[發明專利]一種船用電磁無軸緣輪噴水泵

在審

• 申請號: 201710507963.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107246395A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 朱漢華;李小軍;李智;裴杰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F04D13/06
• 分類號: F04D13/06;F04D29/52;F04D29/18;F04D29/046;H02K21/14;H02K1/27;H02K1/12;B63H11/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 王丹,劉琰

技術領域

本發明涉及船舶推進泵技術領域，尤其涉及一種船用電磁無軸緣輪噴水泵。

背景技術

隨著船舶推進裝置性能的要求越來越高，傳統的軸式驅動器部件多，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，同時要求機動性高、軸系穩定可靠等。而噴水泵具有回轉半徑小，船舶艙內噪聲和振動低，以及結構簡單等一系列優點。因此，噴水泵在潛艇、游艇等緊湊型船舶上得到了廣泛應用。現有的噴水泵多采用泵軸驅動形式，泵軸在轉動時，仍然不可避免的產生振動和噪音。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，一旦有異物被進入泵體，打彎槳葉或者泵軸，都會引起高速旋轉的槳葉撞擊泵體內腔，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泵螺旋槳，這種推進裝置將電機定子設置在圓柱形殼體內，螺旋槳槳葉與電機轉子相連后安裝在殼體中空部位，電機通電后帶動槳葉旋轉產生推力。該裝置是安裝在船尾，并沒有與噴水泵相結合，未能充分利用噴水泵的優點。而傳統噴水泵多采用泵軸驅動形式，公開號CN102285441A描述了噴水推進泵的一般結構：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流段組成，泵內內置與泵體同軸設置的泵軸，依靠泵軸轉動帶動葉輪旋轉，起到抽吸、噴出流體作用，產生推力。CN203604267公開了一種噴繪推進泵，其轉動葉輪固定在泵軸上，以葉輪為界將推進泵劃分為聯通泵體進水口的進水區和用于出水的出水區，進一步整合泵內流道，以達到優化泵內流場，提高推進效率的目的。但是其固有的泵軸決定了其泵內流場受到嚴重擾亂，推進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系統的雜物清除裝置，使用可拆卸格柵來阻擋雜物，操作人員可以在船體內打開格柵。但是在航行中，尤其是螺旋槳還在運轉的情況下，打開格柵是很危險的。而且一旦格柵部件出現掉落等意外，容易被吸進螺旋槳，并打壞螺旋槳，影響船舶安全。

上述公開專利針對噴水泵內部結構做了優化，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、密封、結構強度等原因，一直未在噴水泵上得以應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中占用空間大、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。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發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、轉子部件和軸承組件；其中，噴水泵包括殼體和設置在殼體兩端的出水口和進水口；定子部件和轉子部件設置在殼體上靠近出水口的位置；定子部件為環形結構，轉子部件設置在定子部件的環內，定子部件和轉子部件之間通過軸承組件相互連接；定子部件內部設置有電機線圈繞組，轉子部件內部設置有轉子環、永磁鐵和槳葉；定子部件內部的電機線圈繞組通電后產生旋轉磁場，永磁鐵在旋轉磁場的作用下帶動轉子環轉動，槳葉與轉子環相連轉動并產生推力，推動船舶前進。

進一步地，本發明的定子部件包括定子鐵芯環、電機線圈繞組、固定外板和定子不銹鋼防護層；定子鐵芯環的外壁固定在固定外板上，固定外板與船體固定連接；定子鐵芯環內部設置有中空的腔室，電機線圈繞組設置在該腔室中；定子不銹鋼保護層通過黏貼的方式固定設置在定子鐵芯環的內壁上。

進一步地，本發明的轉子部件包括轉子環、永磁鐵、轉子環不銹鋼保護層、槳葉板和槳葉；轉子環的外壁內部設置有橢圓槽，永磁體設置在該橢圓槽內；轉子環不銹鋼保護層通過黏貼的方式固定設置在轉子環的外壁上；槳葉的葉梢指向轉子環的圓心方向，其葉根焊接在槳葉板上，每個槳葉板均通過多個螺栓與轉子環的內壁固定連接。

進一步地，本發明的轉子環不銹鋼保護層和定子不銹鋼保護層之間設置有間隙，通電后，定子部件和轉子部件之間相互旋轉，定子部件和轉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子部件，且能冷卻電機線圈繞組。

進一步地，本發明的定子部件和轉子部件的兩端分別設置有前蓋板和后蓋板。