CN114313180B

CN114313180B - 一种阿基米德环状推进器

Info

Publication number: CN114313180B
Application number: CN202111440852.9A
Authority: CN
Inventors: 阳志文; 崔永刚
Original assignee: Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT
Current assignee: Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2041-11-30
Also published as: CN114313180A

Abstract

本发明属于船舶工程和流体力学技术领域，尤其涉及一种阿基米德环状推进器，以解决有效利用尾流的径向和切向能量的技术问题。外套体和内套体，通过锥形体带动着阿基米德环状叶片运动，进而通过阿基米德环状叶片带动着外套体和内套体同时转动，进而使得整体转动，进而装置整体可代替螺旋桨，在低转速条件下，水从进水口进入，通过阿基米德环状叶片推动作用，由环状出水口流出，起到有效利用尾流的径向和切向能量作用；通过输出轴带动着限位盘运动，进而通过限位盘带动着限位凸沿运动，进而通过限位凸沿与矩形限位滑槽的配合，进而驱动着锥形体运动，进而通过锥形体带动着阿基米德环状叶片运动。

Description

一种阿基米德环状推进器

技术领域

本发明属于船舶工程和流体力学技术领域，尤其涉及一种阿基米德环状推进器。

背景技术

世界海洋工程与科技发展所呈现的海洋开发技术和设备不断进步，推动海洋资源全面开发利用，海洋能源开发利用己成为各海洋国家发展的重要支柱。船舶作为海洋经济的主要交通工具，其最为常用的推进方式是采用螺旋桨推进器，利用叶片旋转运动方式，提供船舶前进的动力。随着船舶向大型化、高速化发展，

船舶对螺旋桨的动力要求也日益提高。螺旋桨系统可以为船舶提供强大的推力，但仍有很大一部分能量用于尾流的径向和切向扩散，使得螺旋桨的推进效率较低。

发明内容

本发明目的在于提供一种阿基米德环状推进器，以解决有效利用尾流的径向和切向能量的技术问题。

为实现上述目的，本发明一种阿基米德环状推进器的具体技术方案如下：

一种阿基米德环状推进器，包括外套体和内套体，所述内套体通过连接部安装在外套体内，外套体与内套体同轴设置，所述连接部包括锥形体、阿基米德环状叶片、输出轴组件和密封连接组件，所述锥形体通过三个阿基米德环状叶片与外套体内壁相连，所述阿基米德环状叶片均匀周向设置在锥形体的外壁上，内套体安装在锥形体的底端，输出轴组件通过密封连接组件安装在锥形体上，所述锥形体内设置有内腔室，内腔室的端面上周向设置有多个螺纹孔，密封连接组件置于内腔室内，所述输出轴组件包括限位盘和输出轴，所述输出轴与限位盘固定安装，限位盘的外壁上周向均匀设置有多个限位凸沿，限位盘通过限位凸沿与设置在内腔室内壁上的矩形限位滑槽配合限位，限位盘通过密封连接组件密封安装在内腔室中，所述密封连接组件包括密封套管、中端密封环、固定块和定位螺杆，所述密封套管套接在输出轴上，并且密封套管位于输出轴和锥形体之间，限位盘设置在密封套管与中端密封环之间，固定块设置在中端密封环的另外一侧，定位螺杆依次贯通固定块、中端密封环、限位盘上开设的安装孔、密封套管与螺纹孔配合锁紧。

进一步，所述密封套管、中端密封环和固定块均设置有与限位凸沿位置相对应的矩形凸起。

本发明的优点在于：

本发明一种阿基米德环状推进器，通过输出轴组件带动着锥形体转动，进而通过锥形体带动着阿基米德环状叶片运动，进而通过阿基米德环状叶片带动着外套体和内套体同时转动，进而使得整体转动，进而装置整体可代替螺旋桨，在低转速条件下，水从进水口进入，通过阿基米德环状叶片推动作用，由环状出水口流出，起到有效利用尾流的径向和切向能量作用；通过输出轴带动着限位盘运动，进而通过限位盘带动着限位凸沿运动，进而通过限位凸沿与矩形限位滑槽的配合，进而驱动着锥形体运动，进而通过锥形体带动着阿基米德环状叶片运动，通过限位凸沿与矩形限位滑槽的配合限位，使得输出轴与锥形体不会发生轴向相对转动；安装时，将密封套管套接在输出轴上，并使得密封套管置于输出轴和锥形体之间，进而增加输出轴和锥形体之间的密封性；同时，通过定位螺杆紧固密封套管、限位盘、中端密封环和固定块。

