CN111634402A - 大推力低噪声泵喷推进装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泵喷推进装置技术领域，具体涉及一种大推力低噪声泵喷推进装置。其包括外通道壳体以及位于外通道壳体内部的内通道壳体；其中，在外通道壳体的入口端设置第一级泵喷推进器，外通道壳体的出口端设置用于控制水流方向及水流量的整流组件；内通道壳体内部设置第二级泵喷推进器，且内通道壳体内部形成有第一通道；外通道壳体与内通道壳体之间形成有第二通道。与现有技术相比，该装置将大大抑制高速水流的喷射噪声，且整流组件的张开与收缩角度是可调节的，从而能控制水流喷射的方向以及控制高速喷射水流的流量，提高水流的喷射速度，形成反推力，推动与该推进装置相连接的物体前进或前进改变方向。

Description

大推力低噪声泵喷推进装置
技术领域
本发明涉及泵喷推进装置技术领域，具体涉及一种大推力低噪声泵喷推进装置。
背景技术
水下螺旋桨推进器，在开放环境下转动形成推力，没有增压环节，为了能够满足推力的要求，发明人通常通过增加螺旋浆直径的方法，而直径较大时，一般转速较低、效能较低且加速度小，很难满足水上、水下物体的高速移动。而采用喷射推进器设计，可以使用高速小直径螺旋桨将水吸入，减小了螺旋桨的直径尺寸，且由于一般喷射推进器的进水口直径大于出水口直径，从而可以大大增加出水口水流流速，提高效能；但由于出水口水流速度较快，会形成巨大噪声，隐蔽性较差。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种大推力低噪声泵喷推进装置，实现了高速喷射水流被低速水流包裹，将大大抑制水流的喷射噪声。
本发明采用如下技术方案：
一种大推力低噪声泵喷推进装置，包括外通道壳体以及位于外通道壳体内部的内通道壳体。
其中，在外通道壳体的入口端设置第一级泵喷推进器，外通道壳体的出口端设置用于控制水流方向及水流量的整流组件；内通道壳体内部设置第二级泵喷推进器，且内通道壳体内部形成有第一通道；外通道壳体与内通道壳体之间形成有第二通道。
进一步的，外通道壳体为圆锥形，其包括大口端和小口端，且大口端为入口端。
进一步的，内通道壳体为圆锥形，且内通道壳体与外通道壳体同向设置。
进一步的，第一级泵喷推进器与第二级泵喷推进器均采用螺旋桨，且每级的螺旋桨数量均为偶数。
进一步的，整流组件包括支撑架，以及沿外通道壳体外侧壁周向设置的若干整流板。
其中，外通道壳体的出口端与支撑架固定连接，支撑架上安装若干驱动装置，且每个驱动装置的输出端分别与对应的整流板铰接连接。
进一步的，每个整流板分别与外通道壳体的出口端铰接连接。
进一步的，驱动装置为中间耳轴型气缸。
进一步的，整流组件包括支撑底座、若干滑块、以及沿外通道壳体外侧壁周向设置的若干整流板。
其中，外通道壳体的出口端与支撑底座固定连接，支撑底座上安装有若干动力装置，且每个动力装置的伸缩端分别与对应的滑块铰接连接。每个整流板上均开设有滑槽结构，每个滑块分别与对应的滑槽结构滑动连接。
进一步的，每个整流板分别与外通道壳体的出口端铰接连接。
进一步的，整流板的数量设置为8片或16片。
与现有技术相比，本发明获得的效果：
1)工作时，第一级泵喷推进器会将水流吸入外通道壳体内，吸入外通道壳体内的水流，一部分从外通道壳体与内通道壳体之间的通道，即第二通道流出，另一部分则流入内通道壳体内，即第一通道内，并经过第二级泵喷推进器二次加速后流出，最后这两部分水流在外通道壳体的出口端处汇聚，而因外通道壳体与内通道壳体之间的水流速度相对较低，而经内通道壳体流出的水流速度相对较高，会形成具有均匀连续分布水流速度梯度的喷射水流，越靠近出口端中心位置的水流越快，且高速喷射水流被低速水流包裹，这种包裹将大大抑制高速水流的喷射噪声，增强了装置的隐蔽性。
2)同时，在外通道壳体的出口端设置整流组件，该整流组件的张开与收缩角度是可调节的，从而能有效的控制水流喷射的方向，以及控制高速喷射水流的流量，提高水流的喷射速度，形成反推力，推动与该推进装置相连接的物体前进或改变前行方向。
附图说明
为了更清楚的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的介绍，显而易见的，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它附图。
图1：本发明实施例的结构示意图一；
图2：本发明实施例的结构示意图二；
图中：外通道壳体1、入口端101、出口端102；内通道壳体2；第一级泵喷推进器3；第二级泵喷推进器4；整流组件5、支撑架501、整流板502、连杆503、支撑底座504、滑块505；驱动装置6；动力装置7。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图1至附图2对本发明的具体实施例进行详细说明：
