船用高效轴流螺杆组合泵制造技术

本发明专利技术涉及提供一种高效轴流螺杆组合泵的构造，借高速旋转获大流量又高压，船内传动链极大化简，重量轻，适高速航行。特征是在大套筒内，有同轴传动的轴流泵叶轮及螺杆泵的螺杆，构成“轴流泵+螺杆泵”，换前后位置则构成“螺杆泵+多级轴流泵”，水从船底前方吸上，先经前置泵获动能，再送至后置泵增压后喷，供船推进。螺杆是单根多头，借螺棱很窄大螺距，螺的深度逐渐变浅达大流量高压；轴流泵按变环量变轴面结合优良翼形设计。泵结构极简，工艺性好易制造；便安装；借高速旋转，体积小重量轻，高效节能；具自吸能力，船启航快；可制极大功率；双喷省舵机，是单一低速轴流泵或混流泵喷推进器，所无法实现的高性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及提供一种船用高效轴流螺杆优化组合泵的构造，用于现代高速船泵喷水推进器，也可以单独螺杆泵或单独轴流泵使用。本容积泵也可压缩空气，形成气垫船的气垫。
技术介绍
2. 1、本人巳申请有专利技术名称为“卧式双圆弧齿轮泵用于高速船”，专利申请号为 2009101732167。这是根据与美国某船用高速动力系统技术驻华公司，反复技术交流后的创新设计，业巳获好评。而美方更提供诸多现在国际上广泛采用轴流泵的资料及最新高速、高效螺旋桨的照片，希望我能在轴流泵方面也有所创新，这是真诚合作开发的共同愿望。2. 2、本人巳申请有专利技术名称为“浮动啮合双螺杆粉丝食品挤压机”，专利申请号 200510133961.0，因为这是螺杆泵，是容积泵，具有高效率、高压的优点，巳被生产实践所证实。资料表明，螺杆泵可制成300立方米/时，压力高达200大气压，个别水泵转数高者可达10000转/分。鉴于本人对螺杆泵的设计经验，自然想将它引入本创新的设计中。2. 3、本人根据美国方面提供船用轴流泵的资料，进行深入分析，认为从轴流泵的原理上看出与离心泵比较轴流泵有较高的效率，更紧凑，但只能产生较小的压力，“因为这里几何没有辐向的流体流动，并且，离心力是位在垂直于表面的平面上的，流体就是沿着这些表面流动的，所以离心力不做功”(引自《泵与通风机》李有章译第16页)。因为，认识这一点极其重要，只有从泵的工作原理上去了解轴流泵的缺陷，才奠定本创新的价值。现在全世界都热衷于在高速船上，使用轴流泵为高速船的泵喷水推进器，其实缺陷很大。只是因为其优点也不少“同一输水量时其形状较离心泵要小得很多”；构造简单；轮叶的间隙大，对含杂物的海水，无阻塞之虞。轴流泵又名“螺桨式水泵，是水泵的动叶轮与船舶的螺旋桨相似，液体在叶道中沿着泵轴而流动”，由于轴流水泵中翼栅的每个翼形与飞机的机翼相似，而栅距相当大，所以应用机翼的理论亦可求得动轮传给水的能量。因此轴流式水泵的理论应由动量矩理论及机翼理论两方面综合加以讨论。将螺旋桨的轮叶，切出“基元轮翼”，可根据动量矩理论，求出相关方程，进行夭量分析与计算，求出基元轮翼对水流产生的举力及阻力分夭量。其实基元轮翼的形状，在理论设计的的基础上，离不开实物的试制与反复的试验！2. 4 “不要以为我们用了几百年的螺旋桨巳经很完美了。其实效能非常低，比如我们平时乘船，在船尾看到螺旋桨搅动的水花大量翻腾，用空气动力学的术语这就是乱流。尤其在高速的时候，螺旋桨简直成了卡住船舶往前的阻力。”这是美国方面的电子邮件，进一步说“在叶轮设计上能有自己的想法，吸收各家之长，然后有自己的特点。”多么诚恳的相互启发，共同突破难题！2. 5本人在“卧式双圆弧齿轮泵用于高速船”的专利申请“说明书”的“
技术介绍
” 中，也巳谈及螺旋桨的缺陷与轴流泵的缺点。今略加修改引述于下2. 5. 1美国“海狼”级核潜艇泵推进器，“转速在130转/分左右”，并采用七叶侧斜螺旋桨，以提高效率，降低涡流的噪声(美方还提供照片)。整体结构还可通过相关图片上看到，是七叶桨外，增设用于屏蔽噪音的巨大环状导管，有前置定子。它属轴流泵，有导管、 定子、转子，结构十分庞大，“其重量更是传统螺旋桨的2至3倍，对船体配平、船尾结构和推进器轴系振动等，都带来较大的影响”。而本泵可盼在3000至4000转/分下工作。即本泵转速可比现高速船用的轴流泵高，这就是本人醉心想通过合作，苦苦去追求用本泵，去取代传统的螺旋桨以及轴流泵等国外船用泵的原因。2. 5. 2进一步分析，船用螺旋桨通常的转速，只能在300转/分以下，转速高了就会产生空泡现象。如要提高它的转速，其功率将按三次方函数剧增，以公式表示=N1ZX= (H1/ η。)3。例如，螺旋桨的转速从n0 = 130转/分，提高3倍至Ii1 = 390转/分，其功率从N。要增至R27倍之多，这是铁律！这也是为什么船用螺旋桨推进，要配强大功率的原因。