CN213574658U - 一种耐高温大流量高速电子水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐高温大流量高速电子水泵，包括泵壳、内部固定安装有电机的屏蔽电机壳体，所述泵壳与屏蔽电机壳体相连接，所述电机包括电机轴、转子组件和电机定子组件，所述电机轴为中空结构，并与转子组件固定连接，所述电机轴伸入到泵壳内的前端安装有叶轮，所述叶轮与泵壳之间形成用于通过冷却介质的间隙，所述转子组件和电机定子组件通过金属屏蔽套筒分离，且所述转子组件和所述金属屏蔽套筒形成用于通过冷却介质的间隙，本实用新型既能解决体积小、流量大、温度高及密封可靠，又具有良好的散热性能的车用电子水泵。

Description

一种耐高温大流量高速电子水泵

技术领域

本实用新型涉及车用发动机冷却系统电子水泵，尤其涉及一种耐高温大流量高速电子水泵。

背景技术

目前燃料电池系统主要应用于商用车平台并且燃料电池系统逐步向大功率100KW以上级甚至150KW以上发展，高功率必然带来大的发热量，这就需要大流量电子水泵，同时针对车用燃料电池系统高度集成化的要求，对电子水泵的体积又有很大的限制，一款具有体积小，流量大、同时可以耐高温的电子水泵是亟待解决的问题。

传统电子水泵均采用交流电机+机械密封形式的技术方案，电机转速一般为1500rpm或3000rpm，无法实现高转速，在需求流量下体积较大，机械密封在高温介质可靠度不高，电机和机械密封还需额外进行冷却，无法适用车载燃料电池系统的使用需求，导致电机与控制器工作温度过高，严重影响电子水泵使用可靠性及寿命。

实用新型内容

本实用新型提供了一种耐高温大流量高速电子水泵，解决了背景技术中的问题，其技术方案如下所述：

一种耐高温大流量高速电子水泵，包括泵壳、内部固定安装有电机的屏蔽电机壳体，所述泵壳与屏蔽电机壳体相连接，所述电机包括电机轴、转子组件和电机定子组件，所述电机轴为中空结构，并与转子组件固定连接，所述电机轴伸入到泵壳内的前端安装有叶轮，所述叶轮与泵壳之间形成用于通过冷却介质的间隙，所述转子组件和电机定子组件通过金属屏蔽套筒隔离，且所述转子组件和所述金属屏蔽套筒之间形成用于通过冷却介质的间隙。

优选的，在所述叶轮与泵壳之间的间隙部位设置有固定在所述泵壳内壁上的密封环。

优选的，在所述叶轮靠近所述电机轴的部位设置有平衡孔。

优选的，所述转子组件包括转子磁钢和套装其外部的磁钢外套，并通过磁钢外套将所述转子磁钢与所述金属屏蔽套筒进行隔离，所述磁钢外套与所述金属屏蔽套筒形成用于冷却介质通过的间隙。

优选的，所述电机轴的后端和中间部位加工成阶梯结构，分别配合安装后轴承和前轴承，转子组件组件位于后轴承和前轴承之间，所述前轴承和所述后轴承采用全陶瓷轴承。

优选的，所述前轴承的一侧沿着所述电机轴的轴向依次安装有调整垫和用于压紧所述前轴承的轴承压盖。

优选的，所述泵壳通过法兰连接所述屏蔽电机壳体，二者接触部位通过O形圈进行密封。

优选的，所述金属屏蔽套筒连接控制器壳体，二者的接触部位为前换热面，所述控制器壳体前端与屏蔽电机壳体连接并通过O型密封圈进行密封，其后端固定连接所述控制器盖板，二者接触部位采用密封线密封，在所述控制器壳体的内部设置有PCB控制板，其上设置的IGBT模块与所述控制器壳体上的前端内表面贴合，并形成后换热面，所述PCB控制板通过电线与设置在所述控制器壳体上的电连接器相连接。

优选的，所述控制器壳体上还设置有透气阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的耐高温大流量高速电子水泵，应用屏蔽技术可以实现无泄漏、高转速、适用于对体积小、流量大、温度高、集成度高的车用燃料电池系统，采用金属屏蔽套筒全屏蔽电机及内循环自冷却技术，无需机械密封无需外部冷却，通过自身工质形成强制对流换热并通过金属屏蔽套筒提高换热效率，从而实现耐高温的能力，能够适用工质温度范围宽、换热条件差的环境。

