本發(fā)明涉及船舶推進(jìn)泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船用電磁無軸緣輪噴水泵。

背景技術(shù)：

隨著船舶推進(jìn)裝置性能的要求越來越高，傳統(tǒng)的軸式驅(qū)動器部件多，船艙占用空間大、能量損耗大、軸系振動和噪聲控制困難。尤其是船艇、潛艇等緊湊型船舶，其船艙空間有限，同時要求機(jī)動性高、軸系穩(wěn)定可靠等。而噴水泵具有回轉(zhuǎn)半徑小，船舶艙內(nèi)噪聲和振動低，以及結(jié)構(gòu)簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，噴水泵在潛艇、游艇等緊湊型船舶上得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的噴水泵多采用泵軸驅(qū)動形式，泵軸在轉(zhuǎn)動時，仍然不可避免的產(chǎn)生振動和噪音。同時，由于槳葉是固定在泵軸的軸轂上，軸轂的中心軸線與泵體中心軸線重合，一旦有異物被進(jìn)入泵體，打彎槳葉或者泵軸，都會引起高速旋轉(zhuǎn)的槳葉撞擊泵體內(nèi)腔，造成槳葉甚至船體的損壞，使得艦船完全喪失動力。

目前無軸緣輪螺旋槳裝置還未應(yīng)用到噴水泵上，對于已公開的一些無軸緣輪螺旋槳裝置都是采用吊艙形式，懸掛在船舶尾部。公開號cn104326073a公開了一種船用永磁電機(jī)泵螺旋槳，這種推進(jìn)裝置將電機(jī)定子設(shè)置在圓柱形殼體內(nèi)，螺旋槳槳葉與電機(jī)轉(zhuǎn)子相連后安裝在殼體中空部位，電機(jī)通電后帶動槳葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力。該裝置是安裝在船尾，并沒有與噴水泵相結(jié)合，未能充分利用噴水泵的優(yōu)點(diǎn)。而傳統(tǒng)噴水泵多采用泵軸驅(qū)動形式，公開號cn102285441a描述了噴水推進(jìn)泵的一般結(jié)構(gòu)：包括泵體，泵體由圓筒狀中間段和分置于其兩端的與其固接的噴口段和進(jìn)流段組成，泵內(nèi)內(nèi)置與泵體同軸設(shè)置的泵軸，依靠泵軸轉(zhuǎn)動帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，起到抽吸、噴出流體作用，產(chǎn)生推力。cn203604267公開了一種噴繪推進(jìn)泵，其轉(zhuǎn)動葉輪固定在泵軸上，以葉輪為界將推進(jìn)泵劃分為聯(lián)通泵體進(jìn)水口的進(jìn)水區(qū)和用于出水的出水區(qū)，進(jìn)一步整合泵內(nèi)流道，以達(dá)到優(yōu)化泵內(nèi)流場，提高推進(jìn)效率的目的。但是其固有的泵軸決定了其泵內(nèi)流場受到嚴(yán)重擾亂，推進(jìn)效率難以得到大幅度提升，且水草等雜物容易纏繞甚至打壞泵軸及槳葉，安全性差。中國實用新型專利cn200992297y，提出了一種船舶噴水推進(jìn)系統(tǒng)的雜物清除裝置，使用可拆卸格柵來阻擋雜物，操作人員可以在船體內(nèi)打開格柵。但是在航行中，尤其是螺旋槳還在運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，打開格柵是很危險的。而且一旦格柵部件出現(xiàn)掉落等意外，容易被吸進(jìn)螺旋槳，并打壞螺旋槳，影響船舶安全。

