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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 噴水推進(jìn)船舶新型推進(jìn)水泵的研發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 飛機(jī)有噴氣式飛機(jī)，同樣的船舶也有噴水推進(jìn)船舶，噴水推進(jìn)是一種古老的推及方式，噴水推進(jìn)是一種高效率的推進(jìn)方式，但是由于推進(jìn)器的效率低，不容易實(shí)現(xiàn)大推力，其發(fā)展受到很大的限制，逐漸被螺旋槳推進(jìn)代替，但是近年來(lái)隨著噴水推進(jìn)泵效率的不斷提高和性能的不斷改善，噴水推進(jìn)漸漸的嶄露頭角。我們做的就是一種噴水推進(jìn)水泵。
- 詳細(xì)介紹：
- 我們做的是一個(gè)水泵，泵體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地說(shuō)來(lái)就是一個(gè)環(huán)形的注射器，但是與注射器不同的是，活塞是在環(huán)形空腔中運(yùn)動(dòng)，而且是單向的運(yùn)動(dòng)，這樣就保證了它吸水和噴水同時(shí)進(jìn)行，并且單行運(yùn)動(dòng)可以減小功率損耗；泵體是一個(gè)環(huán)形的空腔，其內(nèi)有活塞運(yùn)動(dòng)，活塞運(yùn)動(dòng)推動(dòng)水的運(yùn)動(dòng)，內(nèi)設(shè)有可以活動(dòng)的擋板，使其實(shí)現(xiàn)噴水功能，結(jié)構(gòu)及其簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的傳動(dòng)裝置。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 推進(jìn)水泵設(shè)計(jì)：活塞在一個(gè)環(huán)形空腔中做環(huán)形的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中活塞平面保持與環(huán)形空腔的內(nèi)外壁的切面垂直，環(huán)形空腔外壁開(kāi)兩個(gè)口，一個(gè)進(jìn)水口，一個(gè)出水口（二者距離很近，一保證活塞有效的運(yùn)動(dòng)），在二者之間加一活動(dòng)的擋板，活塞會(huì)推動(dòng)水在環(huán)形空腔中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)擋板閉合時(shí)，水就會(huì)由出水口噴出，由入水口進(jìn)入；當(dāng)活塞接近擋板時(shí)，擋板會(huì)迅速抽離，當(dāng)活塞過(guò)去擋板之后，擋板活塞迅速落下，隨著活塞的運(yùn)動(dòng)，水由進(jìn)水口進(jìn)入空腔，由出水口噴出，然后周而復(fù)始的循環(huán)此過(guò)程。另外擋板的運(yùn)動(dòng)可由控制系統(tǒng)控制，該控制系統(tǒng)與水泵結(jié)合為一體，是在泵體的上方設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊的螺旋式的結(jié)構(gòu)，它能保證擋板在需要的時(shí)候快速被提起，之后再快速落下。此外活塞通過(guò)連桿連接到中心轉(zhuǎn)軸上，必然有，連桿的運(yùn)動(dòng)要“切割“環(huán)形空腔的內(nèi)壁，所以此處需要一個(gè)特制的水封結(jié)構(gòu)，既能保證連桿的運(yùn)動(dòng)，又能保證水的密封。此作品創(chuàng)新之處有三，一新穎獨(dú)特的整體構(gòu)造，二是水封的設(shè)計(jì)，三是擋板升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。技術(shù)關(guān)鍵是活動(dòng)擋板運(yùn)動(dòng)的控制，水封的設(shè)計(jì)，以及環(huán)形空腔和進(jìn)出水口位置的安排。主要技術(shù)指標(biāo)是水泵揚(yáng)程，活塞轉(zhuǎn)速，體積流量，質(zhì)量流量，功率，效率，產(chǎn)生的推力。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該作品中噴水推進(jìn)泵中的水與活塞同步運(yùn)動(dòng)，只要保證活塞足夠大的推力即水泵輸入功率，就能實(shí)現(xiàn)大功率噴水，提高活塞的速度，可以一比一線性的提高推進(jìn)泵的揚(yáng)程，此則現(xiàn)有噴水推進(jìn)泵研究所追求的目標(biāo)；再者，此水泵中沒(méi)有用到葉輪，就免去了水與葉輪的摩擦，水直接由活塞推著運(yùn)動(dòng)，類(lèi)似于注射器噴水，提高了噴水效率；活塞是單向運(yùn)動(dòng)，免去了傳統(tǒng)比賽往復(fù)運(yùn)動(dòng)中活塞剎車(chē)的能量消耗，也是提高效率的舉措,總的說(shuō)來(lái)較一般水泵效率高；另一大優(yōu)勢(shì)，該水泵構(gòu)造簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月14日，在山東大學(xué)中心校區(qū)學(xué)生創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中心報(bào)告廳接受評(píng)審，由山東大學(xué)共青團(tuán)委員會(huì)舉辦；鑒定結(jié)果校級(jí)二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 模型優(yōu)化階段，模型為徹底制造完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 主動(dòng)許可方式
作品可展示的形式
- 軟件模擬，實(shí)體模型，最終可以做出產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：設(shè)計(jì)巧妙，機(jī)械效率高，體積小，綜合了傳動(dòng)的容積泵和葉片泵的優(yōu)點(diǎn)，可以近乎連續(xù)噴水，噴水效率高，單位體積可提供的功率大；適應(yīng)范圍廣闊，可以作為軍艦推進(jìn)器，潛艇推進(jìn)器，快艇推進(jìn)器，一般客貨輪推進(jìn)器等，也可以做民用漁船游船的推進(jìn)器；同時(shí)還可以用作普通的汲水水泵；若將其逆用，可用在水利發(fā)電中的水輪機(jī)；同時(shí)經(jīng)過(guò)少許的改進(jìn)，包括加上單向氣閥可作為抽氣機(jī)和壓縮機(jī)用。 它會(huì)有極高的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前,國(guó)內(nèi)外水下航行器大多使用的仍是傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)器,以軸流泵為主的泵噴推進(jìn)技術(shù)成為大規(guī)模應(yīng)用于水面航行器及艦艇,在水下航行器尤其是在潛艇上已被應(yīng)用，泵噴推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的核心部件泵都是軸流泵、混流泵或離心泵。盡管性能和可靠性方面的技術(shù)進(jìn)步,如加速性、高航速、淺吃水航行、無(wú)可比擬的操縱性和舒適安靜的航程等方面的優(yōu)勢(shì)比傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)方式更優(yōu)越。但是目前還處于日臻完善過(guò)程中的船用噴水推進(jìn)技術(shù)也還存在諸如體積大、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、 空穴對(duì)葉輪的破壞及其噪聲高等需要克服的缺點(diǎn)。
