多介质输送泵的制作方法

本发明属于输送泵技术领域，更具体地涉及一种能够输送不同介质的多介质输送泵。

背景技术：

泵作为输送流体或增压的重要设备，主要用来输送水、油、酸液和碱液等，也可输送气体、液气混合物及含悬浮固体物的液体。现有输送泵主要由电机、泵叶、机壳三部分组成，但由于电机转轴直接或间接地与泵叶连接，电机转动使得转轴无法绝对密封，且导线部分需要加以保护以免与输送介质接触而被破坏，所以现有输送泵一般可以输送可泄露的安全介质，对于一些特别介质来说是无法完成安全输送，尤其是无法输送危险性气体介质、带一定压力的液体介质和部分的混合物介质。

尽管现有技术中也有电机外置的输送泵及隔膜泵等，但总体而言，一般液体输送泵不可用于输送气体、气体输送泵不可用于输送液体。此外，现有技术中绝大多数输送泵都是单向输送介质的，即电机转轴必须是固定转动方向的。

生产实践中，需要一种能够输送不同介质的输送泵，具体例如，当下最具前景的新能源之一氢能，其被认为是人类的终极能源，因为氢燃料电池的燃料是氢，而反应产电后排出的是纯水，高的能量转化比和清洁性越来越受到能源应用的重视。目前而言，氢燃料电池系统中需求一款可输送水、汽(温度约60℃)和氢气(管压约200kpa)混合物的输送泵，用来增压和促进混合物循环流动。现有技术中氢燃料电池系统搭载的是电动隔膜泵，但由于流量小、泵体积大且较重、成本高、密封性难保证等原因，所以大多数厂家不得不取消该配件，致使氢气脉排周期减小、氢气排放量增大、氢气反应不充分和燃料电池系统发电量效率降低等。

因此，提供一种可以克服以上现有技术中存在的缺点的多介质输送泵，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的以上技术问题提出本发明，提供了一种多介质输送泵，包括泵壳、定子、转子、泵叶，所述泵壳包括第一泵端口和第二泵端口、第一外半壳和第二外半壳，所述定子包括软磁铁芯组、泵内壳、线圈组，其中，所述泵叶固定于所述转子的内周，所述转子的两端安装有第一密封圈和轴承，所述转子经由所述第一密封圈和轴承安装于所述泵内壳内，所述软磁铁芯组设置在所述泵内壳的外周，所述线圈组安装在所述软磁铁芯组的外周。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述转子为环形永磁转子，所述泵叶由螺旋涡扇构成。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述泵内壳的两侧端为内壳法兰，所述内壳法兰之间为圆筒部，所述内壳法兰沿周向设置有多个第一螺孔，所述软磁铁芯组设置在所述圆筒部的外周上并通过注塑工艺与所述泵内壳合为一体。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述第一泵端口和所述第二泵端口均包括端口法兰和泵接头，所述端口法兰的周向设置有多个第二螺孔，所述泵接头连接于输送管道。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述第一外半壳和所述第二外半壳的外周面上设置有多个凸耳，所述凸耳开有第三螺孔，所述第一外半壳和所述第二外半壳的外周面上还设置有多个轴向延伸的安装筋，所述安装筋开有螺孔。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述凸耳的第三螺孔内插入有螺栓将所述第一外半壳和所述第二外半壳相互紧固。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述安装筋的螺孔、所述端口法兰的第二螺孔以及所述内壳法兰的第一螺孔三者的数量、孔径均相同并且设置位置相互对应。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述第一外半壳和所述第二外半壳安装在所述泵内壳两侧端的所述内壳法兰之间。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述端口法兰的第二螺孔、所述安装筋的螺孔、以及所述内壳法兰的第一螺孔内插入有螺栓将所述第一泵端口和第二泵端口、所述第一外半壳和第二外半壳、以及所述泵内壳相互组装。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述第一外半壳和所述第二外半壳之一上设置有导线插口，导线的一端插入所述导线插口内并对接于所述线圈组，导线的另一端连接于外部电源。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述端口法兰与所述内壳法兰之间设置有第二密封圈。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述泵叶也可以由叶扇构成。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述第一密封圈和所述第二密封圈选用硅胶密封圈。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述轴承选用石墨、尼龙、陶瓷等非金属材质的球形滚子轴承。

