一種運行工況可調(diào)式噴水推進泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水力機械領(lǐng)域，具體涉及一種運行工況可調(diào)式噴水推進泵。本噴水推進泵包括泵體，泵體內(nèi)部設(shè)置有固定在泵軸上的葉輪，葉輪的靠近泵體出口的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)流部件，所述導(dǎo)流部件沿著水流方向的位置可調(diào)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的噴水推進泵中的導(dǎo)流部件是固定不動的，本發(fā)明創(chuàng)造性地將導(dǎo)流部件設(shè)置為可以沿著泵軸的方向移動，則當(dāng)導(dǎo)流部件移動時，導(dǎo)流部件與泵體(即噴嘴)之間的間距發(fā)生改變，從而實現(xiàn)了泵的流量參數(shù)的調(diào)節(jié)；此外，當(dāng)導(dǎo)流部件處于不同的軸向位置時，導(dǎo)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(diào)節(jié)導(dǎo)流部件的位置來實現(xiàn)對泵的運行參數(shù)的控制，使泵在最優(yōu)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(diào)式噴水推進泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水力機械領(lǐng)域，具體涉及一種運行工況可調(diào)式噴水推進栗。
【背景技術(shù)】
[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(chǎn)生的反作用力使設(shè)備前進。噴水推進栗具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕等特點，廣泛應(yīng)用于核潛艇、船舶、魚雷導(dǎo)彈、水下滑翔機等裝置的推進機構(gòu)中。由于運行條件的限制，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的噴水推進栗的實際工作狀態(tài)為敞口工作狀態(tài)，其流量參數(shù)不可調(diào)，造成噴水推進栗將始終在偏大流量的工作狀態(tài)下運行，從而不但浪費了能源，也嚴(yán)重影響了栗的推進效率，亟待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運行工況可調(diào)式噴水推進栗。本發(fā)明不但能夠?qū)崿F(xiàn)栗的流量參數(shù)調(diào)節(jié)，而且能夠有效地控制栗的運行參數(shù)，使栗在最優(yōu)工況下運行，進而達到提高栗推進效率的目的。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]—種運行工況可調(diào)式噴水推進栗，包括栗體，栗體內(nèi)部設(shè)置有固定在栗軸上的葉輪，葉輪的靠近栗體出口的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)流部件，所述導(dǎo)流部件沿著水流方向的位置可調(diào)。
[0006]優(yōu)選的，所述栗體在葉輪的前端設(shè)置有用于安裝導(dǎo)流部件的固定座，所述固定座中設(shè)有用于放置導(dǎo)流部件的固定空腔;本噴水推進栗還包括用于推動導(dǎo)流部件沿固定空腔限定的方向移動的驅(qū)動機構(gòu)。
[0007]進一步優(yōu)選的，所述驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機固定設(shè)置在所述固定空腔中；所述導(dǎo)流部件包括與固定空腔相連的聯(lián)接段;所述導(dǎo)流部件的聯(lián)接段與固定空腔之間構(gòu)成螺紋連接，所述導(dǎo)流部件中設(shè)有軸孔;所述驅(qū)動電機的驅(qū)動軸插入所述軸孔中并構(gòu)成傳動配合;所述驅(qū)動軸與軸孔的橫截面為非圓形。
[0008]更進一步優(yōu)選的，所述固定座上還設(shè)置有便于驅(qū)動電機驅(qū)動導(dǎo)流部件前進或后退的限位開關(guān)。
[0009]優(yōu)選的，所述栗體包括彼此固連的栗殼和噴嘴，所述固定座設(shè)置在栗殼上，且固定座的外側(cè)均布有導(dǎo)葉;所述噴嘴與所述導(dǎo)流部件之間構(gòu)成出水流道。
[0010]優(yōu)選的，所述栗殼中設(shè)置有用于安裝栗軸的支承座，所述栗殼內(nèi)壁與支承座之間構(gòu)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(shè)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(shè)置。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述導(dǎo)流部件包括與固定座相連的聯(lián)接段，還包括與聯(lián)接段相連的導(dǎo)流段;所述導(dǎo)流段呈圓錐狀，導(dǎo)流段的錐頂部設(shè)置為朝向栗出口一側(cè)，且錐頂部與栗軸同軸設(shè)置;導(dǎo)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(cè)彎曲的內(nèi)凹狀。