上述公開專利針對噴水泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了優(yōu)化，卻一直未從根本上解決水草纏繞、打壞泵軸、槳葉這幾個根本問題。有專利公開了電磁無軸輪緣螺旋槳泵，但又由于防護(hù)、密封、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等原因，一直未在噴水泵上得以應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中占用空間大、能量損耗大、軸系振動和噪聲控制困難的缺陷，提供一種船用電磁無軸緣輪噴水泵。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種船用電磁無軸緣輪噴水泵，包括：噴水泵、定子部件、轉(zhuǎn)子部件和軸承組件；其中，噴水泵包括殼體和設(shè)置在殼體兩端的出水口和進(jìn)水口；定子部件和轉(zhuǎn)子部件設(shè)置在殼體上靠近出水口的位置；定子部件為環(huán)形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子部件設(shè)置在定子部件的環(huán)內(nèi)，定子部件和轉(zhuǎn)子部件之間通過軸承組件相互連接；定子部件內(nèi)部設(shè)置有電機(jī)線圈繞組，轉(zhuǎn)子部件內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)子環(huán)、永磁鐵和槳葉；定子部件內(nèi)部的電機(jī)線圈繞組通電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，永磁鐵在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下帶動轉(zhuǎn)子環(huán)轉(zhuǎn)動，槳葉與轉(zhuǎn)子環(huán)相連轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生推力，推動船舶前進(jìn)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的定子部件包括定子鐵芯環(huán)、電機(jī)線圈繞組、固定外板和定子不銹鋼防護(hù)層；定子鐵芯環(huán)的外壁固定在固定外板上，固定外板與船體固定連接；定子鐵芯環(huán)內(nèi)部設(shè)置有中空的腔室，電機(jī)線圈繞組設(shè)置在該腔室中；定子不銹鋼保護(hù)層通過黏貼的方式固定設(shè)置在定子鐵芯環(huán)的內(nèi)壁上。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子部件包括轉(zhuǎn)子環(huán)、永磁鐵、轉(zhuǎn)子環(huán)不銹鋼保護(hù)層、槳葉板和槳葉；轉(zhuǎn)子環(huán)的外壁內(nèi)部設(shè)置有橢圓槽，永磁體設(shè)置在該橢圓槽內(nèi)；轉(zhuǎn)子環(huán)不銹鋼保護(hù)層通過黏貼的方式固定設(shè)置在轉(zhuǎn)子環(huán)的外壁上；槳葉的葉梢指向轉(zhuǎn)子環(huán)的圓心方向，其葉根焊接在槳葉板上，每個槳葉板均通過多個螺栓與轉(zhuǎn)子環(huán)的內(nèi)壁固定連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子環(huán)不銹鋼保護(hù)層和定子不銹鋼保護(hù)層之間設(shè)置有間隙，通電后，定子部件和轉(zhuǎn)子部件之間相互旋轉(zhuǎn)，定子部件和轉(zhuǎn)子部件之間在該間隙處形成動壓水膜，動壓水膜用于潤滑定子部件和轉(zhuǎn)子部件，且能冷卻電機(jī)線圈繞組。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的定子部件和轉(zhuǎn)子部件的兩端分別設(shè)置有前蓋板和后蓋板。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的軸承組件包括后推力軸承、后壓力承載件、前推力軸承和前壓力承載件；后推力軸承通過螺栓與后蓋板相連，前推力軸承通過螺栓與前蓋板相連；后壓力承載件和前壓力承載件通過螺栓與轉(zhuǎn)子環(huán)相連。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的殼體一端為水平設(shè)置，另一端彎曲設(shè)置；出水口設(shè)置在水平端，進(jìn)水口設(shè)置在彎曲端，進(jìn)水口的截面為矩形；進(jìn)水口上設(shè)置有進(jìn)口固定格柵。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的槳葉設(shè)置有4片，槳葉與轉(zhuǎn)子環(huán)內(nèi)壁連接部位設(shè)置有過度倒角，槳葉的剖面為翼型剖面。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明的船用電磁無軸緣輪噴水泵，首次在噴水泵上采用了無軸緣輪螺旋槳裝置，用無軸緣輪螺旋槳取代了傳統(tǒng)泵軸驅(qū)動形式，采用了槳葉可拆卸設(shè)計，并設(shè)計了詳細(xì)的防護(hù)、密封等裝置，在有效提高推進(jìn)效率的同時，極大地降低了水草等雜物纏繞甚至打壞泵軸的幾率，保證了艦船安全性；

1、現(xiàn)有噴水泵多采用泵軸驅(qū)動形式，槳葉固定在軸轂上。在淺水域或者雜物多的流域，水草等雜物容易進(jìn)入噴水泵，纏繞在軸轂和槳葉上，影響推進(jìn)效率。而本發(fā)明采用的無軸輪緣螺旋槳，不含軸系，大大減少了水草等雜物纏繞的可能性。

2、現(xiàn)有噴水泵多采用格柵來阻擋水草等雜物，操作復(fù)雜，其部件損壞掉落容易打傷螺旋槳和軸，一旦軸被打彎或者打斷，或者高速旋轉(zhuǎn)的槳葉撞擊泵體內(nèi)腔，到會造成船舶喪失驅(qū)動力。本發(fā)明采用的無軸輪緣螺旋槳，其槳葉分別固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)壁。在遇到外來雜物打傷某個槳葉時，其他槳葉仍可進(jìn)行工作，安全可靠。

