可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置

1.本发明属于喷水推进器技术领域，尤其涉及一种可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置。


背景技术：

2.近年来，海洋装备成为各国积极发展的重要科技，已经成为我国的一个重要课题。当前，我国的水上装备多采用螺旋桨推进器，当航行的航速升高时，螺旋桨容易产生空化现象，进而产生明显的辐射噪声，也往往容易被水下的异物卡住，转弯反应时间过长等缺点。由于水下航行器的特殊工作环境以及推力性能等需求，传统的水下推进技术暴露出明显的不足，已不能够满足现有工作需要。而与传统推进形式相比，喷水推进器推力大、效率高，而且操作灵活、不易发生空化，噪声水平也比较低。因此作为未来船舶的核心动力装置之一，喷水推进器将逐渐成为国内外海上航行器的研究重点。但作为一种新型推进装置，往往会面临推力不足，转弯不灵活等缺点，本发明致力于提升喷水推进器的灵活度和推力大小。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，弯管式进口处的防堵塞装置可直接将大块杂物阻挡，并且将小块且易堵塞的杂物收集至杂物收集室，多层级加速叶轮，扭曲式叶轮，次级叶轮三种装置相互配合，增大流体速度，并通过平衡鼓平衡轴向力，双流线导叶将流体汇集起来,均匀引向变速喷口,并使液体的部分动能转变成压能，转弯装置及变速喷口可迅速改变喷水推进装置运动的方向和速度，有效提高了推进效率，增大了推力性能，增加了隐蔽性，可作为水下航行体动力的源头，广泛应用在水上装备的推进系统上。
4.本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。
5.一种可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，包括：
6.外壳，所述外壳的一端具有防堵塞功能的弯管式进口，在所述弯管式进口内设有用于阻止杂物进入外壳内的防堵塞装置，和所述防堵塞装置相连的杂物收集室，与所述外壳相连位于所述防堵塞装置朝向外壳中心一侧的稳流栅格；所述外壳的另一端具有变速喷口结构；
7.在所述外壳内设有一主轴，与所述主轴相连用于驱动所述主轴转动的电机；沿所述主轴的延伸方向，在所述主轴上从朝向所述弯管式进口的一端至朝向所述变速喷口结构的一端依次设置有多层级加速叶轮，扭曲式叶轮，次级叶轮，平衡鼓，双流线导叶和转弯装置，以改变推进器装置的运动方向和运动速度。
8.上述大推力喷水推进装置可作为水下航行器、半潜浮式平台等探测及开发海洋设备以及水下救援装备的动力源头，外壳将主轴、弯管式进口、防堵塞装置、稳流栅格、多层级加速叶轮、扭曲式叶轮、次级叶轮、平衡鼓、双流线导叶、转弯装置及变速喷口结构等保护在其内部，在大推力喷水推进装置高速运转状态下，外壳有足够的刚度和可靠性，可提升防震
效果，并且具有美化大推力喷水推进装置的外观的作用。
9.大功率电机和主轴相连，且装置启动时大功率电机将带动主轴以及和主轴相配合的多层级加速叶轮，扭曲式叶轮，次级叶轮，平衡鼓旋转。所述主轴为满足强度要求，在多层级加速叶轮和扭曲式叶轮中间非线性变化。优选地，所述主轴沿其延伸方向包括第一轴部、第二轴部。所述第一轴部位于朝向所述变速喷口结构的一端，所述第二轴部位于朝向所述弯管式进口的一端，且所述第一轴部的直径大于所述第二轴部的直径。
10.所述电机防震装置包括环绕在大功率电机周围的橡胶保护内衬，在大功率电机右侧的若干组电机防震装置的电机防震弹簧，在大功率电机左侧的与大功率电机和外壳连接的若干组电机防震装置的固定弹簧和一个电机防震装置的固定契子，紧贴外壳和主轴的电机防震装置的第一防水橡胶圈以及电机防震装置的防水保护外壳组成，多重保护装置相互配合下，大大降低大功率电机的故障发生，延长了大功率电机的使用寿命。
11.所述防堵塞装置装配在弯管式进口处，该防堵塞装置主要包括一个帽型过滤板，所述帽型过滤板上设有若干个流体通过孔，和位于帽型过滤板中央的杂物通过孔，与所述帽型过滤板焊接相连且与所述杂物通过孔相连通的环绕式杂物通过管。防堵塞装置的帽型过滤板和弯管式进口处的外壳焊接为一体。防堵塞装置的帽型过滤板和防堵塞装置的环绕式杂物通过管焊接为一体。当大块杂物经过防堵塞装置时会被防堵塞装置的流体通过孔和防堵塞装置的杂物通过孔阻拦，当小块杂物经过防堵塞装置时会被防堵塞装置的流体通过孔阻拦，并流入防堵塞装置的杂物通过孔进入防堵塞装置的环绕式杂物通过管。
