一種運行工況可調式噴水推進泵的制作方法
【專利摘要】本發明涉及水力機械領域，具體涉及一種運行工況可調式噴水推進泵。本噴水推進泵包括泵體，泵體內部設置有固定在泵軸上的葉輪，葉輪的靠近泵體出口的一側設置有導流部件，所述導流部件沿著水流方向的位置可調。傳統結構的噴水推進泵中的導流部件是固定不動的，本發明創造性地將導流部件設置為可以沿著泵軸的方向移動，則當導流部件移動時，導流部件與泵體(即噴嘴)之間的間距發生改變，從而實現了泵的流量參數的調節；此外，當導流部件處于不同的軸向位置時，導流部件與泵體(即噴嘴)之間的間距也各不相同，因此可以通過調節導流部件的位置來實現對泵的運行參數的控制，使泵在最優工況下運行，最終達到提高泵推進效率的目的。
【專利說明】
一種運行工況可調式噴水推進泵
技術領域
[0001]本發明涉及水力機械領域，具體涉及一種運行工況可調式噴水推進栗。
【背景技術】
[0002]噴水推進栗是一種典型的大流量、低揚程栗種，主要通過噴嘴噴射水流產生的反作用力使設備前進。噴水推進栗具有結構簡單，重量輕等特點，廣泛應用于核潛艇、船舶、魚雷導彈、水下滑翔機等裝置的推進機構中。由于運行條件的限制，傳統結構的噴水推進栗的實際工作狀態為敞口工作狀態，其流量參數不可調，造成噴水推進栗將始終在偏大流量的工作狀態下運行，從而不但浪費了能源，也嚴重影響了栗的推進效率，亟待改進。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種運行工況可調式噴水推進栗。本發明不但能夠實現栗的流量參數調節，而且能夠有效地控制栗的運行參數，使栗在最優工況下運行，進而達到提高栗推進效率的目的。
[0004]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:
[0005]—種運行工況可調式噴水推進栗，包括栗體，栗體內部設置有固定在栗軸上的葉輪，葉輪的靠近栗體出口的一側設置有導流部件，所述導流部件沿著水流方向的位置可調。
[0006]優選的，所述栗體在葉輪的前端設置有用于安裝導流部件的固定座，所述固定座中設有用于放置導流部件的固定空腔;本噴水推進栗還包括用于推動導流部件沿固定空腔限定的方向移動的驅動機構。
[0007]進一步優選的，所述驅動機構包括驅動電機，所述驅動電機固定設置在所述固定空腔中；所述導流部件包括與固定空腔相連的聯接段;所述導流部件的聯接段與固定空腔之間構成螺紋連接，所述導流部件中設有軸孔;所述驅動電機的驅動軸插入所述軸孔中并構成傳動配合;所述驅動軸與軸孔的橫截面為非圓形。
[0008]更進一步優選的，所述固定座上還設置有便于驅動電機驅動導流部件前進或后退的限位開關。
[0009]優選的，所述栗體包括彼此固連的栗殼和噴嘴，所述固定座設置在栗殼上，且固定座的外側均布有導葉;所述噴嘴與所述導流部件之間構成出水流道。
[0010]優選的，所述栗殼中設置有用于安裝栗軸的支承座，所述栗殼內壁與支承座之間構成進水流道;所述栗殼與支承座之間在進水流道的進水口處設置有連接彼此的整流板；所述進水流道的進水口相對于栗軸軸線呈傾斜狀設置。
[0011]作為本發明的優選方案，所述導流部件包括與固定座相連的聯接段，還包括與聯接段相連的導流段;所述導流段呈圓錐狀，導流段的錐頂部設置為朝向栗出口一側，且錐頂部與栗軸同軸設置;導流段的錐底部與平行于栗軸軸線的直線相切，連接于所述錐頂部和錐底部之間的錐體母線呈向栗軸一側彎曲的內凹狀。
[0012]進一步優選的，設所述錐頂部和錐底部之間的直線距離為L，連接于所述錐頂部和錐底部之間的直線與所述錐體母線的最凹點之間的距離為S.，則&ax/L = 0.08?0.15。
[0013]進一步優選的，所述導流段還包括設置在錐底部與聯接段之間的平滑連接的過渡部，所述過渡部的過渡母線與所述錐體母線平滑順連。
[0014]優選的，所述導流部件的遠離錐頂部的一側開設有階梯狀孔，此階梯狀孔分為兩段，即靠近開口側的直徑較大的安裝孔，以及處于導流部件內側的直徑較小的軸孔，所述安裝孔的孔直徑與驅動電機的外側尺寸相適配。
