CN117167294A - 一种空气压缩泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气压缩泵，涉及压缩泵技术领域，包括壳体，壳体的两端分别固定设有一级端盖和二级端盖，一级端盖和二级端盖上分别色设有一级进气口和二级进气口；壳体的轴向上固定设有中心轴，中心轴的中部固定设有定子铁芯，定子铁芯上设有多个定子绕组；中心轴的两端转动连接有一级泵轮和二级泵轮，一级泵轮和二级泵轮对应定子铁芯一侧的周向上阵列固定有转子磁体；壳体对应一级泵轮和二级泵轮的侧部分别设有一级气道出口和二级气道出口，一级气道出口与二级进气口之间设有气道。本发明的泵轮与电机转子为一体，结构紧凑，在电机效率基本保持相同的情况下，大大缩小了空气压缩泵的体积。

Description

一种空气压缩泵

技术领域

本发明属于压缩泵技术领域，具体涉及一种空气压缩泵。

背景技术

燃料电池汽车由于空间布置紧张，要求部件容积效率要高。空气压缩机由电机驱动，提供燃料电池发电所需的氧气。空气流量要求保证有足够的氧气与氢气反应产生需要的电力。进入电堆的空气压力需要与氢气压力平衡。现在的技术，使用直流永磁电机(为径向磁通电机，传统技术)驱动离心压气机，达到上述要求。不足在于，电机功率大(约20kW)，耗电大，总成体积大，布置困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在耗电大，总成体积大，布置困难的缺点，而提出的一种空气压缩泵。该空气压缩泵体积小，重量轻，能够在产生足够压力的同时，确保高效的供气要求。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种空气压缩泵，包括壳体，所述壳体的两端分别固定设有一级端盖和二级端盖，所述一级端盖和二级端盖上分别色设有一级进气口和二级进气口；所述壳体的轴向上固定设有中心轴，所述中心轴的中部固定设有定子铁芯，所述定子铁芯上设有多个定子绕组；所述中心轴的两端转动连接有一级泵轮和二级泵轮，所述一级泵轮和二级泵轮对应定子铁芯一侧的周向上阵列固定有转子磁体；所述壳体对应一级泵轮和二级泵轮的侧部分别设有一级气道出口和二级气道出口，所述一级气道出口与二级进气口之间设有气道，使一级泵轮产生的压缩空气进入到二级泵轮进行二级压缩。

进一步的，所述一级泵轮和二级泵轮与定子铁芯之间设有气隙。

进一步的，所述转子磁体分别与一级泵轮和二级泵轮组成为一体结构的转子体。

进一步的，当一级泵轮和二级泵轮为非金属材料制成时，所述转子磁体嵌入在一级泵轮和二级泵轮的背部内侧。

进一步的，当一级泵轮和二级泵轮为非磁金属材料加工制成时，所述转子磁体通过固定组件固定在一级泵轮和二级泵轮的背部。

进一步的，所述气道为直行通道，固定在壳体的一侧。

进一步的，所述气道为螺旋通道，以环绕的方式固定在壳体的外侧。

进一步的，所述气道内设有多条散热翘片，所述散热翘片沿通道方向固定在所述壳体的外侧。

进一步的，所述壳体的外侧设有冷却液流道，所述冷却液流道的两端分别设有液冷进口和液冷出口。

与现有技术相比，采用本发明提出的一种空气压缩泵，有益效果在于：本发明的泵轮与电机转子为一体，结构紧凑，与现有的非轴向电机比较，轴向尺寸缩小一倍左右，在电机效率基本保持相同的情况下(电机效率在90-97％区间)，大大缩小了空气压缩泵的体积。具体地：

本发明具有一个定子，在同一个定子磁场作用下两个转子直接带动的泵轮提供了二级压气机的供气压力和流量。把轴向磁通电机轴向尺寸小，总体重量轻，高效节能特点应用到离心压气机上，尤其是把转子与泵轮设计为一体。使得空气压缩泵体积小，重量轻，能够在产生足够压力的同时，确保高效的供气要求。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1中本发明的内部结构示意图；

图2是实施例2中本发明的内部结构示意图；

图3是实施例3中本发明的内部结构示意图；

图4是实施例4中本发明的内部结构示意图；

图中标记为：1、壳体；11、一级气道出口；12、气道；13、二级气道出口；14、散热翘片；2、一级端盖；21、一级进气口；3、二级端盖；31、二级进气口；4、中心轴；41、一级泵轮；42、二级泵轮；43、止推轴承；5、定子铁芯；51、定子绕组；6、转子磁体；61、固定组件；7、气隙；8、冷却液流道；81、液冷进口；82、液冷出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一级”、“二级”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

实施例1

参见图1，一种空气压缩泵，包括壳体1，壳体1的两端分别固定设有一级端盖2和二级端盖3，一级端盖2和二级端盖3上分别色设有一级进气口21和二级进气口31，为了更好的进气，一级进气口21分布在一级端盖2的中心位置，二级进气口31分布在二级端盖3的中心位置。壳体1的轴向上固定设有中心轴4，中心轴4的中部固定设有定子铁芯5，定子铁芯5上设有多个定子绕组51，定子铁芯5与定子绕组51组成空气压缩泵的定子组件，中心轴4与定子组件以固定的方式固定在壳体1的内部。

