导流帽6、所述前置叶轮轮毂24和所述后置叶轮轮毂28在连接处均通过密封圈26进行密封。优选的，齿轮架13为圆环状，个数为3~6个，相应的第二传动锥齿轮12的个数也为3~6个；固定导叶3的内壁上用于固定齿轮架13的螺纹孔的个数为4~8个。

本发明通过调整第一传动锥齿轮11、第二传动锥齿轮12、空心传动锥齿轮14的直径大小，可以获得不同的前后叶轮的转速比，这种轴流对旋喷水推进泵结构紧凑、流量大、扬程高，可适用于不同工作环境，具有广泛的应用前景。

Claims (9)

1.一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，包括动力源（1）和传动轴（5），其特征在于，所述传动轴（5）从泵进口（2）到泵出口（4）的方向上依次安装有导流帽（6）、前置叶轮（7）、后置叶轮（8）和固定导叶（3），所述前置叶轮（7）安装在前置叶轮轮毂（24）上，所述后置叶轮（8）安装在后置叶轮轮毂（28）上，所述导流帽（6）与所述前置叶轮轮毂（24）固定连接，所述传动轴（5）通过所述前置叶轮轮毂（24）带动所述前置叶轮（7）朝与所述传动轴（5）转动方向相同的方向转动，所述后置叶轮轮毂（28）内部为空腔状，所述传动轴（5）末端安装有第一传动锥齿轮（11），所述第一传动锥齿轮（11）位于所述后置叶轮轮毂（28）内部的空腔里，所述第一传动锥齿轮（11）通过所述后置叶轮轮毂（28）内部空腔的锥齿轮组传动装置带动所述后置叶轮（8）朝与所述前置叶轮（7）转动方向相反的方向转动。

2.根据权利要求1所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述传动轴（5）的末端径向通过第一深沟球轴承（9）固定在所述固定导叶（3）的轮毂内，所述传动轴（5）的末端轴向通过第一止推轴承（25）固定在所述固定导叶（3）的轮毂内。

3.根据权利要求1或2所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述锥齿轮组传动装置包括齿轮架（13），所述齿轮架（13）固定在所述固定导叶（3）的内壁上，所述齿轮架（13）上安装有第二传动锥齿轮（12），所述第二传动锥齿轮（12）上同时啮合有第一传动锥齿轮（11）和空心传动锥齿轮（14），所述空心传动锥齿轮（14）固定在所述后置叶轮轮毂（28）的内壁上。

4.根据权利要求3所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述齿轮架（13）通过第三连接螺栓（23）固定在所述固定导叶（3）的内壁上。

5.根据权利要求3所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述后置叶轮轮毂（28）的空腔里设置有第一支撑环（15）和第二支撑环（17），所述空心传动锥齿轮（14）和所述第一支撑环（15）同时通过第一连接螺栓（21）固定在所述后置叶轮轮毂（28）的内壁上；所述第二支撑环（17）通过第二连接螺栓（22）固定在所述后置叶轮轮毂（28）的内壁上；所述第一支撑环（15）与所述传动轴（5）之间设有第二深沟球轴承20，所述第二支撑环（17）与所述传动轴（5）之间设有第三深沟球轴承（27），所述第二深沟球轴承（20）和所述第三深沟球轴承（27）之间通过位于所述传动轴（5）上的第一套筒（16）进行定位。

6.根据权利要求5所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述第二支撑环（17）与所述前置叶轮轮毂（24）的内壁之间还设置有第二止推轴承（19）。

7.根据权利要求2所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述第一深沟球轴承（9）和所述第一传动锥齿轮（11）之间设置有第二套筒（10）。

8.根据权利要求1或2所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述前置叶轮（7）通过调节螺母（18）安装在所述前置叶轮轮毂（24）上。

9.根据权利要求1或2所述的一种单轴驱动的轴流对旋喷水推进泵，其特征在于，所述导流帽（6）、所述前置叶轮轮毂（24）和所述后置叶轮轮毂（28）在连接处均通过密封圈（26）进行密封。