进一步地，在上述多介质输送泵中，所述泵接头选用软管接头、法兰接头、螺纹接头、或者卡箍接头。

本发明的多介质输送泵彻底解决了转子转动时无法绝对密封的问题，定子的通电部位以及输送泵的其他电气部分均与输送介质完全隔离，而可能会与输送介质直接接触的零部件仅仅包括作为泵叶的螺旋涡扇、作为转子的环形永磁转子、泵内壳的圆筒部的内壁、第一密封圈、轴承、以及第一泵端口和第二泵端口，在具体实施中，可以根据介质理化属性选择相应的材质制成以上零部件，或者也可以根据介质理化属性选择相应的材质对以上零部件进行镀层处理，由此显著提高了输送泵的整体密封性，达到防漏、防爆的目的，并且使得可输送的介质更加广泛，即使输送危险性气体或液体介质也具有极高的安全性。

此外，本发明的多介质输送泵因其紧凑的结构而使得输送泵的整体体积大大减小，安装形式也更加多样、易更换易维护。尤其是在输送管道上，本发明的多介质输送泵的可改造装配性更强，可以根据实际使用需求实现多泵组串联或并联使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1为本发明的多介质输送泵的分解立体图。

图2为本发明的多介质输送泵的部分90°剖开的组装状态立体图。

图3为图2所示多介质输送泵去掉泵壳后的立体图。

图4为图3所示多介质输送泵的半剖图。

图5为本发明的多介质输送泵的转子的透视图。

图6(a)和6(b)分别为本发明的多介质输送泵的串联应用和并联应用示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至5所示，本发明的多介质输送泵包括泵壳、定子、转子、泵叶，其中，泵壳包括第一泵端口1和第二泵端口12、第一外半壳4和第二外半壳7，定子包括软磁铁芯组3、泵内壳5、线圈组6，转子由环形永磁转子10构成，泵叶由螺旋涡扇11构成。

螺旋涡扇11固定于环形永磁转子10内周，可随环形永磁转子10转动。环形永磁转子10的两端安装有第一密封圈8和轴承9，由此环形永磁转子10经由第一密封圈8和轴承9安装于泵内壳5内。

泵内壳5的两侧端为内壳法兰51，内壳法兰51之间为圆筒部52，内壳法兰51与圆筒部52可以制成为一体结构。内壳法兰51沿周向设置有多个第一螺孔53，例如三个或四个第一螺孔53。软磁铁芯组3设置在泵内壳5的圆筒部52外周，线圈组6安装在软磁铁芯组3的外周上。

第一泵端口1和第二泵端口12均包括端口法兰13和泵接头14，端口法兰13的周向设置有多个第二螺孔15，泵接头14可以连接于输送管道，以进行介质从第一泵端口1到第二泵端口12(或者从第二泵端口12到第一泵端口1)的输送。

第一外半壳4和第二外半壳7的外周面上设置有多个凸耳16，凸耳16开有第三螺孔17。第一外半壳4和第二外半壳7的外周面上还设置有多个轴向延伸的安装筋18，安装筋18开有螺孔。安装筋18的螺孔、端口法兰13的第二螺孔15以及内壳法兰51的第一螺孔53三者的数量、孔径均相同并且设置位置相互对应。

第一外半壳4和第二外半壳7安装在泵内壳5两侧端的内壳法兰51之间，通过将螺栓(未示出)插入凸耳16的第三螺孔17内而将第一外半壳4和第二外半壳7相互紧固。此外，通过将螺栓(未示出)插入端口法兰13的第二螺孔15、安装筋18的螺孔、以及内壳法兰51的第一螺孔53内并紧固，将第一泵端口1和第二泵端口12、第一外半壳4和第二外半壳7、以及泵内壳5相互组装形成输送泵。