凡按离心力作用的离心泵、直升机螺旋桨，其功率与转速之间，都是遵照此三次方函数关系剧增， 而本轴流螺杆泵，以螺杆泵增压是容积泵，不受此规律约束，当流量、压力增大，其功率只是按正比例增大，可达到大幅的节能，当在各船上都广泛应用，以本泵取代传统的螺旋桨，其节能意义将极其巨大！2. 6《机泵选用》手册中介绍旋涡泵效率在36 38%，其原理与船舶螺旋桨有相似之处，效率远低于容积泵。例如LB-63螺杆油泵，容积效率达83% (广州热带机研所生产)，即比旋涡泵效率高出一倍以上。如果船上都能用容积泵，取代非容积泵，其节能意义极其深远。2. 7前巳述螺杆泵有可达高压、高速的突出优点，因而泵的体积能大大缩小、重量轻，喷射压力高，这一切都极有利船超高速航行。本容积泵也可用于压缩空气，形成气垫船的气垫。2. 8 “最科学就是高效能螺旋桨，这种螺旋桨角度非常小，比可调节的快艇螺旋桨角度更小，长度更长，是长条形，样子很怪，就像我们平时看到的DNA的模型，或者说像枪管里面的膛线。桨叶旋转一周就可将水推动很长的距离，获得反作用，很慢的转速也能引发高速喷射的水流”。这是美国方面提供参考的信息，同时传来实物的照片。我在感激之余，更多的想法是应走自己创新之路！因为，我认为这种“高效能螺旋桨”的效率如何我不清楚？ 但仍属非容积泵，效率也不可能超过容积泵。
技术实现思路
本专利技术目的涉及提供一种船用高效轴流螺杆优化组合泵的构造，用于现代高速船泵喷水推进器，达高航速、节能、易制造、极大化简传动链的结构，减少投资，也可以单独螺杆泵或单独轴流泵使用。即拆除轴流泵的叶轮，并同时使螺杆泵的螺杆加长，即成单独螺杆泵；拆除螺杆即成单独轴流泵，并同时使轴流泵的轮叶宽度变宽、变平，即拉长轴流泵的叶轮。本容积泵也可用于压缩空气，形成气垫船的气垫。3. 1其主要技术特征在于紧靠单根螺杆水泵的进水一侧套筒内的轴上，再增添一只同轴传动的轴流泵叶轮，构成“轴流泵+单螺杆泵”的创新结构。单根螺杆，可以是多头螺纹，具很大的导程(四多头螺纹，形状很像大扭转的食用“油条”)。由于二种不同工作原理的泵，优化组合在同一只套筒内输送水，水流先经轴流泵的叶轮，获得初始动能，然后再送向螺杆泵来增压，使单螺杆泵在获得较大背压下工作，输送能力获得大的提高。这可比喻，此时将单螺杆泵，装在水力发电用的高位压力水管之下，如水轮机，接受落差压力，有利于水进入螺杆泵入口处再增压，加快螺杆泵的吸入速度。换言之是将压力水送出，它巳有相当的速度和动能，能提高螺杆泵的容积效率。以下假定提高容积效率30% ；也能部份减轻螺杆泵的增压负担。3. 2单螺杆泵的结构特征在于借等螺距，螺纹的深度逐渐变浅，螺根倾角约3度左右(或者取螺纹的深度相同，螺距由大逐渐变小；或者取套筒微呈圆锥收缩，螺杆外圆亦呈圆锥收缩，此时螺距不变)，总之千方百计，使螺杆泵入口侧的容积(指等螺距下，一个螺距，螺纹的空间容积)稍大于螺杆泵出口侧的容积，即水受到螺纹旋转的推进(结构上右旋螺纹，左旋转，推进水向前)，体积受压缩而增压。如用压缩比=进口第一个螺距内，螺纹的空间容积Sl+出口最末一个螺距内，螺纹的空间容积S2。当压缩比处于1.1 1.2之间， 比较适用本泵增压，用于船喷水推进器。更大的压缩比，泵出口压力将更高，但功率消耗也更大。当用于气体压缩，压比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明涉及提供一种船用高效轴流螺杆优化组合泵的构造，用于现代高速船泵喷水推进器，达高航速、节能、易制造、极大化简船内传动链，减少投资；泵还可用于空压机，供应气垫船底下的气源，其主要技术特征在于a、整只泵外型呈圆筒状，水平配置的大套筒是泵的总承，筒下侧有支架和进水管，筒后侧有大法兰盘，用于联接传动用的后轴承组件，筒前侧通过大的突肩，内置前轴承组件及圆锥形出水管接头；b、大套筒内有外伸的传动轴， 它穿过后轴承组件，获得后支承与密封；它的前端穿过前轴承组件，获得支承与密封；C、在传动轴上，设有靠紧同轴传动的轴流泵叶轮及螺杆泵的螺杆，两者外径与套筒内孔精密的动配合，在动力的驱动下，垂直从船底吸水，先经轴流泵叶轮获初始动能，然后送至螺杆泵， 再强力增压，构成“轴流泵+单螺杆泵”，水平喷出，供船高速航行；d、也可供单独螺杆泵使用，即拆除轴流泵的叶轮，并同时利用泵吸入口上面的空间，使螺杆加长，水因而获初始动能，提高泵的功效；e、也可拆除螺杆，并同时使轴流泵的轮叶变宽、变平，即拉长轴流泵的叶轮，成为新型内置高效的螺旋桨；f、其螺杆主要技术特征单根螺杆，单头或多头，借等大螺距，螺纹的深度逐渐变浅达增压；也可用等深...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，
申请(专利权)人：赵明，
类型：发明
国别省市：