12.所述杂物收集室与环绕式杂物通过管在弯管式进口处的外壳上相连，该杂物收集室包括若干根与电机防震装置的防水保护外壳相焊接一体的杂物粉碎杆，设置于所述杂物粉碎杆上的杂物粉碎倒刺，用于接收杂物的可卸杂物盒，所述可卸杂物盒上设有通水孔，连接于可卸杂物盒上的杂物盒固定把手，及杂物盒固定铆钉。当小块杂物从杂物通过管流出时将会进入杂物收集室，杂物粉碎倒刺将杂物粉碎细化，并通过可卸杂物盒上的通水孔排出，当杂物盒不可粉碎的杂物将满时，可将杂物盒固定把手向上掰开，此时杂物盒固定铆钉下移，可将可卸杂物盒拿出清理，之后将杂物盒固定把手向掰上可再次固定可卸杂物盒。
13.所述稳流栅格位于杂物收集室上方，与弯管式进口处的外壳内部焊接为一体，所述稳流栅格主要包括与水流速度方向垂直的柔性稳流板以及及设置于所述柔性稳流板上的若干个稳流孔。
14.所述多层级加速叶轮位于主轴的第二轴部上，是大推力喷水推进装置上的第一重加速装置。所述多层级加速叶轮包括由朝向所述弯管式进口至朝向所述变速喷口结构依次排布的一级加速叶轮，二级加速叶轮，三级加速叶轮，四级加速叶轮。每一加速叶轮包括三个叶片，所述叶片与加速叶轮的轴向方向呈30
°
夹角，且一级加速叶轮，二级加速叶轮，三级加速叶轮，四级加速叶轮的叶片逐渐增大，叶片厚度不变
15.所述扭曲式叶轮位于主轴的第一轴部上，是大推力喷水推进装置上的第二重加速装置。所述扭曲式叶轮包括五个第一扭曲式叶片，将所述扭曲式叶轮和所述主轴相连的一号键，所述一号键包括两个。
16.所述次级叶轮位于主轴的第一轴部上，是大推力喷水推进装置上的第三重加速装置。所述次级叶轮包括三个第二扭曲式叶片，将所述次级叶轮和所述主轴相连的二号键，所述二号键包括两个，所述第二扭曲式叶片小于所述第一扭曲式叶片。
17.所述平衡鼓位于主轴的第一轴部上，是大推力喷水推进装置上的平衡轴向力的装置，所述平衡鼓包括一异型圆柱体，将所述平衡鼓和所述主轴相连的三号键，所述三号键包括两个。
18.所述双流线导叶位于主轴的第一轴部上，是大推力喷水推进装置上的过流部件之一。所述双流线导叶包括六个导流叶片，与主轴相连的轴承，与外壳焊接为一体的导叶壁面。该双流线导叶结构可将流体汇集起来,均匀地引向变速喷口,并使液体的部分动能转变成压能。
19.还包括位于所述第一轴部最左端的紧定螺钉，所述紧定螺钉可固定主轴的位置，使装置平稳运行。
20.所述转弯装置放置于主轴后方，所述转弯装置包括船锚式连杆，所述船锚式连杆的一端经连接螺钉与伸缩杆相连，所述伸缩杆上设有相互配合的阿基米德螺线状第一齿轮，第二齿轮，与所述第二齿轮相连的方向旋转盘；所述船锚式连杆另一端的两侧分别设有杠杆，与所述杠杆背离所述船锚式连杆一端相连的喷口塞，所述喷口塞用于覆盖外壳上对应的喷口，所述杠杆与外壳间设有撑杆，所述撑杆经旋转螺钉与所述杠杆连接，所述杠杆与所述外壳间还设有弹簧。具体的，所述转弯装置包括左转喷口，左转喷口塞，左转杠杆，左转撑杆，左转旋转螺钉，左转弹簧，右转喷口，右转喷口塞，右转杠杆，右转撑杆，右转旋转螺钉，右转弹簧，船锚式连杆，连接螺钉，伸缩杆，阿基米德螺线状第一齿轮，第二齿轮，方向旋转盘，齿轮外壳，第二橡胶圈；随着方向旋转盘的转动，所有配件将会相互配合，此时，当方向旋转盘向右转时，右转喷口塞打开，大推力喷水推进装置向右转动，当方向旋转盘向左转时，左转喷口塞打开，大推力喷水推进装置向左转动。
21.所述变速喷口结构位于外壳左边最末端，所述变速喷口结构包括多个呈环形排布的变速挡板，所述变速挡板的内侧形成喷口，所述变速挡板的外侧套设有挤压皮带，每一所述变速挡板经一挤压杆与所述挤压皮带连接，连接于所述挤压皮带上的条形齿轮，与所述条形齿轮相配合的圆柱齿轮，驱动所述圆柱齿轮转动的变速方向盘。当变速方向盘向右转动时，长条齿轮向下移动，使得挤压皮带缩小，继而变速挡板下移，喷口变小，此时大推力喷水推进装置属于加速状态；当变速方向盘向左转动时，长条齿轮向上移动，使得挤压皮带扩大，继而变速挡板上移，喷口变大，此时大推力喷水推进装置属于减速状态。
22.进一步的，外壳，电机防震装置的防水保护外壳，多层级加速叶轮，扭曲式叶轮，次级叶轮，平衡鼓，双流线导叶可使用铝、钢和复合材料一体化铸造而成，具有重量轻、成本低和防腐蚀的优点。