此外，第一外半壳4和第二外半壳7之一上设置有导线插口，导线19的一端插入导线插口内并可对接于线圈组6，导线19的另一端则可连接于外部电源，以向输送泵供电。

由此，利用本发明的多介质输送泵，在导线19连接外部电源而向输送泵供电后，电流转化为磁场，磁场力驱动环形永磁转子10在轴承9的支撑下转动，螺旋涡扇11随之转动，由此将输送介质从第一泵端接口1输送到第二泵端接口12。此外，通过外接控电盒，还可以改变螺旋涡扇11的转向及转速，由此可以实现本发明的多介质输送泵的反向输送，即将介质从第二泵端接口12输送到第一泵端接口1，以及控制介质的输送流量。

优选地，在本发明的多介质输送泵中，除了螺旋涡扇11之外，泵叶也可以由其他形式的叶扇构成。

优选地，为进一步提高输送泵的整体密封性，端口法兰13与内壳法兰51之间可以设置第二密封圈2。

优选地，在本发明的多介质输送泵中，第一密封圈8和第二密封圈2可以选用硅胶密封圈。

优选地，在本发明的多介质输送泵中，轴承9的材质和类型可根据输送介质的理化属性而定，例如可以选用石墨、尼龙、陶瓷等非金属材质的球形滚子轴承。

优选地，在本发明的多介质输送泵中，连接于输送管道的泵接头14可以选用软管接头，当然，根据实际使用情况还可以选用其他形式的接头，例如法兰接头、螺纹接头、卡箍接头等。

在本发明的多介质输送泵中，作为其中一个创新性的改进，螺旋涡扇11固定于环形永磁转子10内周，因此转子和泵叶集成为一体，转子转动时泵叶也随之转动，省去了常规技术中的电机转轴，相应地彻底解决了转子转动时无法绝对密封的问题。

在本发明的多介质输送泵中，作为其中一个创新性的改进，通过注塑工艺将软磁铁芯组3与泵内壳5合为一体，由此使得软磁铁芯组3固定在泵内壳5的圆筒部52外周。通过上述措施，泵内壳5的圆筒部52将软磁铁芯组3并进而线圈组6彻底隔离于输送介质，使得定子的通电部位不直接与运输介质接触。作为一种具体实施方式，将软磁铁芯组3与泵内壳5注塑为一体的注塑材料选择斥水型并可耐一定气压即可。

在本发明的多介质输送泵中，作为其中一个创新性的改进，诸如导线19等的电气部分经设置在第一外半壳4和第二外半壳7之一上的导线插口对接于线圈组6，而线圈组6安装在软磁铁芯组3的外周上，并且如上所述泵内壳5的圆筒部52将软磁铁芯组3彻底隔离于输送介质，因此，输送泵的电气部分与输送介质完全隔离。

综上所述，本发明的多介质输送泵彻底解决了转子转动时无法绝对密封的问题，定子的通电部位以及输送泵的其他电气部分均与输送介质完全隔离，而可能会与输送介质直接接触的零部件仅仅包括作为泵叶的螺旋涡扇11、作为转子的环形永磁转子10、泵内壳5的圆筒部52的内壁、第一密封圈8、轴承9、以及第一泵端口1和第二泵端口12，在具体实施中，可以根据介质理化属性选择相应的材质制成以上零部件，或者也可以根据介质理化属性选择相应的材质对以上零部件进行镀层处理，由此显著提高了输送泵的整体密封性，达到防漏、防爆的目的，并且使得可输送的介质更加广泛，即使输送危险性气体或液体介质也具有极高的安全性。

此外，本发明的多介质输送泵因其紧凑的结构而使得输送泵的整体体积大大减小，安装形式也更加多样、易更换易维护。尤其是在输送管道上，本发明的多介质输送泵的可改造装配性更强，可以根据实际使用需求实现多泵组串联或并联使用，如图6(a)和6(b)所示。通过本发明的多介质输送泵的串联或并联使用，可以用作氢燃料电池系统的氢气循环泵组，显著地增大了氢气循环流量，由此使得氢气反应更加充分，增大了氢气利用率，提高了燃料电池系统的发电效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作。同时，本文中使用的术语“相连”、“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。