本發明屬于甲醇泵,特別是指一種可實現甲醇燃料二次利用的甲醇泵。
背景技術:
1、甲醇泵因具備結構緊湊、體積小、運轉平穩、噪音小、可以達到較高的容積效率等特點,在航空、汽車等領域中得到廣泛應用。甲醇泵由一個固定的內齒輪(稱為定子)和一個外轉的外齒輪(稱為轉子)組成。轉子一般具有一個或多個螺旋形的齒,而定子的齒形與轉子齒形相配合,但齒數更多。在轉子轉動時,它在定子內部進行滾動而不滑動,由此在兩者之間形成一系列封閉的腔室。隨著轉子持續旋轉,這些腔室在入口處逐漸形成并增大,吸入流體;隨后在出口處減小,進而將流體排出。
2、申請號為202323105162.5的中國專利公開了一種汽車甲醇泵,通過設置第一通口,將泵殼內部壓力進行排出,通過設置第二通口,可將泵殼內部分甲醇經進料口排出,以達到泄壓的目的。
3、申請號為202120141192.3的中國專利公開了一種車用無刷甲醇泵及甲醇汽車,通過無刷電機驅動齒輪組件,在各個部件中均采用耐甲醇腐蝕材料,降低了在甲醇燃料下的腐蝕程度,同時又能提高泵軸轉速,實現油泵流量提升,雖然這種方式能改善甲醇泵工作性能,提高甲醇泵的使用壽命,但是當甲醇泵在工作過程中如果驅動電機出現電壓突降時會導致驅動電機工作效率下降,引起甲醇在泵內的流動速度減慢,內部停留時間過長,造成“困油”現象及能源浪費,同時甲醇泵通常作為中低壓油泵來使用,存在進一步提高壓力艱難等問題,且工作壓力過高時會使其泄漏量增大,進而導致甲醇泵的容積效率下降。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種可實現甲醇燃料二次利用的甲醇泵,不僅可以解決因泵內工作壓力過大導致的甲醇泵部件磨損問題,同時也能夠產生新的能源供應。
2、為了實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種可實現甲醇燃料二次利用的甲醇泵,包括擺線輪組件,所述擺線輪組件中內轉子安裝在泵軸的外部,定子套在內轉子的外部,擺線輪組件前端設置配流盤,后端設置環形液壓閥;
3、所述擺線輪組件外側設有圓柱支座,圓柱支座上端處設有進油槽口,內側設有進、出油管道,下端處設有出油槽口;
4、所述圓柱支座外側設有箱體,箱體內分別設有陰極通道和陽極通道,所述箱體外表面設有排水管道和排氣管道,排水管道與陰極通道相接,排氣管道與陽極通道相接,陰極通道和陽極通道之間設有膜電極與集流板;所述排水管道下方設有噴嘴體,所述噴嘴體外側設有容腔,容腔上表面設有進料管,底面設有出料管,容腔與無刷電機之間設有散熱導管與傳熱導管ⅰ,傳熱管道ⅰ設有冷凝管,容腔內表面設有熱驅動裝置。
5、所述擺線輪組件中,內轉子輪廓采用泛擺線曲線,內轉子的外齒數量為六個,定子的內齒數量為七個,內轉子的外齒與定子的內齒相嚙合。
6、所述配流盤采用平行線式設計,其油腔呈月牙形,內邊緣的圓弧以內轉子的旋轉中心為圓心,半徑等同于內轉子齒根圓的半徑;外邊緣的圓弧以定子的旋轉中心為圓心,半徑與定子齒根圓的半徑相一致。
7、所述泵軸采用平鍵軸設計,材料選用45號鋼,通過兩側工作面實現軸與軸上部件的周向固定。
8、所述環形液壓閥包括環型閥體、閥球、泄壓環和彈簧ⅰ,閥球和泄壓環組成閥芯,閥球直徑大小設置在彈簧ⅰ的中徑與外徑之間,環型閥體與泄壓環之間設有金屬密封圈。
9、所述膜電極由多個層在箱體內部依次排列構成,包括陰極擴散層、陰極催化劑層、質子交換膜、陽極擴散層以及陽極催化劑層;陰極催化層為pt基催化劑,陽極催化層為ni基催化劑;陽極擴散層采用常規碳紙(tgp-h-060,toray),陰極擴散層使用泡沫碳;集流板位于膜電極兩側。
10、所述甲醇泵中使用的甲醇濃度為1mol/l。
11、所述熱驅動裝置包括固定板與可動板,可動板左側連接搖桿,下方設有固定圓盤,固定圓盤設有圓弧槽口,圓弧槽口內部設有圓弧平鍵,圓弧平鍵上表面與軸連接,外表面帶有滾子;搖桿與彈簧ⅱ連接,下側設有滑道,滑道與壁面連接伸縮桿ⅱ。
12、所述容腔的進料管下方設有錐形盤,錐形盤下端設有過濾器與出料管;腔體內表面設有彈簧座,內部限位有o型彈簧,o型彈簧與熱驅動裝置相連,熱驅動裝置左側設有傳熱導管ⅱ,右側與傳熱導管ⅰ之間設有冷凝管。