附图说明

附图1本实用新型的整体结构示意图；

附图2本实用新型的立体图；

附图3本实用新型的转子系统结构示意图；

附图4本实用新型叶轮的示意图；

在图1中：1、泵壳；2、叶轮；3、锁紧螺母；4、调整垫；5、密封环；6、轴承压盖；7、O型圈；8、前轴承；9、法兰；10、屏蔽电机壳体；11、定子组件；12、转子组件；13、后轴承；14、弹性垫；15、O型密封圈；16、泵壳入口；17、控制器壳体；18、密封线；19、控制器盖板；20、PCB控制板；21、后挡圈；22、前挡圈；23、磁钢外壳；24，泵壳出口；25、电连接器；26、透气阀；27、平衡孔；28、电机轴；29、金属屏蔽套筒。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的耐高温大流量高速电子水泵，包括泵壳1、内部固定安装有电机的屏蔽电机壳体10，所述泵壳1通过法兰9连接所述屏蔽电机壳体10，二者接触部位通过O型圈7进行密封；

所述电机包括电机轴28、转子组件12和电机定子组件11，所述电机轴28为中空结构，所述电机轴28的后端和前端加工有阶梯结构，分别配合安装有后轴承13和前轴承8，转子组件12位于后轴承13和前轴承8二者之间，所述前轴承8和所述后轴承13采用全陶瓷轴承。

所述前轴承8的一侧沿着所述电机轴28的轴向依次安装有调整垫4和用于压紧所述前轴承8的轴承压盖6，并通过轴承压盖6顶住前轴承8实现电机轴28的轴向限位，所述轴承压盖6通过螺栓连接法兰9。

所述电机轴28的前端向前延伸到泵壳1内，并通过锁紧螺母3固定安装有叶轮2，在所述叶轮2靠近所述电机轴28的部位设置有多个平衡孔27，所述平衡孔27可以较少前轴承8所受的轴向力，提高前轴承的使用寿命，所述叶轮2的外表面与泵壳1之间形成用于通过冷却介质的间隙，在间隙部位设置有固定在所述泵壳1的内壁上的密封环5，所述密封环5用于节流该间隙处的冷却介质，采用此种结构的好处是可以对通过的冷却介质起到节流的作用，同时通过采用高转速设计可以，提高泵效率、减小泵体积，有利于电子水泵在车用燃料电池系统的集成。

所述转子组件12和电机定子组件11通过金属屏蔽套筒29分离，且所述转子组件12和所述金属屏蔽套筒29之间形成用于通过冷却介质的间隙。

如图3所示，所述转子组件12包括转子磁钢和套装其外部的磁钢外套，所述磁钢外套包括磁钢外壳23、后挡圈21和前挡圈22，所述后挡圈21和所述前挡圈22分别安装在所述磁钢外壳23的前后端，并通过所述磁钢外壳23、所述后挡圈21和所述前挡圈22将所述磁钢与所述金属屏蔽套筒29进行隔离，且所述所述磁钢外壳23、所述后挡圈21和所述前挡圈22均与所述金属屏蔽套筒29之间形成用于冷接介质通过的间隙，同时所述转子组件12的磁钢外套内部采用灌封工艺将转子磁钢完全灌封，防止转子磁钢接触冷却介质时发生腐蚀，所述定子组件11采用灌封工艺处理提高其抗力学性能，从而满足车用要求。

所述金属屏蔽套筒29为圆筒形，且前端开口，安装在屏蔽电机壳体10内，并与法兰9一体焊接固定，所述金属屏蔽套筒29后端固定连接控制器壳体17，二者接触部位形成前换热面，所采用此种结构好处是通过金属屏蔽套筒29全屏蔽电机及内循环自冷却技术，防止冷却介质的外漏，无需机械密封无需外部冷却，通过自身工质形成强制对流换热并通过金属屏蔽套筒提高换热效率，从而实现耐高温的能力，能够适用工质温度范围宽、换热条件差的环境，同时需要说明的是金属屏蔽套筒29主要在电机定转子之间主要起屏蔽隔离的密封作用，不会影响电机正常工作。

