一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，包括發(fā)動機、曲軸、連桿和活塞推進機構(gòu)，活塞推進機構(gòu)包括活塞內(nèi)缸、活塞外缸和活塞，活塞的一端伸入活塞內(nèi)缸內(nèi)，活塞的另一端與連桿連接；活塞內(nèi)缸置于活塞外缸內(nèi)，且活塞內(nèi)缸上設(shè)有第一進出水口、第二進出水口；活塞外缸上設(shè)有第三進出水口；第一進出水口與活塞內(nèi)缸的無桿腔相連通，第二進出水口與活塞內(nèi)缸的有桿腔相連通，第二進出水口與活塞外缸的內(nèi)腔相連通；第三進出水口與活塞外缸的內(nèi)腔相連通；活塞內(nèi)缸、活塞外缸共用頂板；活塞內(nèi)缸的底板與活塞外缸的底板在同一平面上。本發(fā)明能使活塞在上下行程做功時，水流對船舶的作用力始終向前，推動船舶向前運動。
【專利說明】
一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于動力推進技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前船舶的推動力主要由螺旋槳提供。從推動效率來看，螺旋槳的推動效率為60%以下，而活塞式推進裝置產(chǎn)生的推動效率能達到67%至95%。因此研究活塞式推進裝置對船舶的推進將具有極大的意義。
[0003]現(xiàn)有的活塞式推進裝置在對船舶進行推進時具有以下缺點:僅在活塞桿推出時，才會提供船舶航行動力；因其結(jié)構(gòu)限制，在密封質(zhì)量方面要求高，在高速和重載的運行環(huán)境下，難以保證正常使用;活塞式推進裝置噴出的水流速與缸體內(nèi)的水流速一樣，不能產(chǎn)生增速效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，該裝置能使活塞在上下行程做功時，水流對船舶的作用力始終向前，推動船舶向前運動。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，包括發(fā)動機、曲軸、連桿和活塞推進機構(gòu)，所述發(fā)動機固定在船舶基座上，發(fā)動機的輸出軸通過曲軸與連桿連接;所述活塞推進機構(gòu)包括活塞內(nèi)缸、活塞外缸和活塞，活塞的一端伸入活塞內(nèi)缸內(nèi)，活塞的另一端與連桿連接;所述活塞內(nèi)缸置于活塞外缸內(nèi)；活塞內(nèi)缸的底板上設(shè)有第一進出水口，活塞內(nèi)缸的側(cè)壁上對稱設(shè)有第二進出水口，活塞外缸的底板上設(shè)有第三進出水口，以引導水流的進出；第一進出水口與活塞內(nèi)缸的無桿腔相連通，第二進出水口與活塞內(nèi)缸的有桿腔相連通，第二進出水口與活塞外缸的內(nèi)腔相連通;第三進出水口與活塞外缸的內(nèi)腔相連通；
活塞內(nèi)缸、活塞外缸共用頂板;活塞內(nèi)缸的底板與活塞外缸的底板在同一平面上。
[0006]當發(fā)動機啟動時，曲軸被帶動旋轉(zhuǎn)，進而傳遞至連桿，連桿做平面運動，連桿帶動活塞做直線運動，最終推動活塞缸內(nèi)的水流運動，產(chǎn)生了水流對船舶的推動力，使得船舶向前行駛；由于活塞缸采用了內(nèi)外缸的設(shè)計，故在活塞上下行程的運動中，始終能產(chǎn)生一個方向上推動船舶向前行駛的作用力。
[0007]更進一步的方案是，所述活塞推進機構(gòu)有偶數(shù)個，對稱布設(shè)在發(fā)動機的兩側(cè)。
[0008]更進一步的方案是，第一進出水口的面積、第二進出水口的面積小于活塞內(nèi)缸的橫截面積，第三進出水口的面積小于活塞外缸的橫截面積。
[0009]更進一步的方案是，第三進出水口為環(huán)形結(jié)構(gòu)，置于活塞內(nèi)缸的外側(cè);第一進出水口、第二進出水口為圓形進出水口。
[0010]更進一步的方案是，所述發(fā)動機為雙伸出軸發(fā)動機，可同時為兩個或者多個活塞缸提供推動力。[0011 ]更進一步的方案是，所述活塞內(nèi)缸和活塞外缸為一體式結(jié)構(gòu)。