13、本發明可實現甲醇燃料二次利用的甲醇泵,具有如下有益效果:
14、(1)甲醇泵的泵內設有環形液壓閥,當泵內的甲醇工作壓力出現超標時,可以將環形液壓閥打開,通過將多余的甲醇燃料排入圓柱支座上端的進油管道,實現對甲醇泵的過載保護,使泵內的壓力穩定在合適的范圍內,防止泵內部零件的磨損;
15、(2)甲醇泵陽極催化層采用了ni基催化劑,該催化劑中的ni金屬在堿性溶液中表現出良好的穩定性,不易被溶解,同時具備優良的電催化活性;而陰極催化層則采用了pt基催化劑,這種催化劑不僅具有較高的催化活性,也擁有優良的穩定性,從而有效地提升了甲醇燃料電化學反應的速率;
16、(3)采用了泡沫碳材料作為陰極擴散層,相比傳統的碳紙,顯著提高了其工作性能。具體來說,甲醇燃料電化學反應的峰值功率密度由24.47mw/cm2提升至39.24mw/cm2。在100ma/cm2的電流放電條件下,使用泡沫碳的放電時間可達60分鐘,而碳紙僅為46分鐘,顯示出泡沫碳作為擴散層具有更優越的放電能力。此外,泡沫碳的大比表面積和表面粗糙度有效增加了電池的有效表面積,加速了電極反應速率和電荷傳輸效率,減少了活化損失,從而進一步降低了電荷轉移電阻,提升了甲醇燃料電化學反應為驅動電機供電的整體效率;
17、(4)通過在無刷電機外殼末端設有吸熱與傳熱管道,在腔體外表面設有進料管,進料管通入碳酸鈉粉,在排水管下方設有噴嘴體,通過將箱體內陰極產生的水霧化成液體顆粒,增加了與二氧化碳的接觸面積,達到吸收效果,形成碳酸氫鈉溶液,然后將無刷電機的余熱經吸熱與傳熱管道完成對碳酸氫鈉溶液加熱、烘干得到晶體,最后經過過濾器進行過濾操作得到碳酸氫鈉粉末。通過這種方式不僅能有效對二氧化碳進行消除,避免二氧化碳向外過量排放,同時也能實現物質轉化得到新的產物。
1.一種可實現甲醇燃料二次利用的甲醇泵,其特征在于,包括擺線輪組件,所述擺線輪組件中內轉子安裝在泵軸的外部,定子套在內轉子的外部,擺線輪組件前端設置配流盤,后端設置環形液壓閥;
2.根據權利要求1所述的甲醇泵,其特征在于,所述擺線輪組件中,內轉子輪廓采用泛擺線曲線,內轉子的外齒數量為六個,定子的內齒數量為七個,內轉子的外齒與定子的內齒相嚙合。
3.根據權利要求1所述的甲醇泵,其特征在于,所述配流盤采用平行線式設計,其油腔呈月牙形,內邊緣的圓弧以內轉子的旋轉中心為圓心,半徑等同于內轉子齒根圓的半徑;外邊緣的圓弧以定子的旋轉中心為圓心,半徑與定子齒根圓的半徑相一致。
4.根據權利要求1至3任一所述的甲醇泵,其特征在于,所述泵軸采用平鍵軸設計,材料選用45號鋼,通過兩側工作面實現軸與軸上部件的周向固定。
5.根據權利要求1至3任一所述的甲醇泵,其特征在于,所述環形液壓閥包括環型閥體、閥球、泄壓環和彈簧ⅰ,閥球和泄壓環組成閥芯,閥球直徑大小設置在彈簧ⅰ的中徑與外徑之間,環型閥體與泄壓環之間設有金屬密封圈。
6.根據權利要求1至3任一所述的甲醇泵,其特征在于,所述膜電極由多個層在箱體內部依次排列構成,包括陰極擴散層、陰極催化劑層、質子交換膜、陽極擴散層以及陽極催化劑層;陰極催化層為pt基催化劑,陽極催化層為ni基催化劑;陽極擴散層采用常規碳紙(tgp-h-060,toray),陰極擴散層使用泡沫碳;集流板位于膜電極兩側。
7.根據權利要求1至3任一所述的甲醇泵,其特征在于,所述甲醇泵中使用的甲醇濃度為1mol/l。
8.根據權利要求1至3任一所述的甲醇泵,其特征在于,所述熱驅動裝置包括固定板與可動板,可動板左側連接搖桿,下方設有固定圓盤,固定圓盤設有圓弧槽口,圓弧槽口內部設有圓弧平鍵,圓弧平鍵上表面與軸連接,外表面帶有滾子;搖桿與彈簧ⅱ連接,下側設有滑道,滑道與壁面連接伸縮桿ⅱ。
9.根據權利要求1至3任一所述的甲醇泵,其特征在于,所述容腔的進料管下方設有錐形盤,錐形盤下端設有過濾器與出料管;腔體內表面設有彈簧座,內部限位有o型彈簧,o型彈簧與熱驅動裝置相連,熱驅動裝置左側設有傳熱導管ⅱ,右側與傳熱導管ⅰ之間設有冷凝管。