附图说明

图 1 为本发明一种阿基米德环状推进器的整体结构示意图；

图 2 为图 1 剖视图；

图 3 为本发明一种阿基米德环状推进器的的输出轴组件结构示意图；

图 4 为本发明一种阿基米德环状推进器的的密封连接组件结构示意图；

图 5 为图 4 剖视图；

图 6 为本发明一种阿基米德环状推进器的的连接部结构示意图；

图 7 为本发明一种阿基米德环状推进器的的锥形体结构示意图；

图中标记说明：

外套体 1；内套体 2；连接部 3；锥形体 3-1；阿基米德环状叶片 3-2；输出轴组件3-3；限位盘 3-3-1；输出轴 3-3-2；限位凸沿 3-3-3；密封连接组件3-4；密封套管 3-4-1；中端密封环 3-4-2；固定块 3-4-3；定位螺杆 3-4-4；内腔室 3-5；矩形限位滑槽 3-6。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述

的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、

“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：结合图 1-7 进行说明，

一种阿基米德环状推进器，包括外套体1和内套体2，所述内套体2通过连接部3安装在外套体1内，外套体1与内套体2同轴设置，所述连接部3包括锥形体3-1、阿基米德环状叶片3-2、输出轴组件3-3和密封连接组件3-4，所述锥形体3-1通过三个阿基米德环状叶片3-2与外套体1内壁相连，所述阿基米德环状叶片3-2均匀周向设置在锥形体3-1的外壁上，内套体2安装在锥形体3-1的底端，输出轴组件3-3通过密封连接组件3-4安装在锥形体3-1上，所述锥形体3-1内设置有内腔室3-5，内腔室3-5的端面上周向设置有多个螺纹孔，密封连接组件3-4置于内腔室3-5内，所述输出轴组件3-3包括限位盘3-3-1和输出轴3-3-2，所述输出轴3-3-2与限位盘3-3-1固定安装，限位盘3-3-1的外壁上周向均匀设置有多个限位凸沿3-3-3，限位盘3-3-1通过限位凸沿3-3-3与设置在内腔室3-5内壁上的矩形限位滑槽3-6配合限位，限位盘3-3-1通过密封连接组件3-4密封安装在内腔室3-5中，所述密封连接组件3-4包括密封套管3-4-1、中端密封环3-4-2、固定块3-4-3和定位螺杆3-4-4，所述密封套管3-4-1套接在输出轴3-3-2上，并且密封套管3-4-1位于输出轴3-3-2和锥形体3-1之间，限位盘3-3-1设置在密封套管3-4-1与中端密封环3-4-2之间，固定块3-4-3设置在中端密封环3-4-2的另外一侧，定位螺杆3-4-4依次贯通固定块3-4-3、中端密封环3-4-2、限位盘3-3-1上开设的安装孔3-3-4、密封套管3-4-1与螺纹孔配合锁紧，增加进水口角度；内套体 2 在外套体 1 的下端形成环形出水口，增加了流出口与周围静止的水的接触面积；阿基米德环状叶片 3-2 呈锥形，随着水流的进入深度逐渐加速；通过输出轴组件 3-3 带动着锥形体 3-1 转动，进而通过锥形体 3-1 带动着阿基米德环状叶片 3-2 运动，进而通过阿基米德环状叶片 3-2 带动着外套体 1和内套体 2 同时转动，进而使得整体转动，进而装置整体可代替螺旋桨，在低转速条件下，水从进水口进入，通过阿基米德环状叶片 3-2 推动作用，由环状出水口流出，起到有效利用尾流的径向和切向能量作用；

通过输出3-3-2 带动着限位盘 3-3-1 运动，进而通过限位盘 3-3-1 带动着限位凸沿 3-3-3 运动，进而通过限位凸沿 3-3-3 与矩形限位滑槽 3-6 的配合，进而驱动着锥形体 3-1 运动，进而通过锥形体 3-1 带动着阿基米德环状叶片 3-2 运动，通过限位凸沿3-3-3 与矩形限位滑槽 3-6 的配合限位，使得输出轴 3-3-2 与锥形体 3-1 不会发生轴向相对转动；

所述连接组件 3-4 包括密封套管 3-4-1、中端密封环 3-4-2、固定块 3-4-3 和定位螺杆 3-4-4，所述密封套管 3-4-1 套接在输出轴 3-3-2 上，并且密封套管 3-4-1 位于输出轴 3-3-2 和锥形体 3-1 之间，限位盘 3-3-1 设置在密封套管3-4-1与中端密封环3-4-2之间，固定块 3-4-3设置在中端密封环3-4-2 的另外一侧，定位螺杆 3-4-4 依次贯通密封套管 3-4-1、中端密封环 3-4-2、固

