CN113187735A - 一种高速喷水推进泵及动力冲浪板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力冲浪板的喷水推进泵技术领域，提供了一种高速喷水推进泵及动力冲浪板，该喷水推进泵包括外定子、内转子，以及设于内转子中的叶轮；所述内转子呈环状，所述叶轮外缘与内转子的内壁连接，所述叶轮的中间设有轮轴，所述轮轴通过放射状的支架固定在进水流道的中间，以使所述内转子能够通过轮轴在外定子中转动；所述内转子与外定子之间有间隙，在所述内转子带动叶轮转动时，水流在位于所述叶轮进水口的一侧形成低压区，在位于所述叶轮出水口的一侧形成高压区，所述高压区与低压区通过所述间隙形成冷却水路；冷却水路中的水流在流动的过程中带走外定子上的热量，从而减低高速喷水推进泵电机的工作温度。

Description

一种高速喷水推进泵及动力冲浪板
技术领域
本发明涉及动力冲浪板的喷水推进泵技术领域，具体涉及一种高速喷水推进泵及动力冲浪板。
背景技术
现有动力冲浪板，其喷水推进泵包括设置于板体内的电机以及设置于进水流道内的叶轮，叶轮通过一根长轴穿过进水流道并伸入板体内，长轴的一端和电机轴通过联轴器传动连接。这种结构的动力冲浪板存在以下的缺点：
一、这种长轴传动连接结构的动力冲浪板，在生产过程中需要对准精确，组装较为困难，生产效率低。此外，由于电机轴是不能承受推力的，需要长轴来承受推力，所以电机轴和长轴需要通过弹性联轴器连接，而弹性联轴器有间隙就会对功率有一定的损耗。
二、由于动力冲浪板在工作时的时速较快，电机转速可高达6000r/min以上，因此采用这种长轴传动的话，若是在生产过程存在较大的装配误差，那么其在高速转动的过程中会产生震动(由重心和旋转中心不重合导致)，进而产生很大噪声，甚至加速轴承损坏。
三、由于电机转速高，需要对电机进行散热，而电机位于板体内，不利于散热。
四、由于长轴会经过进水流道，因此当水流经过进水流道时，一方面长轴会对水流有阻碍作用，另一方面在长轴的上方会引起紊流，从而影响叶轮的推进效率。同时，该结构由于设置了长轴，电机轴和长轴均需要设置轴承，多个轴承均需要设置油封以增加防水效果，但是在轴系上设置过多的轴承及油封也会增加动力的损耗，降低推进效率。
而在船舶行业内的某些推进器，如申请号为201620213747X的中国专利中示出的推进器，其取消了长轴的设计，让进水流道穿过定子，将叶轮设置在转子上，转子与定子之间通过(滑动)轴承转动连接。若是将这种无轴的推进器直接应用在动力冲浪板上的话，虽然在一定程度上解决了上述的一些问题。但是其转子与定子之间是通过(滑动)轴承转动连接，而动力冲浪板实际工况与船舶是不同的。动力冲浪板的速度快，转子的转速若高达6000r/min以上，在这种转速下，滑动轴承容易磨损，推进泵使用寿命短，同时推进泵也面临因功率过大，而容易温度上升过高问题。
因此，急需一种高速喷水推进泵及动力冲浪板，能够对电机进行自降温，且使用寿命长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有动力冲浪板的电机存在因功率大而导致温度过高的缺陷，提供一种能够对电机进行自降温、使用寿命长的高速喷水推进泵及动力冲浪板。
为实现上述目的，本发明在第一方面通过以下技术方案得以实现：一种高速喷水推进泵，在使用时被配置在动力冲浪板的进水流道内，包括外定子、内转子，以及设于内转子中的叶轮；所述内转子呈环状，所述叶轮外缘与内转子的内壁连接，所述叶轮的中间设有轮轴，所述轮轴通过放射状的支架固定在进水流道的中间，以使所述内转子能够通过轮轴在外定子中转动；所述内转子与外定子之间有间隙，在所述内转子带动叶轮转动时，水流在位于所述叶轮进水口的一侧形成低压区，在位于所述叶轮出水口的一侧形成高压区，所述高压区与低压区通过所述间隙形成冷却水路。
