CN212959112U - 一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，包括齿轮箱和压缩腔，所述齿轮箱左侧安装有电机转子和电机定子，所述齿轮箱内具有齿轮腔，还包括从动轴，所述电机转子和从动轴上安装有啮合传动的齿轮，所述电机转子和从动轴上均安装有氢泵爪子，所述齿轮箱和压缩腔之间通过多重密封结构密封，所述压缩腔具有氢泵进口和氢泵出口，所述多重密封结构向外连接有润滑油过滤器，所述润滑油过滤器内安装有滤芯，所述润滑油过滤器通过油管与齿轮腔连接，所述润滑油过滤器的上部通过气管连接有泄压器，所述泄压器内部具有用于分隔内腔的橡胶隔膜，所述泄压器的另一侧通过连接管与氢泵出口连接。具有能够延长氢泵使用寿命，提高密封可靠性的优点。

Description

一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵

技术领域

本实用新型涉及氢气循环泵技术领域，特别是涉及一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵。

背景技术

从燃料电池阳极排出气体中含有部分未反应的氢气，如果直接排放，氢气利用率较低，造成一定程度的浪费，同时存在一定的安全风险。目前主要采用氢气循环泵或引射器将这部分氢气增压后再次送入燃料电池使用，在低功率时引射器使用受到限制，而氢气循环泵的工作范围宽，应用灵活。目前大多采用罗茨式、螺杆式或者爪式结构的氢气循环泵，通过齿轮箱进行同步传动，由于齿轮箱和轴承需要润滑油润滑，因此在齿轮箱和压缩腔之间需要设置油封，防止润滑油泄漏到压缩腔造成氢气含油，含油的氢气会使燃料电池中毒、性能下降甚至报废。根据现有氢气循环泵的使用情况，仍然存在润滑油泄漏到压缩腔的风险。目前的氢气循环泵大多采用一个唇形密封圈进行密封，氢气会通过油封与轴表面间的缝隙进入齿轮箱，使齿轮箱的压力增大，当氢泵停机时，压缩腔的的压力急剧下降，此时齿轮箱的压力高于压缩腔，当油封的唇口磨损到一定程度后，油封唇口与轴表面间的间隙增大，齿轮箱里的氢气和少量润滑油在压差的作用下通过油封泄漏到压缩腔。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种延长氢泵使用寿命，提高密封可靠性的带回油功能和多重密封的氢气循环泵。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，包括齿轮箱和压缩腔，所述齿轮箱左侧安装有电机转子和电机定子，所述齿轮箱内具有齿轮腔，所述齿轮腔内有润滑油，还包括从动轴，所述电机转子和从动轴上安装有啮合传动的齿轮，所述电机转子和从动轴上均安装有氢泵爪子，所述齿轮位于所述齿轮腔内，所述氢泵爪子位于所述压缩腔内，所述齿轮箱和压缩腔之间通过多重密封结构密封，所述压缩腔具有氢泵进口和氢泵出口，所述多重密封结构通过管道向外连接有润滑油过滤器，所述润滑油过滤器内安装有滤芯，所述润滑油过滤器通过油管与齿轮腔连接，所述润滑油过滤器的上部通过气管连接有泄压器，所述气管位于滤芯上方，所述泄压器内部具有用于分隔内腔的橡胶隔膜，所述泄压器的另一侧通过管道与氢泵出口连接。

其中，所述电机转子和从动轴与齿轮箱均通过轴承连接；所述多重密封结构包括安装在电机转子和从动轴上的第一油封、迷宫密封和第二油封，所述第一油封和迷宫密封之间的空间为积油槽，所述迷宫密封靠近第一油封的底部开设有第一排油孔，所述齿轮箱的壳体对应开设有第二排油孔，所述第一排油孔和第二排油孔连通，所述第二排油孔的出口通过管道接入滤芯下方。

其中，所述润滑油过滤器的底部通过油管与压缩腔的中上部连接。

其中，所述从动轴上的齿轮外侧固定安装有甩油盘。

其中，所述甩油盘与所述齿轮通过螺钉固定连接。

其中，第二油封为可在少油或无油状态下工作的低摩擦耐磨油封。

本实用新型的有益效果是：

通过采用多重密封结构，提高氢泵密封可靠性；将齿轮腔和压缩腔出口通过润滑油过滤器和泄压器连通，齿轮腔可快速进行充压和泄压，使油封两侧的压力达到平衡，油封相当于工作于无压差环境，不会因为存在压差而过度磨损和产生泄漏；带回油功能的过滤器，使润滑油汇集在过滤器底部，泄压带出的润滑油可在氢泵启动时自动返回齿轮腔；积油槽和排油孔的设计，可以在第一油封失效后，仍然保证润滑油不会泄漏到压缩腔，从而提高氢泵的使用寿命；泄压器将齿轮箱和压缩腔完全物理隔离；该装置充压和泄压响应速度快，全自动运行，无需外加控制设备，且无需维护。

附图说明

图1为本实用新型公开的一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵的齿轮箱和压缩腔的结构示意图。