23.进一步的，主轴的第二轴部直径为75mm，第一轴部直径为150mm；多层级加速叶轮位于第二轴部上，其内径为75mm；扭曲式叶轮，次级叶轮，平衡鼓位于第一轴部上，内径都为150mm；扭曲式叶轮上的一号键长度为70mm，次级叶轮上的二号键长度为50mm，平衡鼓上的三号键长度为30mm，且一号键，二号键，三号键宽度都为15mm。
24.进一步的，电机防震装置上的电机防震弹簧沿防水保护外壳均匀装配10组，固定弹簧均匀装配3组，固定契子装配一个，多重装置相互配合，降低大功率电机的故障发生，延长了大功率电机的使用寿命。
25.进一步的，防堵塞装置的帽型过滤板厚度为10mm，流体通过孔在帽型过滤板均匀设置8圈，第一圈6个流体通过孔，且向外每圈增加4个流体通过孔，最外圈有34个流体通过
孔，整个帽型过滤板共有160个体通过孔，且每个体通过孔半径为3mm；且在帽型过滤板中心位置处设置有一个杂物通过孔，其半径为10mm。
26.进一步的，杂物收集室与杂物通过管相连，杂物收集室上设有8根与电机防震装置的防水保护外壳相焊接一体的杂物粉碎杆，该杂物粉碎杆宽度为4.5mm，长度为10mm；且每根杂物粉碎杆左右对称设置有8组杂物粉碎倒刺；在可卸杂物盒下方设置有9个通水孔，该通水孔为截面呈梯形状的圆锥台，圆台两个平面圆半径分别为4mm和1mm。
27.进一步的，稳流栅格的柔性稳流板用柔软性较好的橡胶材料做成，且与弯管式进口处的外壳内部焊接为一体；柔性稳流板上均匀设置有100个半径为2mm稳流孔。
28.进一步的，扭曲式叶轮是大推力喷水推进装置上的第二重加速装置，是大推力喷水推进装置主要加速装置，该扭曲式叶轮具有五枚第一扭曲式叶片，每枚第一扭曲式叶片长度为120mm，厚度为8mm。
29.进一步的，次级叶轮是大推力喷水推进装置上的第三重加速装置，该次级叶轮有三枚第二扭曲式叶片，每枚第二扭曲式叶片长度为40mm，厚度为4mm。
30.进一步的，双流线导叶具有六枚导流叶片，每枚导流叶片前端为一小段圆弧段，长度为20mm，厚度均匀变化；后端都为直线段，长度为100mm，厚度为4mm。
31.进一步的，所述左转喷口和右转喷口半径为30mm。
32.进一步的，喷口在变速挡板处于最上方时，为最大喷口尺寸，此时半径120mm，在变速挡板处于最下方时，为最小喷口尺寸，此时半径为60mm；变速喷口上的变速挡板装设8枚，变速喷口上的挤压杆设置8根。
33.进一步的，装置上的杂物粉碎杆，左转杠杆，左转撑杆，右转杠杆，右转撑杆，船锚式连杆，伸缩杆，挤压杆，齿轮固定杆都不可压缩，具有良好的强度。
34.进一步的，装置上的电机防震弹簧，固定弹簧，左转弹簧，右转弹簧使用精铁制作而成，具有良好的弹性和长久的使用寿命。
35.进一步的，装置上的阿基米德螺线状第一齿轮，第二齿轮，长条齿轮，圆柱齿轮都具有良好的精密性，啮合性和传动灵敏。
36.进一步的，装置上的第一防水橡胶圈，第二橡胶圈气密性，防水性良好。
37.本发明的有益效果：
38.1、本发明整体有效提高了推进效率，增大了推力性能，增加了隐蔽性，可安装在水下航行器、半潜浮式平台等探测及开发海洋设备以及水下救援装备，可作为水下航行体动力的源头，广泛应用在水上装备的推进系统上。
39.2、本发明在大功率电机旁加装了电机防震装置，在大功率电机启动和运行时可大幅度减少大功率电机的震动和噪声，增加设备的隐蔽性能。
40.3、本发明弯管式进口处一体化设计了防堵塞装置和杂物收集室，避免了多层级加速叶轮，扭曲式叶轮和次级叶轮被杂物卡住，并且杂物收集室装置做了易拆卸化的机械机构处理，使得杂物可被快速清理，有效延长了本发明的使用寿命。
41.4、本发明采用了多层级加速叶轮，扭曲式叶轮和次级叶轮三重装置进行了递进加速处理，并且可配合平衡鼓进行轴向力的平衡，最后搭配双流线导叶将流体汇集起来,均匀地引向变速喷口结构,并使液体的部分动能转变成压能，较为明显的提高了推进效率，增大了装备的推力性能。
42.5、本发明提供了一种机械配合操控的灵活转弯装置，该转弯装置采用左转喷口，左转喷口塞，左转杠杆，左转撑杆，左转旋转螺钉，左转弹簧，右转喷口，右转喷口塞，右转杠杆，右转撑杆，右转旋转螺钉，右转弹簧，船锚式连杆，连接螺钉，伸缩杆，阿基米德螺线状第一齿轮，第二齿轮，方向旋转盘，齿轮外壳，第二橡胶圈等装置相互配合，并且在此基础上保证了装置的气液密封性，装置可靠性高且操作简单，实现成本较低。
