CN113734403A - 一种轮缘泵喷驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮缘泵喷驱动装置，包括在壳体内沿流体流向同轴依次布置的进水导流室、转子以及出水导流室，叶片同轴固定在转子的内圈，位于壳体内定子与转子电磁感应配合，所述定子内圈设置有径向轴承以承受转子的径向载荷，所述转子与进水导流室之间设置有第一轴向轴承以承受转子一侧的轴向载荷，所述转子与出水导流室之间设置有第二轴向轴承以承受转子另一侧的轴向载荷。本发明开创性的将径向轴承设置在转子与定子之间，整个装置的轴向长度大大缩短，且重量大幅度降低，整个装置空间占用率低，实现了轻量化，小型化；由于轴向轴承和径向轴承均为水润滑轴承，整个装置无需任何密封，结构简单且装配方便，安全可靠性高。

Description

一种轮缘泵喷驱动装置

技术领域

本发明涉及推进器领域，具体是一种轮缘泵喷驱动装置。

背景技术

随着科技的发展，广泛用于船舶水下推进的轴驱式推进器，由于其能量损耗大，振动和噪声控制困难，建造和维护成本高，已经逐渐被新型的轮缘泵喷推进器所取代。

由于目前水上航行器的逐渐小型化，轮缘泵喷推进器过大的体积已经不适合小型化的航行器，结构占用空间大，无法满足小型化的需求，因此亟待解决。

发明内容

为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种轮缘泵喷驱动装置。本发明的轮缘泵喷驱动装置整体结构紧凑，空间占用率低，可满足小型化航行器的安装需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轮缘泵喷驱动装置，包括在壳体内沿流体流向同轴依次布置的进水导流室、转子以及出水导流室，叶片同轴固定在转子的内圈，位于壳体内定子与转子电磁感应配合，所述定子内圈设置有径向轴承以承受转子的径向载荷，所述转子与进水导流室之间设置有第一轴向轴承以承受转子一侧的轴向载荷，所述转子与出水导流室之间设置有第二轴向轴承以承受转子另一侧的轴向载荷；所述出水导流室内壁均匀布置有呈曲面状的出水导流片以改善出水流态。

作为本发明进一步的方案：所述定子内沿轴向开设有用于容纳定子线圈的定子槽，各定子槽环绕转子均匀布置；各所述定子槽的槽口朝向转子的工作面，且槽口处设置有与定子槽榫卯配合的异形耐磨条，各所述异形耐磨条相邻转子的一端呈适配转子工作面的弧面状，各所述异形耐磨条均与转子水润滑配合以形成径向轴承。

作为本发明再进一步的方案：所述定子槽为缩紧槽，所述异形耐磨条的截面呈与缩紧槽相适配的“工”字状，异形耐磨条位于定子槽外侧的宽度大于异形耐磨条位于定子槽内侧的宽度。

作为本发明再进一步的方案：所述第一轴向轴承以及第二轴向轴承均为水润滑轴承。

作为本发明再进一步的方案：所述转子上设置的第一滑环与出水导流室上的第三滑环彼此水润滑回转配合以形成第二轴向轴承。

作为本发明再进一步的方案：所述转子上设置的第二滑环与进水导流室上的第四滑环彼此水润滑回转配合以形成第一轴向轴承。

作为本发明再进一步的方案：所述壳体上设置有用于密封安装电缆线路的管线室，所述电缆线路贯穿壳体并为定子供电。

作为本发明再进一步的方案：所述管线室呈椭球状以减小水下阻力，管线室的长轴方向与流体流向平行。

作为本发明再进一步的方案：所述进水导流室内壁沿径向阵列布置有进水导流片以改善进水流态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明实现了轮缘泵喷装置的无轴化，取消了笨重的叶轮轮毂结构，将叶片直接固定在转子内圈；通过在进水导流室和转子之间以及出水导流室与转子之间设置轴向轴承，亦可实现对转子的夹持定位，承受转子的叶片在工作时产生的正反向推力；由于开创性的将径向轴承设置在转子与定子之间，整个装置的轴向长度大大缩短，且重量大幅度降低，整个装置空间占用率低，实现了轻量化，小型化；由于轴向轴承和径向轴承均为水润滑轴承，整个装置无需任何密封，结构简单且装配方便，安全可靠性高；出水导流片的设置，改善了出水端的出水流态，提高了装置的工作效率。

2、本发明通过在定子槽的槽口处设置与定子槽榫卯配合的异形耐磨条，异形耐磨条位于定子与转子之间，各异形耐磨条整体组合形成了径向轴承，使转子和定子之间水润滑回转配合；异形耐磨条可封堵定子槽以防止流体与定子线圈直接接触，同时由于异形耐磨条是可替换件，在磨损度过高时，可及时更换，便于后期检修维护。

3、本发明的定子槽为缩紧槽，异形耐磨条与缩紧槽卡接配合，更有效的提高了定子线圈的密封性；由于异形耐磨条位于定子槽外侧的宽度大于异形耐磨条位于定子槽内侧的宽度，有效的提高了异形耐磨条与转子的接触面，平衡了局部的过大压力，提高了工作过程的稳定性以及异形耐磨条的使用时限。

4、本发明通过滑环间的彼此配合从而形成水润滑的轴向轴承，从而承受转子的正反向推力，轴向轴承整体便于检修更换，便于安装；管线室的椭球状设计，降低了装置工作时在水下的阻力；进水导流片的设置，改善了装置进水端的水流流态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明沿壳体径向的剖视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明定子槽处的局部放大图。

