CN110053765A - 桨叶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种桨叶，传统的桨叶，其翼面多设为光滑面，以减小旋转时所受到的阻力；本发明中的桨叶，其翼面处设有若干气流槽，这些气流槽均匀排布在桨叶翼面上，桨叶在水或空气中旋转时，气流槽延缓转捩甚至使转捩点不存在与桨叶翼面上，减小压差阻力，从而减小桨叶旋转时所受到水或空气的阻力。

Description

桨叶

技术领域

本发明涉及一种桨叶。

背景技术

桨叶在空气或水中旋转，可以将发动机转动功率转化为推进力。所以桨叶被广泛应用于飞机、轮船的推进器中。

目前，市场上的桨叶，其翼面光滑以减小水或空气的阻力，翼面扭转一定角度以获得推进力。

但是，现有的桨叶，其所受到水或空气的阻力仍然很大，特别是随着桨叶转速的提高，桨叶受到的阻力也越大，严重影响了发动机转动功率转化为推进力的效率。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种桨叶，解决了桨叶转动时阻力较大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种桨叶，所述桨叶包括：

安装部；

叶片部，所述叶片部至少具有两个，所述叶片部与所述安装部一体成型，且，所述叶片部包括：

主体部，所述主体部具有：

第一翼面；

第二翼面；

所述叶片部还包括：

根部，所述根部位于所述主体部第一端部，且所述根部位于所述主体部与所述安装部之间；

前翼部，所述前翼部位于所述主体部第二端部；

其中，所述第一翼面及所述第二翼面上设有若干气流槽。

优选的，所述气流槽最大深度为1mm。

优选的，，所述主体部第一端部与第二端部之间具有夹角。

优选的，所述主体部第一端部与第二端部最大夹角为13°。

优选的，所述叶片部破风一侧为弧形。

优选的，所述叶片部背风一侧为线形，且，所述叶片部破风一侧桨叶厚度小于背风一侧叶片部厚度。

优选的，所述叶片部破风一侧设有刃片。

优选的，所述桨叶包括：

内衬部，所述内衬部不锈钢编织网材质；

外皮，所述外皮为碳纤维材质，且，所述外皮包覆所述内衬部。

优选的，所述安装部上设有安装孔。

优选的，所述安装部上设有至少三个固定孔。

(三)有益效果

本发明提供了一种桨叶。与现有技术相比，具备以下有益效果：

本发明提供的一种桨叶，其主体部翼面上设有若干气流槽，在桨叶在水中或空气中旋转时，气流槽延缓转捩甚至使转捩点不存在与桨叶翼面上，减小压差阻力，从而减少了桨叶旋转时受到的水或空气的阻力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为桨叶立体示意图；

图2为桨叶侧面示意图；

图3为桨叶主体部示意图；

图4为桨叶主体部截面示意图；

其中，安装部100，安装孔101，固定孔102，叶片部200，根部210，主体部220，气流槽221，第一翼面222，第二翼面223，前翼部230，刃片240，内衬部300，外皮400。

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，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例通过提供一种桨叶，解决了桨叶转动时阻力较大的问题，提高了桨叶将发动机转动功率转化为推进力的效率。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

传统的桨叶，其翼面多设为光滑面，以减小旋转时所受到的阻力；本发明中的桨叶，其翼面处设有若干气流槽，这些气流槽均匀排布在桨叶翼面上，桨叶在水或空气中旋转时，气流槽延缓转捩甚至使转捩点不存在与桨叶翼面上，减小压差阻力，从而减小桨叶旋转时所受到水或空气的阻力。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

一种桨叶，如图1～3所示桨叶包括安装部100及叶片部200；叶片部200至少具有两个，叶片部200与安装部100一体成型，叶片部200包括主体部220，根部210以及前翼部230；主体部220具有第一翼面222及第二翼面223；根部210位于主体部220第一端部，且根部210位于主体部220与安装部100之间；前翼部230位于所述主体部220第二端部；其中，第一翼面222及第二翼面223上设有若干气流槽221，气流槽221为圆形凹坑。

