CN113859493A - 一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置 - Google Patents

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Abstract

一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，包括推进器，推进器通过导管固定法兰帽与推进电机固定连接，推进电机的外部安装有隔音罩，隔音罩与推进电机的法兰之间安装隔振密封垫圈，同时隔音罩与推进电机之间布置有一号隔振环和二号隔振环；推进电机的输出端通过鼓形齿联轴器连接有回转轴，所述回转轴上安装推进器密封隔振机构，回转轴的头部安装螺旋桨，导管固定法兰帽上还设置有充油快换接头。可以实现在推进器旋转的过程中，解决深海中大直径轴穿舱的密封问题，减小螺旋桨的振动传递到电机和深潜器壳体，有效降低了大功率电机和高速旋转的螺旋桨水下辐射噪声值，为大型深潜器提供大直径轴穿舱密封和声隐身技术的支持。

Description

一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置
技术领域
本发明涉及深海推进装置技术领域，尤其是一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置。
背景技术
在深海航行器的推进装置中，一般采用电机直接驱动推进器的方式来设计制造，目前，国内外深潜器的尺寸不大，所以推进装置的电机功率也不大，而且对推进器的噪声指标也没有太高的要求，振动噪声问题好解决。因为推进装置的功率小，穿舱的轴径小，所以密封也好解决。但是如果深潜器较大，推进装置功率大，穿舱的轴径大，推进器转速较高，对隐蔽航行要求较高的前提下，大功率电机直驱推进器就不得不考虑大轴径穿舱密封和低噪声的关键技术问题。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的深海用大功率低振动电机直驱推进装置，从而可以实现在推进器旋转的过程中，解决深海中大直径轴穿舱的密封问题，减小螺旋桨的振动传递到电机和深潜器壳体，有效降低了大功率电机和高速旋转的螺旋桨水下辐射噪声值，为大型深潜器提供大直径轴穿舱密封和声隐身技术的支持。
本发明所采用的技术方案如下：
一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，包括推进器，所述推进器通过导管固定法兰帽与推进电机固定连接，所述导管固定法兰帽的端面与推进电机的法兰之间通过一号O型密封圈进行密封，所述推进电机的外部安装有隔音罩，隔音罩与推进电机的法兰之间安装隔振密封垫圈，同时隔音罩与推进电机之间布置有一号隔振环和二号隔振环；所述推进电机的输出端通过鼓形齿联轴器连接有回转轴，所述回转轴上安装推进器密封隔振机构，所述回转轴的头部安装螺旋桨，所述导管固定法兰帽上还设置有充油快换接头。
其进一步技术方案在于：
所述一号隔振环布置在推进电机的径向位置，二号隔振环布置在推进电机的轴向位置。
所述导管固定法兰帽上开有多个小孔。
所述导管固定法兰帽的内壁布置有补偿薄膜。
所述推进器密封隔振机构的具体结构为：包括限位板，所述限位板固定在导管固定法兰帽上，限位板和隔振环固定架一起将后轴向隔振环、径向隔振环和前轴向隔振环固定；锁紧螺母通过螺纹固定在回转轴上，锁紧螺母和隔振环固定架以及挡块一起将圆锥滚子轴承安装至回转轴上；
导管固定法兰帽上通过紧固件固定有波纹管固定法兰，波纹管固定法兰上安装波纹管密封，波纹管密封一旁的回转轴外部设置有动环固定壳体，上卡簧固定在动环固定壳体上，下卡簧固定在回转轴上，动环固定壳体和上卡簧、下卡簧将双列深沟球轴承安装并压紧在回转轴上；
静环固定壳体通过紧固件与动环固定壳体连接。
所述波纹管固定法兰通过二号O型密封圈与导管固定法兰帽密封。
所述波纹管固定法兰与波纹管密封之间安装三号O型密封圈。
所述动环固定壳体和波纹管密封通过螺栓连接，并将四号O型密封圈固定。
