CN110566459A - 一种氢循环泵总成 - Google Patents
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Abstract
一种氢循环泵总成，所述电机壳体与齿轮室壳体之间、齿轮室壳体与增压器壳体之间均设有密封圈进行密封；所述电机主轴与齿轮室壳体之间设有电机油封；所述阳转子轴、阴转子轴与齿轮室壳体之间均设有第一密封结构；所述阳转子轴、阴转子轴与增压器壳体之间均设有第二密封结构；所述增压器壳体内壁设有陶瓷涂层；所述阳转子、阴转子上设有聚四氟乙烯涂层；所述电机为防爆电机。既避免氢气从缝隙向外泄露，又避免了氢气从压缩腔向齿轮室、电机方向泄露，提高了安全性，还有效避免了齿轮室内的润滑油泄露到压缩腔内，大大降低输出后氢气的含油量，避免了燃料电池电堆中毒现象发生，另外还对内部零件进行涂层处理，避免了氢脆氢蚀，延长了使用寿命。
Description
技术领域：
本发明涉及一种氢循环泵总成。
背景技术：
燃料电池是通过可燃物质(氢气)与空气中的氧气之间的电化学反应产生电能，其中，燃料电池反应后，排出的气体中含有大量的氢气，这些氢气若直接排放到大气中，一方面是能源的浪费，另一方面是对环境造成污染，三是氢气易燃易爆会产生危险。因此，需要对这些氢气进行回收再利用。目前，一般都是通过空压机将氢气循环回燃料电池进行回收再利用。而现有的空压机，其整体结构的密封性差，氢气不仅容易从缝隙向外泄露，而且在空压机内部将氢气增压循环使用过程中，齿轮室内的润滑油存在润滑油泄露的风险，润滑油从齿轮室泄露到压缩腔后，在高压气体的带动下会混入氢气中，增加输出氢气的含油量，导致燃料电池电堆中毒发生危险；再者，现有的空压机内部结构和材质不能抵抗氢气腐蚀，会产生氢脆氢蚀，影响空压机的使用寿命。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种氢循环泵总成，整体结构的密封性加强，既避免氢气从缝隙向外泄露，又避免了氢气从压缩腔向齿轮室、电机方向泄露，提高了安全性，还有效避免了齿轮室内的润滑油泄露到压缩腔内，大大降低输出后氢气的含油量，避免了燃料电池电堆中毒现象发生，另外还对内部零件进行涂层处理，避免了氢脆氢蚀，延长了使用寿命，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种氢循环泵总成，包括电机部分、齿轮室部分和增压器部分，齿轮室部分设在电机部分与增压器部分之间，所述电机部分包括电机壳体、电机、电机主轴，所述齿轮室部分包括齿轮室壳体、齿轮室、主动齿轮、从动齿轮，所述增压器部分包括增压器壳体、压缩腔、阳转子轴、阴转子轴、阳转子、阴转子、进气口和出气口，
所述电机壳体与齿轮室壳体之间、齿轮室壳体与增压器壳体之间均设有密封圈进行密封；
所述电机主轴与齿轮室壳体之间设有电机油封；
所述阳转子轴、阴转子轴与齿轮室壳体之间均设有第一密封结构；
所述阳转子轴、阴转子轴与增压器壳体之间均设有第二密封结构；
所述增压器壳体内壁设有陶瓷涂层；
所述阳转子、阴转子上设有聚四氟乙烯涂层；
所述电机为防爆电机。
所述阳转子、阴转子的两端分别设有凹槽，凹槽分别与齿轮室壳体的凸台之间、增压器壳体的凸台之间间隙配合形成迷宫密封结构。
所述第一密封结构包括依次设置的角接触轴承、第一油封和气封，所述角接触轴承靠近齿轮室，气封靠近压缩腔。
所述第一密封结构包括依次设置的滚动轴承、挡油板、第一油封、第二油封和气封，所述滚动轴承靠近齿轮室，气封靠近压缩腔，所述第一油封与挡油板之间设有油腔，油腔通过设在齿轮室壳体内的油孔与齿轮室相连通；所述挡油板与齿轮室壳体之间过盈配合，挡油板与阳转子轴、阴转子轴之间间隙配合。
所述第二油封和气封之间间隔设置，第二油封和气封之间的空腔经设在齿轮室壳体内的透气孔与外界连通。
所述第一油封与第二油封的内唇的螺旋纹反向设置。
所述第二油封采用润滑脂进行润滑。
所述第二密封结构包括依次设置的陶瓷不锈钢轴承和端盖油封，所述端盖油封靠近压缩腔，所述陶瓷不锈钢轴承外圈与增压器壳体之间设有O型圈，陶瓷不锈钢轴承外端面设有波形弹簧和闷盖。
本发明采用上述方案，具有以下优点：
(1)所述电机壳体与齿轮室壳体之间、齿轮室壳体与增压器壳体之间均设有密封圈进行密封，以及其他的可拆装壳体之间都增加密封圈，避免氢气从缝隙向外泄露；