43.6、本发明提供了一种变速装置，主要采用喷口，变速挡板，挤压杆，挤压皮带，长条齿轮，圆柱齿轮，齿轮固定杆，变速方向盘等主要装置进行有效的机械操控，可快速控制本发明航行速度的大小，显著扩大了装备的应用范围和场合。
附图说明：
44.图1为本发明所述一种大推力喷水推进装置的总装图；
45.图2为本发明所述电机防震装置结构示意图；
46.图3为本发明所述防堵塞装置结构示意图；
47.图4为本发明所述防堵塞装置结构俯视图；
48.图5为本发明所述杂物收集室结构示意图；
49.图6为本发明所述稳流栅格结构示意图；
50.图7为本发明所述多层级加速叶轮结构示意图；
51.图8为本发明所述扭曲式叶轮结构示意图；
52.图9为本发明所述次级叶轮结构示意图；
53.图10为本发明所述平衡鼓结构示意图；
54.图11为本发明所述双流线导叶结构示意图；
55.图12为本发明所述转弯装置结构俯视图；
56.图13为本发明所述变速喷口结构示意图；
57.图中：
58.1、外壳；2、电机；
59.3、主轴；31、第二轴部；32、第一轴部；
60.4、电机防震装置；41、橡胶保护内衬；42、电机防震弹簧；43、固定弹簧，44、固定契子；45、第一防水橡胶圈；46、防水保护外壳；
61.5、弯管式进口；
62.6、防堵塞装置；61、帽型过滤板；62、流体通过孔；63、杂物通过孔；64、环绕式杂物通过管；
63.7、杂物收集室；71、杂物粉碎杆；72、杂物粉碎倒刺；73、可卸杂物盒；74、通水孔；75、杂物盒固定把手；76、杂物盒固定铆钉；
64.8、稳流栅格；81、柔性稳流板；82、稳流孔；
65.9、多层级加速叶轮；91、一级加速叶轮；92、二级加速叶轮；93、三级加速叶轮；94、四级加速叶轮；
66.10、扭曲式叶轮；101、第一扭曲式叶片；102、一号键；
67.11、次级叶轮；111、第二扭曲式叶片；112、二号键；
68.12、平衡鼓；121、异型圆柱体；122、三号键；
69.13、双流线导叶；131、导流叶片；132、轴承；133、导叶壁面；
70.14、紧定螺钉；
71.15、转弯装置；151、左转喷口；152、左转喷口塞；153、左转杠杆；154、左转撑杆；155、左转旋转螺钉；156、左转弹簧；157、右转喷口；158、右转喷口塞；159、右转杠杆；1510、右转撑杆；1511、右转旋转螺钉；1512、右转弹簧；1513、船锚式连杆；1514、连接螺钉；1515、伸缩杆；1516、阿基米德螺线状第一齿轮；1517、第二齿轮；1518、方向旋转盘；1519、齿轮外壳；1520、第二橡胶圈；
72.16、变速喷口结构；161、喷口；162、变速挡板；163、挤压杆；164、挤压皮带；165、长条齿轮；166、圆柱齿轮；167、齿轮固定杆；168、变速方向盘。
具体实施方式
73.下面结合附图1-13以及具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
74.参考图1，本发明所述的一种大推力喷水推进装置，包括外壳1，电机2，主轴3，电机防震装置4，具有防堵塞功能的弯管式进口5，防堵塞装置6，杂物收集室7，稳流栅格8，多层级加速叶轮9，扭曲式叶轮10，次级叶轮11，平衡鼓12，双流线导叶13，紧定螺钉14，转弯装置15及变速喷口结构16。
75.外壳1将主轴3、弯管式进口5、防堵塞装置6、稳流栅格8、多层级加速叶轮9、扭曲式叶轮10、次级叶轮11、平衡鼓12、双流线导叶13、转弯装置15及变速喷口结构16等装置保护在其内部，在大推力喷水推进装置高速运转状态下，外壳1有足够的刚度和可靠性，可提升防震效果，并且具有美化大推力喷水推进装置的外观的作用。
76.大功率电机2和主轴3相连，且装置启动时大功率电机2将带动主轴3以及和主轴3相配合的多层级加速叶轮9，扭曲式叶轮10，次级叶轮11，平衡鼓12旋转。
77.所述主轴3为满足强度要求，在多层级加速叶轮9和扭曲式叶轮10中间非线性变化，且将右边划分为主轴的第二轴部31，左边为主轴的第一轴部32。
