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CN116292346B - 一种涡旋式氢气循环泵装置 - Google Patents

一种涡旋式氢气循环泵装置 Download PDF

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CN116292346B CN202310323571.8A CN202310323571A CN116292346B CN 116292346 B CN116292346 B CN 116292346B CN 202310323571 A CN202310323571 A CN 202310323571A CN 116292346 B CN116292346 B CN 116292346B
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Abstract

本申请涉及一种涡旋式氢气循环泵装置，涉及氢气循环技术领域，包括泵体，所述泵体包括可拆卸连接的泵头组件和电机组件，所述泵体开设有氢气入口和氢气出口，泵体内设有密封组件，密封组件位于泵头组件与电机组件之间，电机组件位于密封组件远离氢气入口的一侧，泵头组件位于密封组件靠近氢气入口的一侧，电机组件包括电机壳，电机壳内设有定子，定子包括定子铁芯，定子铁芯缠绕有若干定子线圈，泵头组件包括泵头壳，泵头壳内转动有转子，泵头壳内设有固定轴，固定轴外套设有轴承，轴承的周向设有叶轮，轴承的两端设有用于防漏油的油封。在使用时，氢气在泵体内部流转时与密封组件接触，进而保证循环泵的使用寿命。

Description

一种涡旋式氢气循环泵装置
技术领域
本申请涉及氢气循环技术领域，尤其是涉及一种涡旋式氢气循环泵装置。
背景技术
氢燃料电池的氢气循环系统包括氢气循环泵、氢气引射器两大类产品，其中，氢气循环泵是市场主流。氢气循环泵在燃料电池中的作用是供应与回收氢气，保证电堆电化学反应稳定进行。
由于应用场景的特殊性，氢气循环泵需要具备振动小、噪声低、低温冷启动等特点，较一般气泵相比，其技术壁垒高；氢燃料电池要求所供应的氢气清洁无油，同时考虑输送介质易燃易爆的特点，对供应系统防泄漏及可靠性也有很高要求。
针对上述中的相关技术，传统电机与氢气循环泵头之间采用轴连接，轴封密封长时间运行会存在泄漏的风险；进而导致定子上附带有难以清理的杂质，使氢气循环泵的寿命降低。
发明内容
为了保证氢气循环泵的使用寿命，本申请提供一种涡旋式氢气循环泵装置。
本申请提供一种涡旋式氢气循环泵装置，采用如下的技术方案：
一种涡旋式氢气循环泵装置，包括泵体，所述泵体包括可拆卸连接的泵头组件和电机组件，所述泵体开设有氢气入口和氢气出口，泵体内设有密封组件，密封组件位于泵头组件与电机组件之间，电机组件位于密封组件远离氢气入口的一侧，泵头组件位于密封组件靠近氢气入口的一侧，电机组件包括电机壳，电机壳内设有定子，定子包括定子铁芯，定子铁芯缠绕有若干定子线圈，泵头组件包括泵头壳，泵头壳内转动有转子，泵头壳内设有固定轴，固定轴外套设有轴承，轴承的周向设有叶轮，轴承的两端设有用于防漏油的油封。
通过采用上述技术方案，在使用时，使用者开启电机组件，定子线圈产生磁场，进而驱动叶轮和转子进行转动，进而将氢气吸入至泵体内部，氢气在泵体内部流转时与密封组件接触，进而减少氢气与氢气中所附带杂质与电机组件接触，进而保证循环泵的使用寿命。
可选的，所述叶轮与定子固定连接且为一体结构。
通过采用上述技术方案，进而减少叶轮与定子间相互运动产生磨损的情况发生，进而提高泵体的使用寿命。
可选的，所述电机组件包括轴向电机，定子与转子相互垂直设置。
通过采用上述技术方案，定子与转子垂直设置，定子与转子间磁场为相互平行，进而保证密封组件的密封性。
可选的，所述叶轮的径向设有若干闭式翅片，闭式翅片均开设有用于与流体接触的凹槽。
通过采用上述技术方案，电机组件转动时带动叶轮进行转动，氢气流体与凹槽接触，进而起到增加角动量的作用，进而起到提高流体流速的效果。
可选的，所述密封组件为密封垫，密封垫为软质材质，密封垫的两侧均设有用于密封泵体密封圈。
通过采用上述技术方案，氢气流体与氢气流体所附带的杂质与密封垫表面接触，进而减少氢气或杂质与定子直接接触，进而保证泵体的使用寿命。
可选的，所述密封组件包括密封腔，密封腔开设于泵体内，密封腔内布设有密封气囊，泵体内设有用于向密封气囊内充气的气源组件，气源组件的一端与密封气囊相互连通。
通过采用上述技术方案，在叶轮进行转动时，气源组件向密封气囊内充气，进而将密封气囊充满，在密封气囊疲劳时仍可保证密封组件的密封效果。
可选的，所述气源组件包括入风轮，入风轮与叶轮固定连接且位于叶轮靠近电机组件的一侧。
