CN113982911A - 一种多余度电动泵以及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多余度电动泵以及发动机，该多余度电动泵包括第一电机、第二电机、齿轮泵以及密封装置，其中，第一电机以及第二电机对称地设置于齿轮泵的两侧，第一电机的输出端以及第二电机的输出端分别与齿轮泵的主动齿轮传动连接，第一电机与齿轮泵之间以及第二电机与齿轮泵之间分别设置有密封装置；上述多余度电动泵可通过控制第一电机或第二电机运转驱动电动泵正常运转，在第一电机或第二电机出现故障时，以另一个电机接替驱动电动泵运转，从而实现电动泵的多余度设计，达到减少故障发生概率，提高可靠性的目的。

Description

一种多余度电动泵以及发动机

技术领域

本发明涉及发动机动力传动技术领域，特别涉及一种多余度电动泵以及发动机。

背景技术

电动泵作为发动机的核心组件，在发动机的运行过程当中充当“心脏”的作用，其性能尤为关键，随着我国航空航天事业的高质量快速发展，电动泵正在逐渐取代传统的油泵，成为新兴的发动机动力源核心产品。因此，针对电动泵的冗余度、效率、结构紧凑度、小型化、模块化以及轻量化提出了越来越严苛的要求，这就要求电动泵能够具有更高的可靠度以及适应未来轻量化发动机的能力。

然而现有的电动泵采用无冗余度设计，这种设计结构会增加发动机产生故障的概率，可靠性较差。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种多余度电动泵，以使其具有多余度结构设计，减少故障发生概率，提高可靠性。

本发明的第二个目的在于提供一种基于上述多余度电动泵的发动机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多余度电动泵，包括第一电机、第二电机、齿轮泵以及密封装置，所述第一电机以及所述第二电机对称地设置于所述齿轮泵的两侧，所述第一电机的输出端以及所述第二电机的输出端分别与所述齿轮泵的主动齿轮传动连接，所述第一电机与所述齿轮泵之间以及所述第二电机与所述齿轮泵之间分别设置有所述密封装置。

优选地，还包括第三电机以及第四电机，所述第三电机以及所述第四电机对称地设置于所述齿轮泵的两侧，所述第三电机的输出端以及所述第四电机的输出端分别与所述齿轮泵的从动齿轮传动连接，所述第三电机与所述齿轮泵之间以及所述第四电机与所述齿轮泵之间分别设置有所述密封装置。

优选地，所述齿轮泵的主动齿轮与所述齿轮泵的主动轴为一体结构，所述齿轮泵的主动轴两端分别穿过两个所述密封装置与所述第一电机的输出轴以及所述第二电机的输出轴连接为一体；所述齿轮泵的从齿轮与所述齿轮泵的从动轴为一体结构，所述齿轮泵的从动轴两端分别穿过两个所述密封装置与所述第三电机的输出轴以及所述第四电机的输出轴连接为一体。

优选地，所述第一电机以及所述第三电机装配于第一电机壳体内，所述第三电机以及第四电机装配于第二电机壳体内。

优选地，所述第一电机、第二电机、第三电机以及第四电机均为永磁同步电机，所述永磁同步电机包括电机电枢、滚动轴承、永磁体以及输出轴，所述永磁体套装于所述输出轴，所述电机电枢通过两个位于所述永磁体两端的所述滚动轴承可转动地设置于所述输出轴，所述电机电枢环绕于所述永磁体外。

优选地，所述第一电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置以及所述第三电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置共用第一密封外壳，所述第一电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第一电机的输出轴与所述齿轮泵的主动轴的连接处，所述所述所述第三电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第三电机的输出轴与所述齿轮泵的从动轴的连接处；

所述第二电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置以及所述第四电机与所述齿轮泵之间的密封装置共用第二密封外壳，所述第二电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第二电机的输出轴与所述齿轮泵的主动轴的连接处，所述所述所述第四电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第四电机的输出轴与所述齿轮泵的从动轴的连接处。

优选地，紧固件依次贯穿所述第一电机壳体、所述第一密封外壳、所述齿轮泵的泵壳、所述第二密封外壳以及所述第二电机壳体将所述第一电机壳体、所述第一密封外壳、所述齿轮泵的泵壳、所述第二密封外壳以及所述第二电机壳体连接。

