[发明专利]一种循环泵体和燃料电池用容积式反应气循环泵装置

说明书

一种循环泵体和燃料电池用容积式反应气循环泵装置，循环泵体包括：主动轴、从动轴、齿轮端盖、输入端盖、泵体、输出端盖、主动齿轮、从动齿轮、主动转子和被动转子。本发明采用自补偿分体错位式同步齿轮传动，位于齿轮腔和泵腔连接处的主动轴、从动轴均采用阶梯式串联两级密封结构进行密封处理；循环泵体结构采用一端固定、一端游动的支撑方式。本发明通过分体错位自补偿齿轮及金属‑非金属配对使用，使得循环泵的寿命高于2000h，噪声低于65dB(A)；通过高容积效率型线优化及电机‑循环泵一体化设计，提高系统流量、压升，整个装置流量600L/min，压升40kPa。

技术领域

本发明涉及一种循环泵体和燃料电池用容积式反应气循环泵装置，属于气体循环泵技术领域。

背景技术

气体循环泵装置是燃料电池气体供给系统的重要组成部分，其主要作用是为对闭式氢氧燃料电池反应后排出电堆的富余氢气、氧气重新进行加压后再次供给燃料电池使用。常规的闭式氢氧燃料电池系统中，采用间歇排气方式，即电堆反应过程中，间歇性的排出未反应的氢气、氧气，以提高单池电压。

密闭空间用氢氧燃料电池要求产品具有较高的比功率、比能量及物质利用率。作为供气系统的主要组成部分，采用气体循环泵循环利用反应气，能够提高系统效率，在军工领域具有同样广泛的应用前景，同时氢气循环泵可在地面燃料电池车中广泛使用，具有较高的经济价值。采用容积式气体循环泵进行工质循环利用，不会对气体产生压缩，同时流量大、压升高，且不会对工质产生污染，在闭式氢氧燃料电池系统上具备较强的应用前景，能够为高效燃料电池供气系统设计提供技术支撑。

现有的燃料电池气体循环泵多采用单一的密封结构，密封圈压缩量过大则循环泵寿命短，压缩量过小则存在油气泄露污染工质的风险，不能同时满足内泄漏及寿命要求。同时现有的循环泵间隙大，齿轮传动精度要求低，从而导致循环泵回流大，不能满足压升需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种循环泵体和燃料电池用容积式反应气循环泵装置，用于解决现有技术循环泵流量小、压升低、寿命短等难点。

本发明的技术方案是：

一种循环泵体，包括：主动轴、从动轴、齿轮端盖、输入端盖、泵体、输出端盖、主动齿轮、从动齿轮、主动转子和被动转子；

主动轴上固定安装主动齿轮和主动转子，从动轴上固定安装从动齿轮和被动转子；

主动齿轮为金属材料，从动齿轮为非金属材料；主动齿轮和从动齿轮互相啮合；通过将主动齿轮分体处理为两个定量错位配合的零件使主动齿轮和从动齿轮之间的侧隙为零；

输入端盖的一侧与齿轮端盖之间形成齿轮腔，输出端盖的另一侧与泵体及输出端盖之间形成泵腔；

位于齿轮腔和泵腔连接处的主动轴、从动轴均采用阶梯式串联两级密封结构进行密封处理；

泵体上设置有进气口和出气口。

进气口的轴线和出气口的轴线同轴且垂直于主动轴和从动轴构成的平面；进气口轴线与主动轴之间的距离等于进气口轴线与从动轴之间的距离。

位于齿轮腔和泵腔连接处的主动轴、从动轴分别安装有一对角接触轴承；所述阶梯式串联两级密封结构位于角接触轴承朝向泵腔的一侧；

所述阶梯式串联两级密封结构包括由外至内沿轴向依次设置的第一密封件及第二密封件；

第二密封件采用迷宫密封，第二密封件包括：动环和静环；

静环固定安装在输入端盖上，静环套装在动环的外侧；主动轴和从动轴上分别安装有动环，动环能够相对静环转动；

动环的螺纹和静环的螺纹旋向相反。

动环和静环的螺纹牙型截面形状为梯形螺纹或矩形螺纹或三角形螺纹中任意其一。