CN223291079U - 一种兼具防变形和密封功能的水下推进器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于推进器领域，提供了一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，包括：壳体，内部配置有容纳腔，容纳腔用于安装驱动元件，以将螺旋桨转动设置于壳体的端部；骨架油封，设置在壳体内且活动套设于转轴，骨架油封的一侧开口联通于壳体外部，使得水压能够将骨架油封压紧在壳体内且活动抵靠于转轴，以将驱动元件密封在容纳腔内。与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过压力腔和形变囊随外部水压变化的自动调节，避免了壳体发生变形现象，确保了内部驱动元件在各种水下深度下的正常运行；同时利用外部水压将骨架油封紧密贴合转轴的方式，对容纳腔起到密封效果，保证了转轴带动螺旋桨的正常转动作业，提高了作业时的可靠性和使用寿命。

Description

一种兼具防变形和密封功能的水下推进器

技术领域

本实用新型属于推进器领域，具体涉及一种兼具防变形和密封功能的水下推进器。

背景技术

水下推进器作为海洋工程、潜艇和水下机器人等领域的关键部件，其工作性能直接影响到整个系统的可靠性和效率。

传统的水下推进器通常由螺旋桨、驱动元件和其他辅助组件构成，其中驱动元件通过转轴带动螺旋桨旋转，以产生推动力。然而，在深海等高水压环境中，由于水下环境的压力随深度变化较大，壳体常常因为不能适应外部环境而发生变形现象，进而对容纳腔内的驱动元件造成挤压、甚至损坏现象；不仅如此，在高压环境下容易出现密封失效的情况，进而导致海水容易沿着转轴的外壁侵入驱动元件，影响了推进器的正常运行。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题在于：提出一种能够在不同水压环境下保持内部压力平衡，并具有较好地密封性能的水下推进器。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，具有螺旋桨和驱动元件，所述驱动元件设有用以带动所述螺旋桨旋转的转轴；包括：壳体，内部配置有容纳腔，所述容纳腔用于安装驱动元件，以将所述螺旋桨转动设置于所述壳体的端部；

骨架油封，设置在所述壳体内且活动套设于所述转轴，所述骨架油封的一侧开口联通于壳体外部，使得水压能够将所述骨架油封压紧在壳体内且活动抵靠于所述转轴，以将所述驱动元件密封在所述容纳腔内；

压力腔和形变囊，所述压力腔形成在所述壳体的端部，所述压力腔与壳体外部联通而与所述容纳腔互不联通；所述形变囊设置在压力腔内且开口朝向所述容纳腔；

所述形变囊可因所述压力腔内的压力变化时而收缩变形，使得所述容纳腔内的压力值与壳体外部的压力值保持一致。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，所述壳体内还设置有压块和两个油封端盖，所述转轴转动设置所述油封端盖内，且两个所述油封端盖与所述壳体共同形成所述容纳腔；所述压块用于将所述形变囊的端口压紧在所述油封端盖上。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，所述壳体上呈环形分布有若干个通孔，所述通孔用于将水引导至所述压力腔内，以挤压所述形变囊收缩变形。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，所述骨架油封包括均呈环形设置的连接部和密封部，所述连接部上形成有延伸环，所述油封端盖内设有安装槽，所述连接部可因所述延伸环活动套设于所述转轴而抵紧在所述安装槽内；所述密封部连接于所述连接部并与其形成开口型腔，所述开口型腔的开口端与所述转轴的轴心线平行设置，并与壳体外部相联通。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，所述密封部上形成有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面呈夹角设置，且所述第一斜面和所述第二斜面的连接处与所述转轴为线接触。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，所述壳体远离压力腔的端部还安装有导流罩体，所述螺旋桨转动设置在所述导流罩体内部，并与其形成有联通所述开口型腔的导流通道。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，所述驱动元件还包括电机转子和轴承，所述电机转子设置在所述容纳腔内且连接所述转轴；所述轴承设置在所述转轴的两端，且所述轴承的外圈与所述油封端盖的内壁过盈配合。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，每个所述油封端盖内均安装有抵紧在壳体内壁的密封圈，所述密封圈用以密封所述容纳腔。

