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CN111891324A - 一种新型喷水推进泵装置结构及其运行方法 - Google Patents

一种新型喷水推进泵装置结构及其运行方法 Download PDF

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CN111891324A CN202010781107.XA CN202010781107A CN111891324A CN 111891324 A CN111891324 A CN 111891324A CN 202010781107 A CN202010781107 A CN 202010781107A CN 111891324 A CN111891324 A CN 111891324A
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motor
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吴金鑫
成立
杨子越
陈雄欢
罗灿
贾轩闻
王川
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Yangzhou University
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Abstract

本发明涉及一种新型喷水推进泵装置结构及其运行方法，包括安装在舰艇尾部的喷水推进泵装置；喷水推进泵装置包括第一喷水推进泵装置、第二喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置，第二喷水推进泵装置置于第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置之间。第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置均为反向双喷口喷水推进泵装置，第二喷水推进泵装置为单喷口喷水推进泵装置。本发明通过改变传统的喷水推进泵装置的结构方式，利用阀门的启闭与电机转速的调节来改变各个喷口喷出的流量大小，得到大小、方向各不相同的推力，从而合成想要的推力方向实现舰艇的正航增速、倒航与转向。

Description

一种新型喷水推进泵装置结构及其运行方法
技术领域
本发明涉及一种新型喷水推进泵装置结构及其运行方法，属于船舶工程领域。
背景技术
现有的喷水推进船舶几乎都是利用喷水推进泵装置的操舵倒车装置实现船体的倒车和转弯，而倒车装置的质量一般会很重，使得船体的排水量大大增加，同时，一个喷水推进泵装置所能提供的推力是有限的，这对于大型舰艇的正航、倒航、转弯皆是不利的。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有问题，提供一种新型喷水推进泵装置结构及其运行方法。
本发明的目的是这样实现的，一种新型喷水推进泵装置结构，包括安装在舰艇尾部的喷水推进泵装置；其特征是，所述喷水推进泵装置包括第一喷水推进泵装置、第二喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置，第二喷水推进泵装置置于第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置之间；
所述第一喷水推进泵装置包括第一电机、第一喷水推进泵泵体，第一喷水推进泵泵体的一端设有第一进水管，另一端设有第一出水管，第一出水管上的出水端设有第一喷口，第一进水管、第一喷水推进泵泵体、第一出水管、第一喷口依次贯通，第一电机的动力输出轴延伸于第一喷水推进泵泵体内，且第一电机的动力输出轴置于第一喷水推进泵泵体内的一端固定有第一叶轮，第一叶轮上设有若干第一导叶片；所述第一出水管上设有第一阀门、第一喷管，第一喷管与第一出水管贯通，且第一喷管与第一出水管贯通处位于第一阀门、第一喷水推进泵泵体之间的第一出水管上，第一喷管一端与第一出水管贯通，另一端开口，且开口方向与第一出水管出口方向成150°夹角，且第一喷管上安装有第二阀门；
