一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构的制作方法

：本发明专利属于船用螺旋桨领域，具体涉及的一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构，可以提高消除漏流，增强叶片强度，延长运转周期，方便检修。无轴泵喷推进就是取消了传统驱动轴，将螺旋桨叶片安装在环状导管(罩子)内侧，将动力装置集成在潜艇外部的环状导管内部，由电机带动整个环状导管内部桨叶一起旋转，从根本上杜绝了驱动轴这个最大潜艇的噪音源。无轴泵推的优势：第一、根据试验数据，同等体积的无轴泵推和传统的七叶大侧斜桨相比，推进效率高出20％左右，但是整体噪音却要小15分贝以上，对于以噪音大小判断先进程度的潜艇来说，这简直就是划时代的进步。第二、无轴泵推将电机集成在潜艇外部的环形导管(罩子)内部，有效节省了潜艇内部空间，不仅能够让潜艇装载更多的导弹鱼雷，还能改善艇员的生活环境，而这些都是战斗力。所谓的无轴，其实就是把螺旋桨的轴取消，将叶片直接固定在导流管内侧，取消了中心高速旋转的轴，叶片布置在导流管内部之后，从中心驱动的方式变为四周驱动。其实就是将电机做成空心转子，螺旋桨外面加个罩子(环状导管)，以屏蔽螺旋桨(转子)旋转产生的噪声，并通过定子和导管改善进流条件，使流场更均匀、流速更快，从而提高推进效率。电动机不是安装到潜艇的中心轴线，而是布置在环状导管内，不需要中心驱动轴，螺旋桨(转子)也不再是一体式的，而是由多个单独的叶片组成，从中心驱动变成了四周驱动，所以叫无轴泵喷。无轴泵喷推进技术要得到实际应用，还要解决几个难点问题：潜艇动力系统的综合全电推进技术。因为无轴泵喷的转子叶轮是使用电机驱动，要进行热能或化学能-电能-机械能的转换，功率损失较大，所以需要综合电力控制技术对艇上的电能进行更精确、更有效率的分配。驱动电机的体积和功率。无轴泵喷的核心就是安装在环状导管内的驱动电机，为降低阻力和流体噪声，环状导管和桨叶的剖面被设计成机翼形状，而且都不能太厚，这就限制了驱动电机的尺寸，也限制了无轴泵喷推进器的推力。所以必须研制出体积更小，功率更大的驱动电机，才能让潜艇真正用上无轴泵喷推进器。一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构，就是要解决桨叶中心漏流问题；提高桨叶承载能力；改变轴承安装位置，延长轴承运转周期；可以解决直径更大、功耗更低的无轴泵喷设备。

背景技术：

0、技术背景

1、一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构

技术实现思路

1、本发明专利涉及一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构。其特征在于借鉴原电机、桨叶安装在环状导管内的特点，主要由：导流筒两端的导流罩(1)、导流筒(2)、电机定子(3)、电机转子(4)、螺旋桨叶(5)、轴承座支架(6)、中心导流罩(7)、轴承座(8)、中心轴(9)等零部件组成。新增加的中心轴用于各螺旋桨叶(5)的固定，螺旋桨叶(5)由原来的悬臂结构改为简支梁结构，提高螺旋桨叶(5)四倍的承载能力，同直径的无轴泵喷的桨叶可以减薄厚度和重量60％，有利于制造出更大直径的无轴泵喷设备。

2、新增加的中心轴不传递扭矩，主要支撑转子的重量，轴的两端是轴承座(8)和中心导流罩(7)，防止中心漏流，轴承座直径可以选用桨叶直径10～12％尺寸，延长运转周期。

3、螺旋桨叶(5)数量要根据无轴泵喷的直径增大可选取9片。

4、螺旋桨叶(5)的基本几何形状采用螺旋面桨型或扭曲桨型，方便数控机床加工；桨叶截面根据桨叶的长度选取，长度短的可以用模具压制，桨叶长的可参照飞机机翼的变截面形状。

