專利名稱：一種機(jī)械渦輪組合泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種應(yīng)用于空氣需要增壓的場(chǎng)合的空氣增壓組合泵。
背景技術(shù)：
在一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合(如車載燃料電池供氣系統(tǒng))，對(duì)空氣壓縮機(jī)要求大流量體積比、輸出氣體清潔無(wú)油、高效率、低噪音、高響應(yīng)、使用壽命長(zhǎng)等。傳統(tǒng)應(yīng)用于空氣增壓的空氣泵有1.活塞式壓縮機(jī)，由于它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且排氣不連續(xù)，所以具有以下缺點(diǎn)體積大、效率低、噪音大、運(yùn)行不平穩(wěn)、并且含油等缺點(diǎn)，主要用在工業(yè)上；2.回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，由于密封較困難，因此具有噪音大、效率低、并且含油等缺點(diǎn)，主要用于制冷行業(yè)上。3.離心式壓縮機(jī)，由于具有喘振特性和受到電機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，因此具有功率小、效率低、噪音大等缺點(diǎn)，它的應(yīng)用范圍較小。另外，傳統(tǒng)的壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，為了獲得較大的轉(zhuǎn)速，采用非直聯(lián)的方式(如帶輪或齒輪)增速，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，效率較低。因此，傳統(tǒng)的壓縮機(jī)難以滿足車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)空氣泵的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種不僅結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，轉(zhuǎn)速高，噪音和振動(dòng)低，壽命長(zhǎng)，而且同時(shí)可獲得高壓力和大流量體積比的機(jī)械渦輪組
合栗ο本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的一種機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，它包括渦輪壓氣組件、增速器、高速電機(jī)以及控制器，渦輪壓氣組件連接在增速器上， 電機(jī)與增速器采用聯(lián)軸器同軸直聯(lián)，控制器通過(guò)信號(hào)線聯(lián)接電機(jī)。所述電機(jī)的端部設(shè)置有環(huán)型支撐，聯(lián)軸器設(shè)置在該環(huán)型支撐內(nèi)，環(huán)型支撐的另一端與增速器端面螺接。所述電機(jī)采用直流無(wú)刷電機(jī)。所述增速器采用油泵強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻的摩擦式增速器，該摩擦式增速器的傳動(dòng)比為 (12 14) 1。所述增速器中設(shè)置有太陽(yáng)輪、行星輪以及太陽(yáng)輪軸，太陽(yáng)輪軸上同軸安裝有一葉片泵，葉片泵外接配有散熱結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑油箱。所述葉片泵由葉片泵殼體、油泵墊板、葉片輪、儲(chǔ)油環(huán)、葉片組成，油泵墊板上開有四個(gè)凹槽，與葉片泵殼體形成四個(gè)空腔；葉片輪上開有十個(gè)徑向凹槽，在凹槽上裝上能沿徑向自由滑動(dòng)的葉片；儲(chǔ)油環(huán)的內(nèi)孔設(shè)計(jì)成不規(guī)則的偏心形狀，內(nèi)壁與葉片輪外表面構(gòu)成一個(gè)月牙形空腔，月牙形的空腔由葉片分隔成十個(gè)扇形的密閉室。所述葉片輪的中心設(shè)置有油泵轉(zhuǎn)子軸，油泵轉(zhuǎn)子軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)輸出軸連接；增速器中設(shè)置有增速驅(qū)動(dòng)板及其上連接的增速驅(qū)動(dòng)環(huán)，葉片泵轉(zhuǎn)子軸與增速驅(qū)動(dòng)板連接。
本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是1、本發(fā)明采用渦輪壓氣組件通過(guò)螺釘和螺母連接在增速組件上，電機(jī)與增速組件采用聯(lián)軸器同軸直聯(lián)，控制器通過(guò)信號(hào)線聯(lián)接電機(jī)，控制器控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)增速器對(duì)輸出軸進(jìn)行增速，渦輪壓氣組件在輸出軸的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)壓縮氣體，從而實(shí)現(xiàn)氣體增壓；通過(guò)控制器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以無(wú)延遲精確調(diào)整組合泵的輸出功率和避免喘振。2、本發(fā)明采用渦輪壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)壓縮和輸出氣體，由于渦輪壓縮機(jī)的壓縮工作過(guò)程是連續(xù)工作，沒有吸氣和排氣沖程，因此運(yùn)行平穩(wěn)，噪音振動(dòng)低，輸出氣體脈動(dòng)小。3、本發(fā)明高速電機(jī)采用直流無(wú)刷電機(jī)，其轉(zhuǎn)速高達(dá)15000RPM，扭矩大，相應(yīng)快，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的控制器和電機(jī)的效率高，可以無(wú)延遲精確調(diào)整組合泵的輸出功率和避免喘振。4、增速器采用油泵強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻的摩擦式增速器，其傳動(dòng)比高，傳動(dòng)效率高(可達(dá)85%以上)，反應(yīng)快，其特殊結(jié)構(gòu)的集成式油泵對(duì)增速機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑和冷卻，噪音和振動(dòng)低，保證了其運(yùn)行壽命，其密封設(shè)計(jì)保證潤(rùn)滑油不會(huì)泄漏到渦輪壓氣組件，從而保證了壓縮氣體清潔無(wú)油。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的葉片泵結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、渦輪壓氣組件2、增速器3、電機(jī)4、聯(lián)軸器5、環(huán)型支撐6、葉片泵6-1、葉片泵殼體6-2、油泵墊板6-3、葉片輪6-4、儲(chǔ)油環(huán)6_5、葉片7、油泵轉(zhuǎn)子軸 8、增速驅(qū)動(dòng)環(huán)
