一種懸臂式雙螺桿噴水推進泵的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種懸臂式雙螺桿噴水推進泵，除了普通雙螺桿泵具有的構件之外，還包括進水口、平衡軸向力與徑向力的雙軸承結構、齒型曲線為漸開線的雙螺桿結構、噴口。雙螺桿噴水推進泵通過螺桿旋轉推動水流，并利用噴出的高速水流的反作用力推動水中載體前進。懸臂式的結構簡單高效，可以充分減少水力損失、產生足夠推力，從而提高水中載體的推進能力。雙螺桿結構具有無攪動、無脈動、平穩輸出各種介質、機械振動小、噪聲低等特點。由于泵體結構保證泵的工作元件內始終存有泵送液體作為密封液體，故具有很強的自吸性能，并且常用于多相混輸。例如可輸送油類、水、膏狀物、乳狀物、瀝青和其他一些化工介質等。
【專利說明】
一種懸臂式雙螺桿噴水推進泵
技術領域
[0001]本發明屬于機械領域，特別是一種通過螺桿旋轉推動水流，并利用噴出的高速水流的反作用力推動水中載體前進的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗。【背景技術】
[0002]噴水推進是近20余年急速發展成熟起來的一種特殊的推進方式，它利用噴水推進裝置中的噴水推進栗噴出的高速水流的反作用力推動水中載體前進，并通過操舵倒航機構分配和改變噴流方向實現載體操縱。噴水推進器具有推進效率高、噪聲振動小、傳動結構簡單、機動性和操縱性好、吃水淺、抗汽蝕能力強等特點，被廣泛應用于民用高性能船舶和軍事領域。噴水推進栗作為噴水推進裝置的核心部件，早期主要是軸流栗和混流栗等葉片式栗，具有推進效率高、抗空泡能力強、操縱性和定位性好、工作平穩等優點，但同時也存在著噪音高、功率損失大、倒車復雜、維修不便等不足。螺桿栗作為一種先進的旋轉式容積栗，利用螺桿的回轉進行吸排液體，具有輸送介質平穩、流量和壓力范圍廣、對介質粘度不敏感、 允許較高轉速、自吸能力強、結構緊湊等優點。
[0003]雙螺桿栗作為一種應用廣泛的容積式栗，它是依靠由兩個相互嚙合的螺桿以及栗體內壁形成的密封腔容積改變來輸送物質的。雙螺桿栗具有無攪動、無脈動、平穩輸出各種介質、機械振動小、噪聲低等特點。由于栗體結構保證栗的工作元件內始終存有栗送液體作為密封液體，故具有很強的自吸性能，并且常用于多相混輸。例如可輸送油類、水、膏狀物、 乳狀物、瀝青和其他一些化工介質等。
【發明內容】
[0004]本發明旨在提出一種能夠通過螺桿旋轉推動水流，并利用噴出的高速水流的反作用力推動水中載體前進的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，懸臂式的結構簡單高效，可以充分減少水力損失、產生足夠推力，從而提高水中載體的推進能力。
[0005]為了達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0006]—種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，包括栗體，栗體內部的主螺桿、從螺桿;栗體一端連接栗前蓋板;栗體另一端連接噴口；
[0007]所述主螺桿依次穿過主螺桿滑動軸承座、圓錐滾子軸承B、主動輪、栗前蓋板與機封結構，主螺桿分別與圓螺母用止動墊圈A、圓螺母A螺紋連接，主螺桿和主動輪通過鍵相連接以保證主動輪徑向固定；
[0008]從螺桿依次穿過從螺桿滑動軸承座、圓錐滾子軸承A、從動輪，從螺桿和從動輪通過鍵相連接以保證從動輪徑向固定；
[0009]從螺桿分別與圓螺母用止動墊圈B、圓螺母B螺紋連接，從動輪位于從螺桿的軸肩與圓螺母用止動墊圈B、圓螺母B之間，保證了從動輪軸向固定；