图中：

1、壳体；11、定子；111、定子槽；112、异形耐磨条；12、转子；

13、叶片；14、第一滑环；15、第二滑环；

2、出水导流室；21、出水导流片；22、第三滑环；

3、进水导流室；31、进水导流片；32、第四滑环；

4、管线室；41、电缆线路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种轮缘泵喷驱动装置，包括在壳体1内沿流体流向同轴依次布置的进水导流室3、转子12以及出水导流室2，进水导流室3、出水导流室2、转子12外圈以及壳体1共同围合形成定子腔，定子11固定在定子腔内并与转子12电磁感应配合。

转子12的内圈上固定有钢圈，用于输送流体的叶片13均匀布置在钢圈上。

转子12相邻出水导流室2的一侧设置有第一滑环14，出水导流室2上设置有与第一滑环14位置对应的第三滑环22，第一滑环14以及第三滑环22彼此水润滑回转配合以形成承受转子12一侧轴向载荷的第二轴向轴承。

转子12相邻进水导流室3的一侧设置有第二滑环15，进水导流室3上设置有与第二滑环15位置对应的第四滑环32，第二滑环15以及第四滑环32彼此水润滑回转配合以形成承受转子12另一侧轴向载荷的第一轴向轴承。

定子11上沿轴向开设有用于容纳定子线圈的定子槽111，定子槽111沿定子11周向阵列布置。定子线圈沿定子槽111绕组完成后，在定子11上设置防水外壳罩设住绕组线圈。定子槽111的槽口朝向转子12的工作面，槽口处设置有与定子槽111榫卯配合的异形耐磨条112。

定子槽111优选为缩紧槽，异形耐磨条112优选为呈“工”字状，与定子槽111槽口形状相适配，从而封堵定子槽111的槽口，从而防止流体进入定子槽111内。异形耐磨条112相邻转子12的一侧呈弧面状以适配转子12的工作面，所有异形耐磨条112的弧面整体配合后形成与转子12水润滑回转配合的径向轴承，以承受转子12的径向载荷。

为提高与转子12的接触面积，异形耐磨条112位于定子槽111外侧的宽度大于其位于定子槽111内侧的宽度，在异形耐磨条112磨损过大时，更换即可。

壳体1顶部设置有呈椭球状的管线室4，管线室4的长轴方向与流体流向平行，以减小水下阻力。管线室4内的电缆线路41穿过壳体1从而为定子11供电。

进水导流室3的内壁沿径向阵列布置有进水导流片31，使进水更加均匀。出水导流室2的内壁沿均匀布置有呈曲面状的出水导流片21，从而改善出水流态，提高了装置的推进效率。

本装置安装在水上航行器底部，在定子11通电后，叶片13随转子12一起转动，将进水导流室3侧的流体输送至出水导流室2一侧，并产生与流体流向相反的推力，从而推进航行器。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，包括在壳体(1)内沿流体流向同轴依次布置的进水导流室(3)、转子(12)以及出水导流室(2)，叶片(13)同轴固定在转子(12)的内圈，位于壳体(1)内的定子(11)与转子(12)电磁感应配合，所述定子(11)内圈设置有径向轴承以承受转子(12)的径向载荷，所述转子(12)与进水导流室(3)之间设置有第一轴向轴承以承受转子(12)一侧的轴向载荷，所述转子(12)与出水导流室(2)之间设置有第二轴向轴承以承受转子(12)另一侧的轴向载荷；所述出水导流室(2)内壁均匀布置有呈曲面状的出水导流片(21)以改善出水流态。

2.根据权利要求1所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述定子(11)内沿轴向开设有用于容纳定子线圈的定子槽(111)，各定子槽(111)环绕转子(12)均匀布置；各所述定子槽(111)的槽口朝向转子(12)的工作面，且槽口处设置有与定子槽(111)榫卯配合的异形耐磨条(112)，各所述异形耐磨条(112)相邻转子(12)的一端呈适配转子(12)工作面的弧面状，各所述异形耐磨条(112)均与转子(12)水润滑配合以形成径向轴承。

3.根据权利要求2所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述定子槽(111)为缩紧槽，所述异形耐磨条(112)的截面呈与缩紧槽相适配的“工”字状，异形耐磨条(112)位于定子槽(111)外侧的宽度大于异形耐磨条(112)位于定子槽(111)内侧的宽度。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述第一轴向轴承以及第二轴向轴承均为水润滑轴承。

5.根据权利要求4所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述转子(12)上设置的第一滑环(14)与出水导流室(2)上的第三滑环(22)彼此水润滑回转配合以形成第二轴向轴承。

6.根据权利要求4所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述转子(12)上设置的第二滑环(15)与进水导流室(3)上的第四滑环(32)彼此水润滑回转配合以形成第一轴向轴承。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述壳体(1)上设置有用于密封安装电缆线路(41)的管线室(4)，所述电缆线路(41)贯穿壳体(1)并为定子(11)供电。

8.根据权利要求7所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述管线室(4)呈椭球状以减小水下阻力，管线室(4)的长轴方向与流体流向平行。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种轮缘泵喷驱动装置，其特征在于，所述进水导流室(3)内壁沿径向阵列布置有进水导流片(31)以改善进水流态。

Images