78.所述电机防震装置4包括环绕在大功率电机2周围的橡胶保护内衬41，在大功率电机2右侧的若干组电机防震弹簧42，在大功率电机2左侧的与大功率电机2和外壳1连接的若干组固定弹簧43和一个固定契子44，紧贴外壳1和主轴3的第一防水橡胶圈45以及防水保护外壳46组成，多重保护装置相互配合下，大大降低大功率电机2的故障发生，延长了大功率电机2的使用寿命。
79.所述防堵塞装置6装配在弯管式进口5处，该防堵塞装置6主要包括一个帽型过滤板61，若干个流体通过孔62，杂物通过孔63，环绕式杂物通过管64。帽型过滤板61和弯管式进口5处的外壳1焊接为一体。帽型过滤板61和环绕式杂物通过管64焊接为一体。当大块杂物经过防堵塞装置6时会被流体通过孔62和杂物通过孔63阻拦，当小块杂物经过防堵塞装置6时会被流体通过孔62阻拦，并流入杂物通过孔63进入环绕式杂物通过管64。
80.所述杂物收集室7与环绕式杂物通过管64在弯管式进口5处的外壳1上相连，该杂物收集室7包括若干根与电机防震装置4的防水保护外壳46相焊接一体的杂物粉碎杆71，杂物粉碎倒刺72，可卸杂物盒73，若干个杂物收集室7上的通水孔74，杂物盒固定把手75，杂物盒固定铆钉76。当小块杂物从环绕式杂物通过管64流出时将会进入杂物收集室7，杂物粉碎
倒刺72将杂物粉碎细化，并通过通水孔74排出，当杂物盒不可粉碎的杂物将满时，可将杂物盒固定把手75向上掰开，此时杂物盒固定铆钉76下移，可将可卸杂物盒73拿出清理，之后将杂物盒固定把手75向掰上可再次固定可卸杂物盒73。
81.所述稳流栅格8位于杂物收集室7上方，与弯管式进口5处的外壳1内部焊接为一体，所述稳流栅格8主要包括与水流速度方向垂直的柔性稳流板81以及若干个稳流孔82。
82.所述多层级加速叶轮9位于主轴3的第二轴部31上，是大推力喷水推进装置上的第一重加速装置，该多层级加速叶轮9主要包括一级加速叶轮91，二级加速叶轮92，三级加速叶轮93，四级加速叶轮94，且所述一级加速叶轮91，二级加速叶轮92，三级加速叶轮93，四级加速叶轮94都为圆柱形叶片，具有三枚叶片，与竖直方向呈30
°
夹角。
83.所述扭曲式叶轮10位于主轴3的第一轴部32上，是大推力喷水推进装置上的第二重加速装置，该扭曲式叶轮10主要包括五枚第一扭曲式叶片101，两个与第一轴部32相连的一号键102构成。
84.所述次级叶轮11位于主轴3的第一轴部32上，是大推力喷水推进装置上的第三重加速装置，该次级叶轮11主要包括三枚第二扭曲式叶片111，两个与第一轴部32相连的二号键112构成。
85.所述平衡鼓12位于主轴3的第一轴部32上，是大推力喷水推进装置上的平衡轴向力的装置，该平衡鼓12主要包括一个异型圆柱体121，两个与第一轴部32相连的三号键122构成。
86.所述双流线导叶13位于主轴3的第一轴部32上，是大推力喷水推进装置上的过流部件之一，该结构主要包括六枚导流叶片131，与第一轴部32相连的轴承132，与外壳1焊接为一体的导叶壁面133；该双流线导叶13结构可将流体汇集起来,均匀地引向变速喷口结构16,并使液体的部分动能转变成压能。
87.所述紧定螺钉14位于第一轴部32最左端，可固定主轴3的位置，使得装备平稳运行。
88.所述转弯装置15放置于主轴3后方，该结构主要包括左转喷口151，左转喷口塞152，左转杠杆153，左转撑杆154，左转旋转螺钉155，左转弹簧156，右转喷口157，右转喷口塞158，右转杠杆159，右转撑杆1510，右转旋转螺钉1511，右转弹簧1512，船锚式连杆1513，连接螺钉1514，伸缩杆1515，阿基米德螺线状第一齿轮1516，第二齿轮1517，方向旋转盘1518，齿轮外壳1519，第二橡胶圈1520；随着方向旋转盘1518的转动，转弯装置15的所有配件将会相互配合，此时，当方向旋转盘1518向右转时，右转喷口塞158打开，大推力喷水推进装置向右转动，当方向旋转盘1518向左转时，左转喷口塞152打开，大推力喷水推进装置向左转动。
89.所述变速喷口结构16位于外壳1左边最末端，该结构主要包括喷口161，若干枚变速挡板162，若干根挤压杆163，一个呈圆环状的挤压皮带164，长条齿轮165，圆柱齿轮166，齿轮固定杆167，变速方向盘168。当变速方向盘168向右转动时，长条齿轮165向下移动，使得挤压皮带164缩小，继而变速挡板162下移，喷口161变小，此时大推力喷水推进装置属于加速状态；当变速方向盘168向左转动时，长条齿轮165向上移动，使得挤压皮带164扩大，继而变速挡板162上移，喷口161变大，此时大推力喷水推进装置属于减速状态。