[0010]所述主螺桿與從螺桿、主螺桿滑動軸承座與從螺桿滑動軸承座、圓錐滾子軸承A與圓錐滾子軸承B組成懸臂式結構，使得主螺桿、從螺桿和噴口之間無阻擋物；
[0011]栗體底部設有進水口，進水口無空腔過渡，直接和主螺桿、從螺桿相連通。
[0012]進一步，所述進水口位于栗體底部，形狀為由位于栗體上的矩形孔與三角形孔拼接而成，進水口采用箭頭型設計，進口寬度以及截面積盡量擴大，從而保證其水力效率。
[0013]進一步，所述主螺桿滑動軸承座、從螺桿滑動軸承座需要加工為圓環缺口面，圓環缺口面相貼合使得前、后兩滑動軸承座分別呈“8”字型結構;分別套入主螺桿、從螺桿中并壓入栗體內圈中；主螺桿滑動軸承座、從螺桿滑動軸承座內部裝入無油軸承，其材料為聚合物材料。
[0014]進一步，所述主螺桿圓錐滾子軸承B位于主螺桿滑動軸承座與主動輪之間；從螺桿圓錐滾子軸承A位于從螺桿滑動軸承座與從動輪之間。
[0015]進一步，所述主螺桿、從螺桿的齒型曲線為相互嚙合而成的雙曲線，用于傳遞扭矩。
[0016]進一步，所述噴口內壁面采用流線型設計，在空腔和噴口之間應采取圓滑過渡;噴口采用法蘭連接，配合六角頭螺栓固定在栗體上。
[0017]進一步，所述機封結構包括機封座、機械密封、機封蓋、壓環、軸套、雙列角接觸軸承、圓螺母用止動墊圈A、圓螺母A、軸承蓋；
[0018]所述機封座內部沿主螺桿依次設有機械密封、機封蓋、壓環、軸套、雙列角接觸軸承，機封座的最外端用圓螺母用止動墊圈A、圓螺母A固定;機械密封用機封蓋固定，并與機封座和栗前蓋板用六角頭螺栓連接;軸承座與軸承蓋用六角頭螺栓連接。
[0019]綜合來看，本發明除了常規噴水推進栗具有的優點以外，還具有以下優點:
[0020]1.與傳統噴水推進栗相比，由于本發明采用的是主從螺桿的旋轉推動水流，并利用噴出的高速水流的反作用力推動水中載體前進。雙螺桿栗具有無攪動、無脈動、平穩輸出各種介質、機械振動小、噪聲低等特點。[0021 ]2.與傳統噴水推進栗相比，由于所述懸臂式雙螺桿栗結構簡單，拆裝方便且沿程阻力損失以及水力損失小，進水口與噴口既無阻擋物，又無空腔過渡，故而水力效率高，可以提供更大的推力。[〇〇22]3.雙軸承結構可以保證噴水推進栗同時滿足軸向力與徑向力的要求。滑動軸承可以抵消大部分軸向力，圓錐滾子軸承可以抵消剩下的軸向力以及所有徑向力。
[0023]4.由于進水口段采用箭頭型設計，造型簡單易于加工，且利于介質流入并使介質流動平穩、快速，從而提高其水力效率。進水口寬度盡量擴大，不僅能夠保證介質進口流量， 從而提供足夠大的推力，還有利于流動的平穩，從而保證其水力效率。
[0024]5.雙螺桿由齒型曲線為雙曲線的主螺桿、從螺桿相互嚙合而成，可以傳遞扭矩，既保證了該噴水推進栗的正常運轉，又保證了雙軸承結構的有效性，從而使得該栗結構更加穩定，同時又減少了泄露損失。[〇〇25]6.噴口內壁面采用流線型設計，從而降低水力損失，提高推進能力與效率。由于螺旋轉子造成的空腔水流為旋轉水流，因此在空腔和噴口之間應采取圓滑過渡使水力損失減小到最低，基本上消除了空腔和噴口之間的旋轉水流。[〇〇26]7.由于栗體結構保證栗的工作元件內始終存有栗送液體作為密封液體，故具有很強的自吸性能，并且常用于多相混輸。例如可輸送油類、水、膏狀物、乳狀物、瀝青和其他一些化工介質等。【附圖說明】
[0027]圖1為懸臂式雙螺桿噴水推進栗裝配圖；[〇〇28]圖2為進水口結構圖；[〇〇29]圖3為主螺桿滑動軸承座結構圖。
