CN110925207A - 氢气循环泵防漏油装置及其方法 - Google Patents
氢气循环泵防漏油装置及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110925207A CN110925207A CN201911212354.1A CN201911212354A CN110925207A CN 110925207 A CN110925207 A CN 110925207A CN 201911212354 A CN201911212354 A CN 201911212354A CN 110925207 A CN110925207 A CN 110925207A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- cavity
- hydrogen
- gear cavity
- air inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title abstract description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/008—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0092—Removing solid or liquid contaminants from the gas under pumping, e.g. by filtering or deposition; Purging; Scrubbing; Cleaning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2210/00—Fluid
- F04C2210/10—Fluid working
- F04C2210/1055—Hydrogen (H2)
Abstract
本发明所述氢气循环泵防漏油装置及其方法，采取在齿轮腔与压缩腔之间设置密封，同时在齿轮腔一侧设置过滤式泄压装置，以期实现防止润滑油从齿轮箱泄漏至泵腔而污染氢气、杜绝漏油污染电堆的问题。防漏油装置包括在齿轮腔与压缩腔之间，主动轴上套设有第一密封，从动轴上套设有第二密封；在输送氢气进入压缩腔的进气管与齿轮腔之间连通有一泄压管，在泄压管上设置有电磁阀和过滤器。
Description
技术领域
本发明涉及一种齿轮腔与压缩腔之间的防漏油装置及其方法，属于氢气循环泵技术领域。
背景技术
目前在氢燃料电池研发与制造领域，均采用氢气循环泵这一核心动力装备。燃料电池堆氢气循环的结构类型，主要有引射器和用速度做功的速度式氢气循环泵、容积式氢气循环泵等。引射器的原理是利用储氢瓶内的高压氢气引射电堆出口的低压、低流速氢气形成具有一定压力和流速的混合气重新进入电堆。速度式氢气循环泵主要是离心泵，该类循环泵具有体积小、噪声低等优点，但同时存在不能带液压缩、稳定运行工况范围窄等缺点。同时，由于氢气属于小分子量气体，通过速度式方法需要极高转速才能达到燃料电池的压力提升要求，这对超高速电机、轴承等部件提出了很高要求，技术难度大。容积式循环泵主要包括爪式泵和罗茨泵、螺杆泵等，此三类泵的技术相对成熟。
通过氢气循环泵，不仅可为电池电堆提供电化学反应所需要的氢气、提高质子交换膜燃料电池的氢气利用率，同时还能起到调压、排水、加湿和预热新氢等作用，因此氢气循环泵是提升燃料电池性能与寿命的核心部件。
但是，上述现有的爪式泵、螺杆泵和罗茨泵等容积式氢气循环泵，均采取同步齿轮驱动结构，齿轮箱中含有润滑油。在氢气循环泵变工况运行或者停机后，泵腔压力瞬时下降，当泵腔压力低于齿轮箱压力时，润滑油将会从齿轮箱泄漏至泵腔中，从而造成润滑油污染氢气、进而污染电堆的问题，严重时将直接导致电堆无法正常运行。
随着我国氢燃料电池产业的蓬勃发展，如何提升氢气循环泵相关防漏油性能成为了迫切需要解决的技术难题。
有鉴于此特提出本专利申请。
发明内容
本发明所述的氢气循环泵防漏油装置及其方法，在于解决上述现有技术存在的问题而采取在齿轮腔与压缩腔之间设置密封，同时在齿轮腔一侧设置过滤式泄压装置，以期实现防止润滑油从齿轮箱泄漏至泵腔而污染氢气、杜绝漏油污染电堆的问题。
为实现上述设计目的，所述氢气循环泵防漏油装置包括有：
在齿轮腔与压缩腔之间，主动轴上套设有第一密封，从动轴上套设有第二密封；在连接压缩腔的进气管与齿轮腔之间连通有一泄压管，在泄压管上设置有过滤器。
如上述设计构思，根据氢气循环泵的工作原理，无论在何种情况下，进气管中的氢气压力是最小的。在泵正常运行情况下，压缩腔中的气压最大，齿轮腔中的气压次之。但在泵运行工况突然变化或者是停机后，压缩腔的压力瞬时降低，会导致压缩腔中的气压小于齿轮腔中的气压，因此润滑油就会从齿轮腔泄漏至压缩腔中。
而本申请采取在进气管与齿轮腔之间连通泄压管、在泄压管上设置有过滤器的防漏油结构，解决因压缩腔压力瞬时降低而导致的润滑油泄漏问题。
