一种平面磁力驱动氢气循环泵

1.本发明涉及一种燃料电池汽车的氢气循环系统，尤其涉及一种用于氢气循环系统的氢气循环泵。


背景技术：

2.氢气循环泵是燃料电池汽车氢气循环系统的核心设备，其主要功能是将电堆内未反应氢气循环再次利用，同时吹扫产物水，防止“水淹”，以提高氢气利用效率和系统安全，对氢燃料电池的寿命及性能有着重要的影响作用。由于氢气循环泵输送的氢气具有分子小的特点，极易泄露，导致氢气循环泵的密封设计难度较大。氢气是易燃气体，氢气泄露会带来极大的安全隐患，因此设计一款无泄漏的氢气循环泵具有重要意义，能够进一步推动氢燃料电池的应用推广，符合国家碳达峰、碳中和的发展需求。
3.常规的氢气循环泵，电机带动传动轴转动，传动轴穿过泵盖，与转子通过花键或平键连接，传动轴与泵盖之间为动密封，当使用一段时间后，密封圈就会发生一定磨损，从而导致泄露现象发生。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种平面磁力驱动氢气循环泵，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种平面磁力驱动氢气循环泵，包括泵壳和设置在其内部的转子a和转子b，所述转子a和转子b相互配合，所述转子a和转子b啮合位置的泵壳上设有进料口和出料口，所述转子a和转子b的轴线位置设有一个传动孔，该传动孔中配合设有一个转子轴，所述转子轴与转子a或转子b之间通过花键传动连接，所述转子轴一端与泵壳内壁通过轴承转动连接，所述转子轴另一端通过轴承与连接壳体内壁转动连接，所述连接壳体左端安装有一个电机，所述连接壳体和泵体内部设有用于带动两个转子转动的旋转驱动件，所述旋转驱动件的输入端与电机的输出端连接。
7.作为本发明进一步的方案：所述旋转驱动件包括设置在转子a和转子b内部的若干个第一磁铁，所述第一磁铁以转子轴为中心阵列分布，所述连接壳体内部转动设有两个短轴，两个所述短轴外侧通过平键传动连接有一个传动齿轮a和一个传动齿轮b，所述短轴上设有防止平键脱落的第三卡簧，所述传动齿轮a与传动齿轮b相互啮合，其中一个短轴与电机输出端连接固定，所述传动齿轮a和传动齿轮b上阵列分布有若干个第二磁铁，每个传动齿轮上的第二磁铁的数量与相应转子上的第一磁铁数量相对应。
8.作为本发明进一步的方案：每个转子上都设有三个叶片，每个叶片上设有一个台阶孔，第一磁铁镶嵌在大孔中，采取过盈性配合，大孔的出口侧安装第一卡簧，防止第一磁铁脱落；小孔贯穿，用于减轻转子的重量以及方便拆卸第一磁铁。
9.作为本发明进一步的方案：每个传动齿轮上布有三个台阶孔，与转子的台阶孔位
置一致；第二磁铁镶嵌在大孔中，采取过盈性配合；大孔出口侧安装第二卡簧，防止第二磁铁脱落；台阶孔的小孔贯穿，用于减轻传动齿轮的重量以及方便拆卸第二磁铁。
10.作为本发明进一步的方案：所述连接壳体采用高强度工程塑料。
11.作为本发明进一步的方案：所述连接壳体与泵壳之以及电机端部之间通过连接件可拆卸连接。
12.作为本发明进一步的方案：所述连接壳体端部与泵壳之间设有密封圈。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术利用磁力传动，将传动齿轮a、传动齿轮b的转动从连接壳体的隔离壁一侧分别传递给另一侧的转子a、转子b，实现了静密封结构设计，杜绝了常规动密封泄露问题，具有较高的可靠性及安全性。
附图说明
14.图1为本发明平面磁力驱动氢气循环泵的法向剖面结构图；
15.图2为图1中a-a方向剖视图；