[0030]圖中:2-軸承蓋，3-圓螺母用止動墊圈A，4-圓螺母A，6-雙列角接觸軸承，7-軸承座，9-機封蓋，10-機封座，11—圓螺母用止動墊圈B，12-圓螺母B，13-從動輪，14-圓錐滾子軸承A，15-從螺桿滑動軸承座，16-從螺桿，17-栗體，19-噴口，20-主螺桿滑動軸承座，22-圓錐滾子軸承B，23-主動輪，24-栗前蓋板，26-主螺桿，27-機械密封，28-壓環，30-軸套，31-進水口，32-矩形孔，33-三角形孔。【具體實施方式】[〇〇31]下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。
[0032]圖1為雙螺桿噴水推進栗裝配示意圖。本雙螺桿噴水推進栗，除了常規雙螺桿栗應有的結構之外，還包括進水口、平衡軸向力與徑向力的雙軸承結構、齒型曲線為漸開線的雙螺桿結構、噴口。所述的進水口方面:進水口 31位于栗體17底部靠近主從螺桿進水端的位置，形狀為由位于栗體17上的矩形孔32與三角形孔33拼接而成。雙軸承結構方面:主螺桿滑動軸承座20與從螺桿滑動軸承座15加工面貼合，成“8”字型分別套入主螺桿26、從螺桿16中并壓入栗體內圈中。圓錐滾子軸承B22位于主螺桿滑動軸承座20與主動輪23之間，與主螺桿 26相配合并與主螺桿滑動軸承座20相接觸；圓錐滾子軸承A14位于從螺桿滑動軸承座15與從動輪13之間，與從螺桿16相配合并與從螺桿滑動軸承座15相接觸。雙螺桿結構方面:在栗體17內的主螺桿26依次穿過主螺桿滑動軸承座20、圓錐滾子軸承B22、主動輪23、栗前蓋板 24與機封結構(包括機封座10、機械密封27、機封蓋9、壓環28、軸套30、雙列角接觸軸承6、圓螺母用止動墊圈A3、圓螺母A4、軸承蓋2以及)，主螺桿26與圓螺母用止動墊圈A3、圓螺母A4 螺紋連接，主動輪23套入主螺桿26中并與主螺桿26用鍵相連接以保證其徑向固定;從螺桿 16依次穿過從螺桿滑動軸承座15、圓錐滾子軸承A14、從動輪13，從動輪13套入從螺桿中并與從螺桿用鍵相連接以保證其徑向固定，軸肩與從螺桿16螺紋連接的一對圓螺母用止動墊圈B11、圓螺母B12保證了其軸向固定。噴口方面:噴口 19采用法蘭連接，配合六角頭螺栓固定在栗體上。[〇〇33]圖2為進水口結構圖。進水口 31的形狀由位于栗體上的矩形孔32與三角形孔33拼接而成。[〇〇34]本發明的【具體實施方式】如下:
[0035]當栗運行狀態下，由于壓差的原因，介質通過進水口31流入雙螺桿的吸入口處，流入雙螺桿的介質通過兩個相互嚙合主螺桿26、從螺桿16的旋轉使得螺桿以及栗體內壁形成的密封腔容積改變形成壓強差，從而將介質輸送至噴口 19處。由于噴口 19形狀為漸縮型噴口且截面積小于進口 31，從而形成高速介質流，從而形成反作用力推動介質中的載體前進。
[0036]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0037]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，其特征在于，包括栗體(17)，栗體(17)內部的主螺桿 (26)、從螺桿(16);栗體(17) —端連接栗前蓋板(24);栗體(17)另一端連接噴口( 19);所述主螺桿(26)依次穿過主螺桿滑動軸承座(20)、圓錐滾子軸承B(22)、主動輪(23)、 栗前蓋板(24)與機封結構，主螺桿(26)分別與圓螺母用止動墊圈A(3)、圓螺母A(4)通過螺 紋連接，主螺桿(26)和主動輪(23)通過鍵相連接以保證主動輪(23)徑向固定；從螺桿(16)依次穿過從螺桿滑動軸承座(15)、圓錐滾子軸承A(14)、從動輪(13)，從螺 