一种无叶片推进系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无叶片推进系统，包括主体、万向头和喷水组件；主体用于产生高压水流；万向头用于为喷水组件提供转向；喷水组件包括喷嘴，喷嘴包括用于接收来自所述主体的高压水流的内部通道和用于喷射水流的缝隙状出水口，且所述喷嘴具有多个相似闭合环路，以及喷嘴内壁面由柯恩达表面、翼型扩散表面和引导表面三部分构成。该无叶片推进系统具有无叶片推进，多自由度的自动化控制，噪音小、安全系数高、体积小、兼容性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种无叶片推进系统
本专利技术涉及水下推进
，特别涉及一种无叶片推进系统。
技术介绍
随着人类对于海洋权益的日益重视，探索海洋和发展海洋以及成为了未来科技发展的新方向，作为人类扩展海洋权益的重要工具——各种海洋运载平台及水下机器人也逐渐引起了各方重视。拥有性能良好的水下机器人是将人类对于海洋探索向纵深发展的重要工具，因而受到越来越多的重视。其中，在水下机器人的研发过程中，其内部的推进系统是非常重要的环节。现有推进系统以带叶片装置为主，其不仅噪声大、易被杂草等缠绕，同时，一个航行体要配备多个推进器来保持行进方向的调整，因此，还需要多套电机或动力装置进行驱动，造成体积大、控制繁琐。而对于一些水箱微型潜航器采用泵喷式推进器来提供动力，利用四个翼型来进行多自由度的控制，虽然是具有结构简单和节能环保的优点，但是也存在明显的缺点和问题：翼型壁只能控制方向，不能提供给动力；桨叶易损坏，需定期更换等。同时现有的磁流体推进器成本高、技术条件不完备、无法在淡水环境中工作。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种无叶片推进系统，通过采用无叶片喷水组件和万向头的方式，来实现水下潜航器的无叶片推进、多自由度的自动化控制，以及减小该推进系统运行时的噪声，提高其隐身效果。本专利技术提供了一种无叶片推进系统，包括主体、万向头和喷水组件，万向头的一端与主体连接，万向头的另一端与喷水组件连接；主体用于产生高压水流；万向头用于为喷水组件提供转向；喷水组件包括喷嘴，喷嘴包括内部通道和出水口，内部通道包括喷嘴内壁和喷嘴外壁，出水口包括喷嘴内壁的初始部分和喷嘴外壁的延伸部分；喷嘴具有多个闭合环路，喷嘴的多个闭合环路限定多个形状相似的开口，并在靠近每个开口的环路壁上都设置有出水口。可选的，喷嘴具有4个闭合环路，闭合环路为圆角扇形；出水口为缝隙状，出水口为弧形翻边设置且翻边朝内设置；初始部分设置为柯恩达表面，喷嘴内壁的表面还包括位于柯恩达表面下游的翼型扩散表面和位于扩散表面的下游的引导表面。可选的，相邻的两个开口之间的一段公用的环路上设有两排出水口，其中的一排出水口靠近其中的一个开口，其中的另一排出水口靠近其中的另一个开口。可选的，主体包括壳体、电机、混流泵和连接轴；壳体为主体的表面，壳体用于各设备的固定；电机用于通过连接轴为混流泵提供动力；混流泵用于为进水水流提高压力。可选的，主体还包括第一进水管路、第二进水管路和出水管路；第一进水管路和第二进水管路对称布置，第一进水管路和第二进水管路的进水口分别设置有第一进水口滤网和第二进水口滤网；出水管路用于将混流泵产生的高压水流输送给喷水组件。可选的，壳体的两侧为半球壳形状，中间为圆柱壳形状。可选的，万向头包括电动调节传动机构；电动调节传动机构包括电动机、蜗轮、蜗杆、轴承组、第一外水管、第一内水管、第二外水管和第二内水管；电动机用于通过远程操作终端进行控制。可选的，电动调节传动机构的数量为两个，两个电动调节传动机构垂直布置。可选的，轴承组包括第一轴承和第二轴承；蜗轮位于第一轴承与第二轴承之间，第一轴承、第二轴承和蜗轮固定于内水管上。可选的，电动调节传动机构还包括密封环和法兰；密封环用于对第一外水管、第一内水管、第二外水管和第二内水管进行密封；法兰用于固定轴承组。本专利技术提供的一种无叶片推进系统具有以下有益效果：无叶片推进系统包括主体、万向头和喷水组件；主体用于产生高压水流；万向头用于为喷水组件提供转向；喷水组件包括喷嘴，喷嘴包括用于接收来自所述主体的高压水流的内部通道和用于喷射水流的缝隙状出水口，且所述喷嘴具有多个相似闭合环路，以及喷嘴内壁面由柯恩达表面、翼型扩散表面和引导表面三部分构成。该无叶片推进系统具有无叶片推进，多自由度的自动化控制，噪音小、安全系数高、体积小、兼容性强等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术实施例提供的一种无叶片推进系统俯视剖面结构示意图意图；图2为本专利技术实施例提供的一种叶无叶片推进系统侧视剖面结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种沿图1中B-B线截取的喷嘴的放大截面图；图4为本专利技术实施例提供的一种图1中万向头的放大剖视图；附图标记说明：1-主体；2-电机；3-混流泵；4-万向头；5-喷水组件；6-出水管路；7-壳体；8-连接轴；9-喷嘴；10-第一进水管路；11-第二进水管路；12-第一进水口滤网；13-第二进水口滤网；14-第一外水管；15-电动调节传动机构；16-第一内水管；17-第二外水管；18-第二内水管；19-蜗杆；20-密封环；21-第一轴承；22-蜗轮；23-第二轴承；24-法兰；25-电动机；26-内部通道；27-出水口；28-喷嘴内壁；29-喷嘴外壁；30-初始部分；31-延伸部分；32-扩散表面；33-引导表面。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。关于术语“无叶片”，是用来描述水流从喷水组件中向前释放或喷出而不需要使用叶片装置。通过该定义，无叶片推进系统可以被看作是具有没有叶片或翼的输出面或发射区，水流沿喷射组件的出口的方向喷射出去。实施例：如图1-3所示，本专利技术实施例提供的一种无叶片推进系统，包括主体1、万向头4和喷水组件5；万向头4的一端与主体1连接，万向头4的另一端与喷水组件5连接；主体1用于产生高压水流；万向头4用于为喷水组件5提供转向；喷水组件5包括喷嘴9，喷嘴9包括内部通道26和出水口27，内部通道26包括喷嘴内壁28和喷嘴外壁29，出水口27包括喷嘴内壁28的初始部分30和喷嘴外壁29的延伸部分31；喷嘴9具有多个闭合环路，喷嘴9的多个闭合环路限定多个形状相似的开口，并在靠近每个开口的环路壁上都设置有出水口27。本专利技术实施例提供的一种无叶片推进系统，喷水组件可以设置成4个可以自动调节方向的喷嘴，实现了该推进系统不仅能提供动力还可以用来改变方向的作用；通过将喷水组件的喷嘴采用多个闭合环路即多个开口的结构，并在每个开口的环路壁上都设置有出水口，使喷嘴能提供大面积的高速水流，从整体上显著提高了喷水组件的喷射能力和效率。本专利技术中喷嘴采用的闭合环路的个数越多，出口水流速度越均匀，推进系统效率也就越高，考虑到生产工艺等实际问题，其闭合环路的个数通常在2个至9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无叶片推进系统，其特征在于，包括主体(1)、万向头(4)和喷水组件(5)，所述万向头(4)的一端与所述主体(1)连接，所述万向头(4)的另一端与所述喷水组件(5)连接；/n所述主体(1)用于产生高压水流；/n所述万向头(4)用于为所述喷水组件(5)提供转向；/n所述喷水组件(5)包括喷嘴(9)，所述喷嘴(9)包括内部通道(26)和出水口(27)，所述内部通道(26)包括喷嘴内壁(28)和喷嘴外壁(29)，所述出水口(27)包括所述喷嘴内壁(28)的初始部分(30)和所述喷嘴外壁(29)的延伸部分(31)；所述喷嘴(9)具有多个闭合环路，所述喷嘴(9)的多个闭合环路限定多个形状相似的开口，并在靠近每个开口的环路壁上都设置有出水口(27)。/n

