本发明涉及泵，尤其涉及一种双级增压变频甲醇泵及其工作方法。
背景技术：
1、甲醇作为一种清洁能源，其在发动机中的应用越来越广泛。甲醇泵是用于发动机甲醇供给系统中，负责将甲醇从存储箱输送到发动机的关键设备。甲醇泵的性能直接影响到甲醇发动机的工作效率和稳定性。
2、目前市场上的甲醇泵主要采用内啮合齿轮泵、外啮合齿轮泵、滚柱泵、叶轮泵等模式。这些泵在工作原理上各有特点，但普遍存在一些共性问题。例如，齿轮泵模式的甲醇泵虽然能够提供较大的压力，但噪音大、磨损严重、寿命短，且制造工艺复杂、成本高。滚柱泵和叶轮泵模式的甲醇泵在提供足够压力和流量方面存在不足，无法满足高功率发动机的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的是提供一种双级增压变频甲醇泵，提高供给系统的效率和可靠性，同时降低制造成本和噪音，延长泵的使用寿命，并实现轻量化设计，以适应甲醇发动机的开发需求。
2、为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
3、一种双级增压变频甲醇泵，包括壳体，所述壳体包括依次设置的进液仓、电机仓、出液仓和排气仓，四个仓内依次安装有滚柱泵、电机单元、叶片泵和排气单元；所述电机单元包括电机转子和电机定子，电机转子的两端分别连接滚柱泵和叶片泵，所述进液仓、电机仓和出液仓相连通，所述电机定子设置有供液体流通的冷却通道；所述排气单元包括出液管、输液管和液体回管，所述出液管的一端与出液仓连通，所述输液管套接在所述出液管外侧，所述液体回管一端与所述输液管连通，另一端伸出排气仓。
4、可选的，所述进液仓安装有进液管，所述进液管的另一端与液体存储箱连通，所述液体回管伸出排气仓的一端也与液体存储箱连通。
5、可选的，所述电机定子内嵌在所述电机仓的内壁上，所述电机转子位于电机定子的中心，电机转子的两端通过联轴器与滚柱泵和叶片泵连接。
6、可选的，所述输液管上设置有压力传感器，所述压力传感器用于实时检测甲醇泵内压力，所述液体回管上设置有排气电磁阀，所述排气电磁阀用于液体回管的通断。
7、可选的，所述双级增压变频甲醇泵还包括加热元件，所述加热元件位于所述电机仓内，安装在电机仓的内壁上。
8、可选的，所述双级增压变频甲醇泵还包括电控单元，所述电控单元与所述电机单元、排气单元和加热单元连接，并且电控单元与整车发动机ecu连接。
9、本发明实施例还提供了一种如上所述的双级增压变频甲醇泵的工作方法，包括：电机单元转动进而带动滚柱泵和叶片泵转动，其中滚柱泵为第一级增压泵，叶片泵为第二级增压泵，双级泵开始工作并建立泵内压力，两泵同步建立压力并实现压力叠加及液体的自吸与输出。
10、可选的，发动机启动前主动排气：液体和气体在压力的作用下从液体回管排出，并流回液体存储箱。
11、可选的，发动机运行中主动泄压：当泵内压力达到阈值时，部分液体从液体回管排出，并流回液体存储箱。
12、可选的，在运行中，根据采集的压力数据进行实时监控分析，当泵内无压力、压力小于最低阈值、压力高于最高阈值时，向整车或发动机can线发送异常告警信号。
13、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
14、本发明的甲醇泵可以用于泵送甲醇燃料，成为大功率发动机的甲醇泵，通过将滚柱泵与叶片泵叠加使用，实现双级泵压力的叠加增压，解决了单一泵模式下甲醇泵压力及流量不足问题。同时，当甲醇液体流经电机定子的冷却通道时，可以对电机进行持续降温，同时电机的余热温度也给仓内甲醇液体升温。而且，通过排气单元完成发动机启动前的主动排气和运行中泄压保护。另外，叶片泵能平抑滚柱泵产生的脉动，具有噪音小、脉动小、不易磨损、使用寿命长、制造成本低、易实现等优势，可应用在商用车、商务车、工程机械、船舶、大功率发电机组等场景。