本发明进一步优选方案为：所述支架位于叶轮出水口的一侧。
本发明进一步优选方案为：所述支架包括位于中间的轮轴固定套、围绕轮轴固定罩呈放射状设置的导流片，以及用于固定导流片的外筒。
本发明进一步优选方案为：所述外筒末端设有用于收拢水流并约束喷射方向的集流罩。
本发明进一步优选方案为：所述外筒的一侧设有外翻边并通过外翻边与外定子固定连接。
本发明进一步优选方案为：所述轮轴的一端通过轴承与轮轴固定套连接，在所述轮轴的末端设有呈圆锥状的导流部。
本发明进一步优选方案为：在所述内转子的外表面或在所述外定子的内表面设有用于在转动时增加所述冷却水路中水流流速的驱动部。
本发明进一步优选方案为：所述驱动部为凹槽或凸棱。
本发明在第二方面提供了一种动力冲浪板，包括板体及设于所述板体尾部的进水流道，所述进水流道内设有如第一方面所述的高速喷水推进泵，所述板体的尾部中空并形成用于安装所述进水流道和所述高速喷水推进泵的容纳腔。
综上所述，本发明具有以下有益效果：一、没有了长轴，方便装配，提高生产效率；二、由于没有长轴，不会存在因装配误差过大而在高速转动过程产生震动和发出噪声；三、由于间隙(位于外定子与内转子之间，间隙内无滑动轴承阻碍)的两侧高、低压区的存在并形成压强差，从而可以通过间隙形成冷却水路，冷却水路中的水流在流动的过程中带走外定子上的热量，从而减低高速喷水推进泵的工作温度，达到自降温的效果；四、由于没有长轴及联轴器，一方面减少了轴系上轴承的使用，从而减少了油封数量，降低因轴承及油封过多带来的动力的损耗，提高了推进效率；另一方面减少了联轴器带来的功率损耗。
附图说明
图1是一实施例中动力冲浪板的结构示意图。
图2是图1中A处的放大图。
图3是一实施例中所述进水流道及高速喷水推进泵的结构示意图。
图4是一实施例中所述进水流道及高速喷水推进泵的分解图。
图5是一实施例中所述内转子的结构示意图。
图6是一实施例中所述支架的结构示意图。
图7是一实施例中所述高速喷水推进泵的自降温原理示意图。
其中：
1、板体；100、进水流道；210、外定子；220、内转子；221、凹槽；230、叶轮；240、轮轴；250、支架；251、轮轴固定套；252、导流片；253、外筒；254、外翻边；256、导流部；257、集流罩。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
如图1-4所示，示出了一种动力冲浪板及应用在动力冲浪板上的高速喷水推进泵。动力冲浪板包括板体1及设于所述板体1尾部的进水流道100，所述板体1中空，位于其尾部的中空处形成用于安装所述进水流道100和所述高速喷水推进泵的容纳腔。
高速喷水推进泵包括外定子210、内转子220，以及设于内转子220中的叶轮230。外定子210安装在板体1外壳与进水流道100的出水口之间。所述内转子220呈环状，所述叶轮230外缘与内转子220的内壁连接，所述叶轮230的中间设有轮轴240，所述轮轴通过放射状的支架250固定在进水流道100的中间，以使所述内转子220能够通过轮轴在外定子210中转动。
如图7所示，所述内转子220与外定子210之间有间隙，在所述内转子220带动叶轮230转动时，水流在位于所述叶轮230进水口的一侧形成低压区，在位于所述叶轮230出水口的一侧形成高压区，所述高压区与低压区分别位于间隙的两侧，使得间隙的两侧形成压强差从而可以通过间隙形成冷却水路，冷却水路中的水流在流动的过程中带走外定子210上的热量，从而减低高速喷水推进泵的工作温度。
