1.本实用新型涉及一种无轴推进器，特别涉及一种可以使无轴推进器在多泥沙航道中正常行驶的装置，属于船舶工程技术领域。
背景技术：
2.无轴轮缘电力推进器（以下简称无轴推进器）作为一种新型的船舶推进型式，具有结构紧凑、建造难度小、推进效率高、振动小、噪音小、空间占用少等优点。在军民用船舶推进器领域正不断得到推广应用。如图1和图2所示，无轴推进器通过吊杆100悬挂在船舶艉部下，包括导管10、定子组件20、永磁体转子30和数片桨叶40，导管10为呈管型的双层壳体，两端用盖板101封闭。定子组件20包括铁芯201和线圈202 ，呈环形的定子组件20和永磁体转子30分别被定子组件环氧树脂层203和永磁体转子环氧树脂层301包覆封闭，定子组件20固定在导管10中。永磁体转子20装在定子组件10内孔中，两者之间的间隙为4
‑
5mm，永磁体转子30两端分别通过推力轴承50支撑在导管10的两端内，4片桨叶40一端均匀固定在永磁体转子30的内孔中部上。通电后，定子组件20的线圈202 感应出旋转的磁场，使得永磁体转子30产生转矩，从而推进永磁体转子30带动桨叶40旋转，使船舶产生航行的动力。
3.由于无轴推进器内部结构布置紧凑，特别是定子组件20与永磁体转子30之间的径向间隙和推力轴承50的动环501和静环502之间的轴向间隙和径向间隙均很小。船舶在多泥沙的水道中航行时，进入定子组件20与永磁体转子30之间，以及推力轴承50的动环501和静环502之间。流入无轴推进器内的水流因流速降低造成泥沙沉积在其间，增大了永磁体转子30的阻力矩，从而增大了无轴推进器的运行阻力，增大了电力消耗，从而降低其续航里程。另外，由于多泥沙减缓了无轴推进器内泥沙水冷却水的流动速度，导致无轴推进器内部热量无法高效传出，对无轴推进器运行效率影响很大，进而影响其整体性能。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的是提出一种基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，减少运行过程中泥沙在无轴推进器内部的轴向和径向间隙附近区域的过度淤积，提升无轴推进器在多泥沙环境中的运行效率，提高其整体适应性和运行水平。
5.本实用新型的目的可通过以下技术方案予以实现：
6.一种基于多泥沙航道的无轴推进器防泥沙淤积装置，包括设置在导管壳体内壁两端上的过滤机构，设置在导管内的泥沙排放机构，以及设置在船艉内外及导管内的高压水冲刷机构，所述过滤机构包括成组设置的锥台形孔和格栅滤网，所述锥台形孔外大里小地均布在导管壳体内壁的两端上，格栅滤网固定在锥台形孔中；所述锥台形孔的大端直径为60
‑
90mm，小端直径为50mm；格栅滤网包括内外两层纵横相交固定连接的格栅条，格栅网眼孔径小于5mm
×
5mm；
7.所述泥沙排放机构包括从导管壳体内壁向导管壳体外壁方向依次排列的第一层排放机构、第二层排放机构和第三层排放机构，所述第一层排放机构设置在第一固定环和
定子组件环氧树脂层外缘上，第一固定环两端分别固定在静环支撑环和外支撑环上，第一固定环中部包覆在定子组件环氧树脂层的外周面上；第二层排放机构设置在第二固定环一端上，第二固定环两端分别固定在外支撑环中部上，外支撑环外周面分别固定在导管壳体外壁端口内；第三层排放机构设置在导管壳体外壁一端上，且与第二层排放机构位置对应；
8.所述高压水冲刷机构设置在船艉舱、船艉甲板和第二固定环上。
9.本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
10.进一步的，所述第一层排放机构在导管径向上下侧，以导管轴线为对称轴心上下成120
°