[0012]更進一步的方案是，所述曲軸類似于汽車等發(fā)動機中曲軸的設(shè)計，一端連接發(fā)動機的輸出軸，可做旋轉(zhuǎn)運動，另一端與船舶基座間隙配合。所述連桿一端可繞曲軸做旋轉(zhuǎn)運動，另一端與活塞連接。所述活塞由一長直圓柱桿(活塞桿)與一圓盤焊接而成，且所述活塞在連桿的作用下，使圓盤在活塞內(nèi)缸內(nèi)做直線滑動。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
活塞缸采用內(nèi)外缸雙層設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，且內(nèi)外缸都留有水流進出水口，使得活塞在上下行程做功時，水流對船舶的作用力始終向前，推動效率高；
第一進出水口的面積、第二進出水口的面積小于活塞內(nèi)缸的橫截面積，第三進出水口的面積小于活塞外缸的橫截面積，故水流流速加快，能增大水流對船舶的推動力，提高推動效率。
【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是活塞推進機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為活塞上彳丁水流向不意圖；
圖4為活塞下行水流向示意圖。
[0015]其中:1、第三進出水口，2、第一進出水口，3、活塞外缸，4、活塞內(nèi)缸，5、活塞，6、第二進出水口，7、曲軸，8、發(fā)動機，9、連桿。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]參見圖1-圖4，一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，包括發(fā)動機8、曲軸7、連桿9和活塞推進機構(gòu)，發(fā)動機8固定在船舶基座上，發(fā)動機8的輸出軸與曲軸7連接，曲軸7與連桿9連接;活塞推進機構(gòu)包括活塞內(nèi)缸4、活塞外缸3和活塞5，活塞5的一端伸入活塞內(nèi)缸4內(nèi)，活塞5的另一端與連桿9連接;活塞內(nèi)缸4置于活塞外缸3內(nèi)，且活塞內(nèi)缸4、活塞外缸3共用頂板，活塞內(nèi)缸4的底板與活塞外缸3的底板在同一平面上;活塞內(nèi)缸4的底板上設(shè)有第一進出水口 2，活塞內(nèi)缸4的側(cè)壁上對稱設(shè)有第二進出水口 6，活塞外缸3的底板上設(shè)有第三進出水口 I，以引導水流的進出；第一進出水口 2與活塞內(nèi)缸4的無桿腔相連通，第二進出水口 6與活塞內(nèi)缸4的有桿腔相連通，第二進出水口 6與活塞外缸3的內(nèi)腔相連通;第三進出水口 I與活塞外缸3的內(nèi)腔相連通;第三進出水口 I為環(huán)形結(jié)構(gòu)，置于活塞內(nèi)缸4的外側(cè);第一進出水口 2、第二進出水口 6為圓形進出水口；第一進出水口 2的面積、第二進出水口 6的面積小于活塞內(nèi)缸4的橫截面積，第三進出水口 I的面積小于活塞外缸3的橫截面積?；钊撞捎脙?nèi)外缸雙層設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，且內(nèi)外缸都留有水流進出水口，使得活塞5在上下行程做功時，水流對船舶的作用力始終向前，推動效率高；因第一進出水口 2的面積、第二進出水口 6的面積小于活塞內(nèi)缸4的橫截面積，第三進出水口 I的面積小于活塞外缸3的橫截面積，故水流流速加快，增大了水流對船舶的推動力，提高了推動效率。
[0018]當發(fā)動機8啟動時，曲軸7被帶動旋轉(zhuǎn)，進而傳遞至連桿9，連桿9做平面運動，連桿9帶動活塞5做直線運動，最終推動活塞缸內(nèi)的水流運動，產(chǎn)生了水流對船舶的推動力，使得船舶向前行駛。
[0019]為了使船舶更加平穩(wěn)的運行，可設(shè)置偶數(shù)個活塞推進機構(gòu)(優(yōu)選為2個)，對稱布設(shè)在發(fā)動機8的兩側(cè)。