一种大推力低噪声泵喷推进装置，包括外通道壳体1以及位于外通道壳体1内部的内通道壳体2；外通道壳体1包括入口端101和出口端102。
其中，外通道壳体1的入口端101设置第一级泵喷推进器3，外通道壳体1的出口端102设置用于控制水流方向以及水流量的整流组件5。内通道壳体2内部设置第二级泵喷推进器4，且内通道壳体2内部形成有第一通道。外通道壳体1与内通道壳体2之间形成有第二通道。工作时，第一级泵喷推进器3会将水流吸入外通道壳体1内，吸入外通道壳体1内的水流，一部分从外通道壳体1与内通道壳体2之间的通道，即第二通道流出；另一部分则流入内通道壳体2内，即第一通道内，并经过第二级泵喷推进器4二次加速后流出，最后这两部分水流在外通道壳体1的出口端102处汇聚，而因外通道壳体1与内通道壳体2之间的水流速度相对较低，而经内通道壳体2流出的水流速度相对较高，会形成具有均匀连续分布水流速度梯度的喷射水流，越靠近出口端中心位置的水流越快，且高速喷射水流被低速水流包裹，这种包裹将大大抑制高速水流的喷射噪声，增强了装置的隐蔽性。优选的，该第一级泵喷推进器3与第二级泵喷推进器4采用交流电机，通过改变交流电的电流方向(电流相位差)来改变电机的转动方向(正转或反转)，利用变频器改变电源频率调速，从而实现第一级泵喷推进器3与第二级泵喷推进器4转速以及转动方向的可调。
需要说明的，第一级泵喷推进器3与第二级泵喷推进器4可直接采用现有技术中的泵喷推进器，还可以采用螺旋浆代替第一级泵喷推进器3与第二级泵喷推进器4，螺旋浆的直径大小依据外通道壳体1以及内通道壳体2的内径大小，由本领域技术人员自行设计即可；但优选的，每级的螺旋桨的数量均为偶数，如，设置4个、6个或8个等，螺旋桨的数量对称，动平衡比较小，由螺旋桨转动时和介质(如水)产生的振动也较小。优选的，第二级泵喷推进器4的转速远远高于第一级泵喷推进器3的转速，但第二级泵喷推进器4与第一级泵喷推进器3的转速比，由本领域技术人员根据推力大小、螺旋浆数量、以及介质的密度等自行设计即可，本发明中不做具体限定。此外，选择螺旋浆作为泵喷推进器，螺旋浆的制造成本较低，可有效降低整个推进装置的生产成本。本实施例中，外通道壳体1内安装有大直径慢速螺旋桨，内通道壳体2内安装有小直径高速螺旋桨，进而在该推进装置内形成内外双层水流喷射通道。同时，在外通道壳体1的出口端102设置整流组件5，本发明中整流组件5的张开与收缩角度是可调节的，从而能有效的控制水流喷射的方向，还能提高水流的喷射速度，形成反推力，推动与该推进装置相连接的物体前进；本发明中的整流组件5的张开与收缩角度的调节可为自动调节，控制自动调节的程序，本发明中不做具体限定，本领域技术人员自行设计即可。此外，本发明整流组件5中的整流板502，优选的是，整流板502设在外通道壳体1的出口端102处，并能包裹从内通道壳体2喷射出的水流，控制汇聚后水流的方向与速度。本发明中通过该大推力低噪声泵喷推进装置的介质，可以为水，但不限于水；本发明是以水为介质对该装置的工作过程进行描述的。
进一步的，外通道壳体1可以采用两端开口的筒状结构，还可以采用其它结构。但优选的，外通道壳体1为圆锥形，该外通道壳体1包括大口端与小口端，大口端为外通道壳体1的入口端101。入口端101直径大，则放置的第一级泵喷推进器3或螺旋浆的尺寸较大，吸入的水流较多且产生的助推力较大，利于推进。同理，内通道壳体2也可以采用两端开口的筒状结构，还可以采用其它结构，但优选的，内通道壳体2也是采用圆锥形，且内通道壳体2的大口端设置在靠近所述第一级泵喷推进器3侧，即内通道壳体2与外通道壳体1同向设置。
进一步的，整流组件5包括支撑架501，以及沿外通道壳体1外侧壁周向设置的若干整流板502，如图1所示。其中，外通道壳体1与支撑架501固定连接，支撑架501上安装若干驱动装置6，每个驱动装置6的输出端分别与对应的整流板502铰接连接，每个整流板502又分别与外通道壳体1的出口端102铰接连接。工作时，通过驱动驱动装置6，带动整流板502绕整流板502与外通道壳体1的出口端102的铰接点旋转，进而实现对整流板502的张开与收缩角度的控制，从而能有效的控制水流喷射的方向，以及控制高速喷射水流的流量，提高水流的喷射速度，形成反推力，推动与该推进装置相连接的物体前进或改变前行方向。
需要说明的是，整流板502的数量与支撑架501以及驱动装置6等数量一致，若干支撑架501也沿外通道壳体1外侧壁的周向设置，并保证支撑架501的安装位置与整流板502的安装位置一一对应。本实施例中，每一个支撑架501上均安装有一驱动装置6，每一个驱动装置6的输出端均与对应的连杆503的一端铰接连接，连杆503的另一端则与对应的整流板502铰接连接。其中，驱动装置6采用中间耳轴型气缸，该驱动装置6还可采用其它驱动装置代替，可以为气缸也可以为液缸，不做具体限定。此外，本发明中的若干支撑架501可以固定连接为一体式结构，也可采用圆环形支撑架代替，将该圆环形支撑架固定安装在外通道壳体1的外侧壁上即可，本发明中对支撑架501不做具体限定。
