一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵的制作方法

本发明属于航空应用技术，涉及一种燃油泵，具体涉及一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵。

背景技术：

1、航空燃油离心泵广泛应用于飞机燃油系统进行供输油等。对于攻击型军用飞机来说，其运行姿态多样，运行场景相对复杂，系统设计过程中需要考虑工况较多。电动燃油泵作为燃油系统的核心关键部件之一，主要功能包括发动机供油、油箱转输以调节飞机重心、增压散热以及引射动力流等等，因此对于燃油系统来说，需要多个燃油泵共同工作完成系统的功能。在实际使用过程中，很多功能的实现需要由多个燃油泵共同完成，对各个燃油泵以及系统管路之间的参数匹配要求也较高，因此集成化设计的燃油泵具有重要的意义。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，通过内部集成化设计结构，优化内部导流结构，减少在改变燃油流动方向过程中产生的流动损失，提高了燃油泵的水力效率，从而降低了泵所需的功率，减轻电机的重量。集成导叶结构与传统的汇流段设计相比除效率提升外，轴向尺寸也得到大幅降低，有效避免了双端电动机一端轴向过长的情况，提高电机的可靠性。同时，对燃油收集壳体泵壳和集成导叶、支撑导叶之间采用拼接的形式，减小了产品的径向尺寸，使得产品在结构布局上更为紧凑，重量更轻。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，包括进油口、增压叶轮、集成导叶、壳体和电动机，增压叶轮包括第一级增压叶轮和第二级增压叶轮；燃油从进油口进入到壳体内部后，进入到集成导叶内部，并由集成导叶内部第一层所设的第一级增压叶轮进行第一级增压，集成导叶第一层侧面是连通其内部的低压端出口，集成导叶第二层与第一层通过导流口连通，集成导叶第二层内部设有第二级增压叶轮，集成导叶第二层油路后端是高压端出口；经过第一级增压的燃油一部分从低压端出口流出，另一部分燃油继续进入集成导叶的第二层进行第二级增压，然后从高压端流出；电动机的转轴连接并带动增压叶轮旋转。

4、进一步的，进油口包括上端进油口和下端进油口，上端进油口设在电动机上方，上端进油口外设有上滤网，内部设有上转轮引导外部的燃油进入上端进口内；下端进油口设在电动机下方，下端集油口外设有下滤网，内部设有支撑导叶和下转轮引导外部的燃油进入下端进口内；上端进油口和下端进油口进入的燃油汇集后进入集成导叶。

5、进一步的，电动机是双端电动机，电动机驱动上转轮和下转轮运动。

6、进一步的，上滤网安装在壳体的上端，集油口安装在集成导叶的上端，上端进油口和下端进油口的燃油在集油口中汇集；下滤网是绕成一圈的环状网结构。

7、进一步的，集成导叶包含三个腔体，由上到下分别是上腔体、中腔体和下腔体，上腔体收集上转轮输送的燃油介质并降低燃油流动速度，并作为集成导叶的第一层对燃油进行第一级增压；上腔体的燃油的流向为：一部分通过内部纵向的导流叶片流向壳体上的蜗壳并输送至系统管路作为低压端出口，另一部分通过上腔体底部的楔型入口进入下腔体。

8、进一步地，中腔体为过渡段，将燃油方向进行转变，上腔体中的燃油流入至中腔体，中腔体内部设有导流叶片，导流叶片使燃油以一定的速度和环量进入到第二级增压叶轮，导流叶片的数量和上腔体内部的导流叶片数保持一致。使得在圆周方位的位置上，通过上腔体的导流叶片的燃油可以连续地进入到中腔体的导流叶片中，从而流动更为平滑顺畅。

9、进一步地，中腔体中的导流叶片往第二级增压叶轮的进口延伸，导流叶片的出口安放角为55°～80°。这样有利于在增压叶轮4进口设计一个旋转分量，从而减小增压叶轮4进口相对速度，增加叶片进口液流角，从而改善小流量下的流动条件，提高泵的抗汽蚀性能。

10、进一步地，下腔体收集第二级增压叶轮输送的燃油介质，降低燃油流动速度，并对其进行增压，下腔体与壳体为拼接的结构，下腔体和壳体拼接成一个完成的矩形蜗壳，下腔体是矩形蜗壳的一部分；下腔体设有蜗壳的螺旋线段，蜗壳的扩散段部分位于壳体上。这种拼接的结构能够有效的降低泵的径向尺寸；

11、进一步的，支撑导叶为拼接的结构，位于支撑导叶内的腔体为螺旋段，扩散段位于壳体上，燃油通过扩散段与上端燃油汇流至集油口。

12、进一步的，支撑导叶设有一个穿线孔，穿线孔设在支撑导叶蜗舌部位。该部位流道狭窄，穿线孔的设计不会影响到蜗壳本身的流道，从而不会对整体的水力效率造成影响。

13、本发明的有益效果如下：

14、本发明所设计的具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，通过内部集成化设计结构，优化内部导流结构，减少在改变燃油流动方向过程中产生的流动损失，提高了燃油泵的水力效率，从而降低了泵所需的功率，减轻电机的重量。集成导叶结构与传统的汇流段设计相比除效率提升外，轴向尺寸也得到大幅降低，有效避免了双端电动机一端轴向过长的情况，提高电机的可靠性。同时，对燃油收集壳体和导叶壳体之间采用拼接的形式，减小了产品的径向尺寸，使得产品在结构布局上更为紧凑，重量更轻。