[0015]本發明的有益效果在于:
[0016]I)、傳統結構的噴水推進栗中的導流部件是固定不動的，本發明創造性地將導流部件設置為可以沿著栗軸的方向移動，則當導流部件移動時，導流部件與栗體(即噴嘴)之間的間距發生改變，從而實現了栗的流量參數的調節;此外，當導流部件處于不同的軸向位置時，導流部件與栗體(即噴嘴)之間的間距也各不相同，因此可以通過調節導流部件的位置來實現對栗的運行參數的控制，使栗在最優工況下運行，最終達到提高栗推進效率的目的。
[0017]2)、本發明中的驅動機構有多種實現方案，比如可以采用撥桿機構，即設置一個與栗體鉸接的撥桿，并使撥桿的受驅動端與導流部件連接，通過撥動撥桿來實現導流部件的軸向移動。本發明優選采用驅動電機驅動，不但運行平穩，而且易于控制導流部件的位置。
[0018]驅動電機與導流部件的配合方式也有多種實現方式，比如使驅動電機的驅動軸與導流部件構成過盈配合。本發明優選采用非圓截面的驅動軸與導流部件的軸孔相配合，同時使導流部件與固定座之間構成螺紋配合，則當驅動電機帶動其非圓截面的驅動軸轉動時，驅動軸將驅動導流部件在固定座中轉動，驅動電機的正轉和反轉，相應地驅動導流部件前移或后移。
[0019]此外，導流部件與固定座之間的螺紋配合的連接方式，也有利于導流部件在湍流的水流沖擊下能夠穩固地停留在設定位置。
[0020]3)、本發明中還設置有便于驅動電機驅動導流部件前進或后退的限位開關，限位開關設置為兩個，兩個限位開關分別位于導流部件運動的兩個極限位置處，從而有利于控制栗的運行參數。
[0021]4)、本發明不僅在進水流道的進水口處設置有連接彼此且均勻分布的整流板，而且將所述進水流道的進水口相對于栗軸軸線呈傾斜狀設置，這種結構方式能夠顯著改善入流條件，不但方便流體進入，減小入口阻力，也有效地提升了裝置的工作效率。
[0022]5)、本發明中的導流部件的主體部分大致呈圓錐狀，導流部件的錐體母線呈向栗軸一側彎曲的內凹狀，本發明中的錐體母線的這種結構形式，尤其是UL = 0.08?0.15所限定的結構條件，使得導流部件能夠較大程度地改善水流在噴嘴處的出流條件，并能有效地提高噴水推進栗的工作效率。
[0023]6)、本發明中的導流部件還在靠近葉輪一側設置有過渡部，所述過渡部的過渡母線與所述錐體母線平滑順連，從而能夠減少水流阻力，有效地降低水流對導流部件的沖擊，提高了導流部件位置的穩固性。
[0024]7)、本發明中的導流部件設置有階梯狀開口，階梯狀開口分為彼此相連的直徑較大的安裝孔，以及處于導流部件內側的直徑較小的軸孔。本發明將所述安裝孔的孔直徑與驅動電機的外側尺寸相適配，從而能夠盡可能減小整個推進裝置的體積，并充分利用固定座內的狹小空間。
【附圖說明】
[0025]圖1為導流部件在初始位置時的本發明的結構示意圖。
[0026]圖2為導流部件運動到前端極限位置時的本發明的結構示意圖。
[0027]圖3為栗軸的結構示意圖。
[0028]圖4為導流部件的結構不意圖。
[0029]圖中標號所對應各部件名稱如下:
[0030]I一進水流道Ia-支承座Ib-整流板IC-空腔2—栗殼
[0031]3—葉輪3a_鍵槽4_驅動電機4a_驅動軸5_噴嘴
[0032]5a_出水流道6-導流部件6a_聯接段6b_導流段
[0033]6bl_錐頂部6b2_錐底部6b3_錐體母線6b4_過渡母線
[0034]7-固定座7a_內螺紋7b_固定空腔7c_導葉
[0035]8-鎖緊螺母9-栗軸10-軸承
【具體實施方式】
[0036]為便于理解，此處結合圖1?4對運行工況可調式噴水推進栗的整體裝配組件及工作流程作以下描述:
[0037]如圖1、2所示，一種運行工況可調式噴水推進栗，包括栗體，所述栗體包括彼此固連的栗殼2和噴嘴5，所述栗殼2中設置有用于安裝栗軸9的支承座la，栗軸9通過軸承10固設在支承座Ia中，所述栗殼內壁與支承座Ia之間構成進水流道I;所述栗殼2與支承座Ia之間在進水流道I的進水口處設置有連接彼此的整流板Ib;所述進水流道I的進水口相對于栗軸軸線呈傾斜狀設置。
