CN106224234A - 一种微小型双组元电动齿轮泵 - Google Patents

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Abstract

本发明属于推进剂增压输送及控制领域，涉及一种发动机用微小型齿轮泵，具体涉及一种微小型双组元电动齿轮泵，包括双轴输出电动机、燃料泵和氧化剂泵；双轴输出电动机的电机轴由双轴输出电动机的两端伸出，电机轴一端通过磁力驱动器与燃料泵相连，电机轴的另一端通过磁力驱动器与氧化剂泵相连；磁力驱动器与燃料泵/氧化剂泵之间采用静密封结构。本发明采用双轴输出电机同步驱动燃料泵和氧化剂泵，在保证推进剂同步输送的前提下，能够有效降低发动机干重，并且通过调节驱动电机转速改变推进剂供应量，以适应发动机变工况工作要求。

Description

一种微小型双组元电动齿轮泵
技术领域
本发明属于推进剂增压输送及控制领域，涉及一种发动机用微小型齿轮泵，具体涉及一种微小型双组元电动齿轮泵。
背景技术
随着当前发动机技术的发展和电动机研制水平的进步，发动机推进剂增压供应方式在采用常规涡轮泵增压和气体挤压之外，使用电动泵进行推进剂增压输送也已成为其选择之一。
由于发动机及其附件的重量及推进剂供应密封性是非常重要的考核指标，并且发动机推进剂供应流量较小、增压相对较高，但是目前传统微型齿轮泵由于受到尺寸重量、性能参数或者密封性能等各方面因素的制约而难以满足发动机使用要求。发明专利CN101403382A提出一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵，齿轮泵结构紧凑、重量较轻，但是该齿轮泵依然采用动密封结构，输送介质存在外漏的可能性。实用新型专利CN 201730824U提出了一种不锈钢磁力传动齿轮泵，可以解决动密封结构齿轮泵的密封性差和泵本身不能卸压而容易导致泵体及管路等相关组件损坏的问题，但是该齿轮泵结构复杂，使得尺寸重量不能满足使用需求。因此，研制设计尺寸重量小、结构紧凑、性能可靠的微小型双组元电动齿轮泵，对提升电动泵增压方式的适应能力具有显著作用。
发明内容
为了解决现有的齿轮泵结构复杂且可靠性差的技术问题，本发明提供一种微小型双组元电动齿轮泵。
本发明的技术解决方案是：一种微小型双组元电动齿轮泵，其特殊之处在于：包括双轴输出电动机、燃料泵和氧化剂泵；所述双轴输出电动机的电机轴由双轴输出电动机的两端伸出，电机轴一端通过磁力驱动器与燃料泵相连，电机轴的另一端通过磁力驱动器与氧化剂泵相连；所述磁力驱动器与燃料泵/氧化剂泵之间采用静密封结构。该双组元微小型电动齿轮泵采用一台电机同时驱动两台泵工作的结构布局，每台泵输出满足流量比和性能指标要求的推进剂。而且该双组元电动齿轮泵采用双轴输出直流无刷电动机两端分别连接磁力驱动器，取消了齿轮泵动力传输动密封结构。
上述磁力驱动器是套装在燃料泵/氧化剂泵的主动轴上的圆筒式结构，包括自内向外依次套装的内磁转子、屏蔽套和外磁转子。
上述燃料泵和氧化剂泵均为外啮合齿轮泵，结构简单可靠；所述外啮合齿轮泵包括扣合在一起的泵体和泵盖，泵体和泵盖内部围成空腔，空腔内安装有主动轴和从动轴；所述主动轴一端安装主动齿轮后伸入泵盖的主动轴轴孔内，主动轴的另一端贯通泵体后伸入磁力驱动器内；所述从动轴两端分别伸入泵体的从动轴轴孔和泵盖的从动轴轴孔内，从动轴上安装有从动齿轮；所述主动齿轮和从动齿轮相互啮合传动。电机轴两端分别通过减速齿轮组进行减速输出，并且电机本体与减速齿轮组进行一体化设计。通过设置减速齿轮组不同的传动比，使得氧化剂泵端磁力驱动器和燃料泵端磁力驱动器具备不同的工作转速，满足各自工作转速需求
上述磁力驱动器的内磁转子上设置有轴向力平衡装置。
上述主动齿轮和从动齿轮均为渐开线直齿齿轮；所述主动齿轮与主动轴过盈配合，所述从动齿轮与从动轴间隙配合。
上述燃料泵和氧化剂泵的内部结构各端面上均喷涂固体自润滑耐磨涂层，具体包括氧化剂泵和燃料泵主动齿轮、从动齿轮、主动轴、从动轴、泵体内壁及轴孔、上泵盖对应齿轮端面及轴孔。
上述磁力驱动器的屏蔽套为钛合金材料。
上述泵体和泵盖为钛合金或铝合金材料，所述主动齿轮和从动齿轮为塑料材质。
上述泵盖的端面上开设有卸荷槽。