气动阻力主要分两种，一个是压差阻力，一个是摩擦阻力。摩擦阻力确实和物体表面的光滑情况有关，在粘性阻力中一般压差阻力总是大于摩擦阻力。但在气流未分离的情况下，因边界层所消耗的气流总压，在物体后部小于其前部。因而形成压差阻力，但其值较小，几乎全部为摩擦阻力。一经气流分离则压差阻力显著增加，分离点的出现标志着压差阻力开始大量出现。而转捩点的出现标志着摩擦阻力的突增。因而延缓分离甚至使分离不存在物体上，这是减少压差阻力的办法之一。而延缓转捩甚至使转捩点不存在物面上是减少摩擦阻力的有效措施之一。

具体的，桨叶为一体成型，桨叶包括安装部100及叶片部200；为了使桨叶正常工作，叶片部200至少具有两个，叶片部200包括主体部220，根部210以及前翼部230；叶片部200整体呈流线型，根部210，主体部220以及前翼部230连接部分平滑过渡，以减少桨叶旋转时受到的阻力；主体部220具有第一翼面222及第二翼面223；其中，第一翼面222为曲面，扭转一定角度，在转动时获得推进力；第二翼面223为平面，减小桨叶在旋转时收到的阻力；根部210位于主体部220第一端部，且根部210位于主体部220与安装部100之间；前翼部230位于所述主体部220第二端部；其中，第一翼面222及第二翼面223上设有若干气流槽221；在桨叶水或空气旋转时，流体分离时压差阻力显著增加，大大增加了桨叶旋转所受到阻力，此时桨叶所受到的压差阻力远大于桨叶表面所受的摩擦力，通过设置气流槽221延缓转捩甚至使转捩点不存在与桨叶翼面上，大大减小了压差阻力，从而减少了旋转时桨叶所受到的阻力。

上述实施例在实施过程中，所述气流槽221最大深度为1mm。

在使用过程中发现，气流槽221过深时，桨叶的整体强度下降，不能满足桨叶在高速旋转时的强度要求；且气流槽221过深时，桨叶所受到的阻力突增，为了保证桨叶整体的强度，以及更好的减小桨叶所受到的阻力，气流槽221的最大深度为1mm。

上述实施例在实施过程中，主体部220第一端部与第二端部之间具有夹角。

主体部220第一端部与第二端部之间具有夹角，即桨叶扭角；桨叶在高速旋转时，同时产生两个力，一个是牵拉桨叶向前的动力，一个是由桨叶扭角向后推动空气产生的反作用力。另一个推进力，是由桨叶扭角向后推流体时产生的反作用力而得来的。桨叶具有扭角，在桨叶旋转时靠桨叶扭角把前方的流体吸入，并给吸入的流体加一个向后推的力。与此同时，流体也给桨叶一个反作用力，这个反作用力也是推进力一部分。

上述实施例在实施过程中，主体部220第一端部与第二端部最大夹角为13°。

在使用过程中发现，在翼面上开有气流槽221时，桨叶扭曲程度为13°时，在保证推进力的同时，桨叶所受到阻力最小。

上述实施例在实施过程中，叶片部破风一侧为弧形；

叶片部破风一侧是指在旋转时，叶片部破开水或空气的一侧，将叶片部破风一侧设为弧形，叶片部的主体部靠近根部一端较宽，叶片部的主体部靠近前翼部一端较窄，有效的保证了桨叶整体的强度。