定块 3-4-3 和限位盘 3-3-1 上开设的安装孔 3-3-4 与螺纹孔配合锁紧；

实施例 2：

在实施例 1 的基础上，结合图 1-7 进行说明，

所述密封套管 3-4-1、中端密封环 3-4-2 和固定块 3-4-3 均设置有与限位凸沿3-3-3 位置向对应的矩形凸起；所述密封套管 3-4-1 和中端密封环 3-4-2 均为橡胶材质；安装时，将密封套管 3-4-1 套接在输出轴 3-3-2 上，并使得密封套管 3-4-1 置于输出轴 3-3-2 和锥形体 3-1 之间，进而增加输出轴 3-3-2 和锥形体 3-1 之间的密封性；同时，通过定位螺杆 3-4-4 紧固密封套管 3-4-1、限位盘 3-3-1、中端密封环 3-4-2 和固定块 3-4-3。

工作原理：

通过输出轴组件 3-3 带动着锥形体 3-1 转动，进而通过锥形体 3-1 带动

着阿基米德环状叶片 3-2 运动，进而通过阿基米德环状叶片 3-2 带动着外套体1 和内套体 2 同时转动，进而使得整体转动，进而装置整体可代替螺旋桨，在低转速条件下，水从进水口进入，通过阿基米德环状叶片 3-2 推动作用，由环状出水口流出，起到有效利用尾流的径向和切向能量作用；通过输出轴 3-3-2 带动着限位盘 3-3-1 运动，进而通过限位盘 3-3-1 带动着限位凸沿 3-3-3 运动，进而通过限位凸沿 3-3-3 与矩形限位滑槽 3-6 的配合，进而驱动着锥形体 3-1 运动，进而通过锥形体 3-1 带动着阿基米德环状叶片 3-2 运动，通过限位凸沿 3-3-3 与矩形限位滑槽 3-6 的配合限位，使得输出轴 3-3-2 与锥形体 3-1 不会发生轴向相对转动；安装时，将密封套管 3-4-1 套接在输出轴 3-3-2 上，并使得密封套管 3-4-1置于输出轴 3-3-2 和锥形体 3-1 之间，进而增加输出轴3-3-2 和锥形体 3-1 之间的密封性；同时，通过定位螺杆 3-4-4 紧固密封套管 3-4-1、限位盘 3-3-1、中端密封环 3-4-2 和固定块 3-4-3。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims

1.一种阿基米德环状推进器，包括外套体（1）和内套体（2），其特征在于，所述内套体（2）通过连接部（3）安装在外套体（1）内，外套体（1）与内套体（2）同轴设置，所述连接部（3）包括锥形体（3-1）、阿基米德环状叶片（3-2）、输出轴组件（3-3）和密封连接组件（3-4），所述锥形体（3-1）通过三个阿基米德环状叶片（3-2）与外套体（1）内壁相连，所述阿基米德环状叶片（3-2）均匀周向设置在锥形体（3-1）的外壁上，内套体（2）安装在锥形体（3-1）的底端，输出轴组件（3-3）通过密封连接组件（3-4）安装在锥形体（3-1）上，所述锥形体（3-1）内设置有内腔室（3-5），内腔室（3-5）的端面上周向设置有多个螺纹孔，密封连接组件（3-4）置于内腔室（3-5）内，所述输出轴组件（3-3）包括限位盘（3-3-1）和输出轴（3-3-2），所述输出轴（3-3-2）与限位盘（3-3-1）固定安装，限位盘（3-3-1）的外壁上周向均匀设置有多个限位凸沿（3-3-3），限位盘（3-3-1）通过限位凸沿（3-3-3）与设置在内腔室（3-5）内壁上的矩形限位滑槽（3-6）配合限位，限位盘（3-3-1）通过密封连接组件（3-4）密封安装在内腔室（3-5）中，所述密封连接组件（3-4）包括密封套管（3-4-1）、中端密封环（3-4-2）、固定块（3-4-3）和定位螺杆（3-4-4），所述密封套管（3-4-1）

套接在输出轴（3-3-2）上，并且密封套管（3-4-1）位于输出轴（3-3-2）和锥

形体（3-1）之间，限位盘（3-3-1）设置在密封套管（3-4-1）与中端密封环（3-4-2）

之间，固定块（3-4-3）设置在中端密封环（3-4-2）的另外一侧，定位螺杆（3-4-4）

依次贯通固定块（3-4-3）、中端密封环（3-4-2）、限位盘（3-3-1）上开设的安装孔（3-3-4）、密封套管（3-4-1）与螺纹孔配合锁紧。

2.根据权利要求 1 所述的一种阿基米德环状推进器，其特征在于，所述密封套管（3-4-1）、中端密封环（3-4-2）和固定块（3-4-3）均设置有与限位凸沿（3-3-3）位置相对应的矩形凸起。