在上述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器中，所述壳体上可拆卸连接有密封盖，所述密封盖用于在所述壳体的端部形成所述压力腔。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

（1）本实用新型一种兼具防变形和密封功能的水下推进器通过在壳体内设置压力腔和形变囊，使得容纳腔内的压力能够随着外部水压的变化而自动调节，避免了壳体受水压变化而发生变形现象，确保了内部驱动元件在各种水下深度下的正常运行；同时还利用外部水压将骨架油封紧密贴合转轴的方式，既不会影响转轴带动螺旋桨的正常转动作业，又达到对容纳腔的密封效果，有效防止了水分侵入驱动元件，增强该推进器的密封性能，还提高了作业时的可靠性和使用寿命。

（2）线接触的方式减少了密封部与转轴之间的接触面积，减小摩擦的同时，还有助于延长油封的使用寿命，并降低维护成本。

（3）密封盖既能够形成所需的压力腔，又能够在形变囊出现损坏时及时从壳体上拆卸下来，为形变囊的安装和拆卸更换提供了极大地便捷性。

附图说明

图1是本申请的立体图；

图2是图1中A-A处的截面示意图；

图3是图2中的B处局部放大图。

图中，1、螺旋桨；

2、驱动元件；20、电机转子；21、转轴；22、轴承；

3、壳体；30、容纳腔；31、压块；32、油封端盖；320、安装槽；321、密封圈；33、通孔；34、导流罩体；340、导流通道；

4、骨架油封；40、连接部；400、延伸环；41、密封部；410、第一斜面；411、第二斜面；420、开口型腔；

5、密封盖；50、压力腔；

6、形变囊。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本实用新型一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，具有螺旋桨1和驱动元件2，驱动元件2设有用以带动螺旋桨1旋转的转轴21；该推进器还包括：壳体3，内部配置有容纳腔30，容纳腔30用于安装驱动元件2，以将螺旋桨1转动设置于壳体3的端部；骨架油封4，设置在壳体3内且活动套设于转轴21，骨架油封4的一侧开口联通于壳体3外部，使得水压能够将骨架油封4压紧在壳体3内且活动抵靠于转轴21，以将驱动元件2密封在容纳腔30内；压力腔50和形变囊6，压力腔50形成在壳体3的端部，压力腔50与壳体3外部联通而与容纳腔30互不联通；形变囊6设置在压力腔50内且开口朝向容纳腔30；形变囊6可因压力腔50内的压力变化时而收缩变形，使得容纳腔30内的压力值与壳体3外部的压力值保持一致。

本实施例主要解决推进器壳体3变形和密封失效的问题，具体的，如图1至图3所示，在推进器启动之前，壳体3内的容纳腔30与外部环境之间存在一定的压力差，此时的形变囊6处于自然扩张状态，并没有受到额外的压力；待水下推进器开始工作，由于压力腔50与壳体3外部直接连通，随着水下环境的压力随深度发生变化时，外部水压的变化会直接反映在压力腔50内，此时形变囊6受到压力腔50内水压的影响而开始收缩变形，这种变形会导致容纳腔30内的空气被压缩，从而将油全部汇聚在具有驱动元件2的容纳腔30内，正因如此，容纳腔30内的压力逐渐与外部水压达到平衡状态，这种动态平衡机制确保了驱动元件2在不同水深条件下都能正常运行，避免了壳体3因压力差变形而导致驱动元件2的损伤；与此同时，骨架油封4的一侧开口与壳体3外部连通，外部水压会将骨架油封4压紧在壳体3内，并使其紧密贴合在转轴21上，换言之，在驱动元件2通过带动转轴21实现螺旋桨1旋转的过程中，骨架油封4经外部水压始终活动贴紧在转轴21上，在保证螺旋桨1正常旋转作业的同时，还确保骨架油封4对容纳腔30始终处于密封状态，有效地防止了水分侵入驱动元件2，增强了该推进器的密封性能，还提高了作业时的可靠性和使用寿命。