[0038]所述栗軸9的端部設置有葉輪3，葉輪3通過鍵槽3a中的鍵與栗軸9連接在一起。所述葉輪3的靠近栗體出口即靠近噴嘴5的一側設置有固定座7，固定座7中設置有導流部件6。所述固定座7固定設置在栗殼2上。固定座7的外側均勻地布設有導葉7c;所述噴嘴5與所述導流部件6之間構成出水流道5a。
[0039]如圖1、2所示，所述固定座7為帶有中空狀內腔的筒體，固定座7的中空狀內腔即為用于放置驅動電機4和導流部件6的固定空腔7b，所述驅動電機4固設在固定座7的遠離噴嘴5的一側，所述固定空腔7b的與導流部件6相連接的內壁面上設置有內螺紋7a，相應地，導流部件6的聯接段6a的外壁面上設置有與所述內螺紋7a相適配的外螺紋，從而固定座7與導流部件6之間構成螺紋連接。
[0040]如圖1、2、4所示，所述導流部件6包括與固定座7相連的聯接段6a，還包括與聯接段6a相連的導流段6b;所述導流段6b呈圓錐狀，導流段6b的錐頂部6bl設置為朝向栗出口一偵U，且錐頂部6bl與栗軸9同軸設置;導流段6b的錐底部6b2與平行于栗軸軸線的直線相切，連接于所述錐頂部6bl和錐底部6b2之間的錐體母線6b3呈向栗軸一側彎曲的內凹狀。
[0041]所述導流段6b還包括設置在錐底部6b2與聯接段6a之間的平滑連接的過渡部，所述過渡部的過渡母線6b4與所述錐體母線6b3平滑順連。順連后過渡母線6b4和錐體母線6b3繞栗軸9旋轉一周即可得到導流部件6的導流段6b。
[0042]如圖4所示，所述導流部件6的遠離錐頂部6bl的一側開設有階梯狀孔，此階梯狀孔分為兩段，即靠近開口側的直徑較大的安裝孔6c，以及處于導流部件內側的直徑較小的軸孔6d，所述安裝孔6c的孔直徑與驅動電機4的外側尺寸相適配。
[0043]如圖4所示，作為導流段6b的最優選的形狀，設所述錐頂部6bl和錐底部6b2之間的直線距離為L，連接于所述錐頂部6bl和錐底部6b2之間的直線與所述錐體母線6b3的最凹點之間的距離為Smax，則5max/L = 0.08?0.15。
[0044]如圖1、2所示，本噴水推進栗中的驅動機構包括驅動電機4，驅動電機4的驅動軸4a插入所述軸孔6d中并構成傳動配合;所述驅動軸4a與軸孔6d的橫截面為非圓形。如圖3所示，驅動軸4a的橫截面優選為方形，不但便于加工，也便于驅動軸4a與軸孔6d的彼此配合。
[0045]所述固定座7上還設置有便于驅動電機4驅動導流部件6前進或后退的限位開關。
[0046]下面結合附圖1、2對本發明的工作過程做詳細說明:
[0047]如圖1所示，導流部件6處于最左端，此時導流部件6的聯接段6a插入到固定內腔7b的內部，導流部件6中的安裝孔6c也恰好將驅動電機4包含在內部，驅動電機4的驅動軸4a也全部插入在導流部件6的軸孔6d中。
[0048]當需要改變栗的運行參數時，驅動電機4啟動，驅動電機4帶動驅動軸4a轉動，由于驅動軸4a與軸孔6d的橫截面均為方形，因此軸孔6d也隨時轉動，此時整個導流部件6也跟隨轉動，導流部件6在轉動的同時逐漸沿著栗軸9的方向想噴嘴5—側移動。
[0049]如圖2所示，此時導流部件6運行到最右端，驅動電機4接收到右側限位開關的信號而停止轉動，此時驅動電機4由于位置固定而停留在原位置，而驅動電機4的驅動軸4a與軸孔6d之間圍成的空間則逐漸增至最大，當然此時導流部件6的聯接段6a仍然與固定座7構成螺紋配合。
[0050]如果需要導流部件6重新向左移動，則驅動電機4反轉移動即可，當導流部件6重新運動至最左端時，左側限位開關向驅動電機4發出停轉信號，驅動電機4停止轉動，導流部件6也停止移動。
[0051]只要設定好控制器內部的程序，則可以使導流部件6停留在最左側和最右側兩端之間的任意位置，從而實現了對栗的運行參數的控制，使栗始終在最優工況下運行，最終達到提高栗推進效率的目的。
【主權項】
