專利名稱：氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種潛艇的動(dòng)力裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代消費(fèi)觀念的提升，沿海度假已成為一種生活新時(shí)尚。目前，水下觀光是繼水上觀光、空中觀光之后的另一旅游“熱點(diǎn)”，美國、日本、俄羅斯等國均推出了該游覽項(xiàng)目。 我國現(xiàn)有的觀光潛艇多為載客20人以上中型和大型全潛式觀光潛艇以及載客2-6人半潛式小型觀光潛艇，全潛式微型觀光潛艇在我國民用觀光潛艇的研發(fā)方面還處于空白階段。 本氣動(dòng)微型觀光潛艇以壓縮空氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。潛艇由殼體、氣動(dòng)動(dòng)力裝置、舵裝置、液壓系統(tǒng)、輔機(jī)、供配電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和生命保障系統(tǒng)。艇體中部設(shè)有座艙，座艙內(nèi)設(shè)有倆人坐席。潛艇推進(jìn)裝置是潛艇在航行過程中提供所需推進(jìn)力的設(shè)備及系統(tǒng)，也稱之為主動(dòng)力裝置，它是動(dòng)力裝置的最重要組成部分。主要包括主機(jī)、傳動(dòng)裝置、推進(jìn)軸系、推進(jìn)器、推進(jìn)輔助裝置。目前常見主要有柴油機(jī)-蓄電池型動(dòng)力裝置、核動(dòng)力裝置以及閉式循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)裝置。近年來一些相關(guān)技術(shù)專利有所涉及。中國專利200810088394.5公開了一種不依賴空氣的潛艇推進(jìn)裝置，其原理是由蒸汽鍋爐產(chǎn)出高壓高溫蒸汽，通過蒸汽噴水器將蒸汽加壓，使用蒸汽噴水器輸出的高壓水推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)推進(jìn)電機(jī)，推進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)潛艇螺旋槳。這類推進(jìn)裝置具有結(jié)構(gòu)尺寸較大、質(zhì)量較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此，微型潛艇迫切需要在經(jīng)濟(jì)性、可靠性及機(jī)動(dòng)操縱性等方面性能均為優(yōu)良的主推進(jìn)
直ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供工作安全，不受振動(dòng)、高溫、電磁、輻射等影響，適于惡劣工作環(huán)境的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，包括螺旋槳、聯(lián)軸器、軸、離合器，其特征是 還包括推桿減速器、葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮空氣氣罐，所述的軸包括艉軸、中間軸、推力軸，螺旋槳安裝在艉軸上，艉軸通過第一聯(lián)軸器連接中間軸，中間軸通過第二聯(lián)軸器連接推力軸，推力軸通過第三聯(lián)軸器連接推桿減速器，推桿減速器、離合器、葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮空氣氣罐依次相連。本發(fā)明還可以包括1、還包括制動(dòng)器，所述的制動(dòng)器為盤式制動(dòng)器、安裝在中間軸上。2、所述的艉軸上安裝艉軸管裝置，艉軸與艉軸管裝置的防磨軸襯相連接。3、所述的壓縮空氣氣罐有兩個(gè)。4、所述的推力軸上安裝止推軸承。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于1.推進(jìn)裝置主機(jī)采用葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，把壓縮空氣壓力能轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)機(jī)械能， 其作用相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)等功能，工作安全，不受振動(dòng)、 高溫、電磁、輻射等影響，適于惡劣工作環(huán)境。2.由于主機(jī)采用葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其動(dòng)力源為壓縮空氣，綠色環(huán)保，徹底實(shí)現(xiàn)零污染。3.采用三彎矩法進(jìn)行軸系校中設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新定位各軸承，合理分配各軸承受力，使軸承負(fù)荷得到改善。4.結(jié)構(gòu)簡單、成本低并具有良好的操作及維護(hù)性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的艉軸管尾部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的艉軸管中部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的艉軸管首部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的中間軸系結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的推進(jìn)軸系結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述實(shí)施方式1 結(jié)合圖1 6，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它主要包括主機(jī)，傳動(dòng)裝置，軸系和推進(jìn)器統(tǒng)組成。氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置組成結(jié)構(gòu)圖，參見圖1，主要由螺旋槳1、艉軸2、艉軸管裝置3、聯(lián)軸器4、盤式制動(dòng)器5、中間軸6、中間軸承7、聯(lián)軸器8、推力軸9、止推軸承10、聯(lián)軸器11、推桿減速器12、離合器13、葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14、壓縮空氣氣罐15組成。其中螺旋槳1與艉軸2通過螺栓連接，艉軸2與艉軸管裝置3內(nèi)的防磨軸襯19通過鍵連接，防磨軸襯19與螺旋槳1通過螺栓連接，這樣螺旋槳1、艉軸2與防磨軸襯19可同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，艉軸2 與中間軸6通過聯(lián)軸器4進(jìn)行連接，盤式制動(dòng)器7通過螺栓連接固定在艇體上，中間軸6與推力軸9通過聯(lián)軸器8進(jìn)行連接，推力軸10與推桿減速器12通過聯(lián)軸器11進(jìn)行連接，推桿減速器12與葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14之間安有離合器13，葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14與壓縮空氣氣罐15連接在一起。氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置工作原理是采用葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)作為主機(jī)，通過控制葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣體排量來控制潛艇前進(jìn)速度。本發(fā)明特征在于動(dòng)力裝置主機(jī)采用葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，采用壓縮空氣作為潛艇動(dòng)力源。壓縮空氣由葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣孔輸入，小部分經(jīng)定子兩端密封蓋槽進(jìn)入葉片底部，將葉片推出，使葉片貼緊在定子內(nèi)壁上，大部分壓縮空氣進(jìn)入相應(yīng)密封空間而作用在兩個(gè)葉片上。由于兩葉片伸出長度不等，因此，就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩差，使葉片與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后氣體由定子上的出氣孔排出。若改變壓縮空氣輸入方向，則可改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向。通過葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳給螺旋槳使其旋轉(zhuǎn)。
艉管裝置采用皮碗式密封裝置，為防止?jié)櫥蛷聂狠S管兩端泄露，在艉軸管兩端都設(shè)有密封裝置，由于密封環(huán)彈性及跟隨性較好，密封環(huán)與防磨軸襯接觸時(shí)，徑向借助油壓壓緊在防磨軸襯上。由于球鼻型密封環(huán)唇口與防磨軸襯接觸寬度小，形成線性接觸狀態(tài)，使得接觸壓力集中。只要形成油膜，唇口接觸處壓力就可達(dá)潤滑油壓幾十倍，完全可以阻擋油從唇口處沿軸表面浸潤流動(dòng)。圖1為氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置組成結(jié)構(gòu)圖。潛艇尾部螺旋槳1與艉軸2相連接，在艉軸2上設(shè)有艉軸管裝置3，艉軸管裝置3用以支撐艉軸2穿過艇體處多個(gè)密封結(jié)構(gòu)， 防止艇外海水漏入艇內(nèi)或潤滑油外泄，艉軸2與中間軸6采用聯(lián)軸器4進(jìn)行連接，在中間軸 6上安裝有盤式制動(dòng)器5，用以防止在操作螺旋槳1正反轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)推桿減速器12造成損壞以及防止軸系在海水沖擊下轉(zhuǎn)動(dòng)。中間軸6上安裝有中間軸承7，中間軸6與推力軸9采用聯(lián)軸器8進(jìn)行連接，在推力軸9上安裝有止推軸承10，推力軸9與推桿減速器12采用聯(lián)軸器 11進(jìn)行連接，在推桿減速器12與葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14之間安裝有離合器13，葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14與壓縮空氣氣罐15相連。圖2為艉管尾部結(jié)構(gòu)圖。在艉管尾部裝置中，艉軸2上套有防磨軸襯19，防磨軸襯 19與螺旋槳1通過螺栓固定，這樣螺旋槳1即可帶動(dòng)艉軸2 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，在防磨軸襯19上套裝有P環(huán)20、密封環(huán)21、密封環(huán)22、密封環(huán)23、密封環(huán)24，P環(huán)20、密封環(huán)21、密封環(huán)22、密封環(huán)23、密封環(huán)24通過壓環(huán)16由螺栓將其固定在密封套17上，壓蓋18壓緊固定在密封套 17上，密封套17與襯套25連在一起，在密封套17內(nèi)部充滿潤滑油27。