[0012]進一步優(yōu)選的，設(shè)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(yōu)選的，所述導(dǎo)流段還包括設(shè)置在錐底部與聯(lián)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(yōu)選的，所述導(dǎo)流部件的遠(yuǎn)離錐頂部的一側(cè)開設(shè)有階梯狀孔，此階梯狀孔分為兩段，即靠近開口側(cè)的直徑較大的安裝孔，以及處于導(dǎo)流部件內(nèi)側(cè)的直徑較小的軸孔，所述安裝孔的孔直徑與驅(qū)動電機的外側(cè)尺寸相適配。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]I)、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的噴水推進栗中的導(dǎo)流部件是固定不動的，本發(fā)明創(chuàng)造性地將導(dǎo)流部件設(shè)置為可以沿著栗軸的方向移動，則當(dāng)導(dǎo)流部件移動時，導(dǎo)流部件與栗體(即噴嘴)之間的間距發(fā)生改變，從而實現(xiàn)了栗的流量參數(shù)的調(diào)節(jié);此外，當(dāng)導(dǎo)流部件處于不同的軸向位置時，導(dǎo)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(diào)節(jié)導(dǎo)流部件的位置來實現(xiàn)對栗的運行參數(shù)的控制，使栗在最優(yōu)工況下運行，最終達到提高栗推進效率的目的。
[0017]2)、本發(fā)明中的驅(qū)動機構(gòu)有多種實現(xiàn)方案，比如可以采用撥桿機構(gòu)，即設(shè)置一個與栗體鉸接的撥桿，并使撥桿的受驅(qū)動端與導(dǎo)流部件連接，通過撥動撥桿來實現(xiàn)導(dǎo)流部件的軸向移動。本發(fā)明優(yōu)選采用驅(qū)動電機驅(qū)動，不但運行平穩(wěn)，而且易于控制導(dǎo)流部件的位置。
[0018]驅(qū)動電機與導(dǎo)流部件的配合方式也有多種實現(xiàn)方式，比如使驅(qū)動電機的驅(qū)動軸與導(dǎo)流部件構(gòu)成過盈配合。本發(fā)明優(yōu)選采用非圓截面的驅(qū)動軸與導(dǎo)流部件的軸孔相配合，同時使導(dǎo)流部件與固定座之間構(gòu)成螺紋配合，則當(dāng)驅(qū)動電機帶動其非圓截面的驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動軸將驅(qū)動導(dǎo)流部件在固定座中轉(zhuǎn)動，驅(qū)動電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，相應(yīng)地驅(qū)動導(dǎo)流部件前移或后移。
[0019]此外，導(dǎo)流部件與固定座之間的螺紋配合的連接方式，也有利于導(dǎo)流部件在湍流的水流沖擊下能夠穩(wěn)固地停留在設(shè)定位置。
[0020]3)、本發(fā)明中還設(shè)置有便于驅(qū)動電機驅(qū)動導(dǎo)流部件前進或后退的限位開關(guān)，限位開關(guān)設(shè)置為兩個，兩個限位開關(guān)分別位于導(dǎo)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(shù)。
[0021]4)、本發(fā)明不僅在進水流道的進水口處設(shè)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(shè)置，這種結(jié)構(gòu)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(fā)明中的導(dǎo)流部件的主體部分大致呈圓錐狀，導(dǎo)流部件的錐體母線呈向栗軸一側(cè)彎曲的內(nèi)凹狀，本發(fā)明中的錐體母線的這種結(jié)構(gòu)形式，尤其是UL = 0.08?0.15所限定的結(jié)構(gòu)條件，使得導(dǎo)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(fā)明中的導(dǎo)流部件還在靠近葉輪一側(cè)設(shè)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(dǎo)流部件的沖擊，提高了導(dǎo)流部件位置的穩(wěn)固性。
[0024]7)、本發(fā)明中的導(dǎo)流部件設(shè)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(dǎo)流部件內(nèi)側(cè)的直徑較小的軸孔。本發(fā)明將所述安裝孔的孔直徑與驅(qū)動電機的外側(cè)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(nèi)的狹小空間。
【附圖說明】
[0025]圖1為導(dǎo)流部件在初始位置時的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為導(dǎo)流部件運動到前端極限位置時的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為栗軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為導(dǎo)流部件的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0029]圖中標(biāo)號所對應(yīng)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(qū)動電機4a_驅(qū)動軸5_噴嘴