3、現(xiàn)有噴水泵多采用泵軸驅(qū)動形式，槳葉固定在軸轂上。其在轉(zhuǎn)動時由于軸系轉(zhuǎn)速較高，振動和噪聲嚴(yán)重，且軸轂的存在嚴(yán)重影響了噴水泵內(nèi)部的流場，影響其推進(jìn)效率。本發(fā)明采用采用的無軸輪緣螺旋槳，不含軸系，具有振動小，噪音低，推進(jìn)效率高等特點(diǎn)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例的船用電磁無軸輪緣噴水泵安裝圖；

圖2是本發(fā)明實施例的船用電磁無軸輪緣噴水泵徑向剖面圖；

圖3是本發(fā)明實施例的螺旋槳槳葉圖；

圖中：1-噴水泵；11-噴水泵出水口；12-噴水泵進(jìn)水口；13-噴水泵殼體；2-進(jìn)水口格柵；3-定子部件；31-定子鐵芯環(huán)；32-電機(jī)線圈繞組；33-固定外板；34-定子不銹鋼防護(hù)層；4-轉(zhuǎn)子部件；41-轉(zhuǎn)子環(huán)；42-永磁體；43-轉(zhuǎn)子不銹鋼防護(hù)層；44-槳葉板；45-槳葉；5-軸承組件；51-后推力軸承；52-后壓力承載件；53-前推力軸承；54-前壓力承載件；6-前蓋板；7-后蓋板。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明實施例的船用電磁無軸緣輪噴水泵，包括：噴水泵1、定子部件3、轉(zhuǎn)子部件4和軸承組件5；其中，噴水泵1包括殼體13和設(shè)置在殼體13兩端的出水口11和進(jìn)水口12；定子部件3和轉(zhuǎn)子部件4設(shè)置在殼體13上靠近出水口11的位置；定子部件3為環(huán)形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子部件4設(shè)置在定子部件3的環(huán)內(nèi)，定子部件3和轉(zhuǎn)子部件4之間通過軸承組件5相互連接；定子部件3內(nèi)部設(shè)置有電機(jī)線圈繞組32，轉(zhuǎn)子部件4內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)子環(huán)41、永磁鐵42和槳葉45；定子部件3內(nèi)部的電機(jī)線圈繞組32通電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，永磁鐵42在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下帶動轉(zhuǎn)子環(huán)41轉(zhuǎn)動，槳葉45與轉(zhuǎn)子環(huán)41相連轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生推力，推動船舶前進(jìn)。

定子部件3包括定子鐵芯環(huán)31、電機(jī)線圈繞組32、固定外板33和定子不銹鋼防護(hù)層34；定子鐵芯環(huán)31的外壁固定在固定外板33上，固定外板33與船體固定連接；定子鐵芯環(huán)31內(nèi)部設(shè)置有中空的腔室，電機(jī)線圈繞組32設(shè)置在該腔室中；定子不銹鋼保護(hù)層34通過黏貼的方式固定設(shè)置在定子鐵芯環(huán)31的內(nèi)壁上。

轉(zhuǎn)子部件4包括轉(zhuǎn)子環(huán)41、永磁鐵42、轉(zhuǎn)子環(huán)不銹鋼保護(hù)層43、槳葉板44和槳葉45；轉(zhuǎn)子環(huán)41的外壁內(nèi)部設(shè)置有橢圓槽，永磁體42設(shè)置在該橢圓槽內(nèi)；轉(zhuǎn)子環(huán)不銹鋼保護(hù)層43通過黏貼的方式固定設(shè)置在轉(zhuǎn)子環(huán)41的外壁上；槳葉45的葉梢指向轉(zhuǎn)子環(huán)41的圓心方向，其葉根焊接在槳葉板44上，每個槳葉板44均通過多個螺栓與轉(zhuǎn)子環(huán)41的內(nèi)壁固定連接。

轉(zhuǎn)子環(huán)不銹鋼保護(hù)層43和定子不銹鋼保護(hù)層34之間設(shè)置有間隙，通電后，定子部件3和轉(zhuǎn)子部件4之間相互旋轉(zhuǎn)，定子部件3和轉(zhuǎn)子部件4之間在該間隙處形成動壓水膜，動壓水膜用于潤滑定子部件3和轉(zhuǎn)子部件4，且能冷卻電機(jī)線圈繞組32。

定子部件3和轉(zhuǎn)子部件4的兩端分別設(shè)置有前蓋板6和后蓋板7。

軸承組件5包括后推力軸承51、后壓力承載件52、前推力軸承53和前壓力承載件54；后推力軸承51通過螺栓與后蓋板7相連，前推力軸承53通過螺栓與前蓋板6相連；后壓力承載件52和前壓力承載件54通過螺栓與轉(zhuǎn)子環(huán)41相連。

