本发明专利技术公开了一种基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，包括过滤机构，由三层排放机构组成的泥沙排放机构，以及高压水冲刷机构，过滤机构包括成组设置的锥台形孔和格栅滤网，第一层排放机构设置在第一固定环和定子组件环氧树脂层外缘上，第二层排放机构设置在第二固定环一端上，第三层排放机构设置在导管空腹壳体外壁一端上。本发明专利技术加速了过滤后的水流的流速，提高了过滤效率和排放效率，改善了无轴推进器电机内部的冷却效果，还能防止外界泥沙水倒流入导管内，降低了无轴推进器在多泥沙航道的能量损耗和结构磨损，提高了无轴推进器的运行效率和运行可靠性。器的运行效率和运行可靠性。器的运行效率和运行可靠性。
【技术实现步骤摘要】
基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置
[0001]本专利技术涉及一种无轴推进器，特别涉及一种可以使无轴推进器在多泥沙航道中正常行驶的装置，属于船舶工程
技术介绍
[0002]无轴轮缘电力推进器（以下简称无轴推进器）作为一种新型的船舶推进型式，具有结构紧凑、建造难度小、推进效率高、振动小、噪音小、空间占用少等优点。在军民用船舶推进器领域正不断得到推广应用。如图1和图2所示，无轴推进器通过吊杆100悬挂在船舶艉部下，包括导管10、定子组件20、永磁体转子30和数片桨叶40，导管10为呈管型的双层壳体，两端用盖板101封闭。定子组件20包括铁芯201和线圈202 ，呈环形的定子组件20和永磁体转子30分别被定子组件环氧树脂层203和永磁体转子环氧树脂层301包覆封闭，定子组件20固定在导管10中。永磁体转子20装在定子组件10内孔中，两者之间的间隙为4
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5mm，永磁体转子30两端分别通过推力轴承50支撑在导管10的两端内，4片桨叶40一端均匀固定在永磁体转子30的内孔中部上。通电后，定子组件20的线圈202 感应出旋转的磁场，使得永磁体转子30产生转矩，从而推进永磁体转子30带动桨叶40旋转，使船舶产生航行的动力。
[0003]由于无轴推进器内部结构布置紧凑，特别是定子组件20与永磁体转子30之间的径向间隙和推力轴承50的动环501和静环502之间的轴向间隙和径向间隙均很小。船舶在多泥沙的水道中航行时，进入定子组件20与永磁体转子30之间，以及推力轴承50的动环501和静环502之间。流入无轴推进器内的水流因流速降低造成泥沙沉积在其间，增大了永磁体转子30的阻力矩，从而增大了无轴推进器的运行阻力，增大了电力消耗，从而降低其续航里程。另外，由于多泥沙减缓了无轴推进器内泥沙水冷却水的流动速度，导致无轴推进器内部热量无法高效传出，对无轴推进器运行效率影响很大，进而影响其整体性能。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提出一种基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，减少运行过程中泥沙在无轴推进器内部的轴向和径向间隙附近区域的过度淤积，提升无轴推进器在多泥沙环境中的运行效率，提高其整体适应性和运行水平。
[0005]本专利技术的目的可通过以下技术方案予以实现：一种基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，包括设置在导管壳体内壁两端上的过滤机构，设置在导管内的泥沙排放机构，以及设置在船艉内外及导管内的高压水冲刷机构，所述过滤机构包括成组设置的锥台形孔和格栅滤网，所述锥台形孔外大里小地均布在导管壳体内壁的两端上，格栅滤网固定在锥台形孔中；所述锥台形孔的大端直径为60
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90mm，小端直径为50mm；格栅滤网包括内外两层纵横相交固定连接的格栅条，格栅网眼孔径小于5mm
×
5mm；所述泥沙排放机构包括从导管壳体内壁向导管壳体外壁方向依次排列的第一层排放机构、第二层排放机构和第三层排放机构，所述第一层排放机构设置在第一固定环和
定子组件环氧树脂层外缘上，第一固定环两端分别固定在静环支撑环和外支撑环上，第一固定环中部包覆在定子组件环氧树脂层的外周面上；第二层排放机构设置在第二固定环一端上，第二固定环两端分别固定在外支撑环中部上，外支撑环外周面分别固定在导管壳体外壁端口内；第三层排放机构设置在导管壳体外壁一端上，且与第二层排放机构位置对应；所述高压水冲刷机构设置在船艉舱、船艉甲板和第二固定环上。
[0006]本专利技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
[0007]进一步的，所述第一层排放机构在导管径向上下侧，以导管轴线为对称轴心上下成120
°
扇形排列在导管腔体中部上，包括上下对称的两组构件，每组构件包括多根轴向槽道和设置在在不锈钢材质的第一固定环上的多个不对称沙漏孔，多根轴向槽道亦成120
°
扇形径向均布在定子组件环氧树脂层外缘的上下侧，所述轴向槽道的横截面面积为格栅网眼面积的2
‑
3倍；沿第一固定环轴向间隔排列的多个不对称沙漏孔分别与相应的轴向槽道位置对应；第三层排放机构设置在导管壳体外壁一端上，且与第二固定环一端上的第二层排放机构位置对应。
[0008]进一步的，所述不对称沙漏孔的两个沙漏锥台形孔的深度不等，朝向轴向槽道的第一沙漏锥台形孔深度T1与不对称沙漏孔深度T之比：T1/T=1/3，第一沙漏锥台形孔锥形角α大于背离轴向槽道的第二沙漏锥形角孔β，两个沙漏锥台形孔的相连孔孔径D=5
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6mm，间隔排列的不对称沙漏孔的孔距A=20
‑
40mm。