[0032]5a_出水流道6-導(dǎo)流部件6a_聯(lián)接段6b_導(dǎo)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(nèi)螺紋7b_固定空腔7c_導(dǎo)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(jié)合圖1?4對運行工況可調(diào)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(diào)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(shè)置有用于安裝栗軸9的支承座la，栗軸9通過軸承10固設(shè)在支承座Ia中，所述栗殼內(nèi)壁與支承座Ia之間構(gòu)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(shè)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(shè)置。
[0038]所述栗軸9的端部設(shè)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(cè)設(shè)置有固定座7，固定座7中設(shè)置有導(dǎo)流部件6。所述固定座7固定設(shè)置在栗殼2上。固定座7的外側(cè)均勻地布設(shè)有導(dǎo)葉7c;所述噴嘴5與所述導(dǎo)流部件6之間構(gòu)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(nèi)腔的筒體，固定座7的中空狀內(nèi)腔即為用于放置驅(qū)動電機4和導(dǎo)流部件6的固定空腔7b，所述驅(qū)動電機4固設(shè)在固定座7的遠(yuǎn)離噴嘴5的一側(cè)，所述固定空腔7b的與導(dǎo)流部件6相連接的內(nèi)壁面上設(shè)置有內(nèi)螺紋7a，相應(yīng)地，導(dǎo)流部件6的聯(lián)接段6a的外壁面上設(shè)置有與所述內(nèi)螺紋7a相適配的外螺紋，從而固定座7與導(dǎo)流部件6之間構(gòu)成螺紋連接。
[0040]如圖1、2、4所示，所述導(dǎo)流部件6包括與固定座7相連的聯(lián)接段6a，還包括與聯(lián)接段6a相連的導(dǎo)流段6b;所述導(dǎo)流段6b呈圓錐狀，導(dǎo)流段6b的錐頂部6bl設(shè)置為朝向栗出口一偵U，且錐頂部6bl與栗軸9同軸設(shè)置;導(dǎo)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(cè)彎曲的內(nèi)凹狀。
[0041]所述導(dǎo)流段6b還包括設(shè)置在錐底部6b2與聯(lián)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(zhuǎn)一周即可得到導(dǎo)流部件6的導(dǎo)流段6b。
[0042]如圖4所示，所述導(dǎo)流部件6的遠(yuǎn)離錐頂部6bl的一側(cè)開設(shè)有階梯狀孔，此階梯狀孔分為兩段，即靠近開口側(cè)的直徑較大的安裝孔6c，以及處于導(dǎo)流部件內(nèi)側(cè)的直徑較小的軸孔6d，所述安裝孔6c的孔直徑與驅(qū)動電機4的外側(cè)尺寸相適配。
[0043]如圖4所示，作為導(dǎo)流段6b的最優(yōu)選的形狀，設(shè)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(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機4，驅(qū)動電機4的驅(qū)動軸4a插入所述軸孔6d中并構(gòu)成傳動配合;所述驅(qū)動軸4a與軸孔6d的橫截面為非圓形。如圖3所示，驅(qū)動軸4a的橫截面優(yōu)選為方形，不但便于加工，也便于驅(qū)動軸4a與軸孔6d的彼此配合。
[0045]所述固定座7上還設(shè)置有便于驅(qū)動電機4驅(qū)動導(dǎo)流部件6前進或后退的限位開關(guān)。
[0046]下面結(jié)合附圖1、2對本發(fā)明的工作過程做詳細(xì)說明:
[0047]如圖1所示，導(dǎo)流部件6處于最左端，此時導(dǎo)流部件6的聯(lián)接段6a插入到固定內(nèi)腔7b的內(nèi)部，導(dǎo)流部件6中的安裝孔6c也恰好將驅(qū)動電機4包含在內(nèi)部，驅(qū)動電機4的驅(qū)動軸4a也全部插入在導(dǎo)流部件6的軸孔6d中。
[0048]當(dāng)需要改變栗的運行參數(shù)時，驅(qū)動電機4啟動，驅(qū)動電機4帶動驅(qū)動軸4a轉(zhuǎn)動，由于驅(qū)動軸4a與軸孔6d的橫截面均為方形，因此軸孔6d也隨時轉(zhuǎn)動，此時整個導(dǎo)流部件6也跟隨轉(zhuǎn)動，導(dǎo)流部件6在轉(zhuǎn)動的同時逐漸沿著栗軸9的方向想噴嘴5—側(cè)移動。
[0049]如圖2所示，此時導(dǎo)流部件6運行到最右端，驅(qū)動電機4接收到右側(cè)限位開關(guān)的信號而停止轉(zhuǎn)動，此時驅(qū)動電機4由于位置固定而停留在原位置，而驅(qū)動電機4的驅(qū)動軸4a與軸孔6d之間圍成的空間則逐漸增至最大，當(dāng)然此時導(dǎo)流部件6的聯(lián)接段6a仍然與固定座7構(gòu)成螺紋配合。