此外，整流组件5还可以采用另一种实现方式，具体为：整流组件5包括支撑底座504、若干滑块505、以及沿外通道壳体1外侧壁周向设置的若干整流板502，如图2所示。其中，外通道壳体1的出口端102与支撑底座504固定连接，支撑底座504上安装有若干动力装置7，每个动力装置7的伸缩端分别与对应的滑块505铰接连接。每个整流板502上均开设有滑槽结构(图中未示出)，滑槽结构沿整流板502的长度方向开设(整流板502的长度方向与外通道壳体1的轴向方向一致)，每个滑块505又分别与对应的滑槽结构滑动连接。且每个整流板502分别与外通道壳体1的出口端102铰接连接。
同理，需要说明的是，整流板502的数量与支撑底座504以及动力装置7等数量一致，即若干支撑底座504也沿外通道壳体1外侧壁的周向设置，并保证支撑底座504的安装位置与整流板502的安装位置一一对应。每一个支撑底座504上均安装有一个动力装置7，且每一个动力装置7的伸缩端均与对应的连杆503的一端铰接连接，连杆503的另一端则与对应的整流板502铰接连接。工作时，驱动动力装置7，并通过连杆503带动滑块505在相应的滑槽结构内滑行，进而带动整流板502绕整流板502与外通道壳体1的出口端102的铰接点旋转，进而实现对整流板502的张开与收缩角度的控制，从而能有效的控制水流喷射的方向，还能提高水流的喷射速度，形成反推力，推动与该推进装置相连接的物体前进。
需要进一步说明的是，本发明对整流组件5中整流板502的数量不做具体限定，但优选的，整流板502的数量为8片或16片。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：包括外通道壳体以及位于所述外通道壳体内部的内通道壳体；
其中，在所述外通道壳体的入口端设置第一级泵喷推进器，所述外通道壳体的出口端设置用于控制水流方向及水流量的整流组件；
所述内通道壳体内部设置第二级泵喷推进器，且所述内通道壳体内部形成有第一通道；
所述外通道壳体与所述内通道壳体之间形成有第二通道。
2.根据权利要求1所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：所述外通道壳体为圆锥形，其包括大口端和小口端，且所述大口端为所述入口端。
3.根据权利要求1所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：所述内通道壳体为圆锥形，且所述内通道壳体与所述外通道壳体同向设置。
4.根据权利要求1所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：所述第一级泵喷推进器与所述第二级泵喷推进器均采用螺旋桨，且每级的螺旋桨数量均为偶数。
5.根据权利要求1所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：所述整流组件包括支撑架，以及沿所述外通道壳体外侧壁周向设置的若干整流板；
其中，所述外通道壳体的出口端与所述支撑架固定连接，所述支撑架上安装若干驱动装置，且每个所述驱动装置的输出端分别与对应的所述整流板铰接连接。
6.根据权利要求5所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：每个所述整流板分别与所述外通道壳体的出口端铰接连接。
7.根据权利要求5所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：所述驱动装置为中间耳轴型气缸。
8.根据权利要求1所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：所述整流组件包括支撑底座、若干滑块、以及沿所述外通道壳体外侧壁周向设置的若干整流板；
其中，所述外通道壳体的出口端与所述支撑底座固定连接，所述支撑底座上安装有若干动力装置，且每个所述动力装置的伸缩端分别与对应的所述滑块铰接连接；
每个所述整流板上均开设有滑槽结构，每个所述滑块分别与对应的所述滑槽结构滑动连接。
9.根据权利要求8所述的大推力低噪声泵喷推进装置，其特征在于：每个所述整流板分别与所述外通道壳体的出口端铰接连接。
10.根据权利要求5至9任一项所述的大推力低噪音泵喷推进装置，其特征在于：所述整流板的数量设置为8片或16片。
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