CN114483594B - 一种双端多级多功能集成式燃油泵 - Google Patents

一种双端多级多功能集成式燃油泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及航空应用技术，涉及一种双端多级多功能集成式燃油泵。包括泵壳、汇流口、上诱导轮、上导流座、一级叶轮、轴承、连轴套、二级叶轮、电机、下导流座以及下诱导轮。包括两个入口和多个出口，可满足飞机在不同飞机姿态、运行场景下的使用需求。通过将多个燃油泵功能集成至一个燃油泵中，降低了系统的参数匹配的困难，提高系统的工作稳定性，同时也减轻了机体重量。该形式的泵具有更强的适应性，可通过更改出口位置和出口数量，满足飞机的特定使用需求。

Description

一种双端多级多功能集成式燃油泵
技术领域
本发明涉及航空应用技术，涉及一种双端多级多功能集成式燃油泵。
背景技术
航空燃油离心泵广泛应用于飞机燃油系统进行供输油等。对于攻击型军用飞机来说，其运行姿态多样，运行场景相对复杂，系统设计过程中需要考虑工况较多。电动燃油泵作为燃油系统的核心关键部件之一，主要功能包括发动机供油、油箱转输以调节飞机重心、增压散热以及引射动力流等等，因此对于燃油系统来说，需要多个燃油泵共同工作完成系统的功能。在实际使用过程中，很多功能的实现需要由多个燃油泵共同完成，对各个燃油泵以及系统管路之间的参数匹配要求也较高，因此集成化设计的燃油泵具有重要的意义。
发明内容
提供一种双端多级多功能集成式燃油泵，包括泵壳1、诱导轮、叶轮、汇流口、导流座以及电机等部件。电机为双端结构，其上端连接一个诱导轮和2个叶轮，下端连接一个诱导轮，主要将下端来流输送至上端，并与上端诱导轮出口来流汇合一并输送至1级主叶轮；上端的两个叶轮通过上端导流座进行隔开，从1级主叶轮输送的燃油经过壳体增压后从出口1中输送至燃油系统，在壳体出口1引一支路，经过上端导流座流经1级叶轮，并经过二级增压后通过出口2输送至燃油系统。
本发明的目的：提供一种双端多级多功能集成式燃油泵，具有多个出口，能够满足飞机燃油系统在不同飞行姿态、运行场景下的流量和压力需求，优化了系统管路的布局方式，提高系统的参数匹配性，进而提升系统工作稳定性。同时，通过这种集成化设计，减少飞机燃油泵的数量，从而降低重量。
本发明的技术方案：
一种双端多级多功能集成式燃油泵，包括泵壳1、汇流口(2)、上诱导轮3、上导流座4、一级叶轮5、轴承6、连轴套7、二级叶轮8、电机(9)、下导流座10以及下诱导轮11。所述电机(9)为双端结构，其靠近油箱顶端一侧依次连接一个上诱导轮3、一级叶轮5和二级叶轮8，另一端连接一个下诱导轮11，将泵壳1的下端入口来流经下导流座10后输送至汇流口(2)，并与泵壳1上端入口流经上诱导轮3后的出口来流于汇流口(2)汇合后一并输送至一级叶轮5；一级叶轮5与二级叶轮8之间通过连轴套7进行连接，且一级叶轮5和二级叶轮8通过上导流座4进行隔开；上导流座4在一级叶轮5后过盈热压轴承6；从一级叶轮5输送的燃油经过泵壳1增压后从上端出口中输送至燃油系统，在泵壳1上端出口引一支路，经过上导流座4流经一级叶轮5，并经过二级叶轮8增压后通过泵壳1下端出口输送至燃油系统。
所述泵壳1的上下端入口的汇流方式存在多种形式，可通过外部管路汇流至上端或通过内部流道经电机周边汇流至上端。
所述泵壳1的上端入口、下端入口流量比值为0.1～10，优选为0.3～3；泵壳1的出口为多个，根据系统使用要求，可全部集中在上端或下端，或上下端均布置多个出口，优选为上端布置两个出口。泵壳1的出口根据系统流量要求设计匹配，上端出口和下端出口流量比为0.05～20，优选为0.2～5；泵壳1多个出口应交叉错开，相互之间角度优选为45°～135°，更优选的为90°；
所述上导流座4的中段位置开设多个窗口。
所述一级叶轮5和二级叶轮8为多个，和泵壳1的出口数量保持一致，优选为2个；
所述上诱导轮3和下诱导轮11采用轴流式叶轮、离心式叶轮、混流式叶轮或者一体化式叶轮。
所述汇流口(2)底部开设多个窗口，便于下端流体进入汇合进入一级叶轮5；汇流口(2)窗口一般为2～6个，优选为4个，所述汇流窗口面积大于泵壳1下端入口过流面积2倍；
所述一级叶轮5与上诱导轮3通过键配合连接，可采用平键，圆柱销。
所述连轴套7为不锈钢材料，厚度优选为2mm。
