一種船舶推進裝置的製作方法

2023-05-27 01:33:01 4

專利名稱：一種船舶推進裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種船舶動カ裝置，尤其涉及ー種船舶推進裝置。
背景技術：
船舶推進裝置是船舶上提供推力的工具，其作用是將船舶動カ裝置提供的動カ轉換成主推力，推進船舶前行。船舶推進裝置有多種形式，如燃氣輪機推進，螺旋槳推迸，電カ推進，超導磁流體推進，噴水推進等。各種推進方式各有其優缺點。其中螺旋槳推進和噴水推進是最常見的推進方式，螺旋槳推進的缺陷ー是結構複雜，機械傳動環節多，不僅故障率高，而且降低了推動效率，ニ是螺旋槳裝置運行過程中推力較分散，並且螺旋槳本身正面阻力較大，限制了船舶速度的提高；現有的噴水推進具有速度高，噪音低，環保節能減排等優勢，其由水泵、吸水管道、噴水管道組成，利用水泵作動力，將水從船底孔吸入，經船底管子依靠船尾的高壓水泵，噴出高壓高速水流，並利用水流的反作用力來推進船舶運動。這種噴 水推進方式尚存在的缺陷ー是效率較低，ニ是結構エ藝複雜，建造成本高，檢修也較困難，高壓水泵也容易損壞。另外，上述兩種均為順水推進，不利於產生較大的反作用力。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，提供ー種結構簡單不僅推動效率高，而且環保節能的船舶推進裝置。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下ー種船舶推進裝置，包括推動機構及驅動機構，其特徵在於，所述推動機構包括缸套、活塞、活塞連杆及限壓氣門自動開啟裝置，所述活塞套裝在所述缸套中，所述活塞連杆的一端與所述活塞鉸接連接，另一端連接所述驅動機構，所述活塞上設有氣門杆孔及通氣孔。所述限壓氣門自動開啟裝置包括氣門、氣門杆、彈簧及彈簧底板，所述氣門呈圓盤形狀，所述氣門杆插裝在所述氣門杆孔中，所述氣門杆的一端連接所述氣門，另一端連接所述彈簧底板，所述彈簧設置在所述活塞和彈簧底板之間並套裝在所述氣門杆上。本實用新型的有益效果是本實用新型採用缸套活塞推動機構，一是結構簡單，製造成本低、工作可靠；ニ是相對現有技術的燃氣輪機、螺旋槳等各種推動機構，其推進速度高、噪音低、環保節能。由於在活塞回退時先把水吸入缸套內，在活塞前行時，活塞運動方向相對於缸套內水的慣性方向是逆行的，是逆水推進，能對活塞產生撞擊力，因此可以對船舶產生較大的反方向作用力；三是活塞推動相比螺旋槳推動，推力方向一致，不像螺旋槳那樣推力方向較分散，也減少了許多不必要的能量和功率損耗，因此推進效率高。在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。進一歩，所述推動機構還包括壓縮空氣緩衝裝置，所述壓縮空氣緩衝裝置包括均布於所述缸套上的氣體入口管、控制閥及空氣壓縮機，所述空氣壓縮機的出口連接所述氣體入口管，所述控制閥設在所述氣體入口管上，所述控制閥隨所述活塞動作進行同步啟閉。所述氣體入口管傾斜設置並斜向驅動機構端。[0010]採用上述進ー步方案的有益效果是，増加壓縮空氣緩衝裝置可以在所述活塞回程過程中，補充壓縮空氣到缸套中，即在活塞和吸入水之間加入壓縮空氣，可以補充由於活塞快速運動產生的真空區域，減小活塞回程阻力，並使水和活塞得到分離，給活塞前行推進位造緩衝距離；氣體入口管傾斜設置並斜向驅動機構端，目的是將流體直接噴向活塞頂部的缸套內，在達到補充缸套內真空空間的同時給活塞輔助動力。進ー步，所述缸套的前端還設有缸套錐筒，所述缸套錐筒的大直徑端與所述缸套固定連接。採用上述進ー步方案的有益效果是，採用缸套錐筒，能使缸套產生更大的壓力，進而產生更強的推力。進ー步，所述驅動機構包括固定支點、槓桿及動カ端，所述固定支點支撐在所述槓桿上，所述槓桿的一端與所述活塞連杆鉸接連接，另一端與所述動カ端鉸接連接。進ー步，所述動カ端是曲柄連杆結構，所述曲柄連杆與所述槓桿鉸接連接。進ー步，所述動カ端包括驅動杆及發動機曲軸，所述驅動杆的一端與所述槓桿鉸接連接，另一端通過軸瓦與所述發動機曲軸活動連接，所述驅動杆上設有滑套。