一种磁力驱动氢气循环泵制造技术

本发明专利技术提供了一种磁力驱动氢气循环泵，包括透磁泵壳、第一凸轮转子、第二凸轮转子、主动磁力转子、从动磁力转子、主动轴、从动轴、传动机构、电机和速度监控系统。第一凸轮转子、第二凸轮转子依靠磁力悬浮在磁力泵中的磁轴上。主动磁力转子、从动磁力转子分别安装在主动轴和从动轴上，并与第一凸轮转子和第二凸轮转子的轴心在同一水平线上。传动机构由电机驱动，并驱动主动磁力转子和从动磁力转子做同步反向转动，继而利用磁力带动第一凸轮转子和第二凸轮转子做同步反向转动。本发明专利技术中的凸轮转子悬浮在磁轴上，解决了转轴、轴承磨损问题。所述磁力泵为静密封结构，避免了动密封泄露问题。另外，本发明专利技术还增加了具备故障诊断功能的速度监控系统。控系统。控系统。

【技术实现步骤摘要】
一种磁力驱动氢气循环泵


[0001]本专利技术属于流体机械泵
，具体涉及一种磁力驱动氢气循环泵。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池在工作时，需在阳极通入过量氢气，因此质子交换膜燃料电池产生的废气中会存在大量氢气。这些多余的氢气可以加压送回燃料电池入口端，从而实现氢气的循环再利用。燃料电池氢气循环过程中的关键设备是氢气循环泵。由于氢气循环泵的输送的介质为氢气，从安全方面考虑，需要重点关注氢气循环泵的气密性。氢气循环泵的两个凸轮转子相互垂直地安装在一对平行轴上，并由一对传动比为1的齿轮带动彼此做反向的同步旋转运动，因此转轴上需要动密封。共轭齿轮和电机产生的振动以及热会传递给密封结构，而这常常会使密封结构性能衰减，导致泄露现象发生，引发安全风险。此外凸轮转子一般安装在转轴上，并随转轴一起转动。使用转轴带动转子则需要与其配合的轴承，但长时间使用转轴与轴承，会导致转轴与轴承磨损，而这容易造成设备带伤运行，造成工作效率低、加速设备老化等一系列危害，且频繁更换转轴与轴承还会造成生产成本提升。
[0003]为解决氢气循环泵的密封以及转轴、轴承磨损问题，需要对氢气循环泵的结构作出改进。经检索，目前已有相关专利对此进行了研究，例如，申请号为201620414252.3的专利使用磁力驱动器驱动主动轴转动带动同步齿轮转动使两个凸轮转子同步转动，但该专利技术的转子仍是跟随转轴转动。申请号为202210019507.6的专利在每个转子上设有一个转子轴，转子轴一端与泵壳内壁通过轴承转动连接。该专利技术利用磁力传动，将一对齿轮的转动从连接壳体的隔离壁一侧分别传递给另一侧的两个转子，这种方式实现了静密封结构设计，杜绝了常规密封泄露问题，但该专利技术的转子仍是跟随转轴转动。申请号为202210019497.6的专利专利技术了一种环状磁力驱动氢气循环泵，该专利技术利用磁力传动，将转子的转动分别从隔离套的一侧传递给另一侧的转子，实现了静密封结构设计，杜绝了常规动密封泄露问题，但该专利技术是利用磁力驱动转轴，进而驱动转子，仍旧没有解决转轴及轴承磨损问题。