上述实施例在实施过程中，叶片部背风一侧为线形，且，破风一侧叶片部厚度小于背风一侧叶片部厚度。

叶片部背风一侧与桨叶破风一侧相对，叶片部背风一侧较厚，且为线性，在桨叶旋转时进一步加强桨叶整体的强度，以及获得稳定的推进力。

上述实施例在实施过程中，叶片部破风一侧设有刃片240。

在水下使用桨叶时，由于水中经常有渔网或者水草，在桨叶旋转时，这些渔网或者水草会缠绕桨叶，导致桨叶所受到的阻力变大，甚至在渔网或者水草完全缠绕后导致桨叶无法旋转，烧毁发动机；并且在这些渔网或者水草缠绕桨叶后，清理也十分不方便；叶片部破风一侧设有刃片240，为了保证叶片部整体的气动性，叶片部破风一侧延伸出刃片240，刃片240与叶片部破风一侧平滑过渡；在桨叶旋转时，通过高速的旋转带动刃片240，可以有效的割裂或隔断渔网或者水草，防止渔网或者水草的缠绕。

上述实施例在实施过程中，所述桨叶包括内衬部300以及外皮400；内衬部300为不锈钢编织网或钛合金材质；外皮400为碳纤维材质，且，外皮400包覆内衬部300。

具体的，内衬部300使用不锈钢编织网或钛合金材质，外侧包覆碳纤维外皮400通过以下步骤制作：

准备材料：碳纤维预浸布(FAW2000T700RC37％)、3K编织布(FAW2000T700RC37％预浸布)、聚氨酯(PU)、钢丝编制网、芯材模具(铝模)以及成型模具(钢模)。

步骤一、将所用碳纤维预浸布、3K编织布及钢丝编织网按图纸(即产品外观展开后的外形尺寸)使用CNC裁布机裁切出放置待用；

步骤二、将铝模温度控制在40°恒温，并在铝模表面涂抹离型剂，将事先裁切好的钢丝编织网按铝模型腔形状贴在上下腔内，将PU的A料和B料按1:1勾兑搅拌均匀；将搅拌后的PU导入铝模内，合拢铝模并锁住，静止10分钟(PU膨胀时间)；

步骤三、开模取出芯模(即内衬部300)，去除内衬部300合模线处溢出的多余部位，内衬部300表面使用砂纸打磨(表面粗化利于附着)并使用气枪吹干净灰尘放置待用；

步骤四、将事先裁切好的碳纤维预浸布按既定顺序包覆在内衬部300上得到产品预制体；

步骤五、将产品模具加热至30°～40°后在模具表面涂抹离型剂，并在模具上下表面贴好产品3K编织布，去除按型腔边缘多余布料；

步骤五、将预制体放入钢模内，钢模放入温度150°的成型炉台，钢模温度上升约80°时合模并留1-2mm间隙，停止升温保压8分钟，保压结束继续升温至150°，钢模完全闭合，在15个大气压以上的环境中成型时间40分钟，成型时间结束后保持压力接入冷却管道，冷却7分钟，松开液压取出钢模，开模取出产品；

步骤六、将产品合模线处溢出的多余树脂打磨干净，合模线处打磨平顺；将产品表面用砂纸打磨(取出表面离型剂利于油漆附着)；

步骤七、使用透明土将产品有缺陷处补平(如针眼气孔缺树脂缺料)送入烤箱烤干打磨平整；喷底漆烤干后将油漆不平整处打磨平顺(如产品仍有小的缺陷需重复上一步骤直至表面无缺陷)，喷面漆，抛光；

步骤八、将产品安装在实验设备上检测产品动平衡，挑出不合格品，合格品包装入库，不合格品返修、检测，合格后入库。

通过多层材料的复合，使桨叶整体不仅重量较轻，还大大加强了桨叶整体的强度。

上述实施例在实施过程中，为了便于安装，桨叶的安装部100上设有安装孔101。

安装孔101中设有螺纹，传动轴通过螺纹安装在安装孔101中。

上述实施例在实施过程中，为了便于桨叶的固定，桨叶的安装部100上设有至少三个固定孔102。

固定孔102为通孔，在传动轴安装完成后，通过法兰与螺栓，将传动轴进一步固定。

具体的，桨叶由内衬部300及包覆内衬部300的外皮400构成，内衬部300使用不锈钢编织网或钛合金材质，外皮400为碳纤维材质；外皮400包覆在内衬部300表面，不仅使桨叶整体重量较小，还大大加强了桨叶整体的强度。