進ー步，所述動カ端還可以包括驅動杆及發動機曲軸，所述曲軸上設有軸瓦，所述驅動杆的一端與所述槓桿鉸接連接，另一端與所述軸瓦鉸接連接。採用上述進ー步方案的有益效果是，採用上述機械推進方式，結構簡單可靠。另外採用曲柄連杆結構還可以實現活塞快速推進，慢速返回的快進慢退功能。這樣避免了在活塞回程時對船舶產生較大反向阻力，更有利於船舶前迸。進ー步，所述動カ端包括驅動杆、液壓缸、液壓泵及液壓控制系統，所述液壓缸的活塞杆與所述驅動杆鉸接連接，所述液壓泵與所述液壓缸連接。採用上述進ー步方案的有益效果是，採用液壓推進，可以通過液壓控制系統方便的實現活塞快進慢退功能，以避免在活塞回程時對船舶產生較大反向力。進ー步，所述活塞上設有導向環和密封環，所述氣門上安裝有密封板。採用上述進ー步方案的有益效果是，實現活塞充分密封才能保證缸套內產生較大壓力。

圖I為本實用新型結構示意圖；圖2為圖I的A-A剖面圖；圖3為活塞到上止點時位置示意圖；圖4為活塞到下止點時位置示意圖；圖5為本實用新型的壓縮空氣緩衝裝置工作狀態圖；圖6為本實用新型的驅動機構採用曲柄連杆的結構示意圖；圖7為本實用新型的驅動機構採用發動機曲軸的結構示意圖；圖8為本實用新型的驅動機構採用液壓推動的結構示意圖；圖9為本實用新型壓縮空氣控制閥啟閉與活塞同步動作機構示意圖。在圖I到圖9中，I、缸套錐筒；2、缸套；3、氣門；4、活塞；5、氣門杆；6、彈簧；7、彈簧底板；8、活塞連杆；9、固定板；10、密封板；11、通氣孔；12、氣體入口管；13、控制閥；14、空氣壓縮機；15、驅動機構；16、固定支點；17、槓桿；18、發動機曲軸；19、曲柄連杆；21、流體環套；22、氣門杆孔；23、驅動杆；24、控制閥連杆；25、液壓缸；26、曲柄輪。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。如圖I到圖9所示，ー種船舶推進裝置，包括推動機構及驅動機構，其特徵在於，所述推動機構包括缸套2、活塞4、活塞連杆8及限壓氣門自動開啟裝置,所述活塞4套裝在所述缸套2中，所述活塞連杆8的一端與所述活塞4鉸接連接，另一端連接所述驅動機構，所述活塞4上設有氣門杆孔22及通氣孔11。所述氣門杆孔22中還設有滑套。 所述限壓氣門自動開啟裝置包括氣門3、氣門杆5、彈簧6及彈簧底板7，所述氣門3呈圓盤形狀，所述氣門杆5插裝在所述氣門杆孔22中，所述氣門杆5的一端連接所述氣門3，另一端連接所述彈簧底板7，所述彈簧6設置在所述活塞4和彈簧底板7之間並套裝在所述氣門杆5上。所述推動機構還包括壓縮空氣緩衝裝置，所述壓縮空氣緩衝裝置包括均布於所述缸套2上的氣體入口管12、控制閥13及空氣壓縮機14，所述空氣壓縮機14的出ロ連接所述氣體入口管12，所述控制閥13設在所述氣體入口管12上，所述控制閥13隨所述活塞4動作進行同步啟閉。具體實施時，在所述缸套2上可以設置多個氣體入口管12，控制閥13也可以只控制總氣路。如圖9所示是ー種壓縮空氣控制閥13啟閉與活塞4同步動作機構示意圖，在驅動活塞的曲柄連杆結構上設置與該曲柄轉軸同軸的另ー個曲柄輪26，該曲柄輪26連接控制閥連杆24，所述控制閥連杆24連接所述控制閥13的閥杆，當活塞4運動時，控制閥連杆24同時動作，調整該曲柄輪26與驅動活塞的曲柄之間的起始角度，就可以確定控制閥13啟閉動作時所述活塞4所在的位置，調整連杆的長短則可以調整控制閥13啟閉的開度。另外，實現所述控制閥13隨所述活塞4動作進行同步啟閉還有其它方式，如採用電控方式，即利用位置傳感器或角度編碼器確定活塞4的運動位置，把活塞4位置信號輸入電控裝置並通過設置控制參數，輸出控制信號來進行控制閥13的啟閉控制，這時的控制閥13可以是電磁閥來控制氣路閥，這樣相比機械連杆控制方式會更精準。例如在靠近驅動機構端的活塞連杆8上設置兩個感應體分別對應於控制閥的要求啟閉位置，在感應體上方設置接近開關傳感器即可得到與活塞4同步的位置信號。所述氣體入口管12傾斜設置並斜向驅動機構端。具體實施可在所述缸套2上對稱設置多個流體入ロ，將多個流體入口通過流體環套21連通，再與所述氣體入ロ管12連接。