一种防螺旋桨被绳索缠绕的装置与工作方法
阅读说明：本技术 一种防螺旋桨被绳索缠绕的装置与工作方法 (Device for preventing propeller from being wound by rope and working method ) 是由 刘和炜 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种防螺旋桨被绳索缠绕的装置,包括与螺旋桨同轴设置的自由叶轮,所述自由叶轮的叶片与叶轮轮毂相连,并沿叶轮轮毂周向呈辐射状均布；叶片末端与导管固定连接；所述自由叶轮远离所述螺旋桨的一侧固定设置至少一电动割刀。本发明利用叶轮阻挡绳索,避免了螺旋桨缠绕,设计巧妙；使得绳索在未接触螺旋桨时,即被主动阻止,从而防止螺旋桨被缠绕,并予以切割；前部叶轮形成的反向预旋、后部叶轮形成的能量回收,均有利于提高螺旋桨的工作效率。(The invention relates to a device for preventing a propeller from being wound by a rope, which comprises a free impeller coaxially arranged with the propeller, wherein blades of the free impeller are connected with an impeller hub and are radially and uniformly distributed along the circumferential direction of the impeller hub; the tail ends of the blades are fixedly connected with the guide pipe; and at least one electric cutting knife is fixedly arranged on one side of the free impeller, which is far away from the propeller. The invention utilizes the impeller to block the rope, avoids the winding of the propeller and has ingenious design; when the rope does not contact the propeller, the rope is actively stopped, so that the propeller is prevented from being wound and cut; the reverse prerotation formed by the front impeller and the energy recovery formed by the rear impeller are both beneficial to improving the working efficiency of the propeller.)
技术领域
本发明涉及一种船舶螺旋桨设备，尤其涉及一种防螺旋桨被绳索缠绕的装置与工作方法，属于船舶推进技术领域。
背景技术
船舶在渔区或海上养殖区航行时，常常会被绳索或网具缠绕，导致螺旋桨停转，且需要人员下水维修，甚为不便。
现有的螺旋桨多采用割刀切割已缠绕上螺旋桨绳索的方式来解除缠绕或用防绳罩被动防止绳索缠绕，如公告日为2017.09.29，公告号为CN206528607U的专利“一种船用防渔网切割刀”，公告日为2014.11.05，公告号为CN203921178 U的专利“一种渔船防绳网刀具组件”，公告日为2018.08.03，公告号为CN 207683751 U的专利“一种螺旋桨的防缠绕装置”等，并未解决如何防止绳索缠绕上螺旋桨的问题，特别是主动性预防绳索缠绕上螺旋桨的问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种防螺旋桨被缠绕的装置，使得绳索在未接触螺旋桨时，即被主动阻止，从而防止螺旋桨被缠绕，并予以切割。
本发明采取以下技术方案：
一种防螺旋桨被绳索缠绕的装置，包括与螺旋桨930同轴设置的自由叶轮100，所述自由叶轮100的叶片110与叶轮轮毂120相连，并沿叶轮轮毂120周向呈辐射状均布；叶片110末端与导管140固定连接；所述导管140内壁周向均匀分布向中心延伸的内部叶片141；所述自由叶轮100远离所述螺旋桨930的一侧固定设置至少一电动割刀200。