[0050]如果需要導(dǎo)流部件6重新向左移動，則驅(qū)動電機4反轉(zhuǎn)移動即可，當(dāng)導(dǎo)流部件6重新運動至最左端時，左側(cè)限位開關(guān)向驅(qū)動電機4發(fā)出停轉(zhuǎn)信號，驅(qū)動電機4停止轉(zhuǎn)動，導(dǎo)流部件6也停止移動。
[0051]只要設(shè)定好控制器內(nèi)部的程序，則可以使導(dǎo)流部件6停留在最左側(cè)和最右側(cè)兩端之間的任意位置，從而實現(xiàn)了對栗的運行參數(shù)的控制，使栗始終在最優(yōu)工況下運行，最終達到提高栗推進效率的目的。
【主權(quán)項】
1.一種運行工況可調(diào)式噴水推進栗，包括栗體，栗體內(nèi)部設(shè)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(cè)設(shè)置有導(dǎo)流部件(6)，其特征在于:所述導(dǎo)流部件(6)沿著水流方向的位置可調(diào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:所述栗體在葉輪(3)的前端設(shè)置有用于安裝導(dǎo)流部件(6)的固定座(7)，所述固定座(7)中設(shè)有用于放置導(dǎo)流部件(6)的固定空腔(7b);本噴水推進栗還包括用于推動導(dǎo)流部件(6)沿固定空腔(7b)限定的方向移動的驅(qū)動機構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:所述驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機(4)，所述驅(qū)動電機(4)固定設(shè)置在所述固定空腔(7b)中；所述導(dǎo)流部件(6)包括與固定空腔(7b)相連的聯(lián)接段(6a);所述導(dǎo)流部件(6)的聯(lián)接段(6a)與固定空腔(7b)之間構(gòu)成螺紋連接，所述導(dǎo)流部件(6)中設(shè)有軸孔(6d);所述驅(qū)動電機(4)的驅(qū)動軸(4a)插入所述軸孔(6d)中并構(gòu)成傳動配合;所述驅(qū)動軸(4a)與軸孔(6d)的橫截面為非圓形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:所述固定座(7)上還設(shè)置有便于驅(qū)動電機(4)驅(qū)動導(dǎo)流部件(6)前進或后退的限位開關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運行工況可調(diào)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(shè)置在栗殼(2)上，且固定座(7)的外側(cè)均布有導(dǎo)葉(7c);所述噴嘴(5)與所述導(dǎo)流部件(6)之間構(gòu)成出水流道(5a)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:所述栗殼(2)中設(shè)置有用于安裝栗軸(9)的支承座(Ia)，所述栗殼內(nèi)壁與支承座(Ia)之間構(gòu)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(shè)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(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求2?6任一項所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:所述導(dǎo)流部件(6)包括與固定座(7)相連的聯(lián)接段(6a)，還包括與聯(lián)接段(6a)相連的導(dǎo)流段(6b);所述導(dǎo)流段(6b)呈圓錐狀，導(dǎo)流段(6b)的錐頂部(6bl)設(shè)置為朝向栗出口一側(cè)，且錐頂部(6bl)與栗軸(9)同軸設(shè)置;導(dǎo)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(cè)彎曲的內(nèi)凹狀。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:設(shè)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(jù)權(quán)利要求8所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:所述導(dǎo)流段(6b)還包括設(shè)置在錐底部(6b2)與聯(lián)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(jù)權(quán)利要求3所述的運行工況可調(diào)式噴水推進栗，其特征在于:所述導(dǎo)流部件(6)的遠(yuǎn)離錐頂部(6bl)的一側(cè)開設(shè)有階梯狀孔，此階梯狀孔分為兩段，即靠近開口側(cè)的直徑較大的安裝孔(6c)，以及處于導(dǎo)流部件內(nèi)側(cè)的直徑較小的軸孔(6d)，所述安裝孔(6c)的孔直徑與驅(qū)動電機(4)的外側(cè)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(fā)明人】燕浩, 李躍
【申請人】合肥艾德穩(wěn)科技有限責(zé)任公司