CN114198325A - 无油轴承氢气循环泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无油轴承氢气循环泵，涉及一种氢气循环泵，包括驱动器、端盖、叶轮、固定轴和轴承，所述端盖与驱动器连接，并与驱动器形成密封腔，所述叶轮在驱动器的驱动下旋转连接于所述密封腔内，所述端盖上设置有进气口和出气口，所述固定轴固定连接于所述密封腔内，所述轴承与固定轴旋转连接，并与叶轮固定连接；所述端盖设置有第一流道，所述固定轴内设置有第二流道，所述轴承的内壁设置有第三流道，所述第一流道的一端与出气口连通，其另一端与第二流道连通，所述第二流道还与第三流道连通。本发明所述的一种无油轴承氢气循环泵，能够实现轴承的无油润滑。

Description

无油轴承氢气循环泵
技术领域
本发明涉及一种氢气循环泵，尤其涉及一种无油轴承氢气循环泵。
背景技术
氢气循环泵在燃料电池中的主要作用是将燃料电池堆出口未反应的氢气再循环至燃料电池堆入口，从而提高氢气的利用率以及用氢安全。氢气循环泵主要由壳体、叶轮和电机组成。其中壳体内设置有增压腔，所述电机的输出端与叶轮固定连接，并驱动叶轮在增压腔中旋转完成增压。燃料电池供氢系统要求不能有油，若有油则会损坏电堆，降低电池堆的使用寿命。现有氢气循环泵中的叶轮旋转需要润滑油进行润滑，虽然氢气循环泵可以采用气封、油封等方式避免润滑油与氢气混合，但是这些密封方式都存在耐久失效，无法避免无油。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种无油轴承氢气循环泵。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种无油轴承氢气循环泵，包括驱动器、端盖、叶轮、固定轴和轴承，所述端盖与驱动器连接，并与驱动器形成密封腔，所述叶轮在驱动器的驱动下旋转连接于所述密封腔内，所述端盖上设置有进气口和出气口，所述固定轴固定连接于所述密封腔内，所述轴承与固定轴旋转连接，并与叶轮固定连接；所述端盖设置有第一流道，所述固定轴内设置有第二流道，所述轴承的内壁设置有第三流道，所述第一流道的一端与出气口连通，其另一端与第二流道连通，所述第二流道还与第三流道连通；高压气体由出气口依次进入第一流道、第二流道和第三流道后再次流入密封腔中。
进一步地，所述端盖设置有凹槽，所述固定轴的一端插入所述凹槽中，所述第一流道设置于所述端盖的盖体内，所述第一流道的一端延伸至出气口，所述第一流道的另一端延伸至凹槽内。
进一步地，所述第二流道包括相互连通的轴向部和径向部，所述轴向部沿固定轴的轴向延伸，所述径向部沿固定轴的径向延伸；所述轴向部与第一流道连通，所述径向部还与第三流道连通；若干所述径向部沿固定轴的周向和轴向均匀分布。
进一步地，所述轴承呈套筒状。
进一步地，所述第三流道呈螺旋状。
进一步地，所述驱动器为轴向磁场电机，所述叶轮的一侧连接有磁铁；所述固定轴的另一端插入驱动器内，所述叶轮在轴承的作用下绕固定轴进行自旋转。
本发明的一种无油轴承氢气循环泵，至少具有以下技术效果：
(1)氢气循环泵出气口一部分的高压气体通过第一流道进入第二流道中，并经过第二流道进入第三流道中，利用压差带动气体流动，对轴承与固定轴的接触面进行隔离以及冷却，在提高轴承寿命的同时，也实现叶轮完全无油润滑；
(2)整个氢气循环泵结构紧凑，体积小。
附图说明
图1为氢气循环泵的结构示意图；
图2为氢气循环泵的结构爆炸图；
图3为叶轮的结构示意图；
图4为固定轴的结构剖视图；
图5为轴承的结构剖视图；
图6为氢气循环泵的部分剖视图；
图7为端盖的结构示意图；
在图中，1、驱动器；2、端盖；3、叶轮；4、密封腔；5、进气口；6、出气口；7、固定轴；8、轴承；9、第一流道；10、第二流道；11、第三流道；12、凹槽；13、轴向部；14、径向部；15、磁铁；16、加压流道；17、格栅。
具体实施方式