1.一種運行工況可調式噴水推進栗，包括栗體，栗體內部設置有固定在栗軸(9)上的葉輪(3)，葉輪(3)的靠近栗體出口的一側設置有導流部件(6)，其特征在于:所述導流部件(6)沿著水流方向的位置可調。2.根據權利要求1所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述栗體在葉輪(3)的前端設置有用于安裝導流部件(6)的固定座(7)，所述固定座(7)中設有用于放置導流部件(6)的固定空腔(7b);本噴水推進栗還包括用于推動導流部件(6)沿固定空腔(7b)限定的方向移動的驅動機構。3.根據權利要求2所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述驅動機構包括驅動電機(4)，所述驅動電機(4)固定設置在所述固定空腔(7b)中；所述導流部件(6)包括與固定空腔(7b)相連的聯接段(6a);所述導流部件(6)的聯接段(6a)與固定空腔(7b)之間構成螺紋連接，所述導流部件(6)中設有軸孔(6d);所述驅動電機(4)的驅動軸(4a)插入所述軸孔(6d)中并構成傳動配合;所述驅動軸(4a)與軸孔(6d)的橫截面為非圓形。4.根據權利要求3所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述固定座(7)上還設置有便于驅動電機(4)驅動導流部件(6)前進或后退的限位開關。5.根據權利要求2所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述栗體包括彼此固連的栗殼(2)和噴嘴(5)，所述固定座(7)設置在栗殼(2)上，且固定座(7)的外側均布有導葉(7c);所述噴嘴(5)與所述導流部件(6)之間構成出水流道(5a)。6.根據權利要求5所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述栗殼(2)中設置有用于安裝栗軸(9)的支承座(Ia)，所述栗殼內壁與支承座(Ia)之間構成進水流道(I);所述栗殼(2)與支承座(Ia)之間在進水流道(I)的進水口處設置有連接彼此的整流板(Ib);所述進水流道(I)的進水口相對于栗軸軸線呈傾斜狀設置。7.根據權利要求2?6任一項所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述導流部件(6)包括與固定座(7)相連的聯接段(6a)，還包括與聯接段(6a)相連的導流段(6b);所述導流段(6b)呈圓錐狀，導流段(6b)的錐頂部(6bl)設置為朝向栗出口一側，且錐頂部(6bl)與栗軸(9)同軸設置;導流段(6b)的錐底部(6b2)與平行于栗軸軸線的直線相切，連接于所述錐頂部(6bl)和錐底部(6b2)之間的錐體母線(6b3)呈向栗軸一側彎曲的內凹狀。8.根據權利要求7所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:設所述錐頂部(6bl)和錐底部(6b2)之間的直線距離為L，連接于所述錐頂部(6bl)和錐底部(6b2)之間的直線與所述錐體母線(6&3)的最凹點之間的距離為3_，則3_/1 = 0.08?0.15。9.根據權利要求8所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述導流段(6b)還包括設置在錐底部(6b2)與聯接段(6a)之間的平滑連接的過渡部，所述過渡部的過渡母線(6b4)與所述錐體母線(6b3)平滑順連。10.根據權利要求3所述的運行工況可調式噴水推進栗，其特征在于:所述導流部件(6)的遠離錐頂部(6bl)的一側開設有階梯狀孔，此階梯狀孔分為兩段，即靠近開口側的直徑較大的安裝孔(6c)，以及處于導流部件內側的直徑較小的軸孔(6d)，所述安裝孔(6c)的孔直徑與驅動電機(4)的外側尺寸相適配。
【文檔編號】F04D15/00GK105822598SQ201610291287
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】燕浩, 李躍
【申請人】合肥艾德穩科技有限責任公司