5、转子两端的轴承座支架(6)、轴承座(8)，用来支撑电机转子(4)的重量，并与电机定子(3)保持同心，这样轴承座的尺寸可以比原结构的轴承座缩小90％，轴承直径的尺寸小了，线速度低了，运转周期可以成倍延长。

6、长期在海水中浸泡的轴承需要考虑耐腐蚀问题，除了在轴承座与海水接触处设计密封结构外，可以选用陶瓷轴承解决轴承腐蚀问题。

7、导流筒两端的导流罩(1)，和轴承座两端增加中心导流罩(7)，以降低水阻，防止中心部位漏流。

8、解决桨叶承载能力，扩大转子直径范围：7.87英尺～14.43英尺(2.400mm～4,400mm)，配装相应功率、转速的电机，就可以超过德国百年企业福伊特(voith)建造的，用于丹麦近海自升式海上船舶的，横向推进器直径7.5英尺(2，28.6mm)的，当今世界上最大的记录。

9、轴的两端是轴承座(8)用的轴承，其特征在于长期在海水中浸泡的轴承需要考虑耐腐蚀问题，除了在轴承座与海水接触处设计密封结构外，可以选用陶瓷轴承解决轴承腐蚀问题。

技术特征：

1.本发明专利涉及一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构。其特征在于：其特征在于：导流筒两端的导流罩(1)、导流筒(2)、电机定子(3)、电机转子(4)、螺旋桨叶(5)、轴承座支架(6)、中心导流罩(7)、轴承座(8)、中心轴(9)等零部件组成。

2.根据权利要求1所述的一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构，其特征在于新增加的中心轴(9)不传递扭矩，主要支撑电机转子(4)的重量，并与电机定子(3)保持同心，轴的两端是轴承座(8)和中心导流罩(7)，防止中心漏流，轴承座直径可以选用桨叶直径10～12％尺寸，线速度低了，运转周期可以成倍延长。

3.根据权利要求1所述的一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构，其特征在于螺旋桨叶(5)数量根据无轴泵喷的转子直径增大可选取9片。

4.根据权利要求1所述的一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构，其特征在于螺旋桨叶(5)的基本几何形状采用螺旋面桨型或扭曲桨型，方便数控机床加工；桨叶截面根据桨叶的长度选取，长度短的可以用模具压制，桨叶长的可参照飞机机翼的变截面形状。

5.根据权利要求1所述的一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构，其特征在于导流筒两端的导流罩(1)，和轴承座两端增加中心导流罩(7)，以降低水阻，防止中心部位漏流。

6.根据权利要求1所述的一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构，其特征在于解决桨叶承载能力，扩大转子直径范围，7.87英尺～14.43英尺(2,400mm～4,400mm)，配装相应功率、转速的电机(见下表)，就可以超过德国百年企业福伊特(voith)建造的，用于丹麦近海自升式海上船舶的，横向推进器直径7.5英尺(2,28.6mm)的，当今世界上最大的记录。

7.根据权利要求2所述轴的两端是轴承座(8)用的轴承，其特征在于长期在海水中浸泡的轴承需要考虑耐腐蚀问题，除了在轴承座与海水接触处设计密封结构外，可以选用陶瓷轴承解决轴承腐蚀问题。

技术总结本发明专利涉及一种提高无轴泵喷桨叶强度、延长运转周期的新结构。其特征在于：导流筒两端的导流罩(1)、导流筒(2)、电机定子(3)、电机转子(4)、螺旋桨叶(5)、轴承座支架(6)、中心导流罩(7)、轴承座(8)、中心轴(9)等零部件组成。新增加的中心轴(9)用于各螺旋桨叶(5)中心部位的固定。螺旋桨叶(5)由原来的悬臂结构改为简支梁结构，提高螺旋桨叶(5)承载能力的四倍，同直径的无轴泵喷的桨叶可以减薄厚度和重量60％，有利于制造出更大直径的无轴泵喷设备。中心轴(9)不传递扭矩，主要支撑转子的重量，防止中心漏流，缩小轴承直径80～90％的尺寸，延长运转周期。技术研发人员：李彬,孟明,孟阗受保护的技术使用者：海南海派克工程技术咨询有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12