所述后轴承13和所述前轴承8固定在金属屏蔽套筒29内部，所述后轴承13与所述金属屏蔽套筒29之间安装有弹性垫14，所述弹性垫14可以自动补偿电机轴28轴向位移提供运行可靠性。

本实用新型使用的冷却介质是乙二醇水溶液。

如图2所示，所述屏蔽电机壳体10的后端通过螺钉固定连接控制板壳体17，二者接触部位通过O型密封圈15进行密封，所述控制器壳体17的后端通过螺钉固定连接控制器盖板19，二者接触部位采用密封线18密封，在所述控制器壳体17的内部设置有PCB控制板20，其上设置的IGBT模块与所述控制器壳体17的前端内表面贴合，并形成后换热面，所述PCB控制板20通过电线连接设置在所述控制器壳体17上的电连接器25，所述电连接器25用于外部供电以及通讯的功能，所述控制器壳体17上还设置有透气阀26。

结合图3-4所示，工作时，冷却介质通过泵壳入口16进入，经过叶轮2进行增压后绝大部分通过泵壳出口24流出，其中有一部分冷却介质经过叶轮2外部与泵壳1内壁之间的间隙进入耐高温大流量高速水泵内部，并依次经过轴承压盖6、前轴承8进入到金属屏蔽套筒29和所述转子组件12之间的间隙，并经过后轴承13，通过电机轴28的通孔回流到叶轮2，并经叶轮2的内部通道从泵壳出口24流出形成循环；通过此种主动的内循环散热方式可以快速的将所述电机定子组件11和PCB控制板20产生的热量带走，从而有效的控制电机定子组件11和PCB控制板20的温度，同时采用主动散热的结构可以不依靠环境进行散热，解决了传统依靠被动散热电子水泵在车上无法进行有效散热的问题，保证电子水泵长期稳定运行。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：包括泵壳、内部固定安装有电机的屏蔽电机壳体，所述泵壳与屏蔽电机壳体相连接，所述电机包括电机轴、转子组件和电机定子组件，所述电机轴为中空结构，并与转子组件固定连接，所述电机轴伸入到泵壳内的前端安装有叶轮，所述叶轮与泵壳之间形成用于通过冷却介质的间隙，所述转子组件和电机定子组件通过金属屏蔽套筒隔离，且所述转子组件和所述金属屏蔽套筒之间形成用于通过冷却介质的间隙。

2.根据权利要求1所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：在所述叶轮与泵壳之间的间隙部位设置有固定在所述泵壳内壁上的密封环。

3.根据权利要求1所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：在所述叶轮靠近所述电机轴的部位设置有平衡孔。

4.根据权利要求1所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：所述转子组件包括转子磁钢和套装其外部的磁钢外套，并通过磁钢外套将所述转子磁钢与所述金属屏蔽套筒进行隔离，所述磁钢外套与所述金属屏蔽套筒形成用于冷却介质通过的间隙。

5.根据权利要求1所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：所述电机轴的后端和中间部位加工成阶梯结构，分别配合安装后轴承和前轴承，转子组件位于后轴承和前轴承之间，所述前轴承和所述后轴承采用全陶瓷轴承。

6.根据权利要求5所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：所述前轴承的一侧沿着所述电机轴的轴向依次安装有调整垫和用于压紧所述前轴承的轴承压盖。

7.根据权利要求1所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：所述泵壳通过法兰连接所述屏蔽电机壳体，二者接触部位通过O形圈进行密封。

8.根据权利要求1所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：所述金属屏蔽套筒连接控制器壳体，二者的接触部位为前换热面，所述控制器壳体前端与屏蔽电机壳体连接并通过O型密封圈进行密封，其后端固定连接控制器盖板，二者接触部位采用密封线密封，在所述控制器壳体的内部设置有PCB控制板，其上设置的IGBT模块与所述控制器壳体上的前端内表面贴合，并形成后换热面，所述PCB控制板通过电线与设置在所述控制器壳体上的电连接器相连接。

9.根据权利要求8所述的耐高温大流量高速电子水泵，其特征在于：所述控制器壳体上还设置有透气阀。

Images