[0009]进一步的，所述第二层排放机构包括不锈钢材质的第二固定环上的多根弧形泥沙冲槽和多个第二层排水孔，弧形泥沙冲槽背离第二固定环的轴心径向内凹，均布在第二固定环一端上，弧形泥沙冲槽半径R＞30mm；两个一组的第二层排水孔轴向间隔设置在第二固定环另一端上，多组第二层排水孔径向均匀设置在第二固定环的另一端上。
[0010]进一步的，所述第二层排水孔为长圆孔，所述长圆孔纵向平行于第二固定环轴线，长圆孔的纵向中心剖面为平行四边形，所述平行四边形的倾斜方的向朝向导管一端端头；弯折的鱼鳞形挡片的倾斜端固定在长圆孔的一端上，倾斜端的倾斜方向与平行四边形的倾斜方向一致，鱼鳞形挡片的水平端位于长圆孔的上侧且平行于长圆孔，长圆孔和鱼鳞形挡片沿导管径向一端均匀分布；第三层排放机构与第二层排放机构位置对应，高压水冲刷机构一端分别设置在弧形泥沙冲槽一端中。
[0011]进一步的，所述鱼鳞形挡片的水平端下侧与第二固定环上侧距离B≤5mm，鱼鳞形挡片厚度C不小于1/5的第二固定环厚度E，2个第二层排水孔的轴向距离F=15
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25mm，2个第三层排水孔的轴向距离G=90
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110mm；鱼鳞形挡片、第二层排水孔和第三层排水孔均镀有防腐蚀金属层。
[0012]进一步的，所述第三层排放机构包括多个第三层排水孔，所述第三层排水孔为横置长圆孔，并排排列的横置长圆孔两个一组轴向间隔设置，多组第三层排水孔均匀设置在导管壳体外壁径向另一端上，且第三层排水孔和第二层排水孔位置对应；第三层排水孔轴线垂直于第二层排水孔轴线，第三层排水孔横向中心剖面亦为平行四边形，且两个第三层排水孔平行四边形的倾斜方向相反。
[0013]进一步的，所述高压水冲刷机构包括储水罐、电动机、水泵、高压喷水器、进水管和出水管，储水罐固定在船艉甲板上，通过联轴器彼此连接的电动机和水泵固定在船艉舱内；进水管两端分别连接储水罐和水泵的输入端，出水管一端与水泵的输出端相连，出水管另
一端伸进导管内后绕导管一圈，通过多个均布的支撑块分别固定在推力轴承的静环支撑环中部上；均布的多根轴向支管分别与高压喷水器输入端连接，高压喷水器中部通过支撑板分别固定在对应的弧形泥沙冲槽的一端中。
[0014]进一步的，支撑环固定在导管壳体外壁和第二固定环外圆之间，且位于靠近第二层排放机构和第三层排放机构的位置。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，其特征在于：包括设置在导管壳体内壁两端上的过滤机构，设置在导管内的泥沙排放机构，以及设置在船艉内外及导管内的高压水冲刷机构，所述过滤机构包括成组设置的锥台形孔和格栅滤网，所述锥台形孔外大里小地均布在导管壳体内壁的两端上，格栅滤网固定在锥台形孔中；所述锥台形孔的大端直径为60
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90mm，小端直径为50mm；格栅滤网包括内外两层纵横相交固定连接的格栅条，格栅网眼孔径小于5mm
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5mm；所述泥沙排放机构包括从导管壳体内壁向导管壳体外壁方向依次排列的第一层排放机构、第二层排放机构和第三层排放机构，所述第一层排放机构设置在第一固定环和定子组件环氧树脂层外缘上，第一固定环两端分别固定在静环支撑环和外支撑环之间，第一固定环中部包覆在定子组件环氧树脂层的外周面上；第二层排放机构设置在第二固定环一端上，第二固定环两端分别固定在外支撑环中部上，外支撑环外周面分别固定在导管壳体外壁端口内；第三层排放机构设置在导管壳体外壁一端上，且与第二层排放机构位置对应；所述高压水冲刷机构设置在船艉舱、船艉甲板和第二固定环上。2.根据权利要求1所述的基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，其特征在于：所述第一层排放机构在导管径向上下侧，以导管轴线为对称轴心上下成120
°
扇形排列在导管腔体中部上，包括上下对称的两组构件，每组构件包括多根轴向槽道和设置在在不锈钢材质的第一固定环上的多个不对称沙漏孔，多根轴向槽道亦成120
°
扇形径向均布在定子组件环氧树脂层外缘的上下侧，所述轴向槽道的横截面面积为格栅网眼面积的2
‑
3倍；沿第一固定环轴向间隔排列的多个不对称沙漏孔分别与相应的轴向槽道位置对应；与第三层排放机构设置在导管壳体外壁一端上，且与第二固定环一端上的第二层排放机构位置对应。3.根据权利要求2所述的基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，其特征在于：所述不对称沙漏孔的两个沙漏锥台形孔的深度不等，朝向轴向槽道的第一沙漏锥台形孔深度T1与不对称沙漏孔深度T之比：T1/T=1/3，第一沙漏锥台形孔锥形角α大于背离轴向槽道的第二沙漏锥形角孔β，两个沙漏锥台形孔的相连孔孔径D=5
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6mm，间隔排列的不对称沙漏孔的孔距A=20
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40mm。4.根据权利要求2所述的基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，其特征在于：所述第二层排放机构包括不锈钢材质的第二固定环上的多根弧形泥沙...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志伟，管义锋，李祥光，刘元元，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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