优选地，还包括控制器，所述第一电机的电机电枢、所述第二电机的电机电枢、所述第三电机的电机电枢以及所述第四电机的电机电枢分别与所述控制器连接。

一种发动机，包括如上任意一项所述的多余度电动泵。

由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种多余度电动泵，包括第一电机、第二电机、齿轮泵以及密封装置，其中，第一电机以及第二电机对称地设置于齿轮泵的两侧，第一电机的输出端以及第二电机的输出端分别与齿轮泵的主动齿轮传动连接，第一电机与齿轮泵之间以及第二电机与齿轮泵之间分别设置有密封装置；上述多余度电动泵可通过控制第一电机或第二电机运转驱动电动泵正常运转，在第一电机或第二电机出现故障时，以另一个电机接替驱动电动泵运转，从而实现电动泵的多余度设计，达到减少故障发生概率，提高可靠性的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多余度电动泵的外部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多余度电动泵的侧视图；

图3为本发明实施例提供的多余度电动泵的内部剖视图；

图4为本发明实施例提供的多余度电动泵的齿轮泵的剖视图；

图5为本发明实施例提供的多余度电动泵的控制原理图。

图1-图5中：

1为第一电机壳体；2为第一密封外壳；3为泵壳；4为第二密封外壳；5为第二电机壳体；6为紧固件；7为第一电机；8为第二电机；9为主动齿轮；10为第三电机；11为第四电机；12为从动齿轮；13为滚动轴承；14为电机电枢；15为永磁体；16为输出轴；17为密封元件；18为控制器。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种多余度电动泵，该多余度电动泵采用多余度结构设计，可达到减少故障发生概率，提高可靠性的目的。

本发明的另一核心是提供一种基于上述多余度电动泵的发动机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，图1为本发明实施例提供的多余度电动泵的外部结构示意图，图2为本发明实施例提供的多余度电动泵的侧视图，图3为本发明实施例提供的多余度电动泵的内部剖视图，图4为本发明实施例提供的多余度电动泵的齿轮泵的剖视图。

本发明实施例中公开了一种多余度电动泵，该多余度电动泵包括第一电机7、第二电机8、齿轮泵以及密封装置，其中，第一电机7以及第二电机8对称地设置于齿轮泵的两侧，第一电机7的输出端以及第二电机8的输出端分别与齿轮泵的主动齿轮9传动连接，第一电机7与齿轮泵之间以及第二电机8与齿轮泵之间分别设置有密封装置。

可以看出，与现有技术相比，上述实施例中所公开的多余度电动泵可通过控制第一电机7或第二电机8运转驱动电动泵正常运转，在第一电机7或第二电机8出现故障时，以另一个电机接替驱动电动泵运转，从而实现电动泵的多余度设计，达到减少故障发生概率，提高可靠性的目的。

作为优选地，上述多余度电动泵还包括第三电机10以及第四电机11，第三电机10以及第四电机11对称地设置于齿轮泵的两侧，第三电机10的输出端以及第四电机11的输出端分别与齿轮泵的从动齿轮12传动连接，第三电机10与齿轮泵之间以及第四电机11与齿轮泵之间分别设置有密封装置，通过设置第三电机10以及第四电机11，可以在第一电机7以及第二电机8都出现故障时，使第三电机10或第四电机11动作，将齿轮泵的从动轴变为主动轴，从而进一步增加电动泵的冗余度。

作为优选地，齿轮泵的主动齿轮9与齿轮泵的主动轴为一体结构，齿轮泵的主动轴两端分别穿过两个密封装置与第一电机7的输出轴16以及第二电机8的输出轴16连接为一体；齿轮泵的从齿轮与齿轮泵的从动轴为一体结构，齿轮泵的从动轴两端分别穿过两个密封装置与第三电机10的输出轴16以及第四电机11的输出轴16连接为一体，这种设计结构将电机输出轴16与齿轮泵合二为一，由于在形式上省去了联轴器等中间连接件，在一定程度上提高了整机的效率，同时降低了电动泵的体积和重量，利于电动泵的小型化和轻量化。

进一步地，在本发明实施例中，第一电机7以及第三电机10装配于第一电机壳体1内，第三电机10以及第四电机11装配于第二电机壳体5内。

具体地，在本发明实施例中，第一电机7、第二电机8、第三电机10以及第四电机11均为永磁同步电机，永磁同步电机包括电机电枢14、滚动轴承13、永磁体15以及输出轴16，永磁体15套装于输出轴16，电机电枢14通过两个位于永磁体15两端的滚动轴承13可转动地设置于输出轴16，电机电枢14环绕于永磁体15外。

