阅读说明：本技术 气层减阻模块化喷气装置 (Gas layer resistance reduction modular air injection device ) 是由 刘正国 裴志勇 吴卫国 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气层减阻模块化喷气装置,该装置包括筒体、设置在筒体内的旋转气筒、以及用于驱动旋转气筒在筒体内旋转的驱动机构；所述筒体的上部设置有若干个清洗通口,所述筒体的下部设置有若干个喷气通口；所述旋转气筒包括气筒本体,所述气筒本体的一侧外壁上设置有若干个微气孔,所述气筒本体的两端设置有空心轴,所述空心轴的端部形成用于供气体进入内腔的进气口；所述旋转气筒的微气孔可在驱动机构的带动下旋转至清洗通口或者喷气通口。本发明的气层减阻模块化喷气装置可实现喷气和喷气孔清洗的调节,不喷气时不影响船舶的原始阻力,喷气时无装置方面的额外阻力,使喷气减阻效果达到最佳。(The invention discloses a gas layer resistance reduction modular air injection device, which comprises a barrel, a rotary air cylinder arranged in the barrel and a driving mechanism for driving the rotary air cylinder to rotate in the barrel; the upper part of the cylinder body is provided with a plurality of cleaning through openings, and the lower part of the cylinder body is provided with a plurality of air injection through openings; the rotary inflator comprises an inflator body, a plurality of micro-pores are arranged on the outer wall of one side of the inflator body, hollow shafts are arranged at two ends of the inflator body, and air inlets for air to enter the inner cavity are formed at the end parts of the hollow shafts; the micro-pores of the rotary air cylinder can be driven by the driving mechanism to rotate to the cleaning port or the air injection port. The modular gas layer resistance-reducing air injection device can realize the adjustment of air injection and air injection hole cleaning, does not influence the original resistance of a ship when air is not injected, does not have additional resistance in the aspect of the device when air is injected, and ensures that the air injection resistance-reducing effect is optimal.)

气层减阻模块化喷气装置

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程船模减阻的技术领域，具体涉及一种气层减阻模块化喷气装置。

背景技术

随着科学技术的进步和人类对环境资源的高度重视，节能减排成为新时代的一个主题，船舶领域的节能减排研究中船舶阻力降低是一项重要的内容，型线优化，节能附体，新涂料应用，气层减阻等措施层出不穷。理论上空气与水对船体表面的摩擦系数是不同的，这主要与粘性相关，空气的粘性系数远低于水的粘性系数，因此通过在水与船体表面之间形成一个薄气层能够减少船体与行进的摩擦阻力，进而达到减阻节能的效果。气层产生是通过微气孔喷气形成的，当船行驶在大海时，由于微生物的附着，微气孔容易堵塞，因此需要定期进行清洗。如果船舶进船坞清洗会造成大量的人力财力消耗。另外，还需要考虑船舶底部安装喷气装置后清洗时的水密问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种气层减阻模块化喷气装置，该装置可实现气层减阻的微气孔喷气，船舶不进船坞的情况下清理微气孔，同时保证船体的水密性能。

为实现上述目的，本发明所设计的一种气层减阻模块化喷气装置，包括筒体、设置在筒体内的旋转气筒、以及用于驱动旋转气筒在筒体内旋转的驱动机构；所述筒体的上部设置有若干个清洗通口，所述筒体的下部设置有若干个喷气通口；

所述旋转气筒包括气筒本体，所述气筒本体的一侧外壁上设置有若干个微气孔，所述气筒本体的两端设置有空心轴，所述空心轴的端部形成用于供气体进入内腔的进气口；所述旋转气筒的微气孔可在驱动机构的带动下旋转至清洗通口或者喷气通口。

进一步地，所述筒体包括可拆卸连接的第一半筒体和第二半筒体，所述第一半筒体和第二半筒体围合形成用于容置旋转气筒的空腔。

进一步地，所述第一半筒体设置在筒体的上部，所述第一半筒体上开设有若干个清洗通口。

进一步地，相邻两个所述清洗通口之间错位布置。

进一步地，所述第二半筒体设置在筒体的下部，所述第二半筒体上开设有若干个喷气通口。

进一步地，若干个所述喷气通口平行布置。

进一步地，所述气筒本体包括金属内层和水密润滑外层，所述金属内层与水密润滑外层之间固定连接。

进一步地，所述气筒本体两端的空心轴分别通过第一轴承转动安装在筒体的两端。

再进一步地，所述驱动机构包括传动组件以及与传动组件传动连接的电机；所述传动组件包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮套设在旋转气筒一端的空心轴上与其固定连接，所述蜗杆的螺旋齿段与蜗轮相啮合，所述蜗杆的光杆段与电机的输出轴通过联轴器传动连接。

更进一步地，所述传动组件还包括壳体，所述蜗杆通过第二轴承转动安装在壳体内；

所述电机上还设置有电机安装座，所述电机安装座与壳体固定连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明的气层减阻模块化喷气装置的筒体上设计有喷气通口和清洗通口，旋转气筒设置有微气孔，当旋转气筒的微气孔旋转到喷气通口位置时可向船底喷出微气泡，当旋转到清洗通口位置时可在船舱内清洗微气孔，可实现气层减阻的微气孔喷气和喷气孔清洗的调节，不喷气时不影响船舶的原始阻力，喷气时无装置方面的额外阻力，使喷气减阻效果达到最佳。