所述第二喷水推进泵装置包括第二电机、第二喷水推进泵泵体，第二喷水推进泵泵体的一端设有第二进水管，另一端设有第二出水管，第二出水管上的出水端设有第二喷口，第二进水管、第二喷水推进泵泵体、第二出水管、第二喷口依次贯通，第二电机的动力输出轴延伸于第二喷水推进泵泵体内，且第二电机的动力输出轴置于第二喷水推进泵泵体内的一端固定有第二叶轮，第二叶轮上设有若干第二导叶片；
所述第三喷水推进泵装置包括第三电机、第三喷水推进泵泵体，第三喷水推进泵泵体的一端设有第三进水管，另一端设有第三出水管，第三出水管上的出水端设有第三喷口，第三进水管、第三喷水推进泵泵体、第三出水管、第三喷口依次贯通，第三电机的动力输出轴延伸于第三喷水推进泵泵体内，且第三电机的动力输出轴置于第三喷水推进泵泵体内的一端固定有第三叶轮，第三叶轮上设有若干第三导叶片；所述第三出水管上设有第三阀门、第二喷管，第二喷管与第三出水管贯通，且第二喷管与第三出水管贯通处位于第三阀门、第三喷水推进泵泵体之间的第三出水管上，第二喷管一端与第三出水管贯通，另一端开口，且开口方向与第三出水管出口方向成150°夹角，且第二喷管上安装有第四阀门。
所述第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置与舰艇中心轴呈30°角安置。
所述第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置均为反向双喷口喷水推进泵装置，所述第二喷水推进泵装置为单喷口喷水推进泵装置。
所述第二喷口的径向方向沿第二喷水推进泵装置方向，第一喷管、第二喷管的径向方向沿船体轴线方向。
一种新型喷水推进泵装置结构运行方法，其特征是，正航时，关闭第二阀门和第四阀门，开启第一阀门和第三阀门，启动第一电机、第三电机，第一电机和第三电机的转速相同, 第一电机的动力输出轴转动带动第一叶轮、第一导叶片转动，第三电机的动力输出轴转动带动第三叶轮、第三导叶片转动；此时，水流不断从第一喷水推进泵装置的第一进水管流入并依次经第一喷水推进泵泵体、第一出水管、第一喷口喷出，水流不断从第三喷水推进泵装置的第三进水管流入并依次经第三喷水推进泵泵体、第三出水管、第三喷口喷出，实现舰艇正航；
舰艇正航时，也可以启动第二电机，第二电机的动力输出轴转动带动第二叶轮、第二导叶片转动，水流不断从第二喷水推进泵装置的第二进水管流入并依次经第二喷水推进泵泵体、第二出水管、第二喷口喷出；
倒航时，只开启第二阀门和第四阀门，关闭第一阀门和第三阀门，同时也关闭第二喷水推进泵装置的第二电机；启动第一电机、第三电机，第一电机和第三电机的转速相同，第一电机的动力输出轴转动带动第一叶轮、第一导叶片转动，第三电机的动力输出轴转动带动第三叶轮、第三导叶片转动；此时，水流不断从第一喷水推进泵装置的第一进水管流入并依次经第一喷水推进泵泵体、第一出水管、第一喷管喷出，水流不断从第三喷水推进泵装置的第三进水管流入并依次经第三喷水推进泵泵体、第三出水管、第二喷管喷出，实现舰艇倒航；
左转时，关闭第二阀门和第四阀门，同时关闭第二电机，开启第一阀门和第三阀门，调节第一电机、第三电机，第一电机的转速小，第三电机的转速大，即可实现左转向；
右转时，关闭第二阀门和第四阀门，同时关闭第二电机，开启第一阀门和第三阀门，调节第一电机、第三电机，第一电机的转速大，第三电机的转速小，即可实现右转向。
本发明结构合理、方法先进科学，通过本发明，要解决的技术问题为：1如何在不安装倒车装置的情况下，实现船体的倒车与转弯。2如何针对大型舰艇设计出一种布局合理的喷水推进泵装置，增大推力，实现舰艇的高速航行。本发明的核心目的在于针对上述问题，设计了一种新型喷水推进泵装置结构及运行方法。
本发明中，包括安装在舰艇尾部的喷水推进泵装置，喷水推进泵装置包括第一喷水推进泵装置、第二喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置，第二喷水推进泵装置置于第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置之间；位于舰艇尾部中间的第二喷水推进泵装置采用单喷口喷水推进泵装置，位于舰艇尾部两侧的第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置采用反向双喷口喷水推进泵装置，两侧的第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置与舰艇中心轴呈30°角安置。
