CN111470018A - 吊舱电动泵喷推进器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船舶及水下航行器制造业领域，旨在用于全电推进的公务艇、排水型船、游艇、水下航行器以及水面作业平台。本发明使得生产一种具有电机、导叶和喷泵集成为一体的吊舱泵喷射推进器成为可能。而且，本发明的喷管流场为扩张进流，收缩增压和扩张射流的喷管技术，充分利用流体在流场内的动能进一步提高推进器的效率。所提出的实现这一全电集成吊舱泵喷推进器包括：一个喷射管；一个叶轮；一个安装在喷射管上的具有整流叶片的电机支撑架；一个驱动电机；一个电机密封舱。根据模型试验结果，所述吊舱电动泵喷推进器技术效果可以提高舰船总体性能，增加有效载荷，显著提高机动性能，因而具有极高的应用价值和广阔的市场应用前景。

Description

吊舱电动泵喷推进器
技术领域
本发明涉及船舶制造业领域，旨在用于高机动性船、排水型船、游艇和水下航行器。
背景技术
现在，利用喷射原理的喷水推进器被广泛使用，主要用在摩托艇、快艇、登陆艇、巡逻艇、鱼雷、潜航器和潜艇上。为了产生强有力的喷射流，这些系统采用了液压发生装置混流泵，例如具有轴和叶轮的轴流泵。为了操纵船只，喷水推进器还配有转向和倒车装置，通常，转向和倒车装置包括一个喷嘴和一个倒车专用导流板。
通常，喷水推进器通过布置于舱内的原动机、齿轮箱和轴，驱动叶轮旋转产生喷射流，利用喷射流的反作用力获得航行器推进力。
发明内容
本发明的主要目的是生产一种结构简单、机动性能优越、高功效、节能、轻量化的电动一体泵喷推进器。本发明将电动机和泵喷推进器集成为一体，取消了齿轮组件和传动轴；整流叶片和电机支架整合为一体，以提高进流场效应，进而提高泵喷射推进效率。吊舱安装工艺，充分利用泵喷推进器的360度推力输出，使船舶以自身半径机动，同时，不在使用舵或独立的转向和倒车装置，进一步简化结构。
实现的工程上的效果是：先将电机安装在电机密封舱内，然后整体安装在带有整流叶片的电机固定支撑架上，将叶轮通过弹性联轴器安装在电机输出轴上，然后，将上述动力组件整体安装在喷管上。通过吊舱臂将泵喷推进器总成安装在舱底吊舱法兰上，取消了舵或独立的转向和倒车装置。这一推进器结构紧凑体积小重量轻，机动性能优越，最大限度的优化了工程结构和不必要的功率损耗。
所提出的实现这一吊舱电动泵喷推进器包括：一个具有安装叶轮组件的泵体喷管，一个叶轮，一个具有防腐处理的电机密封舱，一个带有整流叶片的电机支撑架，一个具有鳍状结构的吊舱臂，以及一个吊舱臂法兰。
该吊舱电动泵喷推进器的特征在于其拥有毂径比0.36-0.73之间、螺距与直径比0.53-2.87之间的叶轮，叶轮桨毂沿射流方向为扩张型，该扩张型桨毂结构在喷管流场内有进一步提高射流的作用，进而利用水力余力提高推进效率。通常，喷管流场设计为扩张进流，收缩增压和扩张射流的喷管技术，充分利用流体在流场内的动能进一步提高推进器的效率。而且，其电机固定支撑架具有预整流作用的翼型曲面结构，与电机密封舱组件整体安装在喷管前端。
在所述设计结构的一种特殊情况中，吊舱臂为鳍型，一端垂直与喷管组件安装，另一端与舱底法兰固定。
在所述设计结构的一种特殊情况中，电机密封舱与喷管的距离为喷管直径的60%-120%。
在所述设计结构的一种特殊情况中，电机采用防腐蚀处理，以及水润滑轴承。该结构可以实现电机全裸全浸泡于水中，同时解决电机散热问题。该结构使得船只对环境更加适合。
在所述设计结构的一种特殊情况中，即当安装电机的固定支撑架具有4-13个翼型脚腿，该脚腿具有预整流作用。其力学特征也符合流体力学要求，其特征是实现电机与叶轮集成安装在喷管流道内，实现前置整流，其流体力学特有助于提高泵体进水效率。
附图说明
用3张图来解释本发明的实质。图1表示吊舱电动泵喷推进器立体图；图2所示为侧面剖视图；图3所示为电机固定支撑架脚腿剖视图。
具体实施方式
图1、图2和图3所示的吊舱电动泵喷推进器包括：一个喷管（1），其截面为翼型（2），而且，喷管还具有吊舱臂和法兰（10）；一个电机（9），安装在电机密封舱（8）内，并且安装在电机固定支撑架（4）上，电机固定支撑架具有翼型脚腿（5），其截面(5a)；一个液压发生装置，其设计为一个配有桨毂（6）的叶轮（3），并且安装在轴（7）上。
电机固定支撑架（4）具有4-13个翼型结构的腿脚，其截面如图3（5a）。翼型结构有助于改善进流效率，进而提高推进效率。
吊舱电动泵喷推进器适用于全向航行。吊舱电动泵喷推进器的运行如下：经过电机（9）驱动叶轮（3），将水经固定支撑架脚腿（5）整流后吸入喷管（1）内，经喷管收缩加压和叶毂（6）形成的扩张流混合，该水流从喷管(A) 端以柱状射流的形式高速射出。形成的反作用力推动航行器前进。
根据模型试验的结果，所述吊舱电动泵喷推进器技术效果可以提高舰船总体性能，增加有效载荷，显著提高机动性能，因而具有极高的应用价值和广阔的市场应用前景。所述推进器的集成设计，结构简单，取消了舵或独立的转向和倒车装置、齿轮组及传动轴，使泵喷推进器的推力可以360度输出，极大的改善了船舶的操控性能，提高推进效率，同时，船舶制造成本显著下降。
工业实用性
如上所指出的那样，本发明旨在用于水面、水下航行器应用，针对范围较宽的多种绿色能源船艇和潜航器类型，主要是快艇、登陆艇、巡逻艇、排水型船、滑行船、海上作业平台、鱼雷、潜航器和潜艇。