其二，本发明的气层减阻模块化喷气装置设计的旋转气筒经过第一半筒体和第二半筒体的压合使内部的旋转气筒的水密润滑外层处于紧密配合状态，可实现水密。

其三，本发明的气层减阻模块化喷气装置可实现气层减阻的微气孔喷气，船舶不进船坞的情况下清理微气孔，同时能实现气孔位置控制的情况下保证船体水密性能。

其四，本发明的气层减阻模块化喷气装置的驱动机构设计有电机和蜗轮蜗杆传动组件，通过蜗轮蜗杆传动组件可实现小力矩情况下带动大摩擦的转筒旋转。

附图说明

图1为一种气层减阻模块化喷气装置的立体结构示意图；

图2为图1所示气层减阻模块化喷气装置的主视结构示意图；

图3为图1所示气层减阻模块化喷气装置的俯视结构示意图；

图4为图1所示气层减阻模块化喷气装置的仰视结构示意图；

图5为旋转气筒的剖视结构示意图；

图6为驱动机构的剖视结构示意图；

图中：筒体1、第一半筒体1.1、第二半筒体1.2、旋转气筒2、气筒本体2.1、金属内层2.11、水密润滑外层2.12、微气孔2.2、空心轴2.3、进气口2.4、驱动机构3、传动组件3.1、蜗轮3.11、蜗杆3.12、壳体3.13、电机3.2、电机安装座3.3、清洗通口4、喷气通口5、第一轴承6、联轴器7、第二轴承8。

具体实施方式

下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

如图1所示的一种气层减阻模块化喷气装置，包括筒体1、设置在筒体1内的旋转气筒2、以及用于驱动旋转气筒2在筒体1内旋转的驱动机构3；筒体1的上部设置有若干个清洗通口4，筒体1的下部设置有若干个喷气通口5；旋转气筒2包括气筒本体2.1，气筒本体2.1的一侧外壁上设置有若干个微气孔2.2，气筒本体2.1的两端设置有空心轴2.3，空心轴2.3的端部形成用于供气体进入内腔的进气口2.4；旋转气筒2的微气孔2.2可在驱动机构3的带动下旋转至清洗通口4或者喷气通口5。当旋转气筒2的微气孔2.2旋转到喷气通口5位置时可向船底喷出微气泡，当旋转到清洗通口4位置时可在船舱内清洗微气孔2.2。

如图2～图4所示，筒体1包括可拆卸连接的第一半筒体1.1和第二半筒体1.2，第一半筒体1.1和第二半筒体1.2围合形成用于容置旋转气筒2的空腔，第一半筒体1.1和第二半筒体1.2之间通过螺栓组件、螺钉或者卡扣组件等装配固定。第一半筒体1.1设置在筒体1的上部，第一半筒体1.1上开设有若干个清洗通口4。相邻两个清洗通口4之间错位布置。这样，可以使得第一半筒体1.1上的清洗通口4分区段错位布置，在保证强度的情况下能够分段清洗气孔。第二半筒体1.2设置在筒体1的下部，第二半筒体1.2上开设有若干个喷气通口5。若干个喷气通口5平行布置。本实施中，第二半筒体1.2通过预制底座安装于船底，使喷气通口5朝向船底方向，其余部分置于船舱内部。

如图5所示，气筒本体2.1包括金属内层2.11和水密润滑外层2.12，金属内层2.11与水密润滑外层2.12之间固定连接。金属内层2.11采用金属材质制成，水密润滑外层2.12采用水密润滑材料制成。本实施例中，金属内层2.11与水密润滑外层2.12通过粘接剂牢固粘接成一个整体。气筒本体2.1内可增设气体混合芯，使气体混合均匀。气筒本体2.1两端的空心轴2.3分别通过第一轴承6转动安装在筒体1的两端，进气口2.4可通过气管连接到外部供气设备的气体输出口。旋转气筒2经过第一半筒体1.1和第二半筒体1.2的压合使内部的旋转气筒2的水密润滑外层2.12处于紧密配合状态，可实现水密。

如图6所示，驱动机构3包括传动组件3.1以及与传动组件3.1传动连接的电机3.2；传动组件3.1包括蜗轮3.11和蜗杆3.12，蜗轮3.11套设在旋转气筒2一端的空心轴2.3上与其固定连接，蜗杆3.12的螺旋齿段与蜗轮3.11相啮合，蜗杆3.12的光杆段与电机3.2的输出轴通过联轴器7传动连接。传动组件3.1还包括壳体3.13，蜗杆3.12通过第二轴承8转动安装在壳体3.13内；电机3.2上还设置有电机安装座3.3，电机安装座3.3与壳体3.13固定连接。

本发明的气层减阻模块化喷气装置的工作原理如下：电机3.2带动传动组件3.1的蜗杆3.12旋转，蜗杆3.12带动装置中的蜗轮3.11转动，蜗轮3.11连接在内部的旋转气筒2的轴上，涡轮转动带动旋转气筒2转动，当转动到微气孔2.2对着喷气通口5时，通过进气口进入旋转气筒2的大压力气体可从微气孔2.2喷出，由于第一半筒体1.1在船舱内，当旋转气筒2旋转到微气孔2.2对准清洗通口4时可在舱内对微气孔进行清洗，由于清洗通口4是按区域开设的，不会影响第一半筒体1.1的压合强度。第一半筒体1.1和第二半筒体1.2压合后内部的旋转气筒2可在带压力情况下旋转，实现水密，传动组件3.1可实现小力矩情况下带动大摩擦的转筒旋转。蜗轮蜗杆可实现位置自锁，电机3.2采用可实现角度控制的伺服或步进电机。

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。