所述静环固定壳体与动环固定壳体之间安装有五号O型密封圈，同时，将机械密封压紧在回转轴上。
所述静环固定壳体的一端外侧与内存均设置有多个台阶。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，与其他大功率电机直驱推进装置相比，该推进装置采用集成式密封隔振机构、鼓形齿联轴器、电机隔振环和油压补偿器，即解决了深海大直径穿轴密封的问题，也改善了大功率推进装置的水下振动噪声的问题，相对体积小重量轻，集成装配简单，应用前景大，可改善液压油对海洋环境污染的缺点。
本发明有效的解决大功率深海电机直驱推进装置的大轴径穿舱密封和水下辐射噪声关键技术问题，本发明涉及深海用低振动大功率电机直驱推进装置，设计了机械密封、波纹管隔振密封、隔振器、补偿薄膜等，可以实现在推进器旋转的过程中，解决深海中大直径轴穿舱的密封问题，减小螺旋桨的振动传递到电机和深潜器壳体，有效降低了大功率电机和高速旋转的螺旋桨水下辐射噪声值，为大型深潜器提供大直径轴穿舱密封和声隐身技术的支持。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明推进器密封隔振机构的结构示意图。
图3为图2中A部的局部放大图。
图4为图2中B部的局部放大图。
其中：1、推进器；2、推进器密封隔振机构；3、鼓形齿联轴器；4、补偿薄膜；5、一号O型密封圈；6、隔振密封垫圈；7、一号隔振环；8、隔音罩；9、推进电机；10、二号隔振环；11、充油快换接头；12、螺旋桨；
201、静环固定壳体；202、机械密封；203、动环固定壳体；204、双列深沟球轴承；205、上卡簧；206、下卡簧；207、波纹管密封；208、波纹管固定法兰；209、限位板；210、导管固定法兰帽；211、锁紧螺母；212、挡块；213、后轴向隔振环；214、径向隔振环；215、圆锥滚子轴承；216、隔振环固定架；217、前轴向隔振环；218、二号O型密封圈；219、三号O型密封圈；220、四号O型密封圈；221、五号O型密封圈；222、回转轴。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图4所示，本实施例的深海用大功率低振动电机直驱推进装置，包括推进器1，推进器1通过导管固定法兰帽210与推进电机9固定连接，导管固定法兰帽210的端面与推进电机9的法兰之间通过一号O型密封圈5进行密封，推进电机9的外部安装有隔音罩8，隔音罩8与推进电机9的法兰之间安装隔振密封垫圈6，同时隔音罩8与推进电机9之间布置有一号隔振环7和二号隔振环10；推进电机9的输出端通过鼓形齿联轴器3连接有回转轴222，回转轴222上安装推进器密封隔振机构2，回转轴222的头部安装螺旋桨12，导管固定法兰帽210上还设置有充油快换接头11。
一号隔振环7布置在推进电机9的径向位置，二号隔振环10布置在推进电机9的轴向位置。
导管固定法兰帽210上开有多个小孔。
导管固定法兰帽210的内壁布置有补偿薄膜4。
推进器密封隔振机构2的具体结构为：包括限位板209，限位板209固定在导管固定法兰帽210上，限位板209和隔振环固定架216一起将后轴向隔振环213、径向隔振环214和前轴向隔振环217固定；锁紧螺母211通过螺纹固定在回转轴222上，锁紧螺母211和隔振环固定架216以及挡块212一起将圆锥滚子轴承215安装至回转轴222上；
导管固定法兰帽210上通过紧固件固定有波纹管固定法兰208，波纹管固定法兰208上安装波纹管密封207，波纹管密封207一旁的回转轴222外部设置有动环固定壳体203，上卡簧205固定在动环固定壳体203上，下卡簧206固定在回转轴222上，动环固定壳体203和上卡簧205、下卡簧206将双列深沟球轴承204安装并压紧在回转轴222上；
静环固定壳体201通过紧固件与动环固定壳体203连接。
波纹管固定法兰208通过二号O型密封圈218与导管固定法兰帽210密封。
波纹管固定法兰208与波纹管密封207之间安装三号O型密封圈219。
动环固定壳体203和波纹管密封207通过螺栓连接，并将四号O型密封圈220固定。
