一种氢气循环泵及其安装结构的制作方法

本发明涉及氢气循环泵领域，具体是一种氢气循环泵及其安装结构。

背景技术：

1、氢气循环泵用于氢燃料电池阳极端进行氢气循环。如图1所示，其作用是将电堆出口处未反应完全的氢气增压输送至电堆入口处二次参与反应，以提升氢气在燃料电池中的利用率。

2、中国发明公开号：cn113847271a，提供了一种氢气循环泵，包括壳体组件及设置于壳体组件内的轴系组件，轴系组件包括叶轮及转子轴，叶轮沿中心线设有装配孔，装配孔的周向设有多个止转旋槽，转子轴的外周面上对应止转旋槽设有止转旋齿，转子轴与装配孔配合时，止转旋齿与对应的止转旋槽配合，以使转子轴与叶轮同步转动。

3、现有的氢气循环泵的能量仅来自于电机，当氢气循环升压、流量要求较高时，叶轮轴上功率增加，会造成电机功率和体积成比例增加。尤其是在汽车和汽车用燃料电池领域，对于大流量(如>1000lpm)、大升压（如>40kpa）应用场景时，氢气循环泵整体体积和功率会明显增加系统的尺寸和消耗功率，不利于整体系统的小型化和高能量密度要求。

4、因此需要提供一种氢气循环泵及其安装结构。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氢气循环泵及其安装结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种氢气循环泵，包括电机和泵头，所述泵头包括流道，所述流道上连通设置有两组气液管，所述流道中转动设置有叶轮，一组气液管上连通设置有扩压机构，所述扩压机构与气液管连通处设置有喷嘴，扩压机构具有变截面的流道结构，该变截面的流道结构包括截面积收缩段、截面不变段和截面扩张段。

4、作为本发明进一步的方案：气液管在流道圆周上错开角度分布，两组气液管轴线的错开角度为10°-30°。

5、作为本发明进一步的方案：气液管连接在扩压机构的截面积收缩段或截面积不变段。

6、作为本发明进一步的方案：扩压机构的截面积收缩段与气液管形成连通。

7、作为本发明进一步的方案：喷嘴的位置布置在扩压机构的截面积收缩段内部。

8、一种安装结构，所述安装结构设置于所述气液管和流道连通处，所述安装结构包括连接设置在气液管内一端的端孔，所述端孔的尺径小于气液管内截面尺径，所述气液管内与端孔相对处固定连接设置有支架，所述支架与端孔相对一侧通过弹性连接件弹性连接设置有封堵板，所述封堵板与端孔对应适配。

9、作为本发明进一步的方案：所述支架包括固定连接在气液管内壁上的架板以及转动连接在架板上的第一转动环，所述第一转动环内固定连接设置有扇叶，所述第一转动环轴心处固定连接设置有传动轴，所述传动轴活动穿过架板和封堵板的中心，且末端外围套接设置有边缘与端孔内壁活动贴合的清洁机构。

10、作为本发明进一步的方案：所述清洁机构包括对称设置的两组环套，所述环套外围固定连接设置有多组导向棱，所述端孔开口内侧嵌入设置有条形装配槽，条形装配槽沿着端孔开口内轴向延伸，导向棱与条形装配槽滑动适配，两组环套内均转动连接设置有第二转动环，两组第二转动环之间连接设置有多组刮刀，所述刮刀边缘与环套外围边缘齐平，环套内通过多组连杆连接设置有衬套，所述衬套圆心与所述环套圆心重合，所述衬套套接适配在所述传动轴末端外围。

11、作为本发明进一步的方案：传动轴外围设有沿着传动轴轴向延伸的凸棱，所述衬套内壁嵌入设置有与凸棱轴向滑动配合的第二卡槽。

12、作为本发明进一步的方案：所述架板中心处转动连接设置有转动套，所述转动套滑动套接设置在传动轴外围，所述转动套内壁嵌入设置有与凸棱轴向滑动配合的第一卡槽，所述转动套外围嵌入设置有限位槽，限位槽呈环形阵列分布设置在转动套外围，所述架板内与限位槽相对设置有多组限位组件，所述气液管外围套接设置有用于驱动限位组件的输出端向第一卡槽移动的限位驱动机构。

13、作为本发明进一步的方案：所述限位组件包括嵌入设置在架板内的盲孔，所述盲孔内滑动配合设置有第二活塞凸块，所述第二活塞凸块端部活动贯穿盲孔端部并与转动套相对设置，所述第二活塞凸块另一端通过气道与限位驱动机构相连通，所述第二活塞凸块远离转动套的端部通过第二弹簧与盲孔相连。

14、作为本发明进一步的方案：所述限位驱动机构包括转动连接的转动外圈和固定内圈，所述固定内圈套接固定在气液管外围，所述固定内圈外围贯穿设置有多组通孔，所述通孔均与气道相连通，其中间隔的通孔中固定连接设置有柔性封堵，所述转动外圈中与固定内圈先对侧面嵌入设置有弹性限位组件，弹性限位组件相对间隔的通孔设置，相邻两组限位组件与间隔的两组通孔对应适配，相邻两组限位组件之间设置与通孔对应适配的密封圈。