90.优选的，外壳1，电机防震装置4的防水保护外壳46，多层级加速叶轮9，扭曲式叶轮
10，次级叶轮11，平衡鼓12，双流线导叶13可使用铝、钢和复合材料一体化铸造而成，具有重量轻、成本低和防腐蚀的优点。
91.优选的，主轴3的第二轴部31半径为75mm，第一轴部32为150mm；多层级加速叶轮9位于第二轴部31上，其内径为75mm；扭曲式叶轮10，次级叶轮11，平衡鼓12位于第一轴部32上，内径都为150mm；扭曲式叶轮10上的一号键102长度为70mm，次级叶轮11上的二号键112长度为50mm，平衡鼓12上的三号键122长度为30mm，且一号键102，二号键112，三号键122宽度都为15mm。
92.优选的，电机防震装置4上的电机防震弹簧42沿防水保护外壳46均匀装配10组，固定弹簧43均匀装配3组，固定契子44装配一个，多重装置相互配合，降低大功率电机2的故障发生，延长了大功率电机2的使用寿命。
93.优选的，防堵塞装置6的帽型过滤板61厚度为10mm，流体通过孔62在帽型过滤板61均匀设置8圈，第一圈6个流体通过孔62，且向外每圈增加4个流体通过孔62，最外圈有34个流体通过孔62，整个帽型过滤板61共有160个体通过孔62，且每个体通过孔62半径为3mm；且在帽型过滤板61中心位置处设置有一个杂物通过孔63，其半径为10mm。
94.优选的，杂物收集室7与环绕式杂物通过管64相连，杂物收集室7上设有8根与电机防震装置4的防水保护外壳46相焊接一体的杂物粉碎杆71，该杂物粉碎杆71宽度为4.5mm，长度为10mm；且每根杂物粉碎杆71左右对称设置有8组杂物粉碎倒刺72；在杂物收集室7的可卸杂物盒73下方设置有9个通水孔74，该通水孔74为截面呈梯形状的圆锥台，圆台两个平面圆半径分别为4mm和1mm。
95.优选的，稳流栅格8的柔性稳流板81用柔软性较好的橡胶材料做成，且与弯管式进口5处的外壳1内部焊接为一体；柔性稳流板81上均匀设置有100个半径为2mm稳流孔82。
96.优选的，多层级加速叶轮9是大推力喷水推进装置上的第一重加速装置，一级加速叶轮91，二级加速叶轮92，三级加速叶轮93，四级加速叶轮94都有三枚圆柱形叶片，与竖直方向呈30度夹角，且圆柱形叶片的长度逐级递增，但叶片厚度不变。
97.优选的，扭曲式叶轮10是大推力喷水推进装置上的第二重加速装置，是大推力喷水推进装置主要加速装置，该扭曲式叶轮10具有五枚第一扭曲式叶片101，每枚第一扭曲式叶片101长度为120mm，厚度为8mm。
98.优选的，次级叶轮11是大推力喷水推进装置上的第三重加速装置，该次级叶轮11有三枚第二扭曲式叶片111，每枚第二扭曲式叶片101长度为40mm，厚度为4mm。
99.优选的，双流线导叶13具有六枚导流叶片131，每枚导流叶片131前端为一小段圆弧段，长度为20mm，厚度均匀变化；后端都为直线段，长度为100mm，厚度为4mm。
100.优选的，所述转弯装置15的左转喷口151和右转喷口157半径为30mm。
101.优选的，变速喷口结构16的喷口161在变速挡板162处于最上方时，为最大喷口尺寸，此时半径120mm，在变速挡板162处于最下方时，为最小喷口尺寸，此时半径为60mm；变速喷口结构16上的变速挡板162装设8枚，变速喷口结构16上的挤压杆163设置8根。
102.优选的，装置上的杂物粉碎杆71，左转杠杆153，左转撑杆154，右转杠杆159，右转撑杆1510，船锚式连杆1513，伸缩杆1515，挤压杆163齿轮固定杆167都不可压缩，具有良好的强度。
103.优选的，装置上的电机防震弹簧42，固定弹簧43，左转弹簧156，右转弹簧1512使用
精铁制作而成，具有良好的弹性和长久的使用寿命。
104.优选的，装置上的阿基米德螺线状第一齿轮1516，第二齿轮1517，长条齿轮165，圆柱齿轮166都具有良好的精密性，啮合性和传动灵敏。
105.优选的，装置上的第一防水橡胶圈45，第二橡胶圈1520气密性，防水性良好。
106.本发明的工作过程如下：
107.大推力喷水推进装置启动前，杂物收集室7属于固定状态，左转喷口塞152和右转喷口塞158处于闭合状态，变速挡板162处于初始状态，所有阀门和盖板均处于闭合状态，所有弹簧，齿轮，杠杆均处于初始状态。