扇形排列在导管腔体中部上，包括上下对称的两组构件，每组构件包括多根轴向槽道和设置在在不锈钢材质的第一固定环上的多个不对称沙漏孔，多根轴向槽道亦成120
°
扇形径向均布在定子组件环氧树脂层外缘的上下侧，所述轴向槽道的横截面面积为格栅网眼面积的2
‑
3倍；沿第一固定环轴向间隔排列的多个不对称沙漏孔分别与相应的轴向槽道位置对应；第三层排放机构设置在导管壳体外壁一端上，且与第二固定环一端上的第二层排放机构位置对应。
11.进一步的，所述不对称沙漏孔的两个沙漏锥台形孔的深度不等，朝向轴向槽道的第一沙漏锥台形孔深度t1与不对称沙漏孔深度t之比：t1/t=1/3，第一沙漏锥台形孔锥形角α大于背离轴向槽道的第二沙漏锥形角孔β，两个沙漏锥台形孔的相连孔孔径d=5
‑
6mm，间隔排列的不对称沙漏孔的孔距a=20
‑
40mm。
12.进一步的，所述第二层排放机构包括不锈钢材质的第二固定环上的多根弧形泥沙冲槽和多个第二层排水孔，弧形泥沙冲槽背离第二固定环的轴心径向内凹，均布在第二固定环一端上，弧形泥沙冲槽半径r＞30mm；两个一组的第二层排水孔轴向间隔设置在第二固定环另一端上，多组第二层排水孔径向均匀设置在第二固定环的另一端上。
13.进一步的，所述第二层排水孔为长圆孔，所述长圆孔纵向平行于第二固定环轴线，长圆孔的纵向中心剖面为平行四边形，所述平行四边形的倾斜方的向朝向导管一端端头；弯折的鱼鳞形挡片的倾斜端固定在长圆孔的一端上，倾斜端的倾斜方向与平行四边形的倾斜方向一致，鱼鳞形挡片的水平端位于长圆孔的上侧且平行于长圆孔，长圆孔和鱼鳞形挡片沿导管径向一端均匀分布；第三层排放机构与第二层排放机构位置对应，高压水冲刷机构一端分别设置在弧形泥沙冲槽一端中。
14.进一步的，所述鱼鳞形挡片的水平端下侧与第二固定环上侧距离b≤5mm，鱼鳞形挡片厚度c不小于1/5的第二固定环厚度e，2个第二层排水孔的轴向距离f=15
‑
25mm，2个第三层排水孔的轴向距离g=90
‑
110mm；鱼鳞形挡片、第二层排水孔和第三层排水孔均镀有防腐蚀金属层。
15.进一步的，所述第三层排放机构包括多个第三层排水孔，所述第三层排水孔为横置长圆孔，并排排列的横置长圆孔两个一组轴向间隔设置，多组第三层排水孔均匀设置在导管壳体外壁径向另一端上，且第三层排水孔和第二层排水孔位置对应；第三层排水孔轴线垂直于第二层排水孔轴线，第三层排水孔横向中心剖面亦为平行四边形，且两个第三层排水孔平行四边形的倾斜方向相反。
16.进一步的，所述高压水冲刷机构包括储水罐、电动机、水泵、高压喷水器、进水管和出水管，储水罐固定在船艉甲板上，通过联轴器彼此连接的电动机和水泵固定在船艉舱内；进水管两端分别连接储水罐和水泵的输入端，出水管一端与水泵的输出端相连，出水管另
一端伸进导管内后绕导管一圈，通过多个均布的支撑块分别固定在推力轴承的静环支撑环中部上；均布的多根轴向支管分别与高压喷水器输入端连接，高压喷水器中部通过支撑板分别固定在对应的弧形泥沙冲槽的一端中。
17.进一步的，支撑环固定在导管壳体外壁和第二固定环外圆之间，且位于靠近第二层排放机构和第三层排放机构的位置。
18.本实用新型的过滤机构采用锥台形孔和两层纵横相交固定连接的格栅条结构，过滤了大于5mm直径的泥沙颗粒，加速了过滤后的水流的流速，最大程度减少了泥沙颗粒卡在滤网孔中的可能性并降低维护难度，提高过滤效率和经济性。第一层排放机构的多根轴向槽道和多个不对称沙漏孔，第二层排放机构的多个具有鱼鳞形挡片的长圆孔和多根弧形泥沙冲槽和第三层排放机构的多个横置长圆孔，以及高压水冲刷机构对泥沙的冲刷作用，能大幅度提升泥沙水的流速和排放效率，改善无轴推进器电机内部的冷却效果，还能防止外界泥沙水倒流入导管内，避免大颗粒泥沙沉积堵塞在无轴推进器电机内，降低了无轴推进器在多泥沙航道的能量损耗和结构磨损，提高了无轴推进器的运行效率和可靠性。