15、作为本发明进一步的方案：所述限位组件包括嵌入设置在转动外圈内壁的第一盲孔，所述第一盲孔内通过第一弹簧连接设置有第一活塞凸块，所述第一活塞凸块朝向固定内圈的端部呈半球状，且该端部贯穿设置有多组连通第一盲孔的第一导气孔，所述第一盲孔远离第一活塞凸块的侧壁贯穿设置有多组贯通转动外圈外侧壁的第二导气孔。

16、作为本发明进一步的方案：所述弹性连接件包括滑动套接配合的套筒和滑杆，所述滑杆位于套筒内的末端通过第三弹簧与套筒内部相连，所述套筒固定连接在架板上，且所述套筒与所述气道相连通，所述滑杆远离套筒的末端固定连接在封堵板上。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：流体通过扩压机构时，能够通过流体力学原理进行介质增压而无需额外消耗电能，减少了额外能耗需求，利于整体系统的小型化和高能量密度要求。

技术特征：

1.一种氢气循环泵，包括电机和泵头，其特征在于，所述泵头包括流道，所述流道上连通设置有两组气液管，所述流道中转动设置有叶轮，一组气液管上连通设置有扩压机构，所述扩压机构与气液管连通处设置有喷嘴，扩压机构具有变截面的流道结构，该变截面的流道结构包括截面积收缩段、截面不变段和截面扩张段。

2.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵，其特征在于，气液管在流道圆周上错开角度分布，两组气液管轴线的错开角度为10°-30°。

3.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵，其特征在于，气液管连接在扩压机构的截面积收缩段或截面积不变段。

4.根据权利要求3所述的一种氢气循环泵，其特征在于，扩压机构的截面积收缩段与气液管形成连通。

5.根据权利要求4所述的一种氢气循环泵，其特征在于，喷嘴的位置布置在扩压机构的截面积收缩段内部。

6.一种安装结构，设置于如权利要求1-5中任意一项所述的氢气循环泵中，其特征在于，所述安装结构设置于所述气液管和流道连通处，所述安装结构包括连接设置在气液管内一端的端孔，所述端孔的尺径小于气液管内截面尺径，所述气液管内与端孔相对处固定连接设置有支架，所述支架与端孔相对一侧通过弹性连接件弹性连接设置有封堵板，所述封堵板与端孔对应适配。

7.根据权利要求6所述的一种安装结构，其特征在于，所述支架包括固定连接在气液管内壁上的架板以及转动连接在架板上的第一转动环，所述第一转动环内固定连接设置有扇叶，所述第一转动环轴心处固定连接设置有传动轴，所述传动轴活动穿过架板和封堵板的中心，且末端外围套接设置有边缘与端孔内壁活动贴合的清洁机构。

8.根据权利要求7所述的一种安装结构，其特征在于，所述清洁机构包括对称设置的两组环套，所述环套外围固定连接设置有多组导向棱，所述端孔开口内侧嵌入设置有条形装配槽，条形装配槽沿着端孔开口内轴向延伸，导向棱与条形装配槽滑动适配，两组环套内均转动连接设置有第二转动环，两组第二转动环之间连接设置有多组刮刀，所述刮刀边缘与环套外围边缘齐平，环套内通过多组连杆连接设置有衬套，所述衬套圆心与所述环套圆心重合，所述衬套套接适配在所述传动轴末端外围。

9.根据权利要求8所述的一种安装结构，其特征在于，传动轴外围设有沿着传动轴轴向延伸的凸棱，所述衬套内壁嵌入设置有与凸棱轴向滑动配合的第二卡槽。

10.根据权利要求9所述的一种安装结构，其特征在于，所述架板中心处转动连接设置有转动套，所述转动套滑动套接设置在传动轴外围，所述转动套内壁嵌入设置有与凸棱轴向滑动配合的第一卡槽，所述转动套外围嵌入设置有限位槽，限位槽呈环形阵列分布设置在转动套外围，所述架板内与限位槽相对设置有多组限位组件，所述气液管外围套接设置有用于驱动限位组件的输出端向第一卡槽移动的限位驱动机构。

技术总结
本发明公开了一种氢气循环泵及其安装结构，涉及氢气循环泵领域。其中一种氢气循环泵，包括电机和泵头，所述泵头包括流道，所述流道上连通设置有两组气液管，所述流道中转动设置有叶轮，一组气液管上连通设置有扩压机构，所述扩压机构与气液管连通处设置有喷嘴，扩压机构具有变截面的流道结构，该变截面的流道结构包括截面积收缩段、截面不变段和截面扩张段。本发明中流体通过扩压机构时，能够通过流体力学原理进行介质增压而无需额外消耗电能，减少了额外能耗需求，利于整体系统的小型化和高能量密度要求。

技术研发人员：徐楠,林茹,曹原
受保护的技术使用者：江苏申氢宸科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11