为进一步地提高在压缩腔气压瞬时变化的应对能力，主动控制泄压与适应多种工况变化的灵活性能，可采取的细化与优选改进方案是，所述的泄压管，在齿轮腔与过滤器之间设置有电磁阀；在进气管上设置有第一压力传感器，在齿轮腔上设置有第二压力传感器，在压缩腔上设置有第三压力传感器。
通过上述传感器数据反映出的各腔与进气管之间的压力变化，动态地通过电磁阀控制泄压管的开闭状态。
在应用上述氢气循环泵防漏油装置的基础上，本申请同时提出如下防漏油方法：
氢气从进气管进入压缩腔，经主动转子与从动转子共同旋转、啮合压缩后由排气管排出；
在齿轮腔与压缩腔之间、主动轴和从动轴上分别形成密封；
在进气管与齿轮腔之间连通有一泄压管，经泄压管向进气管泄压，微量的润滑油经由过滤器进行过滤而回流至齿轮腔。
进一步地，在齿轮腔与过滤器之间设置一用于控制泄压管开闭状态的电磁阀；
分别通过压力传感器检测进气管中的气压P1、齿轮腔中的气压P2和压缩腔中的气压P3；
当P3-P2≤A(0≤A，A是设定值)时，打开电磁阀，经泄压管向进气管泄压；
当P3-P2≥B(B≥A，B是设定值)时，关闭电磁阀。
综上所述，本申请所述的氢气循环泵防漏油装置及其方法具有优点是，实现了一种灵活控制齿轮腔与压缩腔之间压差的解决手段，能够彻底防止润滑油从齿轮箱泄漏至泵腔中，杜绝了因漏油而污染氢气、电堆的难题。而且，根据压力数据检测，能够灵活地控制泄压，保护泵腔结构不受损坏。结构改进简单易行，有利于控制制造成本。
附图说明
图1是应用本申请所述防漏油装置的氢气循环泵结构示意图；
图2是实现氢气循环泵防漏油方法的流程示意图；
如图所示，1-电机转子，2-电机定子，3-主动轴，4-主动齿轮，5-从动轴，6-从动齿轮，7-齿轮腔，8-第一密封，9-第二密封，10-排气管，11-进气管，12-主动转子，13-从动转子，14-压缩腔，15-过滤器，16-电磁阀，17-泄压管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，如图1所示，应用本申请所述防漏油装置的氢气循环泵，主动齿轮4与主动转子12安装于主动轴3上，从动齿轮6与从动转子13安装于从动轴5上；
主动齿轮4与从动齿轮6位于齿轮腔7，齿轮腔7内有润滑油；
主动转子12与从动转子13位于压缩腔14；
氢气从进气管路11进入压缩腔14，经主动转子12与从动转子13共同旋转、啮合压缩后由排气管10排出；
在齿轮腔7与压缩腔14之间，主动轴3上套设有第一密封8，从动轴5上套设有第二密封9；
在连接压缩腔14的进气管11与齿轮腔7之间连通有一泄压管17，用于在变工况和停机时齿轮腔7可经由泄压管17向进气管11泄压，从而保证任何情况下，齿轮腔7中的润滑油不会泄漏至压缩腔14而污染氢气，达到压缩腔14始终处于无油的状态；
在泄压管17上设置有过滤器15，用于过滤泄压气体中的微量润滑油，以保证进入进气管11中的氢气纯度。
在齿轮腔7与过滤器15之间设置有电磁阀16，以用于控制泄压管17的打开与关闭状态，电磁阀16通常处于关闭状态；
在进气管11上设置有第一压力传感器，在齿轮腔7上设置有第二压力传感器，在压缩腔14上设置有第三压力传感器。
如图2所示，在应用上述氢气循环泵防漏油装置而实现了下述防漏油方法：
氢气从进气管11进入压缩腔14，经主动转子12与从动转子13共同旋转、啮合压缩后由排气管10排出；
在齿轮腔7与压缩腔14之间、主动轴3和从动轴5上分别形成密封；
在进气管11与齿轮腔7之间连通有一泄压管17，在齿轮腔7与过滤器15之间设置一用于控制泄压管17开闭状态的电磁阀16；
分别通过压力传感器检测进气管11中的气压P1、齿轮腔7中的气压P2和压缩腔14中的气压P3；
当P3-P2≤A(0≤A，A是设定值)时，打开电磁阀16，经泄压管17向进气管11泄压，此过程中P2逐渐减小，润滑油经由过滤器15进行过滤而回流至齿轮腔7；
当P2减小至P3-P2≥B(B≥A，B是设定值)时，关闭电磁阀16，即封闭整个泄压管17。
如上所述，结合附图和描述给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明的结构的方案内容，依据本发明的技术实质对以上描述所作的任何部件形状、尺寸、连接方式和安装结构的修改、等同变化与修饰及各组成部件位置和结构的轻微调整，均仍属于本发明技术方案的权利范围。
Claims (4)
1.一种氢气循环泵防漏油装置，其特征在于：在齿轮腔(7)与压缩腔(14)之间，主动轴(3)上套设有第一密封(8)，从动轴(5)上套设有第二密封(9)；
在输送氢气进入压缩腔(14)的进气管(11)与齿轮腔(7)之间连通有一泄压管(17)，在泄压管(17)上设置有过滤器(15)。
2.根据权利要求1所述的氢气循环泵防漏油装置，其特征在于：所述的泄压管(17)，在齿轮腔(7)与过滤器(15)之间设置有电磁阀(16)；
在进气管(11)内设置有第一压力传感器，在齿轮腔(7)内设置有第二压力传感器，在压缩腔(14)内设置有第三压力传感器。
3.应用如权利要求1至2所述氢气循环泵防漏油装置的防漏油方法，其特征在于：氢气从进气管(11)进入压缩腔(14)，经主动转子(12)与从动转子(13)共同旋转、啮合压缩后由排气管(10)排出；