所述缸套2的前端還設有缸套錐筒I，所述缸套錐筒I的大直徑端與所述缸套2固定連接。所述驅動機構15包括固定支點16、槓桿17及動カ端,所述固定支點16支撐在所述槓桿17上,所述槓桿17的一端與所述活塞連杆8鉸接連接,另一端與所述動カ端鉸接連接。所述動カ端是曲柄連杆結構，所述曲柄連杆19與所述槓桿17鉸接連接。所述動カ端還可以包括驅動杆23及發動機曲軸18，所述驅動杆23的一端與所述槓桿17鉸接連接，另一端通過軸瓦與所述發動機曲軸18活動連接，所述驅動杆23上設有滑套。所述動カ端還可以包括驅動杆23及發動機曲軸18，所述曲軸上設有軸瓦，所述驅動杆23的一端與所述槓桿17鉸接連接，另一端與所述軸瓦鉸接連接。所述動カ端還可以採用液壓驅動機構，其包括驅動杆23、液壓缸25液壓泵及液壓控制系統，所述液壓缸25的活塞杆與所述驅動杆23鉸接連接，所述液壓泵與所述液壓缸連接。所述活塞4上設有導向環和密封環，所述氣門3上安裝有密封板10。本實用新型工作原理如下 本實用新型固定安裝在所述船舶的尾部，將缸套2通過固定板9安裝在船舶的尾板上，固定板9的外部為水域，固定板9的內部為船艙，缸套2的噴水端設在固定板9外，並與水域連通，噴水端即指缸套錐筒I端，缸套2的另一端位於船舶內部並與大氣相通。當活塞4在驅動機構推動下向船舶後方移動即活塞前行時，缸套2中的水被快速壓縮並噴出缸套2タト，使船舶獲得向前的反作用力，從而使船舶前行，當活塞4運動到上止點後活塞開始返回；當活塞4向船舶頭部移動即活塞後行時，也可以把活塞後行過程叫活塞回程，將海水吸入缸套2中，以備進入下ー個壓縮推進狀態，當活塞4運動到下止點時開始前行，進入下一個壓縮推進過程。上止點的位置一般距離缸套錐筒I的大直徑端應該留有一定的距離。由於活塞4快速後行運動時會在缸套2中產生抽真空作用，這樣一方面會使活塞4回程阻カ太大，另一方面吸水太急也會對船舶產生向後的反作用力。為了減小活塞4後移的阻力和避免產生真空，而設置了緩衝功能。第一個措施是採用限壓氣門自動開啟裝置即當活塞4從上止點進入回程吋，當活塞4快速後行運動產生的抽カ大於限壓氣門自動開啟裝置上彈簧カ時，氣門3與活塞4開始分離，打開活塞4上的通氣孔11，氣流從缸套2的尾部通過通氣孔11補進到缸套2中，同時彈簧6被逐步壓縮，這樣就減小了缸套2回程阻力。第二種措施是加入壓縮空氣緩衝裝置，當活塞4後行到氣門3剛通過所述氣體入口管12的位置，氣體入口管12上的控制閥13被打開，適時補入壓縮空氣，在氣門3與水之間形成ー個緩衝空間，使活塞4和水得到了很好的分離，以進一歩緩解活塞回程阻力，隨著活塞4的後移和進入缸套2內水的流速減慢，使水和氣門3之間形成了一段距離即緩衝距離，當活塞4前行吋，正因為有了這段緩衝距離，所以加大了活塞4和水的相互撞擊カ度，在反推作用下，迫使船舶快速前迸。緩衝距離可以通過調節壓縮空氣補入流量大小來取得最佳的緩衝效果，如果補入過多，會影響活塞4前行時壓縮效果；補充量過小，則不利於使活塞和水得到很好的分離。當活塞4到下止點吋，控制閥13關閉。控制閥13是受曲柄連杆裝置同步控制的，目的在於使控制閥13啟閉時間與活塞4的回退到相應位置的時間同歩。如果以曲柄連杆驅動為例，曲柄每旋轉一周即360度，也就是活塞來回ー趟，按曲柄運轉角度計算，則當活塞4後行到離下止點30 50度吋，此時活塞4上的氣門3 —般已通過所述氣體入口管12的位置，可以將控制閥13打開補充壓縮空氣。所述動カ端可以有多種實現方式當採用曲柄連杆驅動時，曲柄連杆結構由發動機帶動，並通過曲柄連杆19帶動杆槓17運動，槓桿17在此可起到放大行程的作用；當採用發動機曲軸18推動時，驅動杆23受發動機曲軸18驅動，進而帶動槓桿17運動，槓桿17拉動活塞4往復運動，也還可以採用偏心凸輪機構，直接推動活塞杆往復運動；通過調節起始點位置，上述驅動方式都可以採用活塞快進慢退的運動模式。另外，動カ端採用液壓推進時，可以通過液壓控制系統方便的實現活塞快進慢退 功能，以避免在活塞回程時對船舶產生較大反向力。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.