阅读说明：本技术 一种用于船舶泵喷推进器水下缠绕的液压剪装置 (Hydraulic shear device for underwater winding of ship pump jet propeller ) 是由 孙建刚 熊紫英 刘树晓 祁立波 邹明松 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于船舶泵喷推进器水下缠绕的液压剪装置,包括船体,其底面尾部处安装套管,套管相对于船体底面向外悬出,贯穿套管轴向安装尾轴,尾轴一端穿至船体内部并与主机相连,另一端伸出套管并套装泵喷导叶,尾轴端头固装螺旋桨；位于泵喷导叶前方的套管上沿着周向均布多组前剪切机构,泵喷导叶前侧面上固装多个与前剪切机构对应的静剪切刀一；泵喷导叶与螺旋桨间隔内安装多个静剪切刀二,还包括与一个静剪切刀二对应的后剪切机构；主机经尾轴带动螺旋桨转动,推动船体行驶；当螺旋桨被缠绕物缠绕时,前、后剪切机构自动动作分别与对应的静剪切刀配合将缠绕物剪断,本发明剪切力大,效率高,实用性强,适用性好,并且极大地便利于维护。(The invention relates to a hydraulic shearing device for underwater winding of a ship pump jet propeller, which comprises a ship body, wherein a sleeve is arranged at the tail part of the bottom surface of the ship body, the sleeve is outwards hung relative to the bottom surface of the ship body and axially provided with a tail shaft by penetrating through the sleeve, one end of the tail shaft penetrates into the ship body and is connected with a host, the other end of the tail shaft extends out of the sleeve and is sleeved with a pump jet guide vane, and a propeller is fixedly arranged at the end head of the tail; a plurality of groups of front shearing mechanisms are uniformly distributed on the sleeve positioned in front of the pump spray guide vane along the circumferential direction, and a plurality of static shearing knives I corresponding to the front shearing mechanisms are fixedly arranged on the front side surface of the pump spray guide vane; a plurality of second static shearing knives and a rear shearing mechanism corresponding to the second static shearing knife are arranged in the pump spraying guide blade and the propeller at intervals; the main machine drives the propeller to rotate through the tail shaft to push the ship body to run; when the propeller is wound by the wound object, the front shearing mechanism and the rear shearing mechanism automatically act to respectively cooperate with the corresponding static shearing knives to shear the wound object.)

一种用于船舶泵喷推进器水下缠绕的液压剪装置

技术领域

本发明涉及船舶泵喷推进器技术领域，尤其是一种用于船舶泵喷推进器水下缠绕的液压剪装置。

背景技术

海洋捕捞、海洋养殖渔场、海洋地质勘探与能源开采等活动在海面或水体中遗留了大量的废弃物，如渔网、作业缆线、系固缆绳等，随洋流扩散或一端锚定在水底，这些废弃物极易缠绕过往船舶推进装置的螺旋桨或轴系，引起船舶推进功率损失、推进系统故障，甚至造成重大安全事故。

现有技术中，针对船舶推进装置的缠绕，通常的处置方式为，由潜水员人工进行水下切割、或在易缠绕区域设置切割刀具。由潜水员人工进行水下切割时，需要克服洋流裹挟、海浪拍击、水下能见度差、无借力点、难以使用大型切割工具等恶劣工作环境，该种方式工作效率低下，且极易发生危险；而在桨轴区域设置切割刀具的的方式，则过渡依赖于轴系的运转以及刀具本身的切割能力，切割效率低下，当桨轴卡死导致刀具与缠绕物之间的相对运动停止，或缠绕物过于粗大、坚韧(如钢缆、高强尼龙材质缆绳)时，极易导致处置工作的失败。

对于采用泵喷推进器的船舶，泵喷导管位于螺旋桨的周向侧面，泵喷导管的存在为螺旋桨提供了遮挡，虽然大大降低了螺旋桨缠绕的可能性，但是一旦异物从泵喷导管的迎流吸水口进入并发生缠绕，则由于泵喷导管内作业空间狭窄、视线阻隔、切割器械的通过性变差，严重影响人员的操作和维护，将导致缠绕处置作业变得更加困难。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的用于船舶泵喷推进器水下缠绕的液压剪装置，从而在缠绕发生时能够自动进行剪切，剪切力大，剪切效率高，实用性好，并且极大地便利于维护和使用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于船舶泵喷推进器水下缠绕的液压剪装置，包括船体，船体底面尾部处安装有套管，套管相对于船体底面向外悬出，贯穿套管轴向安装有尾轴，尾轴一端穿至船体内部并与主机相连，尾轴另一端伸出套管并在端部套装有泵喷导叶，伸至泵喷导叶后侧的尾轴端头固装有螺旋桨；位于泵喷导叶前方的套管上沿着周向均布有多组前剪切机构，泵喷导叶前侧面上沿着周向固装有多个与前剪切机构一一对应的静剪切刀一；所述泵喷导叶与螺旋桨之间的间隔内沿着周向安装有多个静剪切刀二，船体底面安装有与其中一个静剪切刀二对应的后剪切机构。