上述双轴输出电动机为直流无刷电动机，运转平稳、控制可靠。
本发明的有益效果在于：采用双轴输出电机同步驱动燃料泵和氧化剂泵，在保证推进剂同步输送的前提下，能够有效降低发动机干重，并且通过调节驱动电机转速改变推进剂供应量，以适应发动机变工况工作要求。
附图说明
图1为本发明双组元电动齿轮泵外部总体布局示意图。
图2为本发明双组元电动齿轮泵总体结构剖视示意图。
图3为本发明涉及的燃料泵外部结构示意图。
图4为本发明涉及的燃料泵泵体及主从动齿轮安装示意图。
图5为本发明涉及的氧化剂泵泵体结构示意图。
图6为本发明涉及的氧化剂泵上泵盖结构示意图。
图中：1—双轴输出直流电动机，2—燃料泵磁力驱动器，3—燃料泵，4—氧化剂泵磁力驱动器，5—氧化剂泵，6—燃料泵泵体，7—燃料泵上泵盖，8—燃料泵主动齿轮，9—燃料泵从动齿轮，10—燃料泵主动轴，11—燃料泵从动轴，12—燃料泵内磁转子，13—燃料泵屏蔽套，14—燃料泵外磁转子，15—燃料泵密封圈，16—燃料泵O形橡胶圈，17—燃料泵泵体紧固螺钉，18—燃料泵上泵盖紧固螺钉，19—氧化剂泵泵体，20—氧化剂泵上泵盖，21—氧化剂泵主动齿轮，22—氧化剂泵从动齿轮，23—氧化剂泵主动轴，24—氧化剂泵从动轴，25—氧化剂泵内磁转子，26—氧化剂泵屏蔽套，27—氧化剂泵外磁转子，28—氧化剂泵泵体紧固螺钉，29—氧化剂泵上泵盖紧固螺钉，30—氧化剂泵密封圈，31—氧化剂泵O形橡胶圈，32—燃料泵入口，33—燃料泵出口，34—氧化剂泵入口，35—安装支耳，36—矩形卸荷槽。
具体实施方式
本发明提供一种微小型双组元电动齿轮泵，主要包括双轴输出直流电动机、氧化剂泵端磁力驱动器、燃料泵端磁力驱动器、氧化剂泵、燃料泵。该电动齿轮泵采用磁力驱动屏蔽结构，取消动力传输动密封结构；驱动电机选用带减速齿轮组的双轴输出直流无刷电机，电动机主轴从电机两端伸出与减速齿轮组相连，分别驱动氧化剂泵端磁力驱动器、燃料泵端磁力驱动器，按需求输出相应的工作转速和扭矩。其中，氧化剂泵端磁力驱动器驱动氧化剂泵工作，燃料泵端磁力驱动器驱动燃料泵工作。对于指定流量比和性能指标的氧化剂泵和燃料泵，通过设置调节电机转速、减速齿轮组减速比、氧化剂泵及燃料泵结构参数等途径，获得满足性能指标要求的电动齿轮泵产品。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明微小型双组元电动齿轮泵的结构如图1所示，包括双轴输出直流电动机1、燃料泵端磁力驱动器2、燃料泵3、氧化剂泵端磁力驱动器4、氧化剂泵5。直流电动机1通过减速设计两端输出满足设计要求的不同转速，分别通过燃料泵端磁力驱动器2驱动燃料泵3、氧化剂泵端磁力驱动器4驱动氧化剂泵5，取消齿轮泵动力传输动密封结构。
所述双轴输出直流电动机1为运转平稳、控制可靠的高速直流无刷电机，电机轴两端分别通过减速齿轮组进行减速输出，并且电机本体与减速齿轮组进行一体化设计。
如图1所示，燃料泵入口32、燃料泵出口33与氧化剂泵入口34均采用螺纹形式与系统管路，电动泵自身通过安装支耳35固定安装。
如图2所示，所述的燃料泵3通过燃料泵磁力驱动器2与双轴输出直流电动机1相连。其中，燃料泵磁力驱动器2采用圆筒式结构，包括燃料泵内磁转子12、燃料泵屏蔽套13及燃料泵外磁转子14，并且燃料泵屏蔽套13采用钛合金材料。
如图2及图3所示，所述的燃料泵3包括燃料泵泵体6、燃料泵上泵盖7、燃料泵主动齿轮8、燃料泵从动齿轮9、燃料泵主动轴10、燃料泵从动轴11、燃料泵密封圈15、燃料泵O形橡胶圈16、燃料泵泵体紧固螺钉17及燃料泵上泵盖紧固螺钉18。
如图2所示，所述的氧化剂泵5工作原理及结构布局同燃料泵3类似，通过氧化剂泵磁力驱动器4与双轴输出直流电动机1相连，氧化剂泵磁力驱动器4同样采用圆筒式结构，由氧化剂泵内磁转子25、氧化剂泵屏蔽套26、氧化剂泵外磁转子27组成。
所述氧化剂泵5主要包括氧化剂泵泵体19、氧化剂泵上泵盖20、氧化剂泵主动齿轮21、氧化剂泵从动齿轮22、氧化剂泵主动轴23、氧化剂泵从动轴24、氧化剂泵泵体紧固螺钉28、氧化剂泵上泵盖紧固螺钉29、氧化剂泵密封圈30和氧化剂泵O形橡胶圈31。