优选的，叶轮轮毂120固定于滚动轴承130的外圈上，滚动轴承130的内圈固定于套管150之上。
优选的，所述叶轮100安装在螺旋桨930前方，套管150通过焊接或紧固件固定于同船体900相连的尾轴套管910之上，电动割刀200设置于尾轴套管910之上。
优选的，叶轮100置于螺旋桨930后方，套管150通过焊接或紧固件固定于同船体900相连的带轴支架920的轴上，电动割刀200设置于带轴支架920的轴上。
优选的，叶片110分为一体式的中心部叶片111和外部叶片112两部分，所述外部叶片112外端与所述导管140固定连接。
优选的，叶片110分为分体式的中心部叶片111和外部叶片112两部分，所述中心部叶片111外缘与导管140固定连接，导管140外部与所述外部叶片112固定连接。
优选的，所述内部叶片141与叶片110位于导管140内的部分不仅叶切面相同，而且二者的叶片扭转方向也一致，但内部叶片141长度达不到叶轮轮毂120处。
进一步的，整个叶片110的直径为船舶螺旋桨930直径的1.0-1.5倍；中心部叶片111船用螺旋桨推进器式叶片，该叶片直径为船舶螺旋桨930直径的1.0-1.2倍；外部叶片112采用涡轮式叶片。
更进一步的，当叶片110为一体式时，在叶片110的外缘设置导管140；当叶片110为分体式时，在中心部叶片111的顶缘设置导管140，而后沿导管140的外部周向均匀地呈辐射状的设置外部叶片112，中心部叶片111与外部叶片112的叶片数相同或不同。
再进一步的，导管140的剖面是平直面，或为船舶转动导管的通用机翼型剖面。
再进一步的，叶轮100中心部叶片111的数目和/或外部叶片112的数目与船舶螺旋桨930的叶片数目间存在公约数，或无公约数；当叶轮100置于船舶螺旋桨930前方时，中心部叶片111的扭转方向以及外部叶片112的扭转方向均与船舶螺旋桨930的叶片扭转方向异向，使得在来流作用下，叶轮100的旋转方向与船舶螺旋桨930的旋转方向相反，叶轮100与船舶螺旋桨930形成对转，使得螺旋桨930前方的来流形成反向预旋；当叶轮100置于船舶螺旋桨930后方时，中心部叶片111的扭转方向以及外部叶片112的扭转方向均与船舶螺旋桨930的叶片扭转方向同向，使得在来流作用下，叶轮100的旋转方向与船舶螺旋桨930的旋转方向相同，回收螺旋桨930后方水流中的能量。
优选的，所述的滚动轴承选用具有自润滑功能的工程塑料制作；所述的电动割刀的轴线与尾轴套管轴线平行，割刀为圆盘刀片。
一种防螺旋桨被缠绕的装置的工作方法：采用上述的防螺旋桨被缠绕的装置；工作时：导管140对螺旋桨930形成周向遮蔽，使得绳索只能经过导管流向螺旋桨，保证了绳索无法从其他方向流进螺旋桨；船舶主机运转时，螺旋桨930转动，产生抽吸作用，使得水流经过自由叶轮100向螺旋桨930流动，在水流流经叶轮100时，叶轮转动；当叶轮位于螺旋桨前方时，绳索从前部流向叶轮100，当叶轮位于螺旋桨后方时，绳索从后部流向叶轮100；绳索被叶轮100带动绕转，螺旋桨930仍然可以转动，推动船舶航行；但到达螺旋桨930处的水流流线与水量均有变化，导致航速变化，驾驶员则可在速度表读数的变化中发现叶轮被缠绕，则启动电动割刀100对绳索切割。
本发明的有益效果在于：
1)利用叶轮阻挡绳索，避免了螺旋桨缠绕，设计巧妙。
2)使得绳索在未接触螺旋桨时，即被主动阻止，从而防止螺旋桨被缠绕，并予以切割。
3)前部叶轮形成的反向预旋、后部叶轮形成的能量回收，均有利于提高螺旋桨的工作效率。
附图说明
图1是实施例一中，一种防螺旋桨被缠绕的装置的总体布置示意图(叶轮设置于螺旋桨前方，图中波浪线表示揭去装置迎面半边的导管)。
图2是实施例二中，一种防螺旋桨被缠绕的装置的总体布置示意图(叶轮设置于螺旋桨后方，图中波浪线表示揭去装置迎面半边的导管)。
图3是叶片一体式的叶轮剖切示意图。
图4是叶片分体式的叶轮剖切示意图。
图中，900.船体，910.尾轴套管，920.带轴支架，930.螺旋桨，100.自由叶轮，110.叶片，111.中心部叶片，112.外部叶片，120.自由叶轮轮毂，130.自由叶轮滚动轴承，140.导管，141.内部叶片，150.套管，200.电动割刀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
参见图1、3-4，一种防螺旋桨被缠绕的装置，其叶片110与叶轮轮毂120相连，并沿叶轮轮毂120周向呈辐射状均布，叶轮轮毂120固定于滚动轴承130的外圈上，滚动轴承130的内圈固定于套管150之上，叶片110上可设置有导管140，内部叶片141与导管140固定连接，并沿导管140周向均布，但其长度达不到轮毂120处；上述部件构成了叶轮100。