第二喷水推进泵装置的第二喷口的径向方向沿泵轴方向，第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置的第一喷口、第三喷口的径向方向沿船体轴线方向向前。第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门采用球阀，利用左右两侧的反向双喷口的上方阀门控制喷口的启闭，调节两侧各自的电机转速实现各个喷口喷出流量的大小，从而根据两侧推力大小与方向的不同实现舰艇的正航增速、快速倒车与转弯。
正航时，关闭第二阀门和第四阀门，开启第一阀门和第三阀门，同时必须保证左右两侧的喷水推进泵装置的第一电机和第三电机的转速相同，以保证船体左右装置提供的推力大小相等，方向沿船轴线对称，合推力方向沿船舶行驶方向。
倒航时，关闭第一阀门和第三阀门，同时关闭第二电机，开启第二阀门和第四阀门，同样也要求左右两侧的喷水推进泵装置的第一电机和第三电机的转速相同，以保证倒航时的方向不偏离航线。左转时，关闭第二阀门和第四阀门，同时关闭第二电机，开启第一阀门和第三阀门，调节第一电机、第三电机，第一电机的转速小，第三电机的转速大，即可实现不同程度的转向。右转的情况与之相反。
有益效果：
本发明通过改变传统的喷水推进泵装置的结构方式，利用阀门的启闭与电机转速的调节来改变各个喷口喷出的流量大小，得到大小、方向各不相同的推力，从而合成想要的推力方向实现舰艇的正航增速、倒航与转向。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中第一喷水推进泵装置、第二喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置的结构示意图。
图中：1第一阀门、2第二阀门、3第三阀门、4第四阀门、5第一电机、6第二电机、7第三电机、8-1第一出水管、8-2第二出水管、8-3第三出水管、9-1第一喷管、9-2第二喷管。
具体实施方式
下面结合附图以及附图说明，对本发明做进一步说明。
一种新型喷水推进泵装置结构，包括安装在舰艇尾部的喷水推进泵装置；所述喷水推进泵装置包括第一喷水推进泵装置、第二喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置，第二喷水推进泵装置置于第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置之间。
所述第一喷水推进泵装置包括第一电机5、第一喷水推进泵泵体，第一喷水推进泵泵体的一端设有第一进水管，另一端设有第一出水管8-1，第一出水管8-1上的出水端设有第一喷口，第一进水管、第一喷水推进泵泵体、第一出水管8-1、第一喷口依次贯通，第一电机5的动力输出轴延伸于第一喷水推进泵泵体内，且第一电机5的动力输出轴置于第一喷水推进泵泵体内的一端固定有第一叶轮，第一叶轮上设有若干第一导叶片；第一出水管8-1上设有第一阀门1、第一喷管9-1，第一喷管9-1与第一出水管8-1贯通，且第一喷管9-1与第一出水管8-1贯通处位于第一阀门1、第一喷水推进泵泵体之间的第一出水管8-1上，第一喷管9-1一端与第一出水管8-1贯通，另一端开口，且开口方向与第一出水管8-1出口方向成150°夹角，且第一喷管9-1上安装有第二阀门2。
第二喷水推进泵装置包括第二电机6、第二喷水推进泵泵体，第二喷水推进泵泵体的一端设有第二进水管，另一端设有第二出水管8-2，第二出水管8-2上的出水端设有第二喷口，第二进水管、第二喷水推进泵泵体、第二出水管8-2、第二喷口依次贯通，第二电机6的动力输出轴延伸于第二喷水推进泵泵体内，且第二电机6的动力输出轴置于第二喷水推进泵泵体内的一端固定有第二叶轮，第二叶轮上设有若干第二导叶片。
第三喷水推进泵装置包括第三电机7、第三喷水推进泵泵体，第三喷水推进泵泵体的一端设有第三进水管，另一端设有第三出水管8-3，第三出水管8-3上的出水端设有第三喷口，第三进水管、第三喷水推进泵泵体、第三出水管8-3、第三喷口依次贯通，第三电机7的动力输出轴延伸于第三喷水推进泵泵体内，且第三电机7的动力输出轴置于第三喷水推进泵泵体内的一端固定有第三叶轮，第三叶轮上设有若干第三导叶片；所述第三出水管（8-3）上设有第三阀门3、第二喷管9-2，第二喷管9-2与第三出水管8-3贯通，且第二喷管9-2与第三出水管8-3贯通处位于第三阀门3、第三喷水推进泵泵体之间的第三出水管8-3上，第二喷管9-2一端与第三出水管8-3贯通，另一端开口，且开口方向与第三出水管8-2出口方向成150°夹角，且第二喷管9-2上安装有第四阀门4。
