專利名稱：燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種循環(huán)泵，尤其是用于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)小體積，重量輕，低噪聲，無滲漏，長壽命的小型循環(huán)泵。
背景技術(shù)：
氫氧燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是環(huán)保型無污染的新能源的技術(shù)，當(dāng)前國內(nèi)外均竟相研究這一熱門課題，很多與此技術(shù)有關(guān)的技術(shù)裝置的設(shè)計(jì)同樣都處于高度保密狀態(tài)，經(jīng)檢索有關(guān)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵的專利或有關(guān)文獻(xiàn)在國內(nèi)還未見有報(bào)導(dǎo)。
燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷卻系統(tǒng)用泵所需的流量、揚(yáng)程處于離心泵的使用范圍內(nèi)。按照通常的方法設(shè)計(jì)該泵是很容易的，以泵配套1kw電機(jī)的參數(shù)為例，采用通常的屏蔽泵設(shè)計(jì)，國內(nèi)外產(chǎn)品一般重量在50kg左右，外廓尺寸約(500×500×200)mm；采用磁力驅(qū)動(dòng)塑料泵設(shè)計(jì)，重量也要30kg以上，外廓尺寸約(500×150×250)mm；可見其體積與重量都是很大的，完全不適合車載燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)使用。
對于用在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用的小型循環(huán)泵，其設(shè)計(jì)要求指出泵的重量應(yīng)控制在10kg以內(nèi)，其外廓尺寸應(yīng)約為(250×120×120)mm，為此，只能自行研制設(shè)計(jì)。它的使用技術(shù)要求是無滲漏，小體積，重量輕，長壽命，低噪聲，高可靠性，使用維護(hù)修理簡易。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)所述，本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有無滲漏，高可靠性，長壽命，低噪聲，小體積，重量輕和結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)簡易的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)用的循環(huán)泵。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵的結(jié)構(gòu)形式，為小型高轉(zhuǎn)速全流式離心泵，主要由電機(jī)(1)，泵體(2)，葉輪(3)，軸端螺母(4)，O型圈(5)，防松螺釘(6)，彈性墊片(7)，壓緊用彈性墊(8)組成，其中電機(jī)(1)為屏蔽式高轉(zhuǎn)速籠式電機(jī)，其轉(zhuǎn)子(13)通過液浮軸承(12)支承在電機(jī)殼體(11)上，葉輪(3)的結(jié)構(gòu)形式為半開直葉片式，使用軸端螺母(4)與轉(zhuǎn)子軸(131)螺接，O型圈(5)置入電機(jī)殼體(11)端部的徑向O形密封槽(14)中，同時(shí)將壓緊用彈性墊(8)套在電機(jī)殼體(11)端部的根底，將泵體(2)的全流式蝸殼(21)沿軸向旋轉(zhuǎn)一定的角度，可使勾爪(22)與凸耳(111)相結(jié)合，再用防松螺釘(6)和彈性墊片(7)與電機(jī)殼體(11)固接，使電機(jī)殼體(11)與全流式蝸殼(21)結(jié)合為一密封的結(jié)構(gòu)總體。
由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果1、本實(shí)用新型的泵體結(jié)構(gòu)上沒有動(dòng)密封，所有靜密封均為O型圈式，對外真正做到零滲漏。沒有使用機(jī)械摩擦副，而是采用的液浮軸承，對內(nèi)不污染工作介質(zhì)，最大限度地降低了機(jī)械噪聲，該泵沒有易耗件，從而作到了符合環(huán)保要求，無滲漏，低噪聲，長壽命。