15、甲醇属挥发性液体，具有强腐蚀性，为减少甲醇对甲醇泵体、电机、供给管路等的腐蚀，在甲醇泵停止工作期间泵体及管路内不存甲醇，因此每次甲醇泵上电后完成一次主动排气操作，排出泵体内及管路中的气体，避免因空化现象影响发动机的启动。排气过程也是将前端管内甲醇液体充分预热的过程。每次排气的过程也是清理甲醇泵内和管路内颗粒物、凝聚物的过程，减少因颗粒物、凝聚物对发动机端相关系统的损坏。
16、甲醇泵设置主动泄压功能，当泵内压力达到设定的压力上限，电控单元主动开启排气电磁阀进行泄压，可避免因甲醇泵内压力过高而造成甲醇泵损坏和甲醇管路出现问题，避免安全事故的发生，保证甲醇泵在可控范围内安全运行。
17、在甲醇泵内设置自控加热元件，可在设定的温度域内自动对甲醇液体进行加热，提升甲醇液体的温度，有利于发动机冷启动和平稳运行。对加热元件的供电受控于甲醇泵电控单元，在发动机进入正常运行(如10分钟)后电控停止向加热元件供电；环境气温较低时可设定持续加热。
18、甲醇泵的电控单元通过can与整车ecu实现通讯，甲醇泵电控单元接收整车ecu指令，当发动机启动后进入正常运行状态，可根据整车或发动机的运行情况，按标定的阈值来变频调节电机的转速，实现不同压力与流量的输出，在满足发动机功率需求的同时实现节能。
19、本发明附加方面的优点将在下面的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种双级增压变频甲醇泵，其特征在于，包括壳体，所述壳体包括依次设置的进液仓、电机仓、出液仓和排气仓，四个仓内依次安装有滚柱泵、电机单元、叶片泵和排气单元；
2.如权利要求1所述的双级增压变频甲醇泵，其特征在于，所述进液仓安装有进液管，所述进液管的另一端与液体存储箱连通，所述液体回管伸出排气仓的一端也与液体存储箱连通。
3.如权利要求1所述的双级增压变频甲醇泵，其特征在于，所述电机定子内嵌在所述电机仓的内壁上，所述电机转子位于电机定子的中心，电机转子的两端通过联轴器与滚柱泵和叶片泵连接。
4.如权利要求1所述的双级增压变频甲醇泵，其特征在于，所述输液管上设置有压力传感器，所述压力传感器用于实时检测甲醇泵内压力，所述液体回管上设置有排气电磁阀，所述排气电磁阀用于液体回管的通断。
5.如权利要求1所述的双级增压变频甲醇泵，其特征在于，所述双级增压变频甲醇泵还包括加热元件，所述加热元件位于所述电机仓内，安装在电机仓的内壁上。
6.如权利要求1所述的双级增压变频甲醇泵，其特征在于，所述双级增压变频甲醇泵还包括电控单元，所述电控单元与所述电机单元、排气单元和加热单元连接，并且电控单元与整车发动机ecu连接。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的双级增压变频甲醇泵的工作方法，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的工作方法，其特征在于，发动机启动前主动排气：液体和气体在压力的作用下从液体回管排出，并流回液体存储箱。
9.如权利要求7所述的工作方法，其特征在于，发动机运行中主动泄压：当泵内压力达到阈值时，部分液体从液体回管排出，并流回液体存储箱。
10.如权利要求7所述的工作方法，其特征在于，在运行中，根据采集的压力数据进行实时监控分析，当泵内无压力、压力小于最低阈值、压力高于最高阈值时，向整车或发动机can线发送异常告警信号。