通过采用上述技术方案，叶轮进行转动时，入风轮在背离叶轮的一侧机芯转动，进而向密封气囊内充气，将密封气囊充满，结构简单，进气方便。
可选的，所述入风轮的周向设有若干翅叶，若干翅叶的同侧均开设有用于与流体接触的凹腔。
通过采用上述技术方案，流体与若干翅叶所开设的凹腔接触，进而起到增加角动量的作用，进而起到提高流体流速的效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在使用时，使用者开启电机组件，定子线圈产生磁场，进而驱动叶轮和转子进行转动，进而将氢气吸入至泵体内部，氢气在泵体内部流转时与密封组件接触，进而减少氢气与氢气中所附带杂质与电机组件接触，进而保证循环泵的使用寿命；
2.氢气流体与氢气流体所附带的杂质与密封垫表面接触，进而减少氢气或杂质与定子直接接触，进而保证泵体的使用寿命；
附图说明
图1是实施例一的剖面结构示意图。
图2是实施例一泵体的正视结构示意图。
图3是实施例一泵体的侧视结构示意图。
图4是实施例二泵体的正视结构示意图。
图5是实施例二的剖面结构示意图。
附图标记说明：1、泵体；11、泵头组件；111、泵头壳；1111、转子；1112、固定轴；1113、轴承；1114、叶轮；11141、闭式翅片；111411、凹槽；1115、油封；12、电机组件；121、电机壳；1211、轴向电机；12111、定子；13、密封组件；131、密封垫；1311、密封圈；132、密封腔；133、密封气囊；134、气源组件；1341、入风轮；13411、翅叶；134111、凹腔；14、氢气入口；15、氢气出口。
具体实施方式
以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种涡旋式氢气循环泵装置。
实施例一：
参照图1和图2，一种涡旋式氢气循环泵装置，包括泵体1，泵体1可拆卸连接有泵头组件11和电机组件12，泵体1开设有氢气入口14和氢气出口15，泵体1内设有密封组件13，密封组件13位于泵头组件11与电机组件12之间，电机组件12位于密封组件13远离氢气入口14的一侧，泵头组件11位于密封组件13靠近氢气入口14的一侧。
参照图1和图2，泵头组件11包括固定轴1112，叶轮1114上开设有用于放置轴承1113的卡槽；使用者在组装泵体1时，首先将轴承1113上好油，然后将轴承1113置于卡槽内，然后将径向油封1115安装至轴承1113的两侧，叶轮1114的一侧开设有用于镶嵌转子1111的镶嵌槽，使用者将转子1111镶嵌于叶轮1114的镶嵌槽内，泵头组件11包括泵头壳111，使用者利用螺栓将固定轴1112固定于泵壳上，最后将叶轮1114套于固定轴1112上，完成泵头组件11的组装。
参照图1和图3，电机组件12包括电机壳121，电机壳121内设有定子12111，定子12111包括定子12111铁芯，定子12111铁芯缠绕有若干定子12111线圈，电机定子12111采用灌封处理，使用者利用温度、流动、导热性能好的灌封胶对电机定子12111进行灌封即可；使电机组件12内的结构进行密封处理，减少流体或杂质泄露至电机组件12内部的情况发生，保证电机组件12的使用寿命，进而保证泵体1的使用寿命。
参照图1和图2，然后使用者将电机壳121与泵头壳111间放置好密封垫131，密封垫131为绝缘材料即可，密封垫131的两端均设有密封圈1311，使用者利用螺栓将电机壳121与泵头壳111利用螺栓紧固即完成泵体1的安装，安装夹紧后，密封圈1311与电机壳121和泵头壳111抵接，进而将电机壳121与泵头壳111间进行密封且分隔开来。
参照图1和图2，电机组件12包括轴向电机1211，其中定子12111与转子1111相互垂直设置；转子1111与定子12111间没有直接的机械接触，转子1111内集成有永磁体；泵体1在使用时，使用者开启轴向电机1211，定子12111线圈通电后产生旋转磁场，进而驱动转子1111和叶轮1114进行高速的旋转，定子12111与转子1111间的磁场相互平行，进而保证密封组件13的密封性；随着叶轮1114的转动，进而将氢气流体从氢气入口14吸入至泵体1的内部，氢气流体在泵体1内部流转时与密封垫131接触；定子12111与叶轮1114为一体结构，结构简单，叶轮1114在转动时可有效避免其磨损的情况发生，进而保证泵体1的使用寿命。
参照图1和图2，叶轮1114的径向设有若干闭式翅片11141，闭式翅片11141均开设有用于与流体接触的凹槽111411，在叶轮1114进行转动时，流体与闭式翅片11141的凹槽111411侧壁接触，进而增加其角动量，然后流体被翅片投射到侧通道中，进而起到提高流体流速的作用；泵壳内部加工有流道，在轴向电机1211停止运行时，气体通过流道进入至泵体1，进而减少流体的流阻，起到降低成本和降低控制难度的作用。