(2)第一密封结构及电机油封的设置，避免了氢气从压缩腔向齿轮室、电机方向泄露，同时电机采用防爆电机，提高了安全性；
(3)对第一密封结构进行设计，有效避免了齿轮室内的润滑油泄露到压缩腔内，大大降低输出后氢气的含油量，避免了燃料电池电堆中毒现象发生；
(4)第一密封结构中，油腔通过设在齿轮室壳体内的油孔与齿轮室相连通，齿轮室内的润滑油可经油孔进入油腔内，给第一油封提供足够的润滑油进行润滑，保证第一油封与阳转子轴、阴转子轴之间的润滑效果，避免第一油封与高速旋转的阳转子轴、阴转子轴之间因润滑油缺少产生磨损导致间隙增大的情况发生，保证了第一油封的密封效果，延长了第一油封的使用寿命；
(5)第一密封结构中，挡油板与齿轮室壳体之间过盈配合，挡油板与阳转子轴、阴转子轴之间间隙配合，可以避免油腔内的润滑油从挡油板与齿轮室壳体之间进入滚动轴承从滚动轴承间隙流回齿轮室，油腔内的润滑油只能从挡油板与阳转子轴、阴转子轴之间间隙向滚动轴承泄露，升高了油腔内润滑油的液位，保证了油腔内润滑油的储存量；
(6)第一密封结构中，透气孔的设置，如果有润滑油经第一油封和第二油封泄露至第二油封和气封之间的空腔，这些润滑油便会从透气孔排至外界，避免润滑油再经气封泄露至压缩腔内；
(7)所述增压器壳体内壁设有陶瓷涂层，所述阳转子、阴转子上设有聚四氟乙烯涂层，避免了氢脆氢蚀，延长了使用寿命。
附图说明：
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为本发明的俯视剖视结构示意图。
图3为本发明第一密封结构实施例1的剖视结构示意图。
图4为本发明第一密封结构实施例2的主视剖视结构示意图。
图5为图4的俯视剖视结构示意图。
图中：
1、电机部分，10、电机壳体，11、电机，12、电机主轴，13、密封圈，14、电机油封；
2、齿轮室部分，20、齿轮室壳体，21、齿轮室，22、主动齿轮，23、从动齿轮；
3、增压器部分，30、增压器壳体，31、压缩腔，32、阳转子轴，33、阴转子轴，34、阳转子，35、阴转子，36、进气口，37、出气口，38、凹槽，39、凸台；
4、第一密封结构，40、角接触轴承，41、第一油封，42、气封，43、滚动轴承，44、挡油板，45、第二油封，46、油腔，47、油孔，48、透气孔；
5、第二密封结构，50、陶瓷不锈钢轴承，51、端盖油封，52、O型圈，53、波形弹簧，54、闷盖。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
实施例1：
如图1、2、3所示，一种氢循环泵总成，包括电机部分1、齿轮室部分2和增压器部分3，齿轮室部分2设在电机部分1与增压器部分3之间，所述电机部分1包括电机壳体10、电机11、电机主轴12，所述齿轮室部分2包括齿轮室壳体20、齿轮室21、主动齿轮22、从动齿轮23，所述增压器部分3包括增压器壳体30、压缩腔31、阳转子轴32、阴转子轴33、阳转子34、阴转子35、进气口36和出气口37，
所述电机壳体10与齿轮室壳体20之间、齿轮室壳体20与增压器壳体30之间均设有密封圈13进行密封，避免氢气从缝隙向外泄露；
所述电机主轴12与齿轮室壳体20之间设有电机油封14；所述阳转子轴32、阴转子轴33与齿轮室壳体20之间均设有第一密封结构4；所述第一密封结构4包括依次设置的角接触轴承40、第一油封41和气封42，所述角接触轴承40靠近齿轮室21，气封42靠近压缩腔31。第一密封结构及电机油封的设置，避免了氢气从压缩腔向齿轮室、电机方向泄露，同时电机11采用防爆电机，提高了安全性。
所述阳转子轴32、阴转子轴33与增压器壳体30之间均设有第二密封结构5；所述第二密封结构5包括依次设置的陶瓷不锈钢轴承50和端盖油封51，所述端盖油封51靠近压缩腔31，所述陶瓷不锈钢轴承50外圈与增压器壳体30之间设有，端盖油封51及O型圈52实现双重密封，可避免氢气从陶瓷不锈钢轴承50向外泄露，陶瓷不锈钢轴承50外端面设有波形弹簧53和闷盖54。
所述增压器壳体30内壁设有陶瓷涂层；所述阳转子34、阴转子35上设有聚四氟乙烯涂层；避免了氢脆氢蚀，延长了使用寿命。
所述阳转子34、阴转子35的两端分别设有凹槽38，凹槽38分别与齿轮室壳体20的凸台39之间、增压器壳体30的凸台39之间间隙配合形成迷宫密封结构。这样设计可增强密封效果，使氢气不易向第一密封结构4和第二密封结构5泄露。
实施例2：