作为上述技术方案的进一步改进：

单组前剪切机构的结构为：包括沿着轴向固装于套管外壁面的液压油缸一，液压油缸一的输出端朝向后部的泵喷导叶，液压油缸一输出端端部铰装有连杆，连杆端部铰接有动剪切刀一，动剪切刀一端部与泵喷导叶铰接；在液压油缸一驱动下，经连杆推动动剪切刀一，使得动剪切刀一相对于泵喷导叶转动，从而动剪切刀一的刃口与对应的静剪切刀一的刃口贴合。

所述泵喷导叶前侧面的中部向前延伸有前凸台，动剪切刀一的后端与前凸台的边缘铰接；所述前凸台外部的泵喷导叶前侧面上沿着周向均布有静剪切刀一，静剪切刀一刃口与动剪切刀一刃口贴合后共同容纳于前凸台的周向外部。

所述泵喷导叶上沿着周向安装有多个叶片，所述静剪切刀一的数量与叶片的数量一致，并一一对应；所述静剪切刀一通过键连接或是紧固件固装于对应的叶片前侧面上。

相邻前剪切机构的动剪切刀一之间均安装有阻拦网；所述动剪切刀一推出并与静剪切刀一配合时，多个阻拦网张开并将泵喷导叶前侧面覆盖；所述动剪切刀一远离静剪切刀一时，阻拦网收回。

所述后剪切机构的结构为：包括固装于船体底部的液压油缸二，液压油缸二输出端朝下并在端头安装有动剪切刀二，所述动剪切刀二底部设置有刃口；所述液压油缸二推动动剪切刀二下行，使得动剪切刀二的刃口与对应的静剪切刀二的刃口贴合。

所述动剪切刀二的刃口为外凸弧形结构，静剪切刀二的刃口为内凹弧形结构，动剪切刀二的刃口与静剪切刀二的刃口配装。

所述泵喷导叶后侧面的中部向后延伸有后凸台，单个静剪切刀二沿着轴向固装于后凸台圆周面上；所述静剪切刀二与后凸台贴合处安装有压力传感器，压力传感器与船体的控制系统电性连接。

所述静剪切刀二后端面边缘向后延伸从而在内壁面上构成内台阶，静剪切刀二延伸的该边缘将后方螺旋桨前端头包容，所述内台阶与螺旋桨前端部匹配。

所述泵喷导叶外圆周面上安装有泵喷导管，泵喷导管向后延伸并将螺旋桨包容于内部，所述泵喷导管上开有与后剪切机构对应的通孔；所述泵喷导管顶部与船体之间通过吊架固装；所述套管悬出端与船体底面间安装有尾轴架。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，在泵喷导叶的前方和后方分别设置了前剪切机构和后剪切机构，当螺旋桨被缠绕物缠绕时，前、后剪切机构自动动作，分别推动动剪切刀一、动剪切刀二与对应的静剪切刀一、静剪切刀二配合，从而将缠绕物剪断；前、后剪切机构均由液压油缸驱动，剪切力大，并在泵喷导叶前方的周向设置有多组前剪切机构，后方的周向设置有多个静剪切刀二，极大地助力于剪切效率的提升，尤其适用于钢缆、高强尼龙缆绳等粗大、坚韧材质缠绕物的快速处理，实用性强，并且维护方便。

本发明还包括如下优点：

液压油缸一动作，经连杆向前推动动剪切刀一，动剪切刀一以其与泵喷导叶的铰接点为圆心向外转动，从而动剪切刀一的刃口与静剪切刀一的刃口贴合，将对应位置的缠绕物剪断，同时阻拦网受动剪切刀一的带动张开从而将泵喷导叶前侧面覆盖，以减少甚至避免更多的缠绕物从泵喷导叶吸入口进入；液压油缸二动作，向下推动动剪切刀二，使得动剪切刀二向下穿至泵喷导管内部，并与对应的静剪切刀二刃口贴合，将对应位置的缠绕物剪断；

在螺旋桨随尾轴转动过程中，缠绕物慢慢缠绕于泵喷导叶周向的静剪切刀二上，在缠绕物绕动过程中，部分会被对应的静剪切刀二切割断，随着缠绕的持续以及缠绕物的绷紧，静剪切刀二受到的挤压力持续变大，当由静剪切刀二传递至压力传感器的力达到预设值时，压力传感器向船体控制系统发送信号，控制系统控制前、后剪切机构动作；