具體實(shí)施例方式如圖1 圖3所示，本發(fā)明一種機(jī)械渦輪組合泵，它包括渦輪壓氣組件1、增速器 2、高速電機(jī)3以及控制器，渦輪壓氣組件1連接在增速器2上，電機(jī)3與增速器2采用彈性聯(lián)軸器4同軸直聯(lián)，控制器通過(guò)信號(hào)線聯(lián)接電機(jī)。電機(jī)的端部設(shè)置有環(huán)型支撐5，聯(lián)軸器4設(shè)置在該環(huán)型支撐5內(nèi)，環(huán)型支撐5的另一端與增速器2端面螺接。本實(shí)施例中，機(jī)械渦輪組合泵應(yīng)用于新能源燃料電池用渦輪壓縮機(jī)，采用5. 5KW高速直流無(wú)刷電機(jī)(轉(zhuǎn)速15000RPM)，增速器傳動(dòng)比12. 67 1，渦輪轉(zhuǎn)速達(dá)到190000RPM，可獲得1. 8m3/min的流量和170KPa的輸出壓力，輸出氣體含油量小于0. 8PPM，控制響應(yīng)時(shí)間小于1. 5s，噪音小于 76db(A)，整機(jī)重量在22Kg以下。增速器2中設(shè)置有太陽(yáng)輪、行星輪以及太陽(yáng)輪軸，太陽(yáng)輪軸上同軸安裝有一葉片泵6，葉片泵6外接配有散熱結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑油箱。葉片泵6由葉片泵殼體6-1、油泵墊板6-2、葉片輪6-3、儲(chǔ)油環(huán)6-4、葉片6_5組成，油泵墊板6_2上開有四個(gè)凹槽，與葉片泵殼體形成四個(gè)空腔A、B、C、D ；葉片輪6-3上開有十個(gè)徑向凹槽，在凹槽上裝上能沿徑向自由滑動(dòng)的葉片6-5 ；儲(chǔ)油環(huán)6-4的內(nèi)孔設(shè)計(jì)成不規(guī)則的偏心形狀，內(nèi)壁與葉片輪外表面構(gòu)成一個(gè)月牙形空腔，月牙形的空腔由葉片分隔成十個(gè)扇形的密閉室。葉片輪的中心設(shè)置有油泵轉(zhuǎn)子軸7，油泵轉(zhuǎn)子軸7通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)輸出軸連接；增速器中設(shè)置有增速驅(qū)動(dòng)板及其上連接的增速驅(qū)動(dòng)環(huán)8，葉片泵轉(zhuǎn)子軸與增速驅(qū)動(dòng)板連接。
使用過(guò)程中，控制器控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)增速器對(duì)輸出軸進(jìn)行增速，渦輪壓氣組件在輸出軸的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)壓縮氣體，從而實(shí)現(xiàn)氣體增壓；通過(guò)控制器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以無(wú)延遲精確調(diào)整組合泵的輸出功率和避免喘振。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，它包括渦輪壓氣組件、增速器、高速電機(jī)以及控制器，渦輪壓氣組件連接在增速器上，電機(jī)與增速器采用聯(lián)軸器同軸直聯(lián)，控制器通過(guò)信號(hào)線聯(lián)接電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，聯(lián)軸器設(shè)置在該環(huán)型支撐內(nèi)， 環(huán)型支撐的另一端與增速器端面螺接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，所述電機(jī)采用直流無(wú)刷電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，所述增速器采用油泵強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻的摩擦式增速器，該摩擦式增速器的傳動(dòng)比為(12 14) 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，所述電機(jī)所述增速器中設(shè)置有太陽(yáng)輪、行星輪以及太陽(yáng)輪軸，太陽(yáng)輪軸上同軸安裝有一葉片泵，葉片泵外接配有散熱結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑油箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，所述葉片泵由葉片泵殼體、 油泵墊板、葉片輪、儲(chǔ)油環(huán)、葉片組成，油泵墊板上開有四個(gè)凹槽，與葉片泵殼體形成四個(gè)空腔；葉片輪上開有十個(gè)徑向凹槽，在凹槽上裝上能沿徑向自由滑動(dòng)的葉片；儲(chǔ)油環(huán)的內(nèi)孔設(shè)計(jì)成不規(guī)則的偏心形狀，內(nèi)壁與葉片輪外表面構(gòu)成一個(gè)月牙形空腔，月牙形的空腔由葉片分隔成十個(gè)扇形的密閉室。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，所述葉片輪的中心設(shè)置有油泵轉(zhuǎn)子軸，油泵轉(zhuǎn)子軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)輸出軸連接；增速器中設(shè)置有增速驅(qū)動(dòng)板及其上連接的增速驅(qū)動(dòng)環(huán)，葉片泵轉(zhuǎn)子軸與增速驅(qū)動(dòng)板連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)械渦輪組合泵，其特征在于，它包括渦輪壓氣組件、增速器、高速電機(jī)以及控制器，渦輪壓氣組件連接在增速器上，電機(jī)與增速器采用聯(lián)軸器同軸直聯(lián)，控制器通過(guò)信號(hào)線聯(lián)接電機(jī)。本發(fā)明可應(yīng)用于新能源汽車燃料電池供風(fēng)系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)空氣泵在壓力、流量、效率、噪音、振動(dòng)、清潔、體積方面的制約瓶頸，在新能源應(yīng)用上有著廣闊的前景和良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F04B41/06GK102200118SQ20111002442
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者吳全, 李榮祿 申請(qǐng)人:佛山市凱亞醫(yī)療科技有限公司, 佛山市廣順電器有限公司