【技术特征摘要】
1.一种无叶片推进系统，其特征在于，包括主体(1)、万向头(4)和喷水组件(5)，所述万向头(4)的一端与所述主体(1)连接，所述万向头(4)的另一端与所述喷水组件(5)连接；
所述主体(1)用于产生高压水流；
所述万向头(4)用于为所述喷水组件(5)提供转向；
所述喷水组件(5)包括喷嘴(9)，所述喷嘴(9)包括内部通道(26)和出水口(27)，所述内部通道(26)包括喷嘴内壁(28)和喷嘴外壁(29)，所述出水口(27)包括所述喷嘴内壁(28)的初始部分(30)和所述喷嘴外壁(29)的延伸部分(31)；所述喷嘴(9)具有多个闭合环路，所述喷嘴(9)的多个闭合环路限定多个形状相似的开口，并在靠近每个开口的环路壁上都设置有出水口(27)。


2.根据权利要求1所述的无叶片推进系统，其特征在于，所述喷嘴(9)具有(4)个闭合环路，所述闭合环路为圆角扇形；
所述出水口(27)为缝隙状，所述出水口(27)为弧形翻边设置且翻边朝内设置；
所述初始部分(30)设置为柯恩达表面，所述喷嘴内壁(28)的表面还包括位于所述柯恩达表面下游的翼型扩散表面(32)和位于扩散表面(32)的下游的引导表面(33)。


3.根据权利要求1所述的无叶片推进系统，其特征在于，相邻的两个所述开口之间的一段公用的环路上设有两排出水口(27)，其中的一排出水口(27)靠近其中的一个开口，其中的另一排出水口(27)靠近其中的另一个开口。


4.根据权利要求1所述的无叶片推进系统，其特征在于，所述主体(1)包括壳体(7)、电机(2)、混流泵(3)和连接轴(8)；
所述壳体(7)为所述主体(1)的表面，所述壳体(7)用于各设备的固定；
所述电机(2)用于通过所述连接轴(8)为所述混流泵(3)提供动力；
所述混流泵(3)用于为进水水流提高压力。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张琦琦，曹卫东，陈猛飞，
申请(专利权)人：江苏大学镇江流体工程装备技术研究院，江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32