技术特征：

1.一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，包括进油口、增压叶轮(4)、集成导叶(5)、壳体(6)和电动机(7)，增压叶轮(4)包括第一级增压叶轮(4a)和第二级增压叶轮(4b)；燃油从进油口进入到壳体(6)内部后，进入到集成导叶(5)内部，并由集成导叶(5)内部第一层所设的第一级增压叶轮(4a)进行第一级增压，集成导叶(5)第一层侧面是连通其内部的低压端出口，集成导叶(5)第二层与第一层通过导流口连通，集成导叶(5)第二层内部设有第二级增压叶轮(4b)，集成导叶(5)第二层油路后端是高压端出口；经过第一级增压的燃油一部分从低压端出口流出，另一部分燃油继续进入集成导叶(5)的第二层进行第二级增压，然后从高压端流出；电动机(7)的转轴连接并带动增压叶轮(4)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，进油口包括上端进油口和下端进油口，上端进油口设在电动机(7)上方，上端进油口外设有上滤网(1)，内部设有上转轮(3)引导外部的燃油进入上端进口内；下端进油口设在电动机(7)下方，下端集油口外设有下滤网，内部设有支撑导叶(8)和下转轮(9)引导外部的燃油进入下端进口内；上端进油口和下端进油口进入的燃油汇集后进入集成导叶(5)。

3.根据权利要求2所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，电动机(7)是双端电动机，电动机(7)驱动上转轮(3)和下转轮(9)运动。

4.根据权利要求1所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，上滤网(1)安装在壳体(6)的上端，集油口(2)安装在集成导叶(5)的上端，上端进油口和下端进油口的燃油在集油口(2)中汇集；下滤网(10)是绕成一圈的环状网结构。

5.根据权利要求1所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，集成导叶(5)包含三个腔体，由上到下分别是上腔体、中腔体和下腔体，上腔体收集上转轮(3)输送的燃油介质并降低燃油流动速度，并作为集成导叶(5)的第一层对燃油进行第一级增压；上腔体的燃油的流向为：一部分通过内部纵向的导流叶片(5a)流向壳体(6)上的蜗壳并输送至系统管路作为低压端出口，另一部分通过上腔体底部的楔型入口(5b)进入下腔体。

6.根据权利要求5所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，中腔体为过渡段，将燃油方向进行转变，上腔体中的燃油流入至中腔体，中腔体内部设有导流叶片(5c)，导流叶片(5c)使燃油以一定的速度和环量进入到第二级增压叶轮(4b)，导流叶片(5c)的数量和上腔体内部的导流叶片(5a)数保持一致。

7.根据权利要求6所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，中腔体中的导流叶片(5c)往第二级增压叶轮(4b)的进口延伸，导流叶片(5c)的出口安放角为55°～80°。

8.根据权利要求5所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，下腔体收集第二级增压叶轮(4b)输送的燃油介质，降低燃油流动速度，并对其进行增压，下腔体与壳体(6)为拼接的结构，下腔体和壳体(6)拼接成一个完成的矩形蜗壳，下腔体是矩形蜗壳的一部分；下腔体设有蜗壳的螺旋线段(5d)，蜗壳的扩散段部分位于壳体(6)上。

9.根据权利要求2所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，支撑导叶(8)为拼接的结构，位于支撑导叶(8)内的腔体为螺旋段，扩散段位于壳体(6)上，燃油通过扩散段与上端燃油汇流至集油口(2)。

10.根据权利要求9所述的一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，其特征在于，支撑导叶(8)设有一个穿线孔，穿线孔设在支撑导叶(8)蜗舌部位。

技术总结
本发明属于航空应用技术，提供了一种具有集成化导流部件的双级增压燃油泵，包括进油口、增压叶轮、集成导叶、壳体和电动机，增压叶轮包括第一级增压叶轮和第二级增压叶轮；燃油从进油口进入到壳体内部后，进入到集成导叶内部，并由集成导叶内部第一层所设的第一级增压叶轮进行第一级增压，经过第一级增压的燃油一部分从低压端出口流出，另一部分燃油继续进入集成导叶的第二层进行第二级增压，然后从高压端流出；电动机的转轴连接并带动增压叶轮旋转。本发明提供了双增压的出口，优化了内部导流结构，减少在改变燃油流动方向过程中产生的流动损失，提高了燃油泵的水力效率，从而降低了泵所需的功率，减轻电机的重量。

技术研发人员：田启龙,宋微蒙,刘祎,胡荣霞,朱林峰,孙华伟,陈娅
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15