技术实现思路

[0004]为了解决目前氢气循环泵中的动密封泄漏以及转轴、轴承磨损问题，本专利技术提供了一种磁力驱动氢气循环泵，该磁力驱动氢气循环泵在运行过程中依靠磁力转子驱动透磁泵壳中的凸轮转子转动，这种方式实现了静密封结构设计，从根本上解决了动密封泄漏。同时透磁泵壳腔内的凸轮转子依靠磁力悬浮在磁轴上，与磁轴、透磁泵壳内壁均不接触，从根本上解决了转轴、轴承磨损问题。此外在透磁泵壳上还装有速度监测系统，该系统可以监控透磁泵壳中转子的转速。通过速度监测系统可以实时监控转子的转速，辅助调控转子的转速。
[0005]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种磁力驱动氢气循环泵，其特征在于，包括透磁泵壳、第一凸轮转子、第二凸轮转子、主动磁力转子、从动磁力转子、主动轴、从动轴、传动机构、电机和速度监测系统；
[0007]所述透磁泵壳内部具有中空腔体及与中空腔体连通的进料口和出料口，所述第一凸轮转子、第二凸轮转子上均开设有一个中心轴向通孔和若干个叶峰轴向通孔，中心轴向通孔内侧固定有磁力轴套，叶峰轴向通孔内填设有磁力圆柱；所述第一凸轮转子、第二凸轮转子分别通过中心轴向通孔套设在固定于透磁泵壳上的第一磁轴、第二磁轴上，且第一凸轮转子、第二凸轮转子相互啮合，磁力轴套与第一磁轴、第二磁轴的极性相同、且具有径向间隙；第一磁轴、第二磁轴的两端上套设有磁力圆环，所述磁力圆环与磁力轴套极性相反；所述速度监测系统安装在透磁泵壳上，用于检测第一凸轮转子与第二凸轮转子的转速。
[0008]所述主动磁力转子、从动磁力转子包括轮毂和若干个与轮毂固定连接的磁力圆盘，主动磁力转子、从动磁力转子通过轮毂分别套设在主动轴、从动轴上，所述主动磁力转子、从动磁力转子相互啮合且分别与第一凸轮转子、第二凸轮转子的形状、大小一致；所述主动轴、从动轴分别与第一磁轴、第二磁轴在同一轴线上，主动磁力转子、从动磁力转子上的磁力圆盘分别与第一凸轮转子、第二凸轮转子上的磁力圆柱一一对应且轴心在同一水平线上；所述主动磁力转子、从动磁力转子上的磁力圆盘分别与第一凸轮转子、第二凸轮转子上的磁力圆柱极性相反。
[0009]所述传动机构与主动轴和从动轴连接，负责驱动主动轴和从动轴同步反向转动，从而使所述主动磁力转子和从动磁力转子同步反向转动，继而使所述第一凸轮转子和第二凸轮转子同步反向转动；所述电机输出端与传动机构连接，为其提供动力。
[0010]进一步地，所述速度监测系统包括两组激光发射器、激光接收器、激光信号处理器和显示屏；所述激光发射器和激光接收器分别安装在透磁泵壳两侧的透光孔处，分别用于检测第一凸轮转子与第二凸轮转子的转速；所述激光信号处理器用于处理激光接收器接收的激光信号，并通过逻辑运算将激光信号转化为转速；所述显示屏用于显示当前第一凸轮转子与第二凸轮转子的转速。
[0011]进一步地，所述传动机构包括磁力驱动器和齿轮箱；
[0012]所述磁力驱动器包括极性相反的内磁转子与外磁转子；所述外磁转子套设在所述电机的输出轴上；所述内磁转子套设在所述外磁转子的内部，且所述内磁转子与所述主动轴连接；所述主动轴和从动轴贯穿齿轮箱，主动轴、从动轴与齿轮箱的接触位置处设有轴承；
[0013]所述齿轮箱内部具有中空腔体，齿轮箱内的主动轴和从动轴上分别安装有主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮为一对相互啮合的斜齿轮，通过主动齿轮带动从动齿轮转动。
[0014]进一步地，所述主动轴和从动轴均为阶梯轴，主动轴上沿电机传动方向依次设有第一阶梯部、第二阶梯部、第三阶梯部和第四阶梯部，四个阶梯部的直径大小关系为：第四阶梯部＜第一阶梯部＝第三阶梯部＜第二阶梯部；从动轴上沿电机传动方向依次设有第五阶梯部、第六阶梯部、第七阶梯部和第八阶梯部，四个阶梯部的直径大小关系为：第八阶梯部＜第五阶梯部＝第七阶梯部＜第六阶梯部；所述主动齿轮和从动齿轮分别安装在第二阶梯部和第六阶梯部上；所述主动轴上的轴承安装在第一阶梯部和第三阶梯部上，所述从动轴上的轴承安装在第六阶梯部和第七阶梯部上；所述主动磁力转子和从动磁力转子分别套设在第四阶梯部和第八阶梯部上。
[0015]进一步地，所述主动轴靠近透磁泵壳的一端设有螺帽，主动轴与螺帽通过双头螺
