[發(fā)明專利]一種噴水推進(jìn)泵裝置的倒角方形噴口

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610060845.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN105545818B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成立;夏臣智;袁紅彥;宋希杰;焦偉軒;李穎源;周濟(jì)人;劉超;羅燦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D29/52
• 分類號(hào): F04D29/52;B63H11/08
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙)32222
• 代理人: 許必元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種噴水推進(jìn)泵裝置的倒角方形噴口，屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

噴水推進(jìn)泵裝置是一種有別于螺旋槳推進(jìn)的新型的特種動(dòng)力裝置，噴水推進(jìn)的推力是通過(guò)推進(jìn)水泵噴出的水流的反作用力來(lái)獲得的，并通過(guò)操縱舵及倒舵設(shè)備分配和改變噴流的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)船舶的操縱。噴水推進(jìn)泵裝置在滑行艇、穿浪艇等高性能艦船上有著廣泛的應(yīng)用。噴水推進(jìn)泵裝置的推力是通過(guò)推進(jìn)泵噴出的水流的反作用力來(lái)獲得的。噴口作為噴水推進(jìn)泵裝置中的重要組成部分，其主要作用是通過(guò)幾何上的收縮進(jìn)一步將水流的壓能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，提高水流的流速進(jìn)而獲得更高的推力。若噴口設(shè)計(jì)得當(dāng)，則水流通過(guò)其噴出時(shí)能量損失較小，噴水推進(jìn)裝置可以獲得較大推力，進(jìn)而提高裝置的推進(jìn)效率；相反，如果噴口設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)噴泵裝置的推進(jìn)效率降低。目前噴水推進(jìn)泵裝置噴口形式單一。授權(quán)實(shí)用新型專利2013207904436“噴水推進(jìn)軸流泵可調(diào)式噴口”公開了一種可調(diào)式噴口，通過(guò)軸承改變噴口與泵體之間距離進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可調(diào)式噴口。授權(quán)實(shí)用新型專利2007200584893“一種噴水推進(jìn)船舶的轉(zhuǎn)航裝置”提出了一種前沿與推進(jìn)泵連接的推進(jìn)泵噴口及與推進(jìn)泵噴口相配的舵殼，舵殼前沿通過(guò)連接件與推進(jìn)泵噴口的后沿配合接觸，舵殼以連接件為中心可繞推進(jìn)泵噴口擺動(dòng)，所述舵殼的前沿與推進(jìn)泵噴口的后沿為弧面配合，推進(jìn)泵噴口的內(nèi)表面為光順弧面結(jié)構(gòu)。由于該專利泵出口與噴口過(guò)渡形狀變化復(fù)雜，影響整體噴水推進(jìn)裝置水力性能。

從目前應(yīng)用來(lái)看，噴水推進(jìn)裝置噴口的形狀均為圓形，易導(dǎo)致圓形中心流速較高，其他處流速低，影響裝置水力性能發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有噴水推進(jìn)泵裝置噴口對(duì)整個(gè)裝置性能提升的不足，提供了一種噴水推進(jìn)泵裝置的倒角方形噴口。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種噴水推進(jìn)泵裝置的倒角方形噴口，包括安裝在推進(jìn)泵內(nèi)導(dǎo)葉出口的倒角方形噴口，其特征是：所述倒角方形噴口的進(jìn)口斷面為圓形，且進(jìn)口斷面的直徑與導(dǎo)葉的導(dǎo)葉出口斷面直徑相等；所述倒角方形噴口的出口斷面為倒角方形；倒角方形噴口的進(jìn)口斷面和出口斷面之間的過(guò)渡為三次樣條曲線過(guò)渡。

所述出口斷面倒角方形的名義長(zhǎng)與名義寬的比值為1.3。

所述出口斷面倒角方形的倒角半徑為推進(jìn)泵內(nèi)葉輪室出口斷面半徑的0.083倍。

所述出口斷面的面積為推進(jìn)泵內(nèi)葉輪室出口斷面面積的0.15倍。

所述倒角方形噴口沿軸線方向的長(zhǎng)度等于0.315個(gè)推進(jìn)泵內(nèi)葉輪室出口斷面直徑。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、生產(chǎn)制造容易、使用方便，通過(guò)本發(fā)明，

倒角方形噴口安裝在推進(jìn)泵的導(dǎo)葉出口，倒角方形噴口的進(jìn)口斷面為圓形，進(jìn)口斷面的直徑與導(dǎo)葉的導(dǎo)葉出口斷面直徑相等；出口斷面為倒角方形，倒角方形的名義長(zhǎng)（a）與名義寬（b）的比值為1.3，倒角的半徑（R）等于0.083倍的推進(jìn)泵內(nèi)葉輪室出口斷面半徑，即，且出口斷面的面積為推進(jìn)泵內(nèi)葉輪室出口斷面面積的0.15倍。倒角方形噴口進(jìn)口斷面和出口斷面之間的過(guò)渡為三次樣條曲線過(guò)渡。倒角方形噴口沿軸線方向的長(zhǎng)度（L）等于0.315個(gè)葉輪出口斷面直徑。

本發(fā)明運(yùn)用流體力學(xué)原理、空間幾何學(xué)和噴水推進(jìn)泵設(shè)計(jì)理論，對(duì)噴水推進(jìn)泵噴口進(jìn)行了創(chuàng)新，倒角方形噴口出口斷面采用倒角方形，是對(duì)傳統(tǒng)噴口形式的創(chuàng)新，對(duì)倒角方形噴口出口斷面的面積和名義長(zhǎng)寬比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，再加之對(duì)倒角方形噴口進(jìn)出口斷面之間過(guò)度形式和噴口長(zhǎng)度的適當(dāng)選擇，使從噴水推進(jìn)泵流出的高速水體在其噴出時(shí)更為均勻，產(chǎn)生更大的推力，提高噴水推進(jìn)泵裝置的推進(jìn)效率。這種倒角方形噴口的出口采用倒角方形的內(nèi)輪廓，并且它的斷面面積也被優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣使得噴水推進(jìn)泵裝置在安裝倒角方形噴口后整個(gè)裝置的效率和推力都有顯著的提高。

綜上，本發(fā)明結(jié)構(gòu)上合理、簡(jiǎn)單并且科學(xué)，是基于流體力學(xué)原理、空間幾何學(xué)和噴水推進(jìn)泵設(shè)計(jì)理論，對(duì)噴水推進(jìn)泵裝置的創(chuàng)新，所述倒角方形噴口，通過(guò)合理的過(guò)水?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)，使從噴泵流出的高速水體在其噴出時(shí)產(chǎn)生較大的反作用力，提高裝置的推進(jìn)效率。

眾所周知，噴水推進(jìn)泵裝置具有推進(jìn)效率高、噪音和振動(dòng)小，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在商用高速船舶和軍用艦船上得到廣泛應(yīng)用。噴口作為噴水推進(jìn)泵裝置中的重要組成部分，其主要作用是將旋轉(zhuǎn)泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水流的動(dòng)能等，并將水流噴出以獲得推力。若噴口設(shè)計(jì)得當(dāng)，則水流通過(guò)其噴出時(shí)可以產(chǎn)生較大的反作用力，進(jìn)而提高裝置的推進(jìn)效率；相反，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)噴泵裝置的推進(jìn)效率降低。通過(guò)本發(fā)明的噴水推進(jìn)泵裝置的倒角方形噴口，水流通過(guò)其噴出時(shí)可以產(chǎn)生較大的反作用力，進(jìn)而提高裝置的推進(jìn)效率。