静环固定壳体201与动环固定壳体203之间安装有五号O型密封圈221，同时，将机械密封202压紧在回转轴222上。
静环固定壳体201的一端外侧与内存均设置有多个台阶。
本发明的具体结构和功能如下：
主要包括：推进器1、推进器密封隔振机构2、鼓形齿联轴器3、补偿薄膜4、一号O型密封圈5、隔振密封垫圈6、一号隔振环7、隔音罩8、推进电机9、二号隔振环10、充油快换接头11、螺旋桨12。
推进器密封隔振机构2的组成主要包括静环固定壳体201、机械密封202、动环固定壳体203、双列深沟球轴承204、上卡簧205、下卡簧206、波纹管密封207、波纹管固定法兰208、限位板209、导管固定法兰帽210、锁紧螺母211、挡块212、后轴向隔振环213、径向隔振环214、圆锥滚子轴承215、隔振环固定架216、前轴向隔振环217、二号O型密封圈218、三号O型密封圈219、四号O型密封圈220、五号O型密封圈221、回转轴222。
推进器1通过导管固定法兰帽210和隔音罩8、推进电机9的法兰进行螺栓连接，一号O型密封圈5固定在导管固定法兰帽210和推进电机9的法兰之间，起到密封的作用；
隔振密封垫圈6固定在推进电机9的法兰和隔音罩8之间，起到密封和隔振的作用；
推进电机9和隔音罩8之间布置一号隔振环7和二号隔振环10，具有隔振的作用；
推进电机9通过鼓形齿联轴器3和回转轴222连接，鼓形齿联轴器3不仅具有传递扭矩的作用，还有隔振、补偿偏转的作用；
导管固定法兰帽210上开有小孔，方便海水的进入，导管固定法兰帽210布置有补偿薄膜4，具有补偿压力的作用。
推进器密封隔振机构2通过螺栓和导管固定法兰帽210连接，导管固定法兰帽210和推进器导管为一体；
静环固定壳体201通过螺栓和动环固定壳体203连接，同时将五号O型密封圈221固定，将机械密封202压紧在回转轴222上；
动环固定壳体203和波纹管密封207通过螺栓连接，将四号O型密封圈220固定；
上卡簧205固定在动环固定壳体203上，下卡簧206固定在回转轴222上，动环固定壳体203和上卡簧205、下卡簧206将双列深沟球轴承204固定并压紧在回转轴222上；
波纹管密封207通过螺栓和波纹管固定法兰208固定，并将三号O型密封圈219固定；
波纹管固定法兰208和导管固定法兰帽210螺栓连接，并将二号O型密封圈218固定；
限位板209固定在导管固定法兰帽210上，和隔振环固定架216一起将后轴向隔振环213、径向隔振环214和前轴向隔振环217固定；锁紧螺母211通过螺纹固定在回转轴222上，和隔振环固定架216和挡块212一起将圆锥滚子轴承215固定回转轴222上。
实际使用过程中：
在推进装置下潜之前，通过充油快换接头11将液压油充入，充油过程中，补偿薄膜4、波纹管密封207和机械密封202会向外移动，充油保证内部压力大于外部压力一定值。
在推进器1下潜的过程中，由于外部海水的压力增大，补偿薄膜4、波纹管密封207和机械密封202会向内移动或缩小；
在推进器1上升的过程中，补偿薄膜4、波纹管密封207和机械密封202会向外移动或扩大，来适应海水压力的变化，因为有静密封圈、机械密封202和补偿薄膜4的作用，所以油不会外漏，海水不会进入。
在深海中，当螺旋桨12正向旋转时，螺旋桨12的推力和振动会传递到回转轴222上，造成回转轴222轴向振动，造成波纹管密封207、后轴向隔振环213开始工作，同时回转轴222也会发生径向振动，径向振动造成径向隔振环214开始工作，同时鼓形齿联轴器3会补偿回转轴222轴向和径向的位移。因此减小推进器1正转对电机和深潜器壳体振动的影响。
当螺旋桨12反向旋转时，螺旋桨12的反向拉力和振动会传递到回转轴222上，回转轴222产生轴向振动，造成波纹管密封207、前轴向隔振环217开始工作，同时回转轴222也会发生径向振动，径向振动造成径向隔振环214开始工作，同时鼓形齿联轴器3会补偿回转轴222轴向和径向的位移。因此减小推进器1反转对电机和深潜器壳体振动的影响。
推进电机9在旋转的过程中，电机本体造成的振动会被一号隔振环7、二号隔振环10和隔振密封垫圈6所吸收，回转轴222造成的振动会被鼓形齿联轴器3所吸收，因此电机本体旋转造成的振动不会对推进器1和深潜器壳体造成影响。