16.图3为图1中b-b方向剖视图；
17.图4为图2中c区域的局部放大图；
18.图5为本发明平面磁力驱动氢气循环泵的传动齿轮图。
19.其中：1-泵壳、2-转子a、3-转子b、4-连接壳体、5-传动齿轮a、6-传动齿轮b、7-电机、8-转子轴、9-短轴、10-轴承、11-螺钉、12-密封圈、201-第一磁铁、202-第一卡簧、501-第二磁铁、502-第二卡簧、701-平键、702-第三卡簧。
具体实施方式
20.实施例1
21.请参阅图1-图5，本发明实施例中，一种平面磁力驱动氢气循环泵，包括泵壳1和设置在其内部的转子a2和转子b3，所述转子a2和转子b3相互配合，所述转子a2和转子b3啮合位置的泵壳1上设有进料口和出料口，所述转子a2和转子b3的轴线位置设有一个传动孔，该传动孔中配合设有一个转子轴8，所述转子轴8与转子a2或转子b3之间通过花键传动连接，所述转子轴8一端与泵壳1内壁通过轴承10转动连接，所述转子轴8另一端通过轴承10与连接壳体4内壁转动连接，所述连接壳体4左端安装有一个电机7，所述连接壳体4端部与泵壳1之间设有密封圈12，所述连接壳体4和泵体1内部设有用于带动两个转子转动的旋转驱动件，所述旋转驱动件的输入端与电机7的输出端连接；
22.所述旋转驱动件包括设置在转子a2和转子b3内部的若干个第一磁铁201，所述第一磁铁201以转子轴为中心阵列分布，所述连接壳体4内部转动设有两个短轴9，两个所述短轴9外侧通过平键701传动连接有一个传动齿轮a5和一个传动齿轮b6，所述短轴9上设有防止平键701脱落的第三卡簧702，所述传动齿轮a5与传动齿轮b6相互啮合，其中一个短轴9与电机7输出端连接固定，所述传动齿轮a5和传动齿轮b6上阵列分布有若干个第二磁铁501，每个传动齿轮上的第二磁铁501的数量与相应转子上的第一磁铁201数量相对应，传动齿轮和转子上的磁铁构成了磁铁传动件，当传动齿轮转动时，在磁力的传动下，转子也会转动，这里采用无接触传动，从而消除了传统动密封存在的弊端；
23.每个转子上都设有三个叶片，每个叶片上设有一个台阶孔，第一磁铁201镶嵌在大
孔中，采取过盈性配合，大孔的出口侧安装第一卡簧202，防止第一磁铁201脱落；小孔贯穿，用于减轻转子的重量以及方便拆卸第一磁铁201；
24.每个传动齿轮上布有三个台阶孔，与转子的台阶孔位置一致；第二磁铁501镶嵌在大孔中，采取过盈性配合；大孔出口侧安装第二卡簧502，防止第二磁铁501脱落；台阶孔的小孔贯穿，用于减轻传动齿轮的重量以及方便拆卸第二磁铁501；传动齿轮上另布有通孔若干，用于减轻重量；
25.所述连接壳体4采用高强度工程塑料，具有较好的磁力传递效果、较小的涡流损失、以及较轻的重量，亦可采用钛合金、哈氏合金、316l等金属材料；
26.所述连接壳体4与泵壳1之以及电机7端部之间通过连接件可拆卸连接。
27.本发明的工作原理是：电机7的输出轴通过平键701带动传动齿轮a5转动，利用第二磁铁501与第一磁铁201之间的磁力，将转动能量传递给连接壳体4另一侧的转子a2。另一方面，传动齿轮a5通过齿形啮合带动传动齿轮b6转动，齿轮b6通过磁力传动带动转子b3运转。转子a2与转子b3的反向运转，实现氢气的输送及提压。本发明利用磁力实现传动，涉及氢气泄露的地方全部为静密封，在密封圈的基础上可借助密封胶进一步加强密封，从而实现氢气零泄露。
28.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。