中心轴4的两端采用止推轴承43以转动的方式连接有一级泵轮41和二级泵轮42，一级泵轮41和二级泵轮42与定子铁芯5之间设有气隙7。一级泵轮41和二级泵轮42对应定子铁芯5一侧的周向上阵列固定有转子磁体6，转子磁体6分别与一级泵轮41和二级泵轮42组成为一体结构的转子体。当一级泵轮41和二级泵轮42为非金属材料制成时，转子磁体6嵌入在一级泵轮41和二级泵轮42的背部内侧。

壳体1对应一级泵轮41和二级泵轮42的侧部分别设有一级气道出口11和二级气道出口13，一级气道出口11与二级进气口31之间设有气道12，气道12为直行通道，固定在壳体1的一侧，使一级泵轮41产生的压缩空气进入到二级泵轮42进行二级压缩。

本发明的空气压缩泵，泵轮(包括一级泵轮41和二级泵轮42)与转子磁体6一体结构，形成空气压缩泵的电机转子，结构紧凑，与现有的非轴向电机比较，轴向尺寸缩小一倍左右，在电机效率基本保持相同的情况下(电机效率在90-97％区间)，大大缩小了空气压缩泵的体积。

具体地，使用时，在定子绕组51与转子磁体6的作用下，一级泵轮41和二级泵轮42在中心轴4的两端进行转动，从而一级泵轮41形成一级空气压缩，并通过气道12进入到二级泵轮42，二级泵轮42对一级压缩的空气进行二级压缩，最终从二级气道出口13排出。

实施例2

参照图2，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，当一级泵轮41和二级泵轮42为非磁金属材料加工制成时，转子磁体6通过固定组件61固定在一级泵轮41和二级泵轮42的背部。

实施例3

参照图3，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，气道12为螺旋通道，以环绕的方式固定在壳体1的外侧，气道12内设有多条散热翘片14，散热翘片14沿通道方向固定在壳体1的外侧。采用螺旋通道的气道12可通过一级压缩的空气对空气压缩泵的泵体进行降温，对定子绕组51起到一定的散热作用，可提高空气压缩泵的性能，使空气压缩泵在运行过程中更加稳定。散热翘片14的设置可更好的将空气压缩泵定子绕组51产生的热量更好的传递出来。

实施例4

参照图4，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，壳体1的外侧设有冷却液流道8，冷却液流道8的两端分别设有液冷进口81和液冷出口82。冷却液流道8对空气压缩泵的泵体进行降温，可提高空气压缩泵的性能，使空气压缩泵在运行过程中更加稳定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)

1.一种空气压缩泵，包括壳体(1)，所述壳体(1)的两端分别固定设有一级端盖(2)和二级端盖(3)，其特征在于，所述一级端盖(2)和二级端盖(3)上分别色设有一级进气口(21)和二级进气口(31)；

所述壳体(1)的轴向上固定设有中心轴(4)，所述中心轴(4)的中部固定设有定子铁芯(5)，所述定子铁芯(5)上设有多个定子绕组(51)；

所述中心轴(4)的两端转动连接有一级泵轮(41)和二级泵轮(42)，所述一级泵轮(41)和二级泵轮(42)对应定子铁芯(5)一侧的周向上阵列固定有转子磁体(6)；

所述壳体(1)对应一级泵轮(41)和二级泵轮(42)的侧部分别设有一级气道出口(11)和二级气道出口(13)，所述一级气道出口(11)与二级进气口(31)之间设有气道(12)，使一级泵轮(41)产生的压缩空气进入到二级泵轮(42)进行二级压缩。

2.根据权利要求1所述的一种空气压缩泵，其特征在于，所述一级泵轮(41)和二级泵轮(42)与定子铁芯(5)之间设有气隙(7)。

3.根据权利要求1所述的一种空气压缩泵，其特征在于，所述转子磁体(6)分别与一级泵轮(41)和二级泵轮(42)组成为一体结构的转子体。

4.根据权利要求3所述的一种空气压缩泵，其特征在于，当一级泵轮(41)和二级泵轮(42)为非金属材料制成时，所述转子磁体(6)嵌入在一级泵轮(41)和二级泵轮(42)的背部内侧。

5.根据权利要求3所述的一种空气压缩泵，其特征在于，当一级泵轮(41)和二级泵轮(42)为非磁金属材料加工制成时，所述转子磁体(6)通过固定组件(61)固定在一级泵轮(41)和二级泵轮(42)的背部。

6.根据权利要求1所述的一种空气压缩泵，其特征在于，所述气道(12)为直行通道，固定在壳体(1)的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种空气压缩泵，其特征在于，所述气道(12)为螺旋通道，以环绕的方式固定在壳体(1)的外侧。

8.根据权利要求7所述的一种空气压缩泵，其特征在于，所述气道(12)内设有多条散热翘片(14)，所述散热翘片(14)沿通道方向固定在所述壳体(1)的外侧。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种空气压缩泵，其特征在于，所述壳体(1)的外侧设有冷却液流道(8)，所述冷却液流道(8)的两端分别设有液冷进口(81)和液冷出口(82)。