圖3為艉管中部部結(jié)構(gòu)圖，在艉軸2上安有艉軸承26和艉軸承29，在安裝艉軸承 26、艉軸承29和中間軸承7時(shí)，將艉軸2、中間軸6和推力軸9視作多軸承支撐柔性梁，通過三彎矩法計(jì)算軸系成直線校中狀態(tài)時(shí)各支座處的彎矩、轉(zhuǎn)角、撓度及各支座反力，之后再計(jì)算軸系在曲線校中狀態(tài)下各支撐反力及最佳位移，根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新定位艉軸承26、艉軸承29和中間軸承7，以改善艉軸承26、艉軸承29和中間軸承7的負(fù)荷。艉軸2上套有襯套 25，潤滑油27通過注油孔28注入襯套25中。圖4為艉管首部結(jié)構(gòu)圖。在艉管首部裝置中，艉軸2上套有防磨軸襯35，防磨軸襯 35與軸襯套36通過螺釘固定在軸2上，這樣防磨軸襯35即可與艉軸2 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，在防磨軸襯35上套裝有P環(huán)34、密封環(huán)30、密封環(huán)31、密封環(huán)32、密封環(huán)33，P環(huán)34、密封環(huán)30、密封環(huán)31、密封環(huán)32、密封環(huán)33通過壓環(huán)39由螺栓將其固定在密封套38上，壓蓋37壓緊固定在密封套38上，密封套38與襯套25連在一起，在密封套38內(nèi)部充滿潤滑油27。圖5為中間軸系結(jié)構(gòu)圖，中間軸6與艉軸2采用聯(lián)軸器4進(jìn)行連接，在中間軸6上安有制動(dòng)盤41及盤式制動(dòng)器5，液壓油通過推動(dòng)活塞42及制動(dòng)塊41擠壓制動(dòng)盤41產(chǎn)生制動(dòng)力矩，中間軸6上安裝有中間軸承7，中間軸6與推力軸9采用聯(lián)軸器8進(jìn)行連接。圖6為推力軸系結(jié)構(gòu)圖，中間軸6與推力軸9采用聯(lián)軸器8進(jìn)行連接，在推力軸9 上安裝有止推軸承10，推力軸9與推桿減速器12采用聯(lián)軸器11進(jìn)行連接。
權(quán)利要求
1.氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，包括螺旋槳、聯(lián)軸器、軸、離合器，其特征是還包括推桿減速器、葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮空氣氣罐，所述的軸包括艉軸、中間軸、推力軸，螺旋槳安裝在艉軸上，艉軸通過第一聯(lián)軸器連接中間軸，中間軸通過第二聯(lián)軸器連接推力軸，推力軸通過第三聯(lián)軸器連接推桿減速器，推桿減速器、離合器、葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮空氣氣罐依次相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是還包括制動(dòng)器，所述的制動(dòng)器為盤式制動(dòng)器、安裝在中間軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是所述的艉軸上安裝艉軸管裝置，艉軸與艉軸管裝置的防磨軸襯相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是所述的壓縮空氣氣罐有兩個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是所述的壓縮空氣氣罐有兩個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是所述的推力軸上安裝止推軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是所述的推力軸上安裝止推軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是所述的推力軸上安裝止推軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，其特征是所述的推力軸上安裝止推軸承。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供氣動(dòng)微型觀光潛艇推進(jìn)裝置，包括螺旋槳、聯(lián)軸器、軸、離合器、推桿減速器、葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮空氣氣罐，所述的軸包括艉軸、中間軸、推力軸，螺旋槳安裝在艉軸上，艉軸通過第一聯(lián)軸器連接中間軸，中間軸通過第二聯(lián)軸器連接推力軸，推力軸通過第三聯(lián)軸器連接推桿減速器，推桿減速器、離合器、葉片式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮空氣氣罐依次相連。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)等功能，工作安全，不受振動(dòng)、高溫、電磁、輻射等影響，適于惡劣工作環(huán)境。采用三彎矩法進(jìn)行軸系校中設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新定位各軸承，合理分配各軸承受力，使軸承負(fù)荷得到改善。結(jié)構(gòu)簡單、成本低并具有良好的操作及維護(hù)性。
文檔編號(hào)B63G8/08GK102248993SQ201110125180
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者崔紀(jì)軍, 崔薇薇, 張旭, 曹陽, 李利維, 段延峰, 董洪川, 趙海蓉, 鄭毅, 陳濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)