在齿轮腔(7)与压缩腔(14)之间、主动轴(3)和从动轴(5)上分别形成密封；
在进气管(11)与齿轮腔(7)之间连通有一泄压管(17)，经泄压管(17)向进气管(11)泄压，润滑油经由过滤器(15)进行过滤而回流至齿轮腔(7)。
4.根据权利要求3所述的氢气循环泵防漏油方法，其特征在于：在齿轮腔(7)与过滤器(15)之间设置一用于控制泄压管(17)开闭状态的电磁阀(16)；
分别通过压力传感器检测进气管(11)中的气压P1、齿轮腔(7)中的气压P2和压缩腔(14)中的气压P3；
当P3-P2≤A(0≤A，A是设定值)时，打开电磁阀(16)，经泄压管(17)向进气管(11)泄压；
当P3-P2≥B(B≥A，B是设定值)时，关闭电磁阀(16)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911212354.1A CN110925207B (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 氢气循环泵防漏油装置及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911212354.1A CN110925207B (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 氢气循环泵防漏油装置及其方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110925207A true CN110925207A (zh) | 2020-03-27 |
| CN110925207B CN110925207B (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=69848097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911212354.1A Active CN110925207B (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 氢气循环泵防漏油装置及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110925207B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114597448A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-06-07 | 西安交通大学 | 一种燃料电池用防止氢循环泵漏油的装置、系统及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62103495A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-13 | Anretsuto:Kk | 高真空用ル−ツブロワ− |
| JP2008196312A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Kobe Steel Ltd | スクリュ流体機械 |
| CN201461517U (zh) * | 2009-08-05 | 2010-05-12 | 红塔烟草（集团）有限责任公司大理卷烟厂 | 风机轴承防漏油装置 |
| CN101787975A (zh) * | 2010-01-26 | 2010-07-28 | 西安交通大学 | 反应堆用全密闭双螺杆式氦气循环机 |
| CN107630816A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-01-26 | 杰锋汽车动力系统股份有限公司 | 一种无油空气压缩机密封结构 |
| CN108916051A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-30 | 苏州沧海真空机械有限公司 | 一种罗茨真空泵的转轴密封结构 |
| CN209354352U (zh) * | 2018-12-31 | 2019-09-06 | 浙江创为真空设备股份有限公司 | 一种干式双螺杆压缩机 |
| CN110319004A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-11 | 烟台菱辰能源有限公司 | 一种爪式氢气循环泵 |
-
2019
- 2019-12-02 CN CN201911212354.1A patent/CN110925207B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62103495A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-13 | Anretsuto:Kk | 高真空用ル−ツブロワ− |
