一种离心泵推进系统的制作方法

本实用新型涉及一种离心泵推进系统，特别涉及一种离心泵推进系统。

背景技术：

传统的水下推进系统包括驱动电机(即马达)系统，螺旋桨系统，所述驱动电机系统通过旋转轴及齿轮系统带动螺旋桨系统的转动，进而产生推力，给整个水下装置提供前进的动力。但是这种螺旋桨式推进系统的前进动力必须依靠驱动电机系统的功率输出，即浪费动力能源，又不能有效的平稳的对水下装置进行推动。因此，有必要开发一种新型的推进系统，一方面可以降低能耗，另一方面，对水下系统能够进行平稳的水下推进。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种离心泵推进系统，以解决现有推进系统耗能且推进不够平稳的技术问题。

本实用新型实施例提供的一种离心泵推进系统，包括：驱动电机，用于给所述离心泵推进系统提供驱动力；离心泵本体，包括入水口、出水口和离心转轮，所述离心转轮通过驱动轴与所述驱动电机连接；阀门开关，与出水口控制阀电连接，用于控制所述出水口的开口尺寸；控制部，所述控制部与所述驱动电机、所述阀门开关电连接，用于控制所述离心泵推进系统的出水量。

进一步的，所述出水口包括第一出水口和第二出水口。

进一步的，所述第一出水口和第二出水口对称的分布于所述离心泵本体的两侧。

进一步的，所述入水口位于所述离心泵本体与所述驱动电机相对的一侧。

进一步的，所述阀门开关通过齿轮控制出水口控制阀来控制所述第一出水口和第二出水口的开口尺寸。

进一步的，所述阀门开关可以单独控制所述第一出水口和第二出水口。

进一步的，所述入水口的直径略小于所述离心转轮的外径。

进一步的，所述出水口外接平滑式流道。

进一步的，所述出水口外接平滑式流道。

进一步的，所述离心泵推进系统还包括：环形挡水板，其位于所述离心转轮与所述驱动电机之间，所述驱动轴穿过所述环形挡水板与所述离心转轮轴心连接；所述环形挡水板与所述驱动轴之间包括防水密封圈。

进一步的，所述离心转轮叶片为螺旋形结构。

本实用新型的利用离心式叶轮实现喷水推进，离心式推进系统的优点如下：

(1)流道宽敞，流畅，不容易缠绕杂物，因此很多水下污水泵都使用离心泵，因为推进系统使用这个原理可以达到比通常的螺旋桨推进更高的可靠性。

(2)可以使用很小的体积实现很大的流量也就是功率与重量比很大，能实现高功重比推进系统，减小系统重量，这是因为整个推进系统是依靠离心力来实现动力转换的，只要螺旋桨的强度允许就可以不断的提高转速来提高推力，而不像螺旋桨推进还受其他众多因素影响导致高速下效率快速下降。

(3)喷水推进系统流道安排比较灵活，对整机的外形影响较小，可以实现尽量接近理想流线型的机身，从而大幅提高整机的动力效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例离心泵推进系统的正视图。

图2为本实用新型实施例离心泵推进系统的A-A剖视图。

图3为本实用新型实施例离心泵推进系统的控制电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

结合图1-图3，详细说明本实用新型水下无线遥控装置的结构，其图1为本实用新型实施例离心泵推进系统的正视图。图2为本实用新型实施例离心泵推进系统的A-A剖视图。图3为本实用新型实施例离心泵推进系统的控制电路结构示意图。

本实用新型实施例提供的一种离心泵推进系统，如图1-2所示，包括：驱动电机1，用于给所述离心泵推进系统提供驱动力；离心泵本体2，包括入水口2.1、出水口2.2和离心转轮2.3，所述离心转轮2.3通过驱动轴与所述驱动电机1连接；阀门开关3，与出水口控制阀3.1电连接，用于控制所述出水口2.2的开口尺寸；控制部4，所述控制部4与所述驱动电机1、所述阀门开关3电连接，用于控制所述离心泵推进系统的出水量。

其中，优选的，所述驱动电机采用集成电机，电机的转子和泵喷推进器的转子设计为一体，电机磁钢安装在转子轮缘上，转子通过轴承安装在安装轴上，可以绕轴自由转动。电机的定子和推进器导流罩设计为一体，电机的电枢铁芯安装固定在导流罩内。电机的转子和定子需要分别进行绝缘和密封处理，整个电机工作在水中，电机的散热问题可以得到很好的解决。其输出功率通过计算机控制。

进一步的，优选的，所述出水口2.2包括第一出水口2.2.1和第二出水口2.2.2。特别是，所述第一出水口2.2.1和第二出水口2.2.2对称的分布于所述离心泵本体2的两侧。这样对称的设计使得水流可以推动叶轮在惯性力作用下自由旋转，节省了电机的输出功率，即使电机输出较小的推动功率，在水流压差的惯性推动下，仍然能够实现较好的推进，这一设计有利于节约能源，而且，上下对称设计使得推进器系统更加稳定均匀的输出推力，使得水下设备航行更加稳定。

特别是，所述入水口2.1位于所述离心泵本体2与所述驱动电机1相对的一侧。进一步的，所述入水口2.1的直径略小于所述离心转轮2.3的外径。这样使得有足够的水量进入推进系统的叶轮箱体，在驱动电机启动后的稳定阶段，能够保证水量的进出，增加了推力。

优选的，所述阀门开关3通过齿轮控制出水口控制阀3.1来控制所述第一出水口2.2.1和第二出水口2.2.2的开关尺寸。特别的，所述阀门开关3可以单独控制所述第一出水口2.2.1和第二出水口2.2.2。所述阀门开关通过级联的齿轮结构控制出水口的开闭，并根据所需推力及航行方向，实现出水口大小的控制，而且可以单独关闭或打开任何一个出水口。

优选的，所述出水口2.2外接平滑式流道。所述流道的形状为喇叭状的流线型结构，方便水流的快速导出。

优选的，所述离心泵推进系统还包括：环形挡水板，其位于所述离心转轮 2.3与所述驱动电机1之间，所述驱动轴穿过所述环形挡水板与所述离心转轮 2.3轴心连接；所述环形挡水板与所述驱动轴之间包括防水密封圈。

优选的，所述离心转轮2.3叶片为螺旋形结构。

如图3所示，计算机控制系统控制所述驱动电机1的输出功率，同时根据实际航行路线及速度，控制阀门开关3，阀门开关3通过齿轮控制出水口的开闭位置，进而控制所述离心泵推进系统的出水量。所述出水口可以通过阀门开关3单独控制，或者经过计算机系统计算各自的开关量，进而按照一定的比例实现开口的大小。

推进器工作原理：

(1)使用齿轮控制“出水口控制阀”在两个出水口的张开程度，这样形成两边不同的流量差，流量差转换成推力差也就是或向左或向右，或者合成推力为零的情况，这样可以有效的利用流体的动力助推水下设备前进。

(2)控制电机转速来控制总流量，进而控制滑动阀门位置一定的情况下的推力大小。这种控制方式电机不必快速换向，大大减小了换向而产生的无效能耗，提高整体推进效率，同时滑动阀门控制可以很快速，而且调整迅速，过程过度顺滑，这个对整个系统的动力表现大大有益，能实现很精确的姿态控制。

当水下设备(例如潜水器、船、航行器)在水下行驶时，由计算机控制系统控制电机的输出功率，由传动轴带动离心叶轮旋转时，水流从超大口径的入口流入，一方面随离心叶轮做圆周运动，一方面在离心力的作用下自离心叶轮中心向外周抛出，水流从叶轮获得了速度能。被甩向叶轮外缘的水流，经蜗形离心泵壳的流道流至离心泵壳的出水口。水流在液体自叶轮抛出时，离心叶轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是水流不断地由离心泵壳进水口与离心泵壳进水口被吸入，水流经过离心泵壳后与轴向方向成一定角度喷出，水流转向产生反作用力通过离心泵壳作用在轮架上。

同时，通过控制上下出水口的开闭或大小，进一步提高水流压差，结合水流离心力的作用，实现良好的水流出入，进而实现较好的推进效果。

本实用新型的利用离心式叶轮实现喷水推进，离心式推进系统的优点如下：

(1)流道宽敞，流畅，不容易缠绕杂物，因此很多水下污水泵都使用离心泵，因为推进系统使用这个原理可以达到比通常的螺旋桨推进更高的可靠性。

(2)可以使用很小的体积实现很大的流量，也就是功率与重量比很大，能实现高功重比推进系统，减小系统重量，这是因为整个推进系统是依靠离心力来实现动力转换的，只要叶轮的强度允许就可以不断的提高转速来提高推力，而不像螺旋桨推进还受其他众多因素影响导致高速下效率快速下降。

(3)喷水推进系统流道安排比较灵活，对整机的外形影响较小，可以实现尽量接近理想流线型的机身，从而大幅提高整机的动力效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。