如图1、2、4、5所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述第一密封结构4包括依次设置的滚动轴承43、挡油板44、第一油封41、第二油封45和气封42，所述滚动轴承43靠近齿轮室21，气封42靠近压缩腔31，所述第一油封41与挡油板44之间设有油腔46，油腔46通过设在齿轮室壳体20内的油孔47与齿轮室21相连通；所述挡油板44与齿轮室壳体20之间过盈配合，挡油板44与阳转子轴32、阴转子轴33之间间隙配合。所述第二油封45和气封42之间间隔设置，第二油封45和气封42之间的空腔经设在齿轮室壳体20内的透气孔48与外界连通。所述第一油封41与第二油封45的内唇的螺旋纹反向设置，可以避免窜油，增强密封效果。所述第二油封45采用润滑脂进行润滑。其他与实施例1相同。
油腔46通过设在齿轮室壳体20内的油孔47与齿轮室21相连通，齿轮室21内的润滑油可经油孔47进入油腔46内，给第一油封41提供足够的润滑油进行润滑，保证第一油封41与阳转子轴32、阴转子轴33之间的润滑效果，避免第一油封41与高速旋转的阳转子轴32、阴转子轴33之间因润滑油缺少产生磨损导致间隙增大的情况发生，保证了第一油封41的密封效果，延长了第一油封41的使用寿命；挡油板44与齿轮室壳体20之间过盈配合，挡油板44与阳转子轴32、阴转子轴33之间间隙配合，可以避免油腔46内的润滑油从挡油板44与齿轮室壳体20之间进入滚动轴承43从滚动轴承43间隙流回齿轮室21，油腔46内的润滑油只能从挡油板44与阳转子轴32、阴转子轴33之间间隙向滚动轴承43泄露，升高了油腔46内润滑油的液位，保证了油腔46内润滑油的储存量。如果有润滑油经第一油封41和第二油封45泄露至第二油封45和气封42之间的空腔，这些润滑油便会从透气孔48排至外界，残留的少量润滑油由于气封42的阻挡，基本杜绝了润滑油泄露至压缩腔31内。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种氢循环泵总成，包括电机部分、齿轮室部分和增压器部分，齿轮室部分设在电机部分与增压器部分之间，所述电机部分包括电机壳体、电机、电机主轴，所述齿轮室部分包括齿轮室壳体、齿轮室、主动齿轮、从动齿轮，所述增压器部分包括增压器壳体、压缩腔、阳转子轴、阴转子轴、阳转子、阴转子、进气口和出气口，其特征在于：
所述电机壳体与齿轮室壳体之间、齿轮室壳体与增压器壳体之间均设有密封圈进行密封；
所述电机主轴与齿轮室壳体之间设有电机油封；
所述阳转子轴、阴转子轴与齿轮室壳体之间均设有第一密封结构；
所述阳转子轴、阴转子轴与增压器壳体之间均设有第二密封结构；
所述增压器壳体内壁设有陶瓷涂层；
所述阳转子、阴转子上设有聚四氟乙烯涂层；
所述电机为防爆电机。
2.根据权利要求1所述的一种氢循环泵总成，其特征在于：所述阳转子、阴转子的两端分别设有凹槽，凹槽分别与齿轮室壳体的凸台之间、增压器壳体的凸台之间间隙配合形成迷宫密封结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种氢循环泵总成，其特征在于：所述第一密封结构包括依次设置的角接触轴承、第一油封和气封，所述角接触轴承靠近齿轮室，气封靠近压缩腔。
4.根据权利要求1或2所述的一种氢循环泵总成，其特征在于：所述第一密封结构包括依次设置的滚动轴承、挡油板、第一油封、第二油封和气封，所述滚动轴承靠近齿轮室，气封靠近压缩腔，所述第一油封与挡油板之间设有油腔，油腔通过设在齿轮室壳体内的油孔与齿轮室相连通；所述挡油板与齿轮室壳体之间过盈配合，挡油板与阳转子轴、阴转子轴之间间隙配合。
5.根据权利要求4所述的一种氢循环泵总成，其特征在于：所述第二油封和气封之间间隔设置，第二油封和气封之间的空腔经设在齿轮室壳体内的透气孔与外界连通。
6.根据权利要求4所述的一种氢循环泵总成，其特征在于：所述第一油封与第二油封的内唇的螺旋纹反向设置。
7.根据权利要求4所述的一种氢循环泵总成，其特征在于：所述第二油封采用润滑脂进行润滑。
8.根据权利要求1或2所述的一种氢循环泵总成，其特征在于：所述第二密封结构包括依次设置的陶瓷不锈钢轴承和端盖油封，所述端盖油封靠近压缩腔，所述陶瓷不锈钢轴承外圈与增压器壳体之间设有O型圈，陶瓷不锈钢轴承外端面设有波形弹簧和闷盖。
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