桿(16)和從動輪(13)通過鍵相連接以保證從動輪(13)徑向固定;從螺桿(16)分別與圓螺母 用止動墊圈B(ll)、圓螺母B(12)通過螺紋連接，從動輪(13)位于從螺桿(16)的軸肩與圓螺 母用止動墊圈B(ll)、圓螺母B(12)之間，保證了從動輪(13)軸向固定；所述主螺桿(26)與從螺桿(16)、主螺桿滑動軸承座(20)與從螺桿滑動軸承座(15)、圓 錐滾子軸承A(14)與圓錐滾子軸承B(22)共同組成懸臂式結構，使得主螺桿(26)、從螺桿 (16)和噴口( 19)之間無阻擋物;栗體(17)底部設有進水口( 31 )，進水口( 31)無空腔過渡，直 接和主螺桿(26 )、從螺桿(16)相連通。2.根據權利要求1所述的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，其特征在于，所述進水口(31) 位于栗體(17)底部，形狀為由位于栗體(17)上的矩形孔(32)與三角形孔(33)拼接而成，進 水口(31)采用箭頭型設計，進口寬度以及截面積盡量擴大，從而保證其水力效率。3.根據權利要求1所述的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，其特征在于，所述主螺桿滑動 軸承座(20)、從螺桿滑動軸承座(15)需要加工為圓環缺口面，圓環缺口面相貼合使得前、后 兩滑動軸承座分別呈“8”字型結構；分別套入主螺桿(26)、從螺桿(16)中并壓入栗體內圈 中；主螺桿滑動軸承座(20 )、從螺桿滑動軸承座(15)內部裝入無油軸承，其材料為聚合物材 料。4.根據權利要求1所述的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，其特征在于，所述主螺桿圓錐 滾子軸承B(22)位于主螺桿滑動軸承座(20)與主動輪(23)之間；從螺桿圓錐滾子軸承A(14) 位于從螺桿滑動軸承座(15)與從動輪(13)之間。5.根據權利要求1所述的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，其特征在于，所述主螺桿 (26)、從螺桿(16)的齒型曲線為相互嚙合而成的雙曲線，用于傳遞扭矩。6.根據權利要求1所述的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，其特征在于，所述噴口(19)內 壁面采用流線型設計，在空腔和噴口之間應采取圓滑過渡;噴口(19)采用法蘭連接，配合六 角頭螺栓(18)固定在栗體(17)上。7.根據權利要求1所述的一種懸臂式雙螺桿噴水推進栗，其特征在于，所述機封結構包 括機封座(10)、機械密封(27)、機封蓋(9)、壓環(28)、軸套(30)、雙列角接觸軸承(6)、圓螺 母用止動墊圈A(3)、圓螺母A(4)、軸承蓋(2);所述機封座(10)內部沿主螺桿(26)依次設有機械密封(27)、機封蓋(9)、壓環(28)、軸 套(30)、雙列角接觸軸承(6)，機封座(10)的最外端用圓螺母用止動墊圈A(3)、圓螺母A(4) 固定;機械密封(27)用機封蓋(9)固定，并與機封座(10)和栗前蓋板(24)用六角頭螺栓連 接;軸承座(7)與軸承蓋(2)用六角頭螺栓連接。
【文檔編號】F04C15/00GK106014975SQ201610571067
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月19日
【發明人】蔣小平, 朱嘉煒, 施衛東, 龐慶龍, 李偉, 王川, 周嶺, 劉思晗, 吳家輝
【申請人】江蘇大學