| JP2008196312A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Kobe Steel Ltd | スクリュ流体機械 |
| CN201461517U (zh) * | 2009-08-05 | 2010-05-12 | 红塔烟草（集团）有限责任公司大理卷烟厂 | 风机轴承防漏油装置 |
| CN101787975A (zh) * | 2010-01-26 | 2010-07-28 | 西安交通大学 | 反应堆用全密闭双螺杆式氦气循环机 |
| CN107630816A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-01-26 | 杰锋汽车动力系统股份有限公司 | 一种无油空气压缩机密封结构 |
| CN108916051A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-30 | 苏州沧海真空机械有限公司 | 一种罗茨真空泵的转轴密封结构 |
| CN209354352U (zh) * | 2018-12-31 | 2019-09-06 | 浙江创为真空设备股份有限公司 | 一种干式双螺杆压缩机 |
| CN110319004A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-11 | 烟台菱辰能源有限公司 | 一种爪式氢气循环泵 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114597448A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-06-07 | 西安交通大学 | 一种燃料电池用防止氢循环泵漏油的装置、系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110925207B (zh) | 2021-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101736771B (zh) | 液压挖掘机回转减速制动能量回收系统 | |
| CN201649155U (zh) | 液压挖掘机回转减速制动能量回收系统 | |
| CN105386953B (zh) | 数字配流恒流量径向柱塞泵 | |
| CN102923291B (zh) | 一种用于转叶式舵机的液压控制阀组 | |
| CN108317132B (zh) | 一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统 | |
| CN112421075A (zh) | 一种燃料电池发动机空气供给系统 | |
| CN110649287A (zh) | 一种燃料电池发动机系统及其供气系统和一种控制方法 | |
| CN205477780U (zh) | 一种用于大型汽轮机高负荷工况的低压旁路透平系统 | |
| CN209800100U (zh) | 减少滑油泄漏的密封系统 | |
| CN110925207B (zh) | 氢气循环泵防漏油装置及其方法 | |
| CN101737354A (zh) | 高吸程动力密封型立式自吸泵 | |
| CN105443173A (zh) | 用于pta装置能量回收的机组控制系统及控制方法 | |
| CN113629273A (zh) | 一种应用于氢燃料电池的串联氢气循环系统 | |
| CN113764700A (zh) | 一种燃电系统、燃电系统的控制方法及车辆 | |
| CN108869437A (zh) | 一种舰船用机电静压控制单元 | |
| CN208099950U (zh) | 机床主轴冷却系统 | |
| CN215815958U (zh) | 一种应用于氢燃料电池的串联氢气循环系统 | |
| CN102733360B (zh) | 卷扬启闭机的应急操作装置及闸门系统 | |
| CN215596407U (zh) | 水轮机主轴密封供排水系统 | |
| CN207048916U (zh) | 共用轴离心增压泵与柱塞泵高压泵组 | |
| CN210087487U (zh) | 一种解决分布式能源系统中增压机出口气流脉动及冷态泄漏的装置 | |
| CN111258359A (zh) | 一种基于plc控制的水电厂高压油罐自动补排气系统 | |
| CN206785785U (zh) | 一种新型水检机液压系统 | |
| CN206277627U (zh) | 伺服节能型注塑机液压伺服动力装置 | |
| CN116717582B (zh) | 一种换挡元件直控式混动变速器液压系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |