CN114810592A - 一种双级罗茨式氢气循环泵 - Google Patents
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Abstract
一种双级罗茨式氢气循环泵，包括电机，所述电机一侧安装有一级齿轮室和一级增压器，电机另一侧安装有二级齿轮室和二级增压器，电机的输出轴驱动一级增压器和二级增压器同步工作，一级增压器上设有进气口和一级压缩出口，二级增压器上设有出气口和二级压缩入口，一级压缩出口和二级压缩入口通过连接管相连。通过在电机两侧安装一级增压器和二级增压器，两个增压器共用一个电机，结构紧凑，电机两侧重量大致相同可平衡轴向力，两个增压器通过连接管串联实现双级升压，每一个增压器的级压降低，发热量及噪音低，转子不易卡死，具有更好的散热条件及更多的散热面积，能够满足高压升工况下对氢气循环泵的需求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种双级罗茨式氢气循环泵。
背景技术：
燃料电池是通过可燃物质(氢气)与空气中的氧气之间的电化学反应产生电能，其中，燃料电池反应后，排出的气体中含有大量的氢气，这些氢气若直接排放到大气中，一方面是能源的浪费，另一方面是对环境造成污染，三是氢气易燃易爆会产生危险。因此，需要对这些氢气进行回收再利用。目前，一般都是通过氢气循环泵将这些含氢混合气体循环回燃料电池进行回收再利用。氢气循环泵类型很多，其中一种类型是罗茨式氢气循环泵，传统单级罗茨式氢气循环泵，因罗茨泵两转子结构存在间隙且氢气分子小造成气体泄漏，且泄漏流量随升压增大而增加，在高压升工况下存在噪音大、发热严重、容积效率不高等缺点，因而限制了泵向高压方向的发展，同时由于进、排气脉动和回流冲击的影响，更高的压升使得气体动力性噪声较大，制约了氢气循环泵领域的发展。
综上，在罗茨式氢气循环泵领域，上述问题已成为行业内亟需解决的技术难题。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种双级罗茨式氢气循环泵，解决了以往的单级罗茨式氢气循环泵在高压升工况下存在噪音大、发热严重、容积效率不高的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种双级罗茨式氢气循环泵，包括电机，所述电机一侧安装有一级齿轮室和一级增压器，电机另一侧安装有二级齿轮室和二级增压器，电机的输出轴驱动一级增压器和二级增压器同步工作，一级增压器上设有进气口和一级压缩出口，二级增压器上设有出气口和二级压缩入口，一级压缩出口和二级压缩入口通过连接管相连。
所述电机包括相连接的电机壳体和电机端盖，电机壳体内设有定子、转子和阳转子轴，电机壳体、电机端盖与阳转子轴之间分别安装有油封。
所述电机壳体一侧安装有一级泵壳，一级泵壳与电机壳体之间设有一级齿轮室，一级泵壳另一侧设有一级增压器，一级齿轮室内设有一级主动齿轮和一级从动齿轮，所述一级主动齿轮安装在阳转子轴上，所述一级从动齿轮安装在一级阴转子轴上，所述一级泵壳内安装有分别对阳转子轴和一级阴转子轴进行支撑的轴承，所述轴承与一级增压器之间分别安装有与阳转子轴、一级阴转子轴相配合的油气封，一级增压器内设有一级阳转子和一级阴转子，所述一级阳转子安装在阳转子轴上，所述一级阴转子安装在一级阴转子轴上。
所述一级阳转子和一级阴转子的叶片数量为2-8叶。
所述一级阳转子和一级阴转子包括罗茨转子或者爪式转子。
所述电机端盖一侧安装有二级泵壳，二级泵壳与电机端盖之间设有二级齿轮室，二级泵壳另一侧设有二级增压器，二级齿轮室内设有二级主动齿轮和二级从动齿轮，所述二级主动齿轮安装在阳转子轴上，所述二级从动齿轮安装在二级阴转子轴上，所述二级泵壳内安装有分别对阳转子轴和二级阴转子轴进行支撑的轴承，所述轴承与二级增压器之间分别安装有与阳转子轴、二级阴转子轴相配合的油气封，二级增压器内设有二级阳转子和二级阴转子，所述二级阳转子安装在阳转子轴上，所述二级阴转子安装在二级阴转子轴上。
所述二级阳转子和二级阴转子的叶片数量为2-8叶。
所述二级阳转子和二级阴转子包括罗茨转子或者爪式转子。
所述连接管用于一级增压器和二级增压器之间的气体传输以及级间冷却。
所述一级增压器上进气口和一级压缩出口的位置与二级增压器上出气口和二级压缩入口的位置相互交错设置。
本发明采用上述方案，具有以下优点：
通过在电机两侧安装一级增压器和二级增压器，两个增压器共用一个电机，结构紧凑，电机两侧重量大致相同可平衡轴向力，两个增压器通过连接管串联实现双级升压，每一个增压器的级压降低，发热量及噪音低，转子不易卡死，具有更好的散热条件及更多的散热面积，能够满足高压升工况下对氢气循环泵的需求。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖视结构示意图。
图中，1、电机，2、一级齿轮室，3、一级增压器，4、二级齿轮室，5、二级增压器，6、进气口，7、一级压缩出口，8、出气口，9、二级压缩入口，10、连接管，11、电机壳体，12、电机端盖，13、定子，14、转子，15、阳转子轴，16、油封，17、一级泵壳，18、一级主动齿轮，19、一级从动齿轮，20、一级阴转子轴，21、轴承，22、油气封，23、一级阳转子，24、一级阴转子，25、二级泵壳，26、二级主动齿轮，27、二级从动齿轮，28、二级阴转子轴，29、二级阳转子，30、二级阴转子。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-2所示，一种双级罗茨式氢气循环泵，包括电机1，所述电机1一侧安装有一级齿轮室2和一级增压器3，电机1另一侧安装有二级齿轮室4和二级增压器5，电机1的输出轴驱动一级增压器3和二级增压器5同步工作，一级增压器3上设有进气口6和一级压缩出口7，二级增压器5上设有出气口8和二级压缩入口9，一级压缩出口7和二级压缩入口9通过连接管10相连。两个增压器通过连接管10串联实现双级升压，每一个增压器的级压降低，发热量及噪音低，转子不易卡死，具有更好的散热条件及更多的散热面积，能够满足高压升工况下对氢气循环泵的需求。
所述电机1包括相连接的电机壳体11和电机端盖12，电机壳体11内设有定子13、转子14和阳转子轴15，电机壳体11、电机端盖12与阳转子轴15之间分别安装有油封16。阳转子轴15为一根整轴，通过一级泵壳17和二级泵壳25内的轴承21进行支撑。
所述电机壳体11一侧安装有一级泵壳17，一级泵壳17与电机壳体11之间设有一级齿轮室2，一级泵壳17另一侧设有一级增压器3，一级齿轮室2内设有相啮合的一级主动齿轮18和一级从动齿轮19，所述一级主动齿轮18安装在阳转子轴15上，所述一级从动齿轮19安装在一级阴转子轴20上，所述一级泵壳17内安装有分别对阳转子轴15和一级阴转子轴20进行支撑的轴承21，所述轴承21与一级增压器3之间分别安装有与阳转子轴15、一级阴转子轴20相配合的油气封22，一级增压器3内设有一级阳转子23和一级阴转子24，所述一级阳转子23安装在阳转子轴15上，所述一级阴转子24安装在一级阴转子轴20上。
所述一级阳转子23和一级阴转子24的叶片数量为2-8叶。
所述一级阳转子23和一级阴转子24包括罗茨转子或者爪式转子。
所述电机端盖12一侧安装有二级泵壳25，二级泵壳25与电机端盖12之间设有二级齿轮室4，二级泵壳25另一侧设有二级增压器5，二级齿轮室4内设有相啮合的二级主动齿轮26和二级从动齿轮27，所述二级主动齿轮26安装在阳转子轴15上，所述二级从动齿轮27安装在二级阴转子轴28上，所述二级泵壳25内安装有分别对阳转子轴15和二级阴转子轴28进行支撑的轴承21，所述轴承21与二级增压器5之间分别安装有与阳转子轴15、二级阴转子轴28相配合的油气封22，二级增压器5内设有二级阳转子29和二级阴转子30，所述二级阳转子29安装在阳转子轴15上，所述二级阴转子30安装在二级阴转子轴28上。
所述二级阳转子29和二级阴转子30的叶片数量为2-8叶。
所述二级阳转子29和二级阴转子30包括罗茨转子或者爪式转子。
所述连接管10用于一级增压器3和二级增压器5之间的气体传输以及级间冷却。
所述一级增压器3上进气口6和一级压缩出口7的位置与二级增压器5上出气口8和二级压缩入口9的位置相互交错设置，如图1所示，进气口6和出气口8位于两个对角，一级压缩出口7和二级压缩入口9位于两个对角，这样可增加连接管10的长度，延长气体在连接管10内的行进距离，增强冷却效果。
工作时，阳转子轴15同时驱动一级主动齿轮18和二级主动齿轮26旋转，一级主动齿轮18经一级从动齿轮19带动一级阴转子轴20旋转，二级主动齿轮26经二级从动齿轮27带动二级阴转子轴28旋转，一级增压器3内的一级阳转子23、一级阴转子24和二级增压器5内的二级阳转子29、二级阴转子30同步工作，气体从进气口6进入一级增压器3内进行一级增压后，从一级压缩出口7排出，然后经连接管10和二级压缩入口9进入二级增压器5内进行二级增压，最后从出气口8排出。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：包括电机，所述电机一侧安装有一级齿轮室和一级增压器，电机另一侧安装有二级齿轮室和二级增压器，电机的输出轴驱动一级增压器和二级增压器同步工作，一级增压器上设有进气口和一级压缩出口，二级增压器上设有出气口和二级压缩入口，一级压缩出口和二级压缩入口通过连接管相连。
2.根据权利要求1所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述电机包括相连接的电机壳体和电机端盖，电机壳体内设有定子、转子和阳转子轴，电机壳体、电机端盖与阳转子轴之间分别安装有油封。
3.根据权利要求2所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述电机壳体一侧安装有一级泵壳，一级泵壳与电机壳体之间设有一级齿轮室，一级泵壳另一侧设有一级增压器，一级齿轮室内设有一级主动齿轮和一级从动齿轮，所述一级主动齿轮安装在阳转子轴上，所述一级从动齿轮安装在一级阴转子轴上，所述一级泵壳内安装有分别对阳转子轴和一级阴转子轴进行支撑的轴承，所述轴承与一级增压器之间分别安装有与阳转子轴、一级阴转子轴相配合的油气封，一级增压器内设有一级阳转子和一级阴转子，所述一级阳转子安装在阳转子轴上，所述一级阴转子安装在一级阴转子轴上。
4.根据权利要求3所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述一级阳转子和一级阴转子的叶片数量为2-8叶。
5.根据权利要求3所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述一级阳转子和一级阴转子包括罗茨转子或者爪式转子。
6.根据权利要求2所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述电机端盖一侧安装有二级泵壳，二级泵壳与电机端盖之间设有二级齿轮室，二级泵壳另一侧设有二级增压器，二级齿轮室内设有二级主动齿轮和二级从动齿轮，所述二级主动齿轮安装在阳转子轴上，所述二级从动齿轮安装在二级阴转子轴上，所述二级泵壳内安装有分别对阳转子轴和二级阴转子轴进行支撑的轴承，所述轴承与二级增压器之间分别安装有与阳转子轴、二级阴转子轴相配合的油气封，二级增压器内设有二级阳转子和二级阴转子，所述二级阳转子安装在阳转子轴上，所述二级阴转子安装在二级阴转子轴上。
7.根据权利要求6所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述二级阳转子和二级阴转子的叶片数量为2-8叶。
8.根据权利要求6所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述二级阳转子和二级阴转子包括罗茨转子或者爪式转子。
9.根据权利要求1所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述连接管用于一级增压器和二级增压器之间的气体传输以及级间冷却。
10.根据权利要求1所述的一种双级罗茨式氢气循环泵，其特征在于：所述一级增压器上进气口和一级压缩出口的位置与二级增压器上出气口和二级压缩入口的位置相互交错设置。
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