所述轴承6沿轴向开设燃油冷却通道，冷却通道为沿轴向的直槽或螺旋槽。
所述一级叶轮5与汇流口(2)、二级叶轮8与上导流座4之间的间隙为0.1～0.5mm，优选为0.2mm。
本发明的有益效果：
本发明设计了提供一种双端多级多功能集成式燃油泵，包括两个入口和多个出口，可满足飞机在不同飞机姿态、运行场景下的使用需求。通过将多个燃油泵功能集成至一个燃油泵中，降低了系统的参数匹配的困难，提高系统的工作稳定性，同时也减轻了机体重量。该形式的泵具有更强的适应性，可通过更改出口位置和出口数量，满足飞机的特定使用需求。
附图说明：
图1是本发明的一种典型结构轴向剖视图；
图2是本发明泵壳结构示意图；
图3是汇流口结构示意图；
图4是上导流座结构示意图；
图5是上导流座轴向剖视图。
其中：1-泵壳、2-汇流口、3-上诱导轮、4-上导流座、5-一级叶轮、6-轴承、7-连轴套、8-二级叶轮、9-电机、10-下导流座、11-下诱导轮。
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1，参见图1，一种双端多级多功能集成式燃油泵，包括泵壳1、汇流口(2)、上诱导轮3、上导流座4、一级叶轮5、轴承6、连轴套7、二级叶轮8、电机(9)、下导流座10以及下诱导轮11。所述电机(9)为双端结构，其靠近油箱顶端一侧依次连接一个上诱导轮3、一级叶轮5和二级叶轮8，另一端连接一个下诱导轮11，将泵壳1的下端入口来流经下导流座10后输送至汇流口(2)，并与泵壳1上端入口流经上诱导轮3后的出口来流于汇流口(2)汇合后一并输送至一级叶轮5；一级叶轮5与二级叶轮8之间通过连轴套7进行连接，且一级叶轮5和二级叶轮8通过上导流座4进行隔开；上导流座4在一级叶轮5后过盈热压轴承6；从一级叶轮5输送的燃油经过泵壳1增压后从上端出口中输送至燃油系统，在泵壳1上端出口引一支路，经过上导流座4流经一级叶轮5，并经过二级叶轮8增压后通过泵壳1下端出口输送至燃油系统。
所述泵壳1的上下端入口的汇流方式存在多种形式，可通过外部管路汇流至上端，也可通过内部流道经电机周边汇流至上端。
所述泵壳1的上端入口、下端入口流量比值为0.1～10，优选为0.3～3，更优选的为1:1。上下端流量比影响上下端水力部件的结构尺寸，为保持上下端结构的整体协调性，上下端入口流量比值不应过大或过小。
所述泵壳1的出口为多个，根据系统使用要求，可全部集中在上端或下端，或上下端均布置多个出口，优选为上端布置两个出口。
所述泵壳1的出口根据系统流量要求设计匹配，上端出口和下端出口流量比为0.05～20，优选为0.2～5；上下端出口流量比值过大或过小会导致一级叶轮和二级叶轮匹配难度增大，从而造成整体的效率降低。
所述泵壳1多个出口应交叉错开，相互之间角度优选为45°～135°，更优选的为90°，可防止系统管路之间存在干涉；
所述上导流座4的中段位置开设多个窗口，便于上端出口支路来流进入下级主叶轮；
所述一级叶轮5和二级叶轮8为多个，和泵壳1的出口数量保持一致，优选为2个，叶轮级数越多，系统的功能集成越多，电机转轴的长度增加，降低泵的效率和可靠性；
所述上诱导轮3和下诱导轮11采用轴流式叶轮，也可用离心式叶轮、混流式叶轮或者一体化式叶轮；
所述汇流口(2)底部开设多个窗口，便于下端流体进入汇合进入一级叶轮5；
所述汇流口(2)窗口一般为2～6个，优选为4个，且为降低汇合段水力损失，所述汇流窗口面积大于泵壳1下端入口过流面积2倍，可确保在汇流窗口堵塞一半的情况下仍能保持泵的性能不受影响；
所述一级叶轮5与上诱导轮3通过键配合连接，可采用平键，圆柱销，用于向诱导轮和叶轮传递扭矩。
所述连轴套7为不锈钢材料，厚度优选为2mm，用于连接一级叶轮和二级叶轮，共同随着电机带动运转；
所述上导流座4在两极叶轮之间设计轴承6，轴承6的数量可根据叶轮级数决定，用于提高转子轴系的稳定性，避免由于叶轮级数增多导致电机的转轴长度增加，在运转过程中出现失稳的现象；
所述轴承6沿轴向开设燃油冷却通道，用于对轴承6进行冷却，冷却通道为沿轴向的直槽或螺旋槽；
所述一级叶轮5与汇流口(2)、二级叶轮8与上导流座4之间的间隙为0.1～0.5mm，优选为0.2mm，间隙过大会加大水力损失，影响泵的效率和性能，间隙太小，制造难度大，存在剐蹭的可能。