图2为润滑油过滤器和泄压器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1-2所示，一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，包括齿轮箱和压缩腔11，所述齿轮箱左侧安装有电机转子1和电机定子2，所述齿轮箱内具有齿轮腔6，所述齿轮腔内有润滑油，还包括从动轴3，所述电机转子和从动轴上安装有啮合传动的齿轮4，所述电机转子和从动轴上均安装有氢泵爪子14，所述齿轮位于所述齿轮腔内，所述氢泵爪子位于所述压缩腔内，所述齿轮箱和压缩腔之间通过多重密封结构密封，所述压缩腔具有氢泵进口13和氢泵出口12，所述多重密封结构向外连接有润滑油过滤器15，所述润滑油过滤器内安装有滤芯16，所述润滑油过滤器通过油管25与齿轮腔连接，所述润滑油过滤器的上部通过气管18连接有泄压器19，所述气管位于滤芯上方，所述泄压器内部具有用于分隔内腔的橡胶隔膜20，所述泄压器的另一侧通过连接管24与氢泵出口连接。

其中，所述电机转子和从动轴与齿轮箱均通过轴承7连接；所述多重密封结构包括安装在电机转子和从动轴上的第一油封8、迷宫密封9和第二油封10，所述第一油封和迷宫密封之间的空间为积油槽，所述迷宫密封靠近第一油封的底部开设有第一排油孔21，所述齿轮箱的壳体22对应开设有第二排油孔23，所述第一排油孔和第二排油孔连通，所述第二排油孔的出口通过管道26接入过滤器滤芯下方。

其中，所述润滑油过滤器的底部通过油管与齿轮腔的中上部连接。

其中，所述从动轴上的齿轮外侧固定安装有甩油盘5。

其中，所述甩油盘与所述齿轮通过螺钉固定连接。

其中，第二油封为可在少油或无油状态下工作的低摩擦耐磨油封。

原理：

采用多重密封结构，提高氢泵密封的可靠性。通过泄压腔来平衡齿轮腔、积油槽和压缩腔出口的压力，使三个腔室的压力达到动态平衡，防止因压差导致润滑油从油封处泄漏。

齿轮腔和压缩腔之间设置有润滑油过滤器：当油封未失效时，氢泵启动后，压缩腔压力高于齿轮腔，氢气进入泄压器，橡胶隔膜在压力作用下向润滑油过滤器侧膨胀，汇集于润滑油过滤器底部的润滑油被压回齿轮箱，同时齿轮箱和积油槽的压力增加，使油封内外侧压力最终达到平衡；氢泵停机后，压缩腔压力降低，齿轮箱中的油气混合物进入润滑油过滤器，无油的气体进入泄压腔，橡胶隔膜在气体压力作用下向压缩腔膨胀，润滑油汇集在润滑油过滤器底部，齿轮箱与压缩腔压力达到平衡。当第一油封因磨损而失效后，润滑油可能通过第一油封泄漏到积油槽，汇聚于迷宫密封底部的第一排油孔，而不会通过迷宫密封和第二油封直接进入压缩腔，氢泵停机后，积油槽底部的润滑油在压力作用下通过第二排油孔流入过滤器底部，氢泵启动后，润滑油将被压回齿轮箱。

最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等统计数的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (5)

1.一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，其特征在于，包括齿轮箱和压缩腔，所述齿轮箱左侧安装有电机转子和电机定子，所述齿轮箱内具有齿轮腔，所述齿轮腔内有润滑油，还包括从动轴，所述电机转子和从动轴上安装有啮合传动的齿轮，所述电机转子和从动轴上均安装有氢泵爪子，所述齿轮位于所述齿轮腔内，所述氢泵爪子位于所述压缩腔内，所述齿轮箱和压缩腔之间通过多重密封结构密封，所述压缩腔具有氢泵进口和氢泵出口，所述多重密封结构通过管道向外连接有润滑油过滤器，所述润滑油过滤器内安装有滤芯，所述管道接入过滤器滤芯下方，所述润滑油过滤器通过油管与齿轮腔连接，所述油管位于过滤器底部，所述过滤器底部具有汇集泄漏润滑油的功能，所述润滑油过滤器的上部通过气管连接有泄压器，所述气管位于滤芯上方，所述泄压器内部具有用于分隔内腔的橡胶隔膜，所述泄压器的另一侧通过连管与氢泵出口连接。

2.根据权利要求1所述的一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，其特征在于，所述电机转子和从动轴与齿轮箱均通过轴承连接；所述多重密封结构包括安装在电机转子和从动轴上的第一油封、迷宫密封和第二油封，所述第一油封和迷宫密封之间的空间为积油槽，所述迷宫密封靠近第一油封的底部开设有第一排油孔，所述齿轮箱的壳体对应开设有第二排油孔，所述第一排油孔和第二排油孔连通，所述第二排油孔的出口通过管道接入过滤器滤芯下方。

3.根据权利要求2所述的一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，其特征在于，所述润滑油过滤器的底部通过油管与齿轮腔的中上部连接。

4.根据权利要求3所述的一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，其特征在于，所述从动轴上的齿轮外侧固定安装有甩油盘。

5.根据权利要求4所述的一种带回油功能和多重密封的氢气循环泵，其特征在于，所述甩油盘与所述齿轮通过螺钉固定连接。

Images