壳体3上呈环形分布有若干个通孔33，通孔33用于将水引导至压力腔50内，以挤压形变囊6收缩变形。

如图1和图2所示，若干个通孔33呈环形等距分布在壳体3上，利用这些通孔33的设计使得水流能够均匀地进入压力腔50内，而不是集中在某一点，在推进器持续工作期间，壳体3上的通孔33不断引导水流进入压力腔50，形变囊6根据压力腔50内的压力变化进行动态调节（即逐渐收缩变形），进而保持容纳腔30内的压力与外部的水压相平衡。需要说明的是，该形变囊6收缩和扩张原理与气囊相同，此处不再详细赘述。

壳体3内还设置有压块31和两个油封端盖32，转轴21转动设置油封端盖32内，且两个油封端盖32与壳体3共同形成容纳腔30；压块31用于将形变囊6的端口压紧在油封端盖32上。

进一步，如图2所示，油封端盖32分别设置在容纳腔30的两端，利用油封端盖32可对容纳腔30内的油液起到密封效果，而在形变囊6的安装过程中，通过压块31的设计确保了形变囊6的端口始终紧密压紧在油封端盖32上，有效地防止了形变囊6在收缩或扩张过程中因其产生移动或松动而导致出现密封失效的情况，提高了该结构的整体稳定性。需要补充的是，该压块31与形变囊6的端口之间采用类似卡扣的结构进行压紧固定，同时该压块31可通过螺钉、螺丝等其它连接部40件连接在壳体3上，即使在外部水压变化较大的情况下，该压块31仍能确保形变囊6的端口保持紧密密封，进而增强了推进器的密封性能。

优选地，如图2所示，本实施例还在每个油封端盖32内均安装有抵紧在壳体3内壁的密封圈321，通过该密封圈321的设计，进一步提升了该油封端盖32对容纳腔30的密封效果。

骨架油封4包括均呈环形设置的连接部40和密封部41，连接部40上形成有延伸环400，油封端盖32内设有安装槽320，连接部40可因延伸环400活动套设于转轴21而抵紧在安装槽320内；密封部41连接于连接部40并与其形成开口型腔420，开口型腔420的开口端与转轴21的轴心线平行设置，并与壳体3外部相联通。

如图2至图3所示，延伸环400沿着连接部40的径向方向设置，在安装过程中，通过延伸环400套设在转轴21上，以实现骨架油封4与转轴21的安装，值得注意的是，此时的密封部41同样接触于转轴21的外壁，且密封部41和连接部40形成的开口型腔420与壳体3外部相连通，待水下推进器启动后，外部水压能够进入到开口型腔420内，由于开口型腔420整体呈水平姿态设置，所以利用外部水压一方面能够将连接部40稳固抵紧在油封端盖32的安装槽320内，有利于保持骨架油封4的位置不变，增强了整体结构的稳定性；另一方面则作用在密封部41上，使得密封部41始终被压紧转轴21上，进而形成有效地密封效果，伴随着水下环境的变化，该密封部41能够根据水压变化相应地调整对转轴21的压紧力，避免了外部水流渗入容纳腔30内而影响驱动元件2的正常作业。

优选地，本实施例中的骨架油封4整体采用橡胶类的材质制成，所以在延伸环400的安装过程中，以及开口型腔420内的外部水压挤压连接部40时，该延伸环400和连接部40均能够对容纳腔30起到一定的密封效果，进一步提升了密封性能。

密封部41上形成有第一斜面410和第二斜面411，第一斜面410与第二斜面411呈夹角设置，且第一斜面410和第二斜面411的连接处与转轴21为线接触。

如图3所示，第一斜面410和第二斜面411整体呈V型设置，该设计使得密封部41能够更加紧密地贴合转轴21表面，特别是它们的连接处与转轴21为线接触，这种设计减少了接触面积，降低了摩擦力，增加了单位面积上的接触压力，从而有效地防止了水流进入容纳腔30内；不仅如此，斜面设计使得密封部41能够根据外部水压的变化自动调整其与转轴21的接触状态，即使在水压变化较大的情况下，也能保持良好的密封效果，这种自适应性提高了油封在不同水深条件下的密封性能。