ー種船舶推進裝置，包括推動機構及驅動機構，其特徵在於，所述推動機構包括缸套(2)、活塞(4)、活塞連杆(8)及限壓氣門自動開啟裝置，所述活塞(4)套裝在所述缸套(2)中，所述活塞連杆(8)的一端與所述活塞(4)鉸接連接，另一端連接所述驅動機構，所述活塞(4 )上設有氣門杆孔(22 )及通氣孔(11)； 所述限壓氣門自動開啟裝置包括氣門(3)、氣門杆(5)、彈簧(6)及彈簧底板(7)，所述氣門(3)呈圓盤形狀，所述氣門杆(5)插裝在所述氣門杆孔(22)中，所述氣門杆(5)的一端連接所述氣門(3 )，另一端連接所述彈簧底板(7 )，所述彈簧(6 )設置在所述活塞(4 )和彈簧底板(7)之間並套裝在所述氣門杆(5)上。
2.根據權利要求I所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述推動機構還包括壓縮空氣緩衝裝置，所述壓縮空氣緩衝裝置包括均布於所述缸套(2)上的氣體入口管(12)、控制閥(13)及空氣壓縮機(14)，所述空氣壓縮機(14)的出口連接所述氣體入口管(12)，所述控制閥(13)設在所述氣體入口管(12)上，所述控制閥(13)隨所述活塞(4)動作進行同步啟閉。
3.根據權利要求2所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述氣體入口管(12)傾斜設置並斜向驅動機構端。
4.根據權利要求I至3任一項所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述缸套(2)的前端還設有缸套錐筒(1)，所述缸套錐筒(I)的大直徑端與所述缸套(2)固定連接。
5.根據權利要求4所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述驅動機構(15)包括固定支點(16)、槓桿(17)及動カ端，所述固定支點(16)支撐在所述槓桿(17)上，所述槓桿(17)的一端與所述活塞連杆(8 )鉸接連接，另一端與所述動カ端鉸接連接。
6.根據權利要求5所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述動カ端是曲柄連杆結構，所述曲柄連杆(19)與所述槓桿(17)鉸接連接。
7.根據權利要求5所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述動カ端包括驅動杆(23)及發動機曲軸(18)，所述曲軸上設有軸瓦，所述驅動杆(23)的一端與所述槓桿(17)鉸接連接，另一端與所述軸瓦鉸接連接。
8.根據權利要求5所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述動カ端包括驅動杆(23)、液壓缸(25)、液壓泵及液壓控制系統，所述液壓缸(25)的活塞杆與所述驅動杆(23)鉸接連接，所述液壓泵與所述液壓缸連接。
9.根據權利要求5所述的船舶推進裝置，其特徵在於，所述活塞(4)上設有導向環和密封環，所述氣門(3 )上安裝有密封板(10 )。
專利摘要本實用新型涉及一種船舶推進裝置，包括推動機構及驅動機構。其特徵在於，所述推動機構包括缸套、活塞、活塞連杆及限壓氣門自動開啟裝置，所述活塞套裝在所述缸套中，所述活塞連杆的一端與所述活塞鉸接連接，另一端連接所述驅動機構，所述活塞上設有氣門杆孔及通氣孔；所述限壓氣門自動開啟裝置包括氣門、氣門杆、彈簧及彈簧底板，所述氣門呈圓盤形狀，所述氣門杆插裝在所述氣門杆孔中，所述氣門杆的一端連接氣門，另一端連接所述彈簧底板，所述彈簧設置在所述活塞和彈簧底板之間並套裝在所述氣門杆上。本實用新型的有益效果一是結構簡單，製造成本低、工作可靠；二是推進速度高、噪音低、節能環保；由於結構簡單，也降低了能量和功率損耗。
文檔編號B63H11/06GK202593841SQ201220253769
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者徐洪林, 徐曉光 申請人:徐洪林