Claims (6)

1.吊舱电动泵喷推进器包括一个具有安装叶轮组件的泵体喷管，一个叶轮，一个具有防腐处理的电机密封舱，一个电机，一个带有整流叶片的电机固定支撑架，一个具有鳍状结构的吊舱臂，以及一个吊舱臂法兰。
2.如权利要求1所述的电动泵喷推进器，其特征在于：叶轮的毂径比0.36-0.73之间、螺距与直径比0.53-2.87之间，叶轮桨毂具有沿去流方向扩张型曲面，通过将叶轮安装在电机输出轴上与固定支撑架和泵体喷管集成为一体。
3.如权利要求1所述的电动泵喷推进器，其特征在于：其喷管截面为翼型，喷管内壁具有由多曲线组成的扩张、收缩、扩张型曲面，以及由单曲线组成的外壁曲面。
4.如权利要求1所述的电动泵喷推进器，其特征在于：其电机固定支撑架具有4-13个截面为翼型的具有预整流作用的脚腿。
5.如权利要求1所述的电动泵喷推进器，其特征在于：其吊舱臂具有鳍型结构，而且，具有吊舱臂法兰，用于连接船体舱底法兰座。
6.如权利要求1、2、3、4和5任一所述的电动泵喷推进器，其特征在于：其电机安装与电机密封舱内，组件安装在电机固定支撑架上，叶轮装配在电机输出轴上，组件安装在喷管前端，使泵喷推进器组件集成为一体。
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