壳体3远离压力腔50的端部还安装有导流罩体34，螺旋桨1转动设置在导流罩体34内部，并与其形成有联通开口型腔420的导流通道340。

如图1和图2所示，在推进器持续工作的过程中，导流罩体34不仅能够帮助引导水流，还对螺旋桨1起到了保护作用，防止异物进入螺旋桨1区域，减少螺旋桨1受损的风险；值得注意的是，导流罩体34可以通过螺钉、螺丝等连接部40件安装在壳体3的端部，所以在推进器作业时，螺旋桨1相对导流罩体34转动，正因如此，两者之间的间隙设置形成有一条联通开口型腔420的导流通道340，以供外部水压通过导流通道340进入开口型腔420内来实现骨架油封4的定位和压紧密封功能。

驱动元件2还包括电机转子20和轴承22，电机转子20设置在容纳腔30内且连接转轴21；轴承22设置在转轴21的两端，且轴承22的外圈与油封端盖32的内壁过盈配合。

如图2所示，在推进器持续工作过程中，电机转子20的旋转带动转轴21转动，进而使得螺旋桨1同步旋转时产生推力，而轴承22的过盈配合设计使得轴承22在承受外部水压变化时依然能够保持转轴21的稳定转动，提高了该推进器的可靠性。

优选地，如图2所示，壳体3上可拆卸连接有密封盖5，该密封盖5主要与壳体3相互配合来形成压力腔50，需要说明的是，两者之间的连接可以通过螺纹连接配合密封装置、或者是过盈配合来实现装配作业，为后续形变囊6的维护和更换提供了便捷性。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，具有螺旋桨和驱动元件，所述驱动元件设有用以带动所述螺旋桨旋转的转轴；其特征在于，包括：

壳体，内部配置有容纳腔，所述容纳腔用于安装驱动元件，以将所述螺旋桨转动设置于所述壳体的端部；

骨架油封，设置在所述壳体内且活动套设于所述转轴，所述骨架油封的一侧开口联通于壳体外部，使得水压能够将所述骨架油封压紧在壳体内且活动抵靠于所述转轴，以将所述驱动元件密封在所述容纳腔内；

压力腔和形变囊，所述压力腔形成在所述壳体的端部，所述压力腔与壳体外部联通而与所述容纳腔互不联通；所述形变囊设置在压力腔内且开口朝向所述容纳腔；

所述形变囊可因所述压力腔内的压力变化时而收缩变形，使得所述容纳腔内的压力值与壳体外部的压力值保持一致。

2.根据权利要求1所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，所述壳体内还设置有压块和两个油封端盖，所述转轴转动设置所述油封端盖内，且两个所述油封端盖与所述壳体共同形成所述容纳腔；所述压块用于将所述形变囊的端口压紧在所述油封端盖上。

3.根据权利要求1所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，所述壳体上呈环形分布有若干个通孔，所述通孔用于将水引导至所述压力腔内，以挤压所述形变囊收缩变形。

4.根据权利要求2所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，所述骨架油封包括均呈环形设置的连接部和密封部，所述连接部上形成有延伸环，所述油封端盖内设有安装槽，所述连接部可因所述延伸环活动套设于所述转轴而抵紧在所述安装槽内；所述密封部连接于所述连接部并与其形成开口型腔，所述开口型腔的开口端与所述转轴的轴心线平行设置，并与壳体外部相联通。

5.根据权利要求4所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，所述密封部上形成有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面呈夹角设置，且所述第一斜面和所述第二斜面的连接处与所述转轴为线接触。

6.根据权利要求4所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，所述壳体远离压力腔的端部还安装有导流罩体，所述螺旋桨转动设置在所述导流罩体内部，并与其形成有联通所述开口型腔的导流通道。

7.根据权利要求2所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，所述驱动元件还包括电机转子和轴承，所述电机转子设置在所述容纳腔内且连接所述转轴；所述轴承设置在所述转轴的两端，且所述轴承的外圈与所述油封端盖的内壁过盈配合。

8.根据权利要求2所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，每个所述油封端盖内均安装有抵紧在壳体内壁的密封圈，所述密封圈用以密封所述容纳腔。

9.根据权利要求1所述的一种兼具防变形和密封功能的水下推进器，其特征在于，所述壳体上可拆卸连接有密封盖，所述密封盖用于在所述壳体的端部形成所述压力腔。