静剪切刀二后端面边缘向后延伸从而在内壁面上构成内台阶，延伸的该边缘将后方螺旋桨前端头包容，从而将泵喷导叶与螺旋桨之间的间隙遮挡，有效避免缠绕物进入间隙中而导致的无法切割现象；

尾轴架为套管悬出端的支承，吊架为泵喷导管的支承，尾轴架、吊架的存在保证了套管、泵喷导管与船体之间的安装和相对位置，保障了装置整体的稳定和可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明液压剪装置的结构示意图。

图3为图2中A部的局部放大图。

图4为本发明在剪切状态时的示意图。

图5为本发明阻拦网的结构示意图(图4中剪切状态时的横截面方向)。

图6为本发明后剪切机构运用于现有船舶上的示意图。

其中：1、船体；2、尾轴；3、套管；4、液压油缸一；5、尾轴架；6、连杆；7、动剪切刀一；8、静剪切刀一；9、泵喷导叶；10、泵喷导管；11、静剪切刀二；12、螺旋桨；13、动剪切刀二；14、液压油缸二；15、压力传感器；16、缠绕物；17、阻拦网；18、吊架；91、前凸台；92、后凸台；101、通孔；111、内台阶。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的一种用于船舶泵喷推进器水下缠绕的液压剪装置，包括船体1，船体1底面尾部处安装有套管3，套管3相对于船体1底面向外悬出，贯穿套管3轴向安装有尾轴2，尾轴2一端穿至船体1内部并与主机相连，尾轴2另一端伸出套管3并在端部套装有泵喷导叶9，伸至泵喷导叶9后侧的尾轴2端头固装有螺旋桨12；位于泵喷导叶9前方的套管3上沿着周向均布有多组前剪切机构，泵喷导叶9前侧面上沿着周向固装有多个与前剪切机构一一对应的静剪切刀一8；泵喷导叶9与螺旋桨12之间的间隔内沿着周向安装有多个静剪切刀二11，船体1底面安装有与其中一个静剪切刀二11对应的后剪切机构；在泵喷导叶9的前方和后方分别设置了前剪切机构和后剪切机构，当螺旋桨12被缠绕物16缠绕时，前、后剪切机构自动动作，分别推动动剪切刀一7、动剪切刀二13与对应的静剪切刀一8、静剪切刀二11配合，从而将缠绕物16剪断。

单组前剪切机构的结构为：包括沿着轴向固装于套管3外壁面的液压油缸一4，液压油缸一4的输出端朝向后部的泵喷导叶9，液压油缸一4输出端端部铰装有连杆6，连杆6端部铰接有动剪切刀一7，动剪切刀一7端部与泵喷导叶9铰接；在液压油缸一4驱动下，经连杆6推动动剪切刀一7，使得动剪切刀一7相对于泵喷导叶9转动，从而动剪切刀一7的刃口与对应的静剪切刀一8的刃口贴合，将对应位置的缠绕物16剪断。

泵喷导叶9前侧面的中部向前延伸有前凸台91，动剪切刀一7的后端与前凸台91的边缘铰接；前凸台91外部的泵喷导叶9前侧面上沿着周向均布有静剪切刀一8，静剪切刀一8刃口与动剪切刀一7刃口贴合后共同容纳于前凸台91的周向外部。

泵喷导叶9上沿着周向安装有多个叶片，静剪切刀一8的数量与叶片的数量一致，并一一对应；静剪切刀一8通过键连接或是紧固件固装于对应的叶片前侧面上，静剪切刀一8在泵喷导叶9前侧呈辐射状布置。

如图5所示，相邻前剪切机构的动剪切刀一7之间均安装有阻拦网17；动剪切刀一7推出并与静剪切刀一8配合时，多个阻拦网17张开，如同雨伞的伞骨将伞布撑开，阻拦网17将泵喷导叶9前侧面覆盖，，以减少甚至避免更多的缠绕物16从泵喷导叶9吸入口进入，但水流仍可从阻拦网17的网眼流入，仍可维持船舶以略低的速度航行，以通过易缠绕的风险区域；动剪切刀一7远离静剪切刀一8时，阻拦网17收回；阻拦网17边缘与动剪切刀一7的刀脊处相连，阻拦网17为弹性材质。

后剪切机构的结构为：包括固装于船体1底部的液压油缸二14，液压油缸二14输出端朝下并在端头安装有动剪切刀二13，动剪切刀二13底部设置有刃口；液压油缸二14推动动剪切刀二13下行，使得动剪切刀二13的刃口与对应的静剪切刀二11的刃口贴合，将对应位置的缠绕物16剪断。