2、本實(shí)用新型選用了高轉(zhuǎn)速內(nèi)冷屏蔽式電機(jī)，大大減小了體積和重量。選用全流式離心泵，使泵正常工作時(shí)壓力無脈動(dòng)，在系統(tǒng)中突然的壓力變化中不易受損，壽命周期內(nèi)泵工作特性無變化，籠式電機(jī)無電子電路，不受電磁干擾，在系統(tǒng)負(fù)荷變化情況時(shí)不會受損，因此，本實(shí)用新型作到了結(jié)構(gòu)體積小，重量輕，高可靠性。
3、本實(shí)用新型采用徑向O型圈密封的承壓旋轉(zhuǎn)防松接口形式，使該泵的結(jié)構(gòu)得以大大簡化，使用時(shí)只需一把改錐，擰開一個(gè)螺釘就可將泵體與電機(jī)分解開，裝配工藝要求不高，各零部件均可互換，致使本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)修理簡易。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)總體主視圖剖視示意圖圖2為圖1的側(cè)視示意圖圖中1-電機(jī)，11-電機(jī)殼體，12-液浮軸承，13-轉(zhuǎn)子，111-凸耳，14-O形密封槽，131帶子軸，141-O形封圈，2-泵體，21-全流式蝸殼，22-勾爪，3-葉輪，4-軸端螺母，41-回流孔，5-O型圈，6-彈性墊片，7-防松螺釘，8-壓緊用彈性墊，9-管路接頭，10-外套螺母具體實(shí)施方式
由圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)形式為小型高轉(zhuǎn)速全流式離心泵，主要由電機(jī)1，泵體2，葉輪3，軸端螺母4，O型圈5，防松螺釘6，彈性墊片7，壓緊用彈性墊8組成，其中電機(jī)1為屏蔽式高轉(zhuǎn)速籠式電機(jī)，其轉(zhuǎn)子13通過液浮軸承12支承在電機(jī)殼體11上，葉輪3的結(jié)構(gòu)形式為半開直葉片式，使用軸端螺母4與轉(zhuǎn)子軸131螺接，O型圈5置入電機(jī)殼體11端部的徑向O形密封槽14中，同時(shí)將壓緊用彈性墊8套在電機(jī)殼體11端部的根底，泵體2的全流式蝸殼21沿軸向旋轉(zhuǎn)一定的角度，可使勾爪22與凸耳111相結(jié)合，再用防松螺釘6和彈性墊片7與電機(jī)殼體11固接，使電機(jī)殼體11與全流式蝸殼21結(jié)合為一密封的結(jié)構(gòu)總體。
由圖可知，泵體2，由全流式蝸殼21，葉輪3，軸端螺母4組成，其中全流式蝸殼21的軸向進(jìn)口和側(cè)向出口處設(shè)置有徑向O形密封槽142，可置入O形密封圈141，靠它的徑向變形產(chǎn)生密封性，而與軸向壓緊力無關(guān)，進(jìn)出口處采用管路接頭9，外套螺母10與外部件連接。
這樣一種密封形式便于拆裝，可降低壓緊螺母的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，減小接口尺寸。
可知軸端螺母4上制有回流孔，它有壓緊葉輪3和使冷卻液回流兩個(gè)作用。
另外，全流式蝸殼21與電機(jī)殼體11之間采用的徑向O型圈5和壓緊用彈性墊8的密封形式和勾爪22與凸耳111的連接形式稱之為“具有徑向O型圈密封的承壓旋轉(zhuǎn)防松接口”，其密封簡便可靠，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，該接口形式已申請實(shí)用新型專利。
由圖可知，葉輪3為半開式直葉片設(shè)計(jì)，直葉片加工簡便，且較后彎式的揚(yáng)程系數(shù)高，可使尺寸小型化，也減小了泵體2的尺寸，半開式設(shè)計(jì)與閉式相比，無口環(huán)，無磨擦，裝配要求低，泵性能對軸向間隙不敏感，便于成批生產(chǎn)，在較低公差要求下生產(chǎn)的零件也可互換。
由圖還可知，采用何種電機(jī)形式是影響泵的體積和重量的重要因素之一，對電機(jī)來說，電機(jī)的功率與電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)矩乘積成正比，可見相同的電機(jī)功率，轉(zhuǎn)速高的所需的轉(zhuǎn)矩小，相應(yīng)電機(jī)所需的機(jī)械尺寸就小，因此我們選用了屏蔽式高速籠式電機(jī)。