柱实现固定连接，所述螺帽直径大于主动磁力转子的轮毂直径，负责将主动磁力转子固定在主动轴的第四阶梯部上；所述从动轴靠近透磁泵壳的一端设有螺帽，从动轴与螺帽通过双头螺柱实现固定连接，所述螺帽直径大于从动磁力转子的轮毂直径，负责将从动磁力转子固定在从动轴的第八阶梯部上。
[0016]进一步地，所述主动齿轮和第二阶梯部、从动齿轮和第六阶梯部均通过平键连接。
[0017]进一步地，所述透磁泵壳包括泵体和泵盖，且所述泵体和泵盖均采用透磁材料制成。
[0018]进一步地，所述泵盖和与泵盖相对的泵体内侧壁面上开设有两组相对应的圆环凹槽，所述圆环凹槽内开设有与圆环凹槽同心的盲孔，所述第一磁轴、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁力驱动氢气循环泵，其特征在于，包括透磁泵壳(1)、第一凸轮转子(11)、第二凸轮转子(12)、主动磁力转子(38)、从动磁力转子(37)、主动轴(31)、从动轴(39)、传动机构、电机(35)和速度监测系统(2)；所述透磁泵壳(1)内部具有中空腔体及与中空腔体连通的进料口和出料口，所述第一凸轮转子(11)、第二凸轮转子(12)上均开设有一个中心轴向通孔(113)和若干个叶峰轴向通孔(114)，中心轴向通孔(113)内侧固定有磁力轴套(16)，叶峰轴向通孔(114)内填设有磁力圆柱(14)；所述第一凸轮转子(11)、第二凸轮转子(12)分别通过中心轴向通孔(113)套设在固定于透磁泵壳(1)上的第一磁轴(20)、第二磁轴(13)上，且第一凸轮转子(11)、第二凸轮转子(12)相互啮合，磁力轴套(16)与第一磁轴(20)、第二磁轴(13)的极性相同、且具有径向间隙；第一磁轴(20)、第二磁轴(13)的两端上套设有磁力圆环(17)，所述磁力圆环(17)与磁力轴套(16)极性相反；所述速度监测系统(2)安装在透磁泵壳(1)上，用于检测第一凸轮转子(11)与第二凸轮转子(12)的转速；所述主动磁力转子(38)、从动磁力转子(37)包括轮毂(44)和若干个与轮毂(44)固定连接的磁力圆盘(45)，主动磁力转子(38)、从动磁力转子(37)通过轮毂(44)分别套设在主动轴(31)、从动轴(39)上，所述主动磁力转子(38)、从动磁力转子(37)相互啮合且分别与第一凸轮转子(11)、第二凸轮转子(12)的形状、大小一致；所述主动轴(31)、从动轴(39)分别与第一磁轴(20)、第二磁轴(13)在同一轴线上，主动磁力转子(38)、从动磁力转子(37)上的磁力圆盘(45)分别与第一凸轮转子(11)、第二凸轮转子(12)上的磁力圆柱(14)一一对应且轴心在同一水平线上；所述主动磁力转子(38)、从动磁力转子(37)上的磁力圆盘(45)分别与第一凸轮转子(11)、第二凸轮转子(12)上的磁力圆柱(14)极性相反；所述传动机构与主动轴(31)和从动轴(39)连接，负责驱动主动轴(31)和从动轴(39)同步反向转动，从而使所述主动磁力转子(38)和从动磁力转子(37)同步反向转动，继而使所述第一凸轮转子(11)和第二凸轮转子(12)同步反向转动；所述电机输出端与传动机构连接，为其提供动力。2.根据权利要求1所述的磁力驱动氢气循环泵，其特征在于，所述速度监测系统(2)包括两组激光发射器(21)、激光接收器(22)、激光信号处理器(23)和显示屏(24)；所述激光发射器(21)和激光接收器(22)分别安装在透磁泵壳(1)两侧的透光孔(112)处，分别用于检测第一凸轮转子(11)与第二凸轮转子(12)的转速；所述激光信号处理器(23)用于处理激光接收器(22)接收的激光信号，并通过逻辑运算将激光信号转化为转速；所述显示屏(24)用于显示当前第一凸轮转子(11)与第二凸轮转子(12)的转速。3.根据权利要求1所述的磁力驱动氢气循环泵，其特征在于，所述传动机构包括磁力驱动器和齿轮箱(3)；所述磁力驱动器包括极性相反的内磁转子(33)与外磁转子(34)；所述外磁转子(34)套设在所述电机(35)的输出轴上；所述内磁转子(33)套设在所述外磁转子(34)的内部，且所述内磁转子(33)与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，李永康，李硕，季磊磊，翟欢乐，李欣瑜，龙雨，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：