前、后剪切机构均由液压油缸驱动，剪切力大，并在泵喷导叶9前方的周向设置有多组前剪切机构，后方的周向设置有多个静剪切刀二11，极大地助力于剪切效率的提升，尤其适用于钢缆、高强尼龙缆绳等粗大、坚韧材质缠绕物的快速处理，实用性强。

动剪切刀二13的刃口为外凸弧形结构，静剪切刀二11的刃口为内凹弧形结构，动剪切刀二13的刃口与静剪切刀二11的刃口配装。

泵喷导叶9后侧面的中部向后延伸有后凸台92，单个静剪切刀二11沿着轴向固装于后凸台92圆周面上；静剪切刀二11与后凸台92贴合处安装有压力传感器15，压力传感器15与船体1的控制系统电性连接。

在螺旋桨12随尾轴2转动过程中，缠绕物16慢慢缠绕于泵喷导叶9周向的静剪切刀二11上，在缠绕物16绕动过程中，部分会被对应的静剪切刀二11切割断，随着缠绕的持续以及缠绕物16的绷紧，静剪切刀二11受到的挤压力持续变大，当由静剪切刀二11传递至压力传感器15的力达到预设值时，压力传感器15向船体1控制系统发送信号，控制系统控制前、后剪切机构动作，对缠绕物16进行剪切。

如图3所示，静剪切刀二11后端面边缘向后延伸从而在内壁面上构成内台阶111，静剪切刀二11延伸的该边缘将后方螺旋桨12前端头包容，内台阶111与螺旋桨12前端部匹配，从而将泵喷导叶9与螺旋桨12之间的间隙遮挡，有效避免缠绕物16进入间隙中而导致的无法切割现象。

泵喷导叶9外圆周面上安装有泵喷导管10，泵喷导管10与泵喷导叶9固接为一体，泵喷导管10向后延伸并将螺旋桨12包容于内部，泵喷导管10上开有与后剪切机构对应的通孔101，通孔101与动剪切刀二13相配，在后剪切机构不工作时，动剪切刀二13容纳于通孔101内并将其堵住，避免了通孔101的存在对泵喷导管10内流场造成干扰；泵喷导管10顶部与船体1之间通过吊架18固装；套管3悬出端与船体1底面间安装有尾轴架5；尾轴架5为套管3悬出端的支承，吊架18为泵喷导管10的支承，尾轴架5、吊架18的存在保证了套管3、泵喷导管10与船体1之间的安装和相对位置，保障了装置整体的稳定和可靠。

本发明的工作原理为：

如图4所示，当泵喷推进器发生缠绕时，缠绕物16前端由泵喷导叶9吸入口进入泵喷导管10内，并在螺旋桨12的旋转作用下缠绕在静剪切刀二11的刃口上，缠绕物16尾端则挂于泵喷导叶9前方的静剪切刀一8处；

在缠绕物16绕动过程中，部分会被对应的静剪切刀二11和静剪切刀一8的刃口切割断，随着缠绕的持续以及缠绕物16的绷紧，静剪切刀二11受到的挤压力持续变大，当由静剪切刀二11传递至压力传感器15的力达到预设值时，压力传感器15向船体1控制系统发送信号，控制系统控制前、后剪切机构动作；

液压油缸一4动作，经连杆6向前推动动剪切刀一7，动剪切刀一7以其与泵喷导叶9的铰接点为圆心向外转动，从而动剪切刀一7的刃口与静剪切刀一8的刃口贴合，将对应位置的缠绕物16剪断，缠绕物16未吸入部分与泵喷导管10、泵喷导叶9脱离；同时阻拦网17受动剪切刀一7的带动张开从而将泵喷导叶9前侧面覆盖，以减少甚至避免更多的缠绕物16从泵喷导叶9吸入口进入，但水流仍可从阻拦网17的网眼流入，使船舶以略低速度航行并驶出易缠绕区域；

液压油缸二14动作，向下推动动剪切刀二13，使得动剪切刀二13向下穿至泵喷导管10内部，并与对应的静剪切刀二11刃口贴合，将泵喷导管10内部对应位置的缠绕物16剪断，剪断的缠绕物16在内流场的冲刷和螺旋桨12的甩动下被排出泵喷导管10；

液压油缸一4、液压油缸二14反复动作，直至达到预设动作时间后，液压油缸一4、液压油缸二14分别带动动剪切刀一7、动剪切刀二13复位，停止动作。

如图6所示，为本发明的后剪切机构运用于现有的螺旋桨推进船舶上，此时静剪切刀二11安装于套管3的端部。

本发明液压剪装置剪切力大，剪切效率高，并能在缠绕发生时自动启动切割，极大地保障了船舶的顺利运行。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。