另一方面，影響電機(jī)體積和重量的另一重要因素就是散熱條件，采用液冷式散熱可降低其結(jié)構(gòu)尺寸和重量，與風(fēng)扇形式相比還可大大降低噪聲，而其散熱能力不受外界的影響，提高了工作的穩(wěn)定性。冷卻液從葉片出口處經(jīng)電機(jī)殼體11與轉(zhuǎn)子13之間的間隙，從轉(zhuǎn)子軸的后端經(jīng)軸孔，軸端螺母4上的回流孔流回泵前，為電機(jī)提供了充分的冷卻，也為液浮軸承提供了工作液。
權(quán)利要求1.一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵，其結(jié)構(gòu)形式為小型高轉(zhuǎn)速全流式離心泵，主要由電機(jī)(1)，泵體(2)，葉輪(3)，軸端螺母(4)，O型圈(5)，防松螺釘(6)，彈性墊片(7)，壓緊用彈性墊(8)組成，其特征在于電機(jī)(1)為屏蔽式高轉(zhuǎn)速籠式電機(jī)，其轉(zhuǎn)子(13)通過液浮軸承(12)支承在電機(jī)殼體(11)上，葉輪(3)的結(jié)構(gòu)形式為半開直葉片式，使用軸端螺母(4)與轉(zhuǎn)子軸(131)螺接，O型圈(5)置入電機(jī)殼體(11)端部的徑向O形密封槽(14)中，同時(shí)將壓緊用彈性墊(8)套在電機(jī)殼體(11)端部的根底，泵體(2)的全流式蝸殼(21)沿軸向旋轉(zhuǎn)一定的角度，可使勾爪(22)與凸耳(111)相結(jié)合，再用防松螺釘(6)和彈性墊片(7)與電機(jī)殼體(11)固接，使電機(jī)殼體(11)與全流式蝸殼(21)結(jié)合為一密封的結(jié)構(gòu)總體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵，其特征在于泵體(2)，由全流式蝸殼(21)，葉輪(3)，軸端螺母(4)組成，全流式蝸殼(21)的軸向進(jìn)口和側(cè)向出口處設(shè)置有徑向O形密封槽(142)，可置入O形密封圈(141)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵，其特征在于全流式蝸殼(21)的進(jìn)出口處可使用管路插頭(9)和外套螺母(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵，其特征在于軸端螺母(4)上制有回流孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵，其特征在于葉輪(3)為半開直葉片式結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵，其特征在于從葉片出口處經(jīng)電機(jī)殼體(11)與轉(zhuǎn)子(13)之間的間隙，再從轉(zhuǎn)子(13)軸的后端經(jīng)軸孔，軸端螺母(4)的回流孔組成冷卻液流道。
專利摘要一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)用小型循環(huán)泵，主要由電機(jī)(1)，泵體(2)，葉輪(3)，軸端螺母(4)，O型圈(5)，防松螺釘(6)，彈性墊片(7)，壓緊用彈性墊(8)組成，其中電機(jī)為屏蔽式高轉(zhuǎn)速籠式電機(jī)，轉(zhuǎn)子(13)支承在液浮軸承(12)上，葉輪(3)為半開直葉片式，全流式蝸殼(21)與電機(jī)殼體(11)之間，以及進(jìn)出口均采用具有徑向O型圈密封的承壓旋轉(zhuǎn)防松接口，電機(jī)采用水冷卻方式。本實(shí)用新型符合環(huán)保要求，低噪聲，長壽命，小體積，重量輕，高可靠度，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)修理簡易。
文檔編號F04D13/06GK2558795SQ0223817
公開日2003年7月2日 申請日期2002年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月19日
發(fā)明者吳漢琨, 閻殿甲 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第十一研究所(京)