108.大推力喷水推进装置启动时，外壳1将主轴3、弯管式进口5、防堵塞装置6、稳流栅格8、多层级加速叶轮9、扭曲式叶轮10、次级叶轮11、平衡鼓12、双流线导叶13、转弯装置15及变速喷口结构16等装置保护在其内部。
109.大功率电机2将带动主轴3以及和主轴3相配合的多层级加速叶轮9，扭曲式叶轮10，次级叶轮11，平衡鼓12进行旋转；此时电机防震装置4上的电机防震装置4的橡胶保护内衬41，电机防震装置4的电机防震弹簧42，电机防震装置4的固定弹簧43和电机防震装置4的固定契子44，电机防震装置4的第一防水橡胶圈45以及电机防震装置4的防水保护外壳46多重保护装置相互配合，降低大功率电机2的震动和噪声，延长大功率电机2的使用寿命。
110.当有大块杂物经过装配在弯管式进口5处的防堵塞装置6时，将会被防堵塞装置的流体通过孔62和防堵塞装置的杂物通过孔63阻拦至装备之外。当小块杂物经过防堵塞装置6时只会被防堵塞装置的流体通过孔62阻拦，并流入防堵塞装置的杂物通过孔63进入防堵塞装置的环绕式杂物通过管64。
111.通过防堵塞装置的环绕式杂物通过管64后，小块杂物将会进入杂物收集室7，杂物粉碎倒刺72将杂物粉碎细化，并通过通水孔74排出，当杂物盒不可粉碎的杂物将满时，可将杂物盒固定把手75向上掰开，此时杂物盒固定铆钉76下移，可将可卸杂物盒73拿出清理，之后将杂物盒固定把手75向掰上可再次固定可卸杂物盒73。
112.水流通过防堵塞装置6后，将会经过稳流栅格8，稳流栅格8将会改变水流的大小和方向，为多层级加速叶轮9提供合适大小和方向速度的水流，减少装备的空化空蚀，显著提高装备的水力性能和推力性能。
113.水流到达位于主轴3的第二轴部31上的第一重加速装置多层级加速叶轮9时，该结构上的一级加速叶轮91，二级加速叶轮92，三级加速叶轮93，四级加速叶轮94将会将水流逐渐加速，并送至下一级加速结构扭曲式叶轮10。
114.到达第二重加速装置扭曲式叶轮10的水流将会被五枚第一扭曲式叶片101再次进行加速，并送至下一级加速结构次级叶轮11。
115.到达第三重加速装置次级叶轮11的水流将会被三枚第二扭曲式叶片111进行最后一重加速，并送至下一个平衡轴向里的结构平衡鼓12。
116.被平衡鼓12平衡轴向力后的水流将会被送至双流线导叶13，将甩出的水流汇集起来，均匀地引出，并能使水流的部分动能转变成压能，增加水流的压力。
117.当大推力喷水推进装置需要改变航行方向时，可旋转方向旋转盘1518；当方向旋转盘1518向左转时，左转喷口151，左转喷口塞152，左转杠杆153，左转撑杆154，左转旋转螺钉155，左转弹簧156相互配合，左转喷口塞152打开，大推力喷水推进装置向左转动；当方向
旋转盘1518向右转时，右转喷口157，右转喷口塞158，右转杠杆159，右转撑杆1510，右转旋转螺钉1511，右转弹簧1512相互配合，右转喷口塞158打开，大推力喷水推进装置向右转动。
118.当大推力喷水推进装置需要改变航行速度时，可旋转变速方向盘168；当变速方向盘168向右转动时，长条齿轮165向下移动，使得挤压皮带164缩小，继而变速挡板162下移，喷口161变小，此时大推力喷水推进装置属于加速状态；当变速方向盘168向左转动时，长条齿轮165向上移动，使得挤压皮带164扩大，继而变速挡板162上移，喷口161变大，此时大推力喷水推进装置属于减速状态。
119.所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，包括：外壳，所述外壳的一端具有防堵塞功能的弯管式进口，在所述弯管式进口内设有用于阻止杂物进入外壳内的防堵塞装置，和所述防堵塞装置相连的杂物收集室，与所述外壳相连位于所述防堵塞装置朝向外壳中心一侧的稳流栅格；所述外壳的另一端具有变速喷口结构；在所述外壳内设有一主轴，与所述主轴相连用于驱动所述主轴转动的电机；沿所述主轴的延伸方向，在所述主轴上从朝向所述弯管式进口的一端至朝向所述变速喷口结构的一端依次设置有多层级加速叶轮，扭曲式叶轮，次级叶轮，平衡鼓，双流线导叶和转弯装置，以改变推进器装置的运动方向和运动速度。2.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述多层级加速叶轮包括由朝向所述弯管式进口至朝向所述变速喷口结构依次排布的一级加速叶轮，二级加速叶轮，三级加速叶轮，四级加速叶轮，每一加速叶轮包括三个叶片，所述叶片与加速叶轮的轴向方向呈30