19.本实用新型的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
20.图1是本实用新型的结构示意图；
21.图2是图1的缩小a
‑
a剖视图；
22.图3是图1的ⅰ部放大图；
23.图4是图3的ⅱ部放大图；
24.图5是图3的ⅲ部放大图；
25.图6是图1的ⅳ部放大图；
26.图7是高压水冲刷机构的结构示意图；
27.图8是图1的缩小b
‑
b剖视图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
29.在本实用新型的描述中，“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示方位或位置的术语是基于附图所示的方位，仅是为了简化描述，而不是指示或暗示本实用新型必须具有特定的方位或位置。
30.如图1～图4所示，本实施例包括设置在导管壳体内壁102两端上的过滤机构1，设置在导管10内的泥沙排放机构2，以及设置在船艉内外及导管10内的高压水冲刷机构5。如图4所示，过滤机构1包括成组设置的锥台形孔11和格栅滤网12，锥台形孔11外大里小地均布在导管壳体内壁102的两端上，格栅滤网12固定在锥台形孔11中。锥台形孔11的大端直径为60
‑
90mm，小端直径为50mm。格栅滤网12包括内外两层纵横相交固定连接的格栅条121，格栅网眼孔径小于5mm
×
5mm；锥台形孔11与格栅滤网12相结合的结构过滤了大于等于5mm直径的泥沙颗粒，提供了良好的过滤性能，在一定程度上提高了无轴推进器内的水流速度，加快了无轴推进器内部的热量交换，更好的保证了无轴推进器的运行性能。
31.泥沙排放机构2包括从导管壳体内壁102向导管壳体外壁103方向依次排列的第一层排放机构21、第二层排放机构22和第三层排放机构23，第一层排放机构21设置在第一固定环3和定子组件环氧树脂层203外缘上，第一固定环3两端分别固定在的静环支撑环60和外支撑环70之间，第一固定环3中部包覆在定子组件环氧树脂层203的外周面上。第二层排放机构22设置在第二固定环4右端上，第二固定环4两端分别固定在外支撑环70中部上，外支撑环70外周面分别固定在导管壳体外壁103端口内；第三层排放机构23设置在导管壳体外壁103右端上，且与第二层排放机构22位置对应。
32.如图3和图5所示，第一层排放机构21在导管10径向上下侧，以导管10轴线为对称轴心上下成120
°
扇形排列在导管腔体中部上，包括上下对称的两组构件，每组构件包括多根轴向槽道211和设置在在不锈钢材质的第一固定环3上的多个不对称沙漏孔32，13根轴向槽道211亦成120
°
扇形径向均布在定子组件环氧树脂层203外缘的上下侧，轴向槽道211的横截面面积为格栅网眼面积的2
‑
3倍，便于进入无轴推进器的水流快速通过，改善无轴推进器的冷却效果。沿第一固定环3轴向间隔排列的多个不对称沙漏孔32分别与相应的轴向槽道211位置对应。如图3和图5所示，不对称沙漏孔32的两个沙漏锥台形孔的深度不等，朝向轴向槽道211的第一沙漏锥台形孔深度t1与不对称沙漏孔深度t之比：t1/t=1/3，第一沙漏锥台形孔锥形角α大于背离轴向槽道的第二沙漏锥形角孔β，本实施例的α=150
°
，β=135。两个沙漏锥台形孔的相连孔孔径d=5
‑
6mm，间隔排列的不对称沙漏孔32的孔距a=20
‑
40mm。这样的结构使得水中小颗粒的泥沙混合物快速流向第二层排放机构22。