进一步的，第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置与舰艇中心轴呈30°角安置。第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置均为反向双喷口喷水推进泵装置，所述第二喷水推进泵装置为单喷口喷水推进泵装置。第二喷口的径向方向沿第二喷水推进泵装置方向，第一喷管9-1、第二喷管9-2的径向方向沿船体轴线方向。
一种新型喷水推进泵装置结构运行方法，正航时，关闭第二阀门2和第四阀门4，开启第一阀门1和第三阀门3，启动第一电机5、第三电机7，第一电机5和第三电机7的转速相同, 第一电机5的动力输出轴转动带动第一叶轮、第一导叶片转动，第三电机7的动力输出轴转动带动第三叶轮、第三导叶片转动；此时，水流不断从第一喷水推进泵装置的第一进水管流入并依次经第一喷水推进泵泵体、第一出水管8-1、第一喷口喷出，水流不断从第三喷水推进泵装置的第三进水管流入并依次经第三喷水推进泵泵体、第三出水管8-1、第三喷口喷出，实现舰艇正航；
舰艇正航时，也可以启动第二电机6，第二电机6的动力输出轴转动带动第二叶轮、第二导叶片转动，水流不断从第二喷水推进泵装置的第二进水管流入并依次经第二喷水推进泵泵体、第二出水管8-2、第二喷口喷出；
倒航时，只开启第二阀门2和第四阀门4，关闭第一阀门1和第三阀门3，同时也关闭第二喷水推进泵装置的第二电机6；启动第一电机5、第三电机7，第一电机5和第三电机7的转速相同，第一电机5的动力输出轴转动带动第一叶轮、第一导叶片转动，第三电机7的动力输出轴转动带动第三叶轮、第三导叶片转动；此时，水流不断从第一喷水推进泵装置的第一进水管流入并依次经第一喷水推进泵泵体、第一出水管8-1、第一喷管9-1喷出，水流不断从第三喷水推进泵装置的第三进水管流入并依次经第三喷水推进泵泵体、第三出水管8-3、第二喷管9-2喷出，实现舰艇倒航；
左转时，关闭第二阀门2和第四阀门4，同时关闭第二电机6，开启第一阀门1和第三阀门3，调节第一电机5、第三电机7，第一电机5的转速小，第三电机7的转速大，即可实现左转向；
右转时，关闭第二阀门2和第四阀门4，同时关闭第二电机6，开启第一阀门1和第三阀门3，调节第一电机5、第三电机7，第一电机5的转速大，第三电机7的转速小，即可实现右转向。
转向时，通过启闭各个第一电机5、第二阀门2、第三阀门3和第四阀门4和改变各个第一电机5、第二电机6、第三电机7的转速，控制合推力的大小和方向，进而实现转速的目的。

Claims (5)

1.一种新型喷水推进泵装置结构，包括安装在舰艇尾部的喷水推进泵装置；其特征是，所述喷水推进泵装置包括第一喷水推进泵装置、第二喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置，第二喷水推进泵装置置于第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置之间；
所述第一喷水推进泵装置包括第一电机（5）、第一喷水推进泵泵体，第一喷水推进泵泵体的一端设有第一进水管，另一端设有第一出水管（8-1），第一出水管（8-1）上的出水端设有第一喷口，第一进水管、第一喷水推进泵泵体、第一出水管（8-1）、第一喷口依次贯通，第一电机（5）的动力输出轴延伸于第一喷水推进泵泵体内，且第一电机（5）的动力输出轴置于第一喷水推进泵泵体内的一端固定有第一叶轮，第一叶轮上设有若干第一导叶片；所述第一出水管（8-1）上设有第一阀门（1）、第一喷管（9-1），第一喷管（9-1）与第一出水管（8-1）贯通，且第一喷管（9-1）与第一出水管（8-1）贯通处位于第一阀门（1）、第一喷水推进泵泵体之间的第一出水管（8-1）上，第一喷管（9-1）一端与第一出水管（8-1）贯通，另一端开口，且开口方向与第一出水管（8-1）出口方向成150°夹角，且第一喷管（9-1）上安装有第二阀门（2）；