°
夹角，且一级加速叶轮，二级加速叶轮，三级加速叶轮，四级加速叶轮的叶片逐渐增大。3.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述扭曲式叶轮包括五个第一扭曲式叶片，将所述扭曲式叶轮和所述主轴相连的一号键。4.根据权利要求3所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述次级叶轮包括三个第二扭曲式叶片，将所述次级叶轮和所述主轴相连的二号键，所述第二扭曲式叶片小于所述第一扭曲式叶片。5.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述平衡鼓包括一异型圆柱体，将所述平衡鼓和所述主轴相连的三号键。6.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述双流线导叶可将流体汇集，均匀地引向所述变速喷口结构，并使流体的部分动能转变成压能；所述双流线导叶包括六个导流叶片，与主轴相连的轴承，与外壳焊接为一体的导叶壁面。7.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述转弯装置包括船锚式连杆，所述船锚式连杆的一端经连接螺钉与伸缩杆相连，所述伸缩杆上设有相互配合的阿基米德螺线状第一齿轮，第二齿轮，与所述第二齿轮相连的方向旋转盘；所述船锚式连杆另一端的两侧分别设有杠杆，与所述杠杆背离所述船锚式连杆一端相连的喷口塞，所述喷口塞用于覆盖外壳上对应的喷口，所述杠杆与外壳间设有撑杆，所述撑杆经旋转螺钉与所述杠杆连接，所述杠杆与所述外壳间还设有弹簧。8.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述变速喷口结构包括多个呈环形排布的变速挡板，所述变速挡板的内侧形成喷口，所述变速挡板的外侧套设有挤压皮带，每一所述变速挡板经一挤压杆与所述挤压皮带连接，连接于所述挤压皮带上的条形齿轮，与所述条形齿轮相配合的圆柱齿轮，驱动所述圆柱齿轮转动的变速方向盘。9.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，所述防堵塞装置包括与外壳焊接相连的帽型过滤板，所述帽型过滤板上设有若干个流体通过孔和位于帽型过滤板中央的杂物通过孔，与所述帽型过滤板焊接相连且与所述杂物通过孔相连通的环绕式杂物通过管；
所述杂物收集室与所述环绕式杂物通过管相连通，所述杂物收集室包括多个杂物粉碎杆，设置于所述杂物粉碎杆上的杂物粉碎倒刺，用于接收杂物的可卸杂物盒，所述可卸杂物盒上设有通水孔；所述稳流栅格位于所述杂物收集室上方，其与外壳焊接相连，所述稳流栅格包括与流体速度方向垂直的柔性稳流板，及设置于所述柔性稳流板上的若干个稳流孔。10.根据权利要求1所述的可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，其特征在于，还包括电机防震装置，所述电机防震装置包括环绕电机设置的橡胶保护内衬，位于所述电机一侧的若干组电机防震弹簧，位于所述电机另一侧的若干组固定弹簧和一固定契子，紧贴所述外壳和所述主轴的第一防水橡胶圈及防水保护外壳。

技术总结
本发明公开了一种可灵活转弯变速的大推力喷水推进装置，该喷水推进装置包括具有防堵塞功能的弯管式进口，多层级加速叶轮，扭曲式叶轮，次级叶轮，平衡鼓，双流线导叶，转弯装置及变速喷口结构；弯管式进口处的防堵塞装置可直接将大块的杂物阻挡，并且将小块且易堵塞杂物收集至杂物收集室；多层级加速叶轮，扭曲式叶轮，次级叶轮三种装置层层递进加大流体速度，再经过平衡鼓平衡轴向力；双流线导叶将流体汇集起来,均匀地引向变速喷口,并使液体的部分动能转变成压能；转弯装置及变速喷口可改变喷水推进装置运动的方向和速度。本发明推进效率高，噪声性能好，隐蔽性能强，可作为水下航行体动力的源头，在水上装备的推进系统上也可广泛应用。广泛应用。广泛应用。


技术研发人员：常浩 娄源 彭光杰 杜佳霖 洪世明 田隆
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/3/9