所述氧化剂泵泵体19与氧化剂泵上泵盖20通过氧化剂泵O形橡胶圈31进行密封，氧化剂泵泵体19与双轴输出直流电动机1通过氧化剂泵密封圈30进行密封。燃料泵3静密封亦是采用相同密封形式。
如图3所述，燃料泵泵体6与燃料泵上泵盖7通过氧化剂泵上泵盖紧固螺钉29连接紧固，燃料泵泵体6与双轴输出直流电动机1通过氧化剂泵泵体紧固螺钉28连接；氧化剂泵上泵盖紧固螺钉29与氧化剂泵泵体紧固螺钉28均为内六角圆柱头螺钉。氧化剂泵5亦是如此。
如图4所示，所述燃料泵3采用外啮合齿轮泵类型，燃料泵主动齿轮8与燃料泵从动齿轮9均为渐开线直齿圆柱齿轮；燃料泵主动齿轮8与燃料泵主动轴10过盈配合，燃料泵从动齿轮9与燃料泵从动轴11间隙配合，燃料泵从动轴11过盈装配在燃料泵泵体6上，燃料泵从动齿轮9随着燃料泵主动齿轮8啮合传动。
所述燃料泵泵体6、燃料泵上泵盖7、燃料泵主动轴10、燃料泵从动轴11、氧化剂泵泵体19、氧化剂泵上泵盖20、氧化剂泵主动轴23、氧化剂泵从动轴24运动配合部位均喷涂固体自润滑耐磨涂层、
如图5及图6所示，所述燃料泵泵体6、燃料泵上泵盖7、氧化剂泵泵体19、氧化剂泵上泵盖20选用铝合金以降低电动泵重量；燃料泵主动齿轮8、燃料泵从动齿轮9、氧化剂泵主动齿轮21、氧化剂泵从动齿轮22选用塑料齿轮。
如图6所示，在燃料泵上泵盖7及氧化剂泵上泵盖20端面均开设有矩形卸荷槽36。
以上所述时本发明的一种具体实施例而已，并不能以此来限定本发明的权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：包括双轴输出电动机、燃料泵和氧化剂泵；
所述双轴输出电动机的电机轴由双轴输出电动机的两端伸出，电机轴一端通过磁力驱动器与燃料泵相连，电机轴的另一端通过磁力驱动器与氧化剂泵相连；所述磁力驱动器与燃料泵/氧化剂泵之间采用静密封结构。
2.根据权利要求1所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述磁力驱动器是套装在燃料泵/氧化剂泵的主动轴上的圆筒式结构，包括自内向外依次套装的内磁转子、屏蔽套和外磁转子。
3.根据权利要求2所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述燃料泵和氧化剂泵均为外啮合齿轮泵；所述外啮合齿轮泵包括扣合在一起的泵体和泵盖，泵体和泵盖内部围成空腔，空腔内安装有主动轴和从动轴；所述主动轴一端安装主动齿轮后伸入泵盖的主动轴轴孔内，主动轴的另一端贯通泵体后伸入磁力驱动器内；所述从动轴两端分别伸入泵体的从动轴轴孔和泵盖的从动轴轴孔内，从动轴上安装有从动齿轮；所述主动齿轮和从动齿轮相互啮合传动。
4.根据权利要求3所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述磁力驱动器的内磁转子上设置有轴向力平衡装置。
5.根据权利要求4所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述主动齿轮和从动齿轮均为渐开线直齿齿轮；所述主动齿轮与主动轴过盈配合，所述从动齿轮与从动轴间隙配合。
6.根据权利要求5所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述燃料泵和氧化剂泵的内部结构各端面上均喷涂固体自润滑耐磨涂层。
7.根据权利要求6所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述磁力驱动器的屏蔽套为钛合金材料。
8.根据权利要求7所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述泵体和泵盖为钛合金或铝合金材料，所述主动齿轮和从动齿轮为塑料材质。
9.根据权利要求8所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述泵盖的端面上开设有卸荷槽。
10.根据权利要求9所述的微小型双组元电动齿轮泵，其特征在于：所述双轴输出电动机为直流无刷电动机。
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