参照图1和图2，随着叶轮1114的旋转，位于泵体1内的氢气流体从氢气出口15流出，完成氢气的循环。
本申请实施例一种涡旋式氢气循环泵装置的实施原理为：泵体1在使用时，使用者开启轴向电机1211，定子12111线圈通电后产生旋转磁场，进而带动转子1111进行转动，进而带动叶轮1114进行旋转，流体随叶轮1114的旋转从氢气入口14进入至泵体1内部，流体在泵体1内与密封垫131接触，随着叶轮1114的继续转动，流体从氢气出口15排出至泵体1外部，完成氢气的循环。
实施例二：
参照图4和图5，实施例一与实施例二的区别在于密封组件13的设置不同。
参照图4和图5，密封组件13包括密封腔132，密封腔132开设于泵体1内部，密封腔132内布设有密封气囊133，密封气囊133为软质材质，泵体1内设有用于向密封气囊133内充气的气源组件134，气源组件134的一端与密封气囊133相互连通；气源组件134包括入风轮1341入风轮1341与叶轮1114固定连接且位于叶轮1114靠近电机组件12的一侧，随着轴向电机1211的开启，叶轮1114进行转动，进而带动入风轮1341进行转动，入风轮1341与流体接触，流体受到入风轮1341的转动进入至密封气囊133内，进而向密封气囊133内充气，将密封气囊133充满，结构简单，进气方便；充满后的密封气囊133与密封腔132的侧壁抵接。
参照图4和图5，入风轮1341的周向设有若干翅叶13411，若干翅叶13411的同侧均开设有与流体接触的凹腔134111，流体与若干翅叶13411所开设的凹腔134111侧壁接触，进而起到增加角动量的作用，进而起到提高流体流速的效果，进而提高气囊充气的速率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种涡旋式氢气循环泵装置，包括泵体(1)，所述泵体(1)包括可拆卸连接的泵头组件(11)和电机组件(12)，其特征在于：所述泵体(1)开设有氢气入口(14)和氢气出口(15)，泵体(1)内设有密封组件(13)，密封组件(13)位于泵头组件(11)与电机组件(12)之间，电机组件(12)位于密封组件(13)远离氢气入口(14)的一侧，泵头组件(11)位于密封组件(13)靠近氢气入口(14)的一侧，电机组件(12)包括电机壳(121)，电机壳(121)内设有定子(12111)，定子(12111)包括定子(12111)铁芯，定子(12111)铁芯缠绕有若干定子(12111)线圈，泵头组件(11)包括泵头壳(111)，泵头壳(111)内转动有转子(1111)，泵头壳(111)内设有固定轴(1112)，固定轴(1112)外套设有轴承(1113)，轴承(1113)的周向设有叶轮(1114)，轴承(1113)的两端设有用于防漏油的油封(1115)，密封组件(13)包括密封腔(132)，密封腔(132)开设于泵体(1)内，密封腔(132)内布设有密封气囊(133)，泵体(1)内设有用于向密封气囊(133)内充气的气源组件(134)，气源组件(134)的一端与密封气囊(133)相互连通，气源组件(134)包括入风轮(1341)，入风轮(1341)与叶轮(1114)固定连接且位于叶轮(1114)靠近电机组件(12)的一侧，电机组件(12)包括轴向电机(1211)，随着轴向电机(1211)的开启，叶轮(1114)进行转动，进而带动入风轮(1341)进行转动，入风轮(1341)与流体接触，流体受到入风轮(1341)的转动进入至密封气囊(133)内。
2.根据权利要求1所述的一种涡旋式氢气循环泵装置，其特征在于：所述叶轮(1114)与定子(12111)固定连接且为一体结构。
3.根据权利要求1所述的一种涡旋式氢气循环泵装置，其特征在于：所述电机组件(12)包括轴向电机(1211)，定子(12111)与转子(1111)相互垂直设置。
4.根据权利要求1所述的一种涡旋式氢气循环泵装置，其特征在于：所述叶轮(1114)的径向设有若干闭式翅片(11141)，闭式翅片(11141)均开设有用于与流体接触的凹槽(111411)。
5.根据权利要求1所述的一种涡旋式氢气循环泵装置，其特征在于：所述密封组件(13)为密封垫(131)，密封垫(131)为软质材质，密封垫(131)的两侧均设有用于密封泵体(1)密封圈(1311)。
6.根据权利要求1所述的一种涡旋式氢气循环泵装置，其特征在于：所述入风轮(1341)的周向设有若干翅叶(13411)，若干翅叶(13411)的同侧均开设有用于与流体接触的凹腔(134111)。
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