33.如图2、图3和图6所示，第二层排放机构22设置在第二固定环4一端上，第二固定环4两端分别固定在外支撑环70中部上，外支撑环70外周面分别固定在导管壳体外壁103端口内。包括不锈钢材质的第二固定环4上的多根弧形泥沙冲槽41和多个第二层排水孔42，弧形泥沙冲槽41背离第二固定环4的轴心径向内凹，均布在第二固定环4左端上，弧形泥沙冲槽41的半径r＞30mm。两个一组的第二层排水孔42轴向间隔设置在第二固定环4的右端上，多组第二层排水孔42径向均匀设置在第二固定环4的右端上。支撑环80固定在导管壳体外壁103和第二固定环4外圆之间，且位于靠近第二层排放机构22和第三层排放机构23的位置，提高了第二固定环4的支撑强度。
34.第二层排水孔42为长圆孔，长圆孔纵向平行于第二固定环4的轴线，长圆孔的纵向中心剖面为平行四边形，所述平行四边形的倾斜方向朝向导管10的右端端头；弯折的鱼鳞形挡片43的倾斜端431固定在长圆孔的左端上，倾斜端的倾斜方向与平行四边形的倾斜方向一致，鱼鳞形挡片43的水平端432位于长圆孔的上侧且平行于长圆孔，长圆孔和鱼鳞形挡片43沿导管10径向右端均匀分布。鱼鳞形挡片43的水平端432下侧与第二固定环4上侧距离b≤5mm，鱼鳞形挡片厚度c不小于1/5的第二固定环厚度e，2个第二层排水孔的轴向距离f=15
‑
25mm，
35.第三层排放机构23包括多个第三层排水孔231，第三层排水孔为横置长圆孔，并排排列的横置长圆孔两个一组轴向间隔设置，多组第三层排水孔231均匀设置在导管壳体外壁103径向右端上，且第三层排水孔231和第二层排水孔42位置对应；第三层排水孔231的轴线垂直于第二层排水孔42的轴线，第三层排水孔231横向中心剖面亦为平行四边形，且两个第三层排水孔231平行四边形的倾斜方向相反。2个第三层排水孔的轴向距离g=90
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110mm。鱼鳞形挡片43、第二层排水孔42和第三层排水孔231均镀有防腐蚀金属层。鱼鳞形挡片43使
得无轴推进器外的泥沙水不能倒流进导管10内。
36.如图3、图7和图8所示，高压水冲刷机构5设置在船艉舱201、船艉甲板202和第二固定环4上，包括储水罐51、电动机52、水泵53、高压喷水器54、进水管55和出水管56，储水罐51固定在船艉甲板202上，通过联轴器57彼此连接的电动机52和水泵53固定在船艉舱201内。进水管55两端分别连接储水罐51和水泵53的输入端，出水管56一端与水泵53的输出端相连，出水管56另一端伸进导管10内后绕导管10一圈，通过多个均布的支撑块58分别固定在推力轴承50的静环支撑环60中部上。均布的多根轴向支管561分别与高压喷水器54输入端连接，高压喷水器54中部通过支撑板541分别固定在对应的弧形泥沙冲槽41的左端中。
37.本实用新型的工作过程如下：无轴推进器在多泥沙航道运行时，导管壳体内壁102两端上锥台形孔11与格栅滤网12相结合的结构过滤了大于等于5mm直径的泥沙颗粒，过滤后的水流如图1和图3中箭头所示方向进入无轴推进器内，经过推力轴承50的动环501和静环502之间的间隙流道快速冷却推力轴承50。然后水流先依次通过第一层排放机构21的多根轴向槽道211和多个不对称沙漏孔32，再依次通过第二层排放机构22的第二层排水孔42和第三层排放机构23的第三层排水孔231，同时高压喷水器54喷出的高压水分别冲入各自对应的弧形泥沙冲槽41冲刷泥沙，最后高速排放到外界水域中。完成过滤水的三级排放。
38.本实施例可使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施列范围之中，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。