[發明專利]一種多工況無刷直流電動泵

在審

• 申請號: 201410733715.8
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104500293A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 劉曉東;周利華;張進;王文平;李述林;易曉紅
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: F02M37/08
• 分類號: F02M37/08;F04D15/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

一種多工況無刷直流電動泵屬于飛機燃油系統技術領域，涉及一種由無刷直流電動機驅動、可在多個工況點工作的寬包線離心式燃油泵的設計和結構。

背景技術

多年以來，運輸類飛機及其輸油泵因型號替代周期長等原因發展緩慢，輸油泵工作狀態單一、功重比低、效率低、維護困難；究其原因，主要是這些泵采用有刷電機驅動，轉速低，無控制，工況點不可調或可調范圍極小。

近年來，民航機、運輸機和水上飛機不斷地提高機載成品的高可靠性、長壽命、易維護、高功重比和自適應性能等要求，而無刷直流電動機技術也隨之發展進步。相比有刷電機，無刷直流電機無換向器，工作平穩、轉速高，方便控制。

發明內容

本發明的目的：設計研制一種可直接控制多狀態工作的無刷直流電動泵，能在很寬的“流量-壓力”包線范圍內工作，具有多狀態切換工作、拆裝自封、左右件/對稱件、耐墜撞和全面防錯等功能，可以滿足新一代運輸類飛機燃油系統功能和綜合管理需要，同時提高輸油泵可靠性和安全性，改善維護性，大幅降低產品重量。

本發明的技術方案：本發明由泵芯組件(9)和拆裝自封組件(10)兩部分組成，其中泵芯組件(9)包括無刷直流電動機(1)、離心葉輪(2)、濾網(3)、泵入口段(4)和徑向導葉(5)，裝自封組件(10)包括泵罩(6)、單向活門(7)和活門殼體(8)；每兩個徑向導葉(5)間形成的流道，流道中心線的朝向從泵入口段(4)處的徑向轉為徑向導葉(5)尾端的軸向。如圖1所示，由一個無刷直流電動機(1)驅動安裝在無刷直流電動機(1)軸上的離心葉輪(2)旋轉，抽吸油箱內的燃油經濾網(3)和扇形截面的徑向流道后進入泵入口段(4)，流經離心葉輪(2)離心增壓，然后進入徑向導葉(5)進一步擴散增壓，形成的增壓燃油匯流后經過泵罩(6)與無刷直流電動機(1)殼體間軸向環形流道，經泵罩(6)頂部的菌狀單向活門(7)和活門殼體(8)，流出到燃油出口管。如圖2所示，所述無刷直流電動機(1)自帶控制器，無刷直流電動機(1)的輸出功率和轉速狀態多級可調、連續可調，使無刷直流電動泵在較大的“流量-壓力”包線范圍內工作在一組相似曲線上。

如圖3、圖4所示，多工況泵芯為由控制器控制多狀態切換工作的無刷電機驅動的離心泵，泵芯組件整體安裝在拆裝自封結構內。其中多狀態切換工作功能通過確定泵和無刷直流電動機的多個工作狀態，在控制器內設計電機調速控制模塊來控制電機工作。拆裝自封功能主要在拆裝時自封燃油入口(11)和出口(12)，打開或自封燃油入口依靠通過定位和限位結構與泵芯聯動的密封筒實現；打開燃油出口依靠電機頂部的頂桿打開柱塞活門實現，而自封燃油出口依靠彈簧壓緊柱塞活門實現；左右件/對稱件功能在拆裝自封組件和多工況泵芯組件之間用安裝或對稱調位結構來實現；防錯功能通過接口的限位和定位等綜合防錯設計來滿足；通過一體化和四巧設計(“取消、重排、簡化、合并”)方法優化，提高功重比和可靠性；耐墜撞要求通過內部結構和安裝結構的保護、緩沖和吸能設計來滿足。

本發明的有益效果：本發明是國內外首次研究的、可在較寬包線范圍工作、實時滿足燃油系統調節要求的運輸類飛機輸油泵，其功能集成、一體化結構、拆裝自封及殼體設計上有多項創新，具有完全自主知識產權。

本發明成功地在輸油泵上滿足了大跨度的多個流量-壓力輸出要求，解決了輸油泵多狀態和寬包線工作需求及難題，滿足故障監測、診斷和重構管理要求，大幅度減小功耗，工作適應性強。

本發明功能、結構和性能的綜合一體化設計，集成了多狀態工作、同步式拆裝自封、對稱件/左右件、限流啟動、耐墜撞和全面防錯功能，制造工藝性和使用維護性好，重量輕、體積小、功重比高、可靠性高、接口適應性強。

本發明具有良好的模塊化擴展和系列化改型能力，適于產業化發展。

附圖說明：

圖1是本發明一種多工況無刷直流電動泵工作原理；

圖2是本發明多工況工作示意；

圖3是本發明多工況泵芯組件示意；

圖4是本發明拆裝自封組件示意；

圖5是本發明的一體化泵殼體示意；

圖6是本發明的電機原理圖；

1—無刷直流電動機，2—離心葉輪，3—濾網，4—泵入口段，5—徑向導葉，6—泵罩，7—單向活門，8—殼體。

具體實施方式

具體實施方式見圖1至圖6。下面將通過具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。