在结构上桨叶包括安装部100及叶片部200；安装部100上设有安装孔101以及至少三个固定孔102，传动轴通过螺纹安装在安装孔101中，并通过法兰与螺栓，将传动轴进一步固定。

叶片部200至少具有两个，叶片部200包括主体部220，根部210以及前翼部230；叶片部200整体呈流线型，根部210，主体部220以及前翼部230连接部分平滑过渡，以减少桨叶旋转时受到的阻力，在叶片部破风一侧设有刃片240，为了保证叶片部整体的气动性，叶片部破风一侧延伸出刃片240，刃片240与叶片部破风一侧平滑过渡；在桨叶旋转时，通过高速的旋转带动刃片240，可以有效的割裂或隔断渔网或者水草，防止渔网或者水草的缠绕。

主体部220具有第一翼面222及第二翼面223；其中，第一翼面222为曲面，第二翼面223为平面，减小桨叶在旋转时收到的阻力；主体部220第一端部与第二端部之间具有夹角，即桨叶扭角，在翼面上开有气流槽221时，桨叶扭曲程度为13°时，在保证推进力的同时，桨叶所受到阻力最小；第一翼面222及第二翼面223上设有若干气流槽221；在桨叶水或空气旋转时，流体分离时压差阻力显著增加，大大增加了桨叶旋转所受到阻力，此时桨叶所受到的压差阻力远大于桨叶表面所受的摩擦力，通过设置气流槽221延缓转捩甚至使转捩点不存在与桨叶翼面上，大大减小了压差阻力，从而减少了旋转时桨叶所受到的阻力。

根部210位于主体部220第一端部，且根部210位于主体部220与安装部100之间；前翼部230位于所述主体部220第二端部。

综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、本发明提供的一种桨叶，其主体部翼面上设有若干气流槽，在桨叶在水中或空气中旋转时，通过设置气流槽延缓转捩甚至使转捩点不存在与桨叶翼面上，大大减小了压差阻力，减少了桨叶旋转时受到的水或空气的阻力，提高了桨叶将发动机转动功率转化为推进力的效率。

2、本发明提供的一种桨叶，其叶片部破风一侧还设有刃片，在水下工作时，刃片在高速旋转桨叶的带动下，可以将渔网或水草割裂或割断，从而防止桨叶在水中工作时，被渔网或水草缠绕。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种桨叶，其特征在于，所述桨叶包括：

安装部(100)；

叶片部(200)，所述叶片部(200)至少具有两个，所述叶片部(200)与所述安装部(100)一体成型，且，所述叶片部(200)包括：

主体部(220)，所述主体部(220)具有：

第一翼面(222)；

第二翼面(223)；

所述叶片部(200)还包括：

根部(210)，所述根部(210)位于所述主体部(220)第一端部，且所述根部(210)位于所述主体部(220)与所述安装部(100)之间；

前翼部(230)，所述前翼部(230)位于所述主体部(220)第二端部；

其中，所述第一翼面(222)及所述第二翼面(223)上设有若干气流槽(301)。

2.如权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述气流槽(301)最大深度为1mm。

3.如权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述主体部(220)第一端部与第二端部之间具有夹角。

4.如权利要求3所述的桨叶，其特征在于，所述主体部(220)第一端部与第二端部最大夹角为13°。

5.如权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述叶片部破风一侧为弧形。

6.如权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述叶片部背风一侧为线形，且，所述叶片部破风一侧桨叶厚度小于背风一侧叶片部厚度。

7.如权利要求5所述的桨叶，其特征在于，所述叶片部破风一侧设有刃片(240)。

8.如权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述桨叶包括：

内衬部(300)，所述内衬部(300)不锈钢编织网材质；

外皮(400)，所述外皮(400)为碳纤维材质，且，所述外皮(400)包覆所述内衬部(300)。

9.如权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述安装部(100)上设有安装孔(101)。

10.如权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述安装部(100)上设有至少三个固定孔(102)。