本发明所述的推进器1和电机造成的振动不会相互传递。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：包括推进器(1)，所述推进器(1)通过导管固定法兰帽(210)与推进电机(9)固定连接，所述导管固定法兰帽(210)的端面与推进电机(9)的法兰之间通过一号O型密封圈(5)进行密封，所述推进电机(9)的外部安装有隔音罩(8)，隔音罩(8)与推进电机(9)的法兰之间安装隔振密封垫圈(6)，同时隔音罩(8)与推进电机(9)之间布置有一号隔振环(7)和二号隔振环(10)；所述推进电机(9)的输出端通过鼓形齿联轴器(3)连接有回转轴(222)，所述回转轴(222)上安装推进器密封隔振机构(2)，所述回转轴(222)的头部安装螺旋桨(12)，所述导管固定法兰帽(210)上还设置有充油快换接头(11)。
2.如权利要求1所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述一号隔振环(7)布置在推进电机(9)的径向位置，二号隔振环(10)布置在推进电机(9)的轴向位置。
3.如权利要求1所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述导管固定法兰帽(210)上开有多个小孔。
4.如权利要求1所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述导管固定法兰帽(210)的内壁布置有补偿薄膜(4)。
5.如权利要求1所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述推进器密封隔振机构(2)的具体结构为：包括限位板(209)，所述限位板(209)固定在导管固定法兰帽(210)上，限位板(209)和隔振环固定架(216)一起将后轴向隔振环(213)、径向隔振环(214)和前轴向隔振环(217)固定；锁紧螺母(211)通过螺纹固定在回转轴(222)上，锁紧螺母(211)和隔振环固定架(216)以及挡块(212)一起将圆锥滚子轴承(215)安装至回转轴(222)上；
导管固定法兰帽(210)上通过紧固件固定有波纹管固定法兰(208)，波纹管固定法兰(208)上安装波纹管密封(207)，波纹管密封(207)一旁的回转轴(222)外部设置有动环固定壳体(203)，上卡簧(205)固定在动环固定壳体(203)上，下卡簧(206)固定在回转轴(222)上，动环固定壳体(203)和上卡簧(205)、下卡簧(206)将双列深沟球轴承(204)安装并压紧在回转轴(222)上；
静环固定壳体(201)通过紧固件与动环固定壳体(203)连接。
6.如权利要求5所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述波纹管固定法兰(208)通过二号O型密封圈(218)与导管固定法兰帽(210)密封。
7.如权利要求5所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述波纹管固定法兰(208)与波纹管密封(207)之间安装三号O型密封圈(219)。
8.如权利要求5所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述动环固定壳体(203)和波纹管密封(207)通过螺栓连接，并将四号O型密封圈(220)固定。
9.如权利要求5所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述静环固定壳体(201)与动环固定壳体(203)之间安装有五号O型密封圈(221)，同时，将机械密封(202)压紧在回转轴(222)上。
10.如权利要求5所述的一种深海用大功率低振动电机直驱推进装置，其特征在于：所述静环固定壳体(201)的一端外侧与内存均设置有多个台阶。
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