参见图1，在本实施例中，轮100安装在船舶螺旋桨930前方(远离船尾处为前方，下文同)时，套管150可通过焊接或紧固件固定于同船体900相连的尾轴套管910之上，电动割刀200设置于尾轴套管910之上；
进一步的，叶轮的叶片110分为中心部叶片111和外部叶片112两部分，两部分可以是一体式的(如图3)，也可以是分体式的(如图4)，整个叶片110的直径为船舶螺旋桨930直径的1.0-1.5倍；中心部叶片111为船用螺旋桨推进器式叶片，该叶片直径为船舶螺旋桨930直径的1.0-1.2倍；外部叶片112采用涡轮式叶片。
参见图3，当叶片110为一体式时，在叶片110的外缘设置导管140。
参见图4，当叶片110为分体式时，在中心部叶片111的顶缘设置导管140，而后沿导管140的外部周向均匀地呈辐射状的设置外部叶片112，中心部叶片111与外部叶片112的叶片数可以相同，也可以不同；导管140由其所容纳的叶片顶边支撑；
导管140的能遮蔽船舶螺旋桨930，避免绳索从叶轮100与船舶螺旋桨930之间的间隙中流入；导管140的剖面可以是平直面，也可以为船舶转动导管的通用机翼型剖面。
叶轮100中心部叶片111的数目和/或外部叶片112的数目既可以与船舶螺旋桨930的叶片数目间存在公约数，也可以无公约数。
参见图1，叶轮100置于船舶螺旋桨930前方，中心部叶片111的扭转方向以及外部叶片112的扭转方向均与船舶螺旋桨930的叶片扭转方向异向(即扭转的趋势是相反的，但各自扭转的角度绝对值可能相同，亦可能不同，下文中的“异向”均为此意)，使得在来流作用下，叶轮100的旋转方向与船舶螺旋桨930的旋转方向相反，叶轮100与船舶螺旋桨930形成对转，使得螺旋桨930前方的来流形成反向预旋。
在此实施例中，所述的滚动轴承优先选用具有自润滑功能的工程塑料制作。
在此实施例中，所述的电动割刀的轴线与尾轴套管轴线平行，割刀为圆盘刀片。
本发明的基本原理是：用自由旋转的叶轮先于螺旋桨与绳索相遇，并缠绕绳索，阻止绳索流向螺旋桨，从而阻止了绳索缠绕螺旋桨。
上述防螺旋桨被缠绕的装置工作时：
首先，导管140对螺旋桨930形成周向遮蔽，使得绳索只能从导管的前部(如图1)流向推进器，这就首先保证了绳索无法从其他方向流进推进器，降低了绳索缠绕螺旋桨930的概率。
其次，船舶主机运转时，螺旋桨930转动，产生抽吸作用，使得水流从前向后流动，在水流流经叶轮100时，叶轮转动。绳索从前部流向叶轮100，绳索被叶轮100绕转，从而无法去缠绕螺旋桨930。螺旋桨930仍然可以转动，推动船舶航行。当绳索缠绕到自由叶轮100时，到达螺旋桨930处的水流流线与水量均有变化，导致航速变化，驾驶员则可在速度表读数的变化中发现叶轮被缠绕，则启动电动割刀100对绳索切割。
不工作时：关闭电动割刀即可。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于，参见图2，叶轮100置于船舶螺旋桨930后方(近船尾处为后方，下文同)时，套管150套管150可通过焊接或紧固件固定于同船体900相连的带轴支架920的轴上，电动割刀200设置于带轴支架920的轴上。
叶轮100置于船舶螺旋桨930后方时，中心部叶片111的扭转方向以及外部叶片112的扭转方向均与船舶螺旋桨930的叶片扭转方向同向(即扭转的趋势是相同的，但各自扭转的角度可能相同，亦可能不同，下文中的“同向”均为此意)，使得在来流作用下，叶轮100的旋转方向与船舶螺旋桨930的旋转方向相同，回收螺旋桨930后方水流中的能量；
首先，导管140对螺旋桨930形成周向遮蔽，使得绳索只能从导管的后部流向推进器，这就首先保证了绳索无法从其他方向流进推进器，降低了绳索缠绕螺旋桨930的概率。
其次，船舶主机运转时，螺旋桨930转动，产生抽吸作用，使得水流从从后向前流动，在水流流经叶轮100时，叶轮转动。参见图2，绳索从后部流向叶轮100。绳索被叶轮100绕转，从而无法去缠绕螺旋桨930。螺旋桨930仍然可以转动，推动船舶航行。当绳索缠绕到自由叶轮100时，到达螺旋桨930处的水流流线与水量均有变化，导致航速变化，驾驶员则可在速度表读数的变化中发现叶轮被缠绕，则启动电动割刀100对绳索切割。
不工作时：关闭电动割刀即可。
其余同实施例一。
以上是本发明的两项优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
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