所述第二喷水推进泵装置包括第二电机（6）、第二喷水推进泵泵体，第二喷水推进泵泵体的一端设有第二进水管，另一端设有第二出水管（8-2），第二出水管（8-2）上的出水端设有第二喷口，第二进水管、第二喷水推进泵泵体、第二出水管（8-2）、第二喷口依次贯通，第二电机（6）的动力输出轴延伸于第二喷水推进泵泵体内，且第二电机（6）的动力输出轴置于第二喷水推进泵泵体内的一端固定有第二叶轮，第二叶轮上设有若干第二导叶片；
所述第三喷水推进泵装置包括第三电机（7）、第三喷水推进泵泵体，第三喷水推进泵泵体的一端设有第三进水管，另一端设有第三出水管（8-3），第三出水管（8-3）上的出水端设有第三喷口，第三进水管、第三喷水推进泵泵体、第三出水管（8-3）、第三喷口依次贯通，第三电机（7）的动力输出轴延伸于第三喷水推进泵泵体内，且第三电机（7）的动力输出轴置于第三喷水推进泵泵体内的一端固定有第三叶轮，第三叶轮上设有若干第三导叶片；所述第三出水管（8-3）上设有第三阀门（3）、第二喷管（9-2），第二喷管（9-2）与第三出水管（8-3）贯通，且第二喷管（9-2）与第三出水管（8-3）贯通处位于第三阀门（3）、第三喷水推进泵泵体之间的第三出水管（8-3）上，第二喷管（9-2）一端与第三出水管（8-3）贯通，另一端开口，且开口方向与第三出水管（8-3）出口方向成150°夹角，且第二喷管（9-2）上安装有第四阀门（4）。
2.根据权利要求1所述的一种新型喷水推进泵装置结构，其特征是，所述第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置与舰艇中心轴呈30°角安置。
3.根据权利要求1所述的一种新型喷水推进泵装置结构，其特征是，所述第一喷水推进泵装置、第三喷水推进泵装置均为反向双喷口喷水推进泵装置，所述第二喷水推进泵装置为单喷口喷水推进泵装置。
4.根据权利要求1所述的一种新型喷水推进泵装置结构，其特征是，所述第二喷口的径向方向沿第二喷水推进泵装置方向，第一喷管（9-1）、第二喷管（9-2）的径向方向沿船体轴线方向。
5.利用权利要求1-4任意一项权利要求所述的一种新型喷水推进泵装置结构运行方法，其特征是，正航时，关闭第二阀门（2）和第四阀门（4），开启第一阀门（1）和第三阀门（3），启动第一电机（5）、第三电机（7），第一电机（5）和第三电机（7）的转速相同,第一电机（5）的动力输出轴转动带动第一叶轮、第一导叶片转动，第三电机（7）的动力输出轴转动带动第三叶轮、第三导叶片转动；此时，水流不断从第一喷水推进泵装置的第一进水管流入并依次经第一喷水推进泵泵体、第一出水管（8-1）、第一喷口喷出，水流不断从第三喷水推进泵装置的第三进水管流入并依次经第三喷水推进泵泵体、第三出水管（8-1）、第三喷口喷出，实现舰艇正航；
舰艇正航时，也可以启动第二电机（6），第二电机（6）的动力输出轴转动带动第二叶轮、第二导叶片转动，水流不断从第二喷水推进泵装置的第二进水管流入并依次经第二喷水推进泵泵体、第二出水管（8-2）、第二喷口喷出；
倒航时，只开启第二阀门（2）和第四阀门（4），关闭第一阀门（1）和第三阀门（3），同时也关闭第二喷水推进泵装置的第二电机（6）；启动第一电机（5）、第三电机（7），第一电机（5）和第三电机（7）的转速相同，第一电机（5）的动力输出轴转动带动第一叶轮、第一导叶片转动，第三电机（7）的动力输出轴转动带动第三叶轮、第三导叶片转动；此时，水流不断从第一喷水推进泵装置的第一进水管流入并依次经第一喷水推进泵泵体、第一出水管（8-1）、第一喷管（9-1）喷出，水流不断从第三喷水推进泵装置的第三进水管流入并依次经第三喷水推进泵泵体、第三出水管（8-3）、第二喷管（9-2）喷出，实现舰艇倒航；
左转时，关闭第二阀门（2）和第四阀门（4），同时关闭第二电机（6），开启第一阀门（1）和第三阀门（3），调节第一电机（5）、第三电机（7），第一电机（5）的转速小，第三电机（7）的转速大，即可实现左转向；
右转时，关闭第二阀门（2）和第四阀门（4），同时关闭第二电机（6），开启第一阀门（1）和第三阀门（3），调节第一电机（5）、第三电机（7），第一电机（5）的转速大，第三电机（7）的转速小，即可实现右转向。
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