以下结合图1至图7对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种无油轴承氢气循环泵，包括驱动器1、端盖2、叶轮3、固定轴7和轴承8。所述驱动器1为轴向磁场电机，所述端盖2连接于驱动器1的一端，所述端盖2与驱动器1形成密封腔4。所述固定轴7连接于所述密封腔4中，所述轴承8与固定轴7套设，所述轴承8与固定轴7形成旋转连接。所述叶轮3设置于所述密封腔4中，且所述叶轮3与轴承8套设连接。所述叶轮3的一侧连接有磁铁15，所述磁铁15沿叶轮3的周向均匀分布。所述叶轮3在驱动器1和轴承8的作用下进行自旋转。所述端盖2上设置有进气口5和出气口6，所述端盖2朝向密封腔4的一侧设置有加压流道16，所述进气口5和出气口6分置加压流道16的两端。所述叶轮3朝向加压流道16的一侧设置有一圈格栅17。氢气由进气口5进入，叶轮3旋转完成加压，最终由出气口6排出。所述端盖2设置有第一流道9，所述固定轴7内设置有第二流道10，所述轴承8的内壁上设置有第三流道11。所述第一流道9的一端与出气口6连通，所述第一流道9的另一端与第二流道10连通。所述第二流道10还与第三流道11连通。出气口6处的一部分高压氢气经过第一流道9、第二流道10和第三流道11后再次流入密封腔4中。利用压差带动气体流动，在提高轴承8寿命的同时，也实现叶轮3完全无油润滑。具体地，
所述端盖2呈圆柱状，并在其中心处设置有一凹槽12，所述固定轴7的一端插入驱动器1的壳体内，另一端伸至凹槽12中。所述第二流道10包括轴向部13和径向部14，所述轴向部13设置于所述固定轴7的中心处，并沿所述固定轴7的轴向延伸；所述径向部14沿固定轴7的进行延伸，所述径向部14的一端连通轴向部13，另一端连通第三流道11。若干所述第三流道11分别沿固定轴7的轴向和周向均匀分布。所述第一流道9是设置于所述端盖2内部的，所述第一流道9的一端与出气口6连通，所述第一流道9的另一端延伸至凹槽12中，并与轴向部13连通。所述轴承8呈套筒状，所述第三流道11呈螺旋状设置于所述轴承8的内壁上。高压氢气经过螺旋状的第三流道11再次回到密封腔中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无油轴承氢气循环泵，包括驱动器(1)、端盖(2)和叶轮(3)，所述端盖(2)与驱动器(1)连接，并与驱动器(1)形成密封腔(4)，所述叶轮(3)在驱动器(1)的驱动下旋转连接于所述密封腔(4)内，所述端盖(2)上设置有进气口(5)和出气口(6)，其特征在于：还包括固定轴(7)和轴承(8)，所述固定轴(7)连接于所述密封腔(4)内，所述轴承(8)与固定轴(7)旋转连接，并与叶轮(3)固定连接；所述端盖(2)设置有第一流道(9)，所述固定轴(7)内设置有第二流道(10)，所述轴承(8)的内壁设置有第三流道(11)，所述第一流道(9)的一端与出气口(6)连通，其另一端与第二流道(10)连通，所述第二流道(10)还与第三流道(11)连通；高压气体由出气口(6)依次进入第一流道(9)、第二流道(10)和第三流道(11)后再次流入密封腔(4)中。
2.根据权利要求1所述的无油轴承氢气循环泵，其特征在于：所述端盖(2)设置有凹槽(12)，所述固定轴(7)的一端插入所述凹槽(12)中，所述第一流道(9)设置于所述端盖(2)的盖体内，所述第一流道(9)的一端延伸至出气口(6)，所述第一流道(9)的另一端延伸至凹槽(12)内。
3.根据权利要求2所述的无油轴承氢气循环泵，其特征在于：所述第二流道(10)包括相互连通的轴向部(13)和径向部(14)，所述轴向部(13)沿固定轴(7)的轴向延伸，所述径向部(14)沿固定轴(7)的径向延伸；所述轴向部(13)与第一流道(9)连通，所述径向部(14)还与第三流道(11)连通；若干所述径向部(14)沿固定轴(7)的周向和轴向均匀分布。
4.根据权利1、2或3所述的无油轴承氢气循环泵，其特征在于：所述轴承(8)呈套筒状。
5.根据权利要求4所述的无油轴承氢气循环泵，其特征在于：所述第三流道(11)呈螺旋状。
6.根据权利要求2所述的无油轴承氢气循环泵，其特征在于：所述驱动器(1)为轴向磁场电机，所述叶轮(3)的一侧连接有磁铁(15)；所述固定轴(7)的另一端插入驱动器(1)内，所述叶轮(3)在轴承(8)的作用下绕固定轴(7)进行自旋转。
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