[0020]為了使減少整個推進裝置的體積，可采用雙伸出軸發(fā)動機同時為兩個或者多個活塞缸提供推動力。
[0021]為了使結(jié)構(gòu)更加緊湊合理，也便于密封，可以將活塞內(nèi)缸和活塞外缸設(shè)計為一體式結(jié)構(gòu)。
[0022]本發(fā)明中，曲軸類似于汽車等發(fā)動機中曲軸的設(shè)計，一端連接發(fā)動機的輸出軸，可做旋轉(zhuǎn)運動，另一端與船舶基座間隙配合。活塞由一長直圓柱桿(活塞桿)與一圓盤焊接而成，且所述活塞在連桿的作用下，使圓盤在活塞內(nèi)缸內(nèi)做直線滑動。
[0023]參見圖3，活塞5做上行運動。發(fā)動機8做順(逆)時針旋轉(zhuǎn)運動，發(fā)動機8帶動曲軸7、連桿9運動，從而帶動活塞5做上行直線運動。在活塞內(nèi)缸4中，水流被活塞5推動，從活塞內(nèi)缸4的第一進出水口 2流出，產(chǎn)生對船舶向前運動的推力。同時，當活塞5上行程運動時，水流從活塞外缸3的環(huán)形的第三進出水口 I吸入至活塞外缸3中，并經(jīng)過活塞內(nèi)缸4上的第二進出水口 6流入到活塞內(nèi)缸4中。
[0024]參見圖4，活塞5做下行運動。發(fā)動機8做順(逆)時針旋轉(zhuǎn)運動，發(fā)動機8帶動曲軸7、連桿9運動，從而帶動活塞5做下行直線運動。在活塞5完成上行程時，活塞內(nèi)缸4無桿腔的水被排出，但是其有桿腔的水又被及時的補充。故當活塞5做下行程運動時，水流又可以由活塞內(nèi)缸4的第二進出水口 6流出后，經(jīng)活塞外缸3上的第三進出水口 I排出，又產(chǎn)生向前推動船舶運動的推力。同時，另一股水流經(jīng)由活塞內(nèi)缸4的第一進出水口 2吸入到活塞內(nèi)缸4中。從圖3和圖4可以看出，在活塞5的上下行程中始終產(chǎn)生向前推動船舶行駛的推力。
[0025]本發(fā)明除為船舶航行提供推動力外，還可以為一些水上娛樂裝置提供推動力。
[0026]應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，包括發(fā)動機、曲軸、連桿和活塞推進機構(gòu)，所述發(fā)動機固定在船舶基座上，發(fā)動機的輸出軸通過曲軸與連桿連接，其特征在于:所述活塞推進機構(gòu)包括活塞內(nèi)缸、活塞外缸和活塞，活塞的一端伸入活塞內(nèi)缸內(nèi)，活塞的另一端與連桿連接;所述活塞內(nèi)缸置于活塞外缸內(nèi)，且活塞內(nèi)缸的底板上設(shè)有第一進出水口，活塞內(nèi)缸的側(cè)壁上對稱設(shè)有第二進出水口；活塞外缸的底板上設(shè)有第三進出水口；第一進出水口與活塞內(nèi)缸的無桿腔相連通，第二進出水口與活塞內(nèi)缸的有桿腔相連通，第二進出水口與活塞外缸的內(nèi)腔相連通;第三進出水口與活塞外缸的內(nèi)腔相連通； 活塞內(nèi)缸、活塞外缸共用頂板;活塞內(nèi)缸的底板與活塞外缸的底板在同一平面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，其特征在于:所述活塞推進機構(gòu)有偶數(shù)個，對稱布設(shè)在發(fā)動機的兩側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，其特征在于:第一進出水口的面積、第二進出水口的面積小于活塞內(nèi)缸的橫截面積，第三進出水口的面積小于活塞外缸的橫截面積。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的產(chǎn)生雙行程推力的活塞式推進裝置，其特征在于:第三進出水口為環(huán)形結(jié)構(gòu)，置于活塞內(nèi)缸的外側(cè)。
【文檔編號】B63H21/165GK106043652SQ201610461786
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】吳青, 陳思, 汪洋
【申請人】武漢理工大學