Claims (10)

1.一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，包括泵壳(1)、汇流口(2)、上诱导轮(3)、上导流座(4)、一级叶轮(5)、轴承(6)、连轴套(7)、二级叶轮(8)、电机(9)、下导流座(10)以及下诱导轮(11)；所述电机(9)为双端结构，其靠近油箱顶端一侧依次连接一个上诱导轮(3)、一级叶轮(5)和二级叶轮(8)，另一端连接一个下诱导轮(11)，将泵壳(1)的下端入口来流经下导流座(10)后输送至汇流口(2)，并与泵壳(1)上端入口流经上诱导轮(3)后的出口来流于汇流口(2)汇合后一并输送至一级叶轮(5)；一级叶轮(5)与二级叶轮(8)之间通过连轴套(7)进行连接，且一级叶轮(5)和二级叶轮(8)通过上导流座(4)进行隔开；上导流座(4)在一级叶轮(5)后过盈热压轴承(6)；从一级叶轮(5)输送的燃油经过泵壳(1)增压后从上端出口中输送至燃油系统，在泵壳(1)上端出口引一支路，经过上导流座(4)流经一级叶轮(5)，并经过二级叶轮(8)增压后通过泵壳(1)下端出口输送至燃油系统。
2.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述泵壳(1)的上下端入口的汇流方式存在多种形式，可通过外部管路汇流至上端或通过内部流道经电机周边汇流至上端，所述泵壳(1)的上端入口、下端入口流量比值为0.1～10；泵壳(1)的出口为多个，根据系统使用要求，可全部集中在上端或下端，或上下端均布置多个出口；泵壳(1)的出口根据系统流量要求设计匹配，上端出口和下端出口流量比为0.05～20；泵壳(1)多个出口应交叉错开，相互之间角度为45°～135°。
3.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述上导流座(4)的中段位置开设多个窗口。
4.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述一级叶轮(5)和二级叶轮(8)为多个，和泵壳(1)的出口数量保持一致。
5.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述上诱导轮(3)和下诱导轮(11)采用轴流式叶轮、离心式叶轮或混流式叶轮。
6.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述汇流口(2)底部开设多个窗口，便于下端流体进入汇合进入一级叶轮(5)；汇流口(2)窗口为2～6个，所述汇流窗口面积大于泵壳(1)下端入口过流面积2倍。
7.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述一级叶轮(5)与上诱导轮(3)通过键配合连接，采用平键，圆柱销。
8.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述连轴套(7)为不锈钢材料，厚度为2mm。
9.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述轴承(6)沿轴向开设燃油冷却通道，冷却通道为沿轴向的直槽或螺旋槽。
10.根据权利要求1所述的一种双端多级多功能集成式燃油泵，其特征在于，所述一级叶轮(5)与汇流口(2)、二级叶轮(8)与上导流座(4)之间的间隙为0.1～0.5mm。
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