殼體13一端為水平設(shè)置，另一端彎曲設(shè)置；出水口11設(shè)置在水平端，進(jìn)水口12設(shè)置在彎曲端，進(jìn)水口11的截面為矩形；進(jìn)水口11上設(shè)置有進(jìn)口固定格柵2。

槳葉45設(shè)置有4片，槳葉45與轉(zhuǎn)子環(huán)41內(nèi)壁連接部位設(shè)置有過度倒角，槳葉45的剖面為naca翼型剖面。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中：船用電磁無軸輪緣噴水泵，主要由噴水泵1、進(jìn)口格柵2、定子部件3、轉(zhuǎn)子部件4、軸承組件5、前蓋板6、后蓋板7組成。

噴水泵1包含出噴水泵出水口11、噴水泵進(jìn)水口12、噴水泵殼體13，進(jìn)水口格柵2固定在噴水泵進(jìn)水口12處。

定子部件3包含定子鐵芯環(huán)31、線圈繞組32、定子不銹鋼防護(hù)層34，定子鐵芯環(huán)通過固定外板33固定在船體上，線圈繞組32纏繞在定子鐵芯環(huán)31上，定子鐵芯環(huán)31內(nèi)壁涂有定子不銹鋼防護(hù)層34。

轉(zhuǎn)子部件4包含轉(zhuǎn)子環(huán)41、永磁體42、轉(zhuǎn)子不銹鋼防護(hù)層43、槳葉板44、槳葉45，永磁體42鑲嵌在轉(zhuǎn)子環(huán)41的凹槽內(nèi)，槳葉45通過槳葉板44固定在轉(zhuǎn)子環(huán)41內(nèi)壁。轉(zhuǎn)子環(huán)41外壁涂有轉(zhuǎn)子不銹鋼防護(hù)層43，與定子不銹鋼防護(hù)層34相對，兩者間含有一定間隙，方便水流潤滑。

軸承組件5包含水潤滑后推力軸承51、后壓力承載件52、水潤滑前推力軸承53、前壓力承載件54，其中后壓力承載件52和前壓力承載件54主要起壓力承載的作用，分別固定在定子環(huán)41兩側(cè)；水潤滑后推力軸承51、水潤滑前推力軸承53分別與壓力承載件52、前壓力承載件54相對，起到支撐轉(zhuǎn)子部件和傳遞推力的作用。

工作時，定子上的線圈繞組32通電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子環(huán)41在磁場中受力旋轉(zhuǎn)，帶動槳葉45旋轉(zhuǎn)，將水流從進(jìn)水口吸入，出水口噴出形成壓力差，推動船舶前進(jìn)。同時水流被吸入水潤滑后推力軸承51與水潤滑前推力軸承51的間隙內(nèi)以及定子不銹鋼防護(hù)層34與轉(zhuǎn)子不銹鋼防護(hù)層43的間隙內(nèi)，形成動壓水膜，一方面可以起到潤滑作用，不至于導(dǎo)致干摩擦，以保護(hù)定子部件3和轉(zhuǎn)子部件4另一方面可以冷卻電機(jī)。

轉(zhuǎn)子部件包含轉(zhuǎn)子環(huán)、永磁體和槳葉，轉(zhuǎn)子環(huán)設(shè)置在噴水泵內(nèi)腔，永磁體鑲嵌在轉(zhuǎn)子環(huán)的外壁的凹槽中，內(nèi)壁上固定四片槳葉，槳葉葉梢向內(nèi)部伸出，指向轉(zhuǎn)子中心。其與轉(zhuǎn)子內(nèi)壁連接部位具有一定過度倒角。槳葉剖面為naca剖面，推力大，可反轉(zhuǎn)；定子部件包含固定外板、定子環(huán)和線圈繞組，定子環(huán)設(shè)置在噴水泵泵外，通過固定外板固定在船體上，定子環(huán)上纏繞著線圈繞組。轉(zhuǎn)子和定子不相連，中間具有一定間隙，轉(zhuǎn)子內(nèi)壁和與之相對的轉(zhuǎn)子外壁均設(shè)有防護(hù)層。

軸承組件包括前軸承和后軸承，分別位于轉(zhuǎn)子兩側(cè)，限定轉(zhuǎn)子軸向位移并提供支撐作用。其特征在于：定子通電產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子上的永磁體驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子帶動槳葉轉(zhuǎn)動，將水流從噴水泵進(jìn)口吸入，并從出口噴水，由此產(chǎn)生推力，推動船舶前進(jìn)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。