在本实施例中，所述支架250位于叶轮230出水口的一侧。如图6所示，所述支架250包括位于中间的轮轴固定套251、围绕轮轴固定罩呈放射状设置的导流片252，以及用于固定导流片252的外筒253。轮轴固定套251、导流片252和外筒253一体成型，容易生产加工且结构强。所述外筒253的一侧设有外翻边254并通过外翻边254与外定子210固定连接。轮轴通过轴承固定在轮轴固定套251的中间且能够转动自如。
为了增强对轮轴的固定效果，采用了比较长的轮轴，使得轮轴穿过轮轴固定套251，同时在轮轴的末端设有呈圆锥状的导流部256且在轮轴的末端与导流部256之间也设有轴承。
为了能增加推进效果，所述外筒253末端设有用于收拢水流并约束喷射方向的集流罩257。
为了更进一步的增加散热效果，在所述内转子220的外表面或在所述外定子210的内表面设有用于在转动时增加所述冷却水路中水流流速的驱动部，通过增加冷却水路中水流的流速来迅速带走热量，达到降温的目的。本实施例中，以内转子220外表面的驱动部为例说明。驱动部采用凹槽221(或凸棱)，见图5，设置于内转子220位于高压区一侧的外壁上(其它外壁能起到同样的效果，此处不再一一详述)，凹槽221沿内转子220的厚度方向延伸并贯穿，使得有部分水流能够通过凹槽221流动，流动方向为沿着冷却水路，从高压区流向低压区。而且凹槽221有一定的偏角，使得凹槽221在随内转子220旋转的过程中能够增加凹槽221中水流的流速。

Claims (9)

1.一种高速喷水推进泵，在使用时被配置在动力冲浪板的进水流道处，包括外定子、内转子，以及设于内转子中的叶轮；其特征在于，所述内转子呈环状，所述叶轮外缘与内转子的内壁连接，所述叶轮的中间设有轮轴，所述轮轴通过放射状的支架固定在进水流道的中间，以使所述内转子能够通过轮轴在外定子中转动；所述内转子与外定子之间有间隙，在所述内转子带动叶轮转动时，水流在位于所述叶轮进水口的一侧形成低压区，在位于所述叶轮出水口的一侧形成高压区，所述高压区与低压区通过所述间隙形成冷却水路。
2.根据权利要求1所述的高速喷水推进泵，其特征在于，所述支架位于叶轮出水口的一侧。
3.根据权利要求2所述的高速喷水推进泵，其特征在于，所述支架包括位于中间的轮轴固定套、围绕轮轴固定罩呈放射状设置的导流片，以及用于固定导流片的外筒。
4.根据权利要求3所述的高速喷水推进泵，其特征在于，所述外筒末端设有用于收拢水流并约束喷射方向的集流罩。
5.根据权利要求3所述的高速喷水推进泵，其特征在于，所述外筒的一侧设有外翻边并通过外翻边与外定子固定连接。
6.根据权利要求3所述的高速喷水推进泵，其特征在于，所述轮轴的一端通过轴承与轮轴固定套连接，在所述轮轴的末端设有呈圆锥状的导流部。
7.根据权利要求1所述的高速喷水推进泵，其特征在于，在所述内转子的外表面或在所述外定子的内表面设有用于在转动时增加所述冷却水路中水流流速的驱动部。
8.根据权利要求7所述的高速喷水推进泵，其特征在于，所述驱动部为凹槽或凸棱。
9.一种动力冲浪板，包括板体及设于所述板体尾部的进水流道，所述进水流道内设有如权利要求1-8中任一项所述的高速喷水推进泵，其特征在于，所述板体的尾部中空并形成用于安装所述进水流道和所述高速喷水推进泵的容纳腔。
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