进一步优化上述技术方案，第一电机7与齿轮泵之间的密封装置以及第三电机10与齿轮泵之间的密封装置共用第一密封外壳2，第一电机7与齿轮泵之间的密封装置的密封元件17套装于第一电机7的输出轴16与齿轮泵的主动轴的连接处，第三电机10与齿轮泵之间的密封装置的密封元件17套装于第三电机10的输出轴16与齿轮泵的从动轴的连接处；

第二电机8与齿轮泵之间的密封装置以及第四电机11与齿轮泵之间的密封装置共用第二密封外壳4，第二电机8与齿轮泵之间的密封装置的密封元件17套装于第二电机8的输出轴16与齿轮泵的主动轴的连接处，第四电机11与齿轮泵之间的密封装置的密封元件17套装于第四电机11的输出轴16与齿轮泵的从动轴的连接处。

通过上述结构设计使得本发明实施例提供的多余度电动泵具有5段模块化结构，一方面可以降低加工的难度，提升零件的精度；另一方面可以实现模块化安装，利于未来标准化的实现。

进一步地，紧固件6依次贯穿第一电机壳体1、第一密封外壳2、齿轮泵的泵壳3、第二密封外壳4以及第二电机壳体5将第一电机壳体1、第一密封外壳2、齿轮泵的泵壳3、第二密封外壳4以及第二电机壳体5连接，紧固件6可以包括多根连接螺钉，各连接螺钉绕多余度电动泵的周向均布。

请参阅图5，上述多余度电动泵还包括控制器18，第一电机7的电机电枢14、第二电机8的电机电枢14、第三电机10的电机电枢14以及第四电机11的电机电枢14分别与控制器18连接。

一种发动机，该发动机包括如上述实施例所述的多余度电动泵，由于该发动机包括上述实施例所述的多余度电动泵，因此发动机的技术效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种多余度电动泵，其特征在于，包括第一电机、第二电机、齿轮泵以及密封装置，所述第一电机以及所述第二电机对称地设置于所述齿轮泵的两侧，所述第一电机的输出端以及所述第二电机的输出端分别与所述齿轮泵的主动齿轮传动连接，所述第一电机与所述齿轮泵之间以及所述第二电机与所述齿轮泵之间分别设置有所述密封装置。

2.根据权利要求1所述的多余度电动泵，其特征在于，还包括第三电机以及第四电机，所述第三电机以及所述第四电机对称地设置于所述齿轮泵的两侧，所述第三电机的输出端以及所述第四电机的输出端分别与所述齿轮泵的从动齿轮传动连接，所述第三电机与所述齿轮泵之间以及所述第四电机与所述齿轮泵之间分别设置有所述密封装置。

3.根据权利要求2所述的多余度电动泵，其特征在于，所述齿轮泵的主动齿轮与所述齿轮泵的主动轴为一体结构，所述齿轮泵的主动轴两端分别穿过两个所述密封装置与所述第一电机的输出轴以及所述第二电机的输出轴连接为一体；所述齿轮泵的从齿轮与所述齿轮泵的从动轴为一体结构，所述齿轮泵的从动轴两端分别穿过两个所述密封装置与所述第三电机的输出轴以及所述第四电机的输出轴连接为一体。

4.根据权利要求2或3所述的多余度电动泵，其特征在于，所述第一电机以及所述第三电机装配于第一电机壳体内，所述第三电机以及第四电机装配于第二电机壳体内。

5.根据权利要求4所述的多余度电动泵，其特征在于，所述第一电机、第二电机、第三电机以及第四电机均为永磁同步电机，所述永磁同步电机包括电机电枢、滚动轴承、永磁体以及输出轴，所述永磁体套装于所述输出轴，所述电机电枢通过两个位于所述永磁体两端的所述滚动轴承可转动地设置于所述输出轴，所述电机电枢环绕于所述永磁体外。

6.根据权利要求4所述的多余度电动泵，其特征在于，所述第一电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置以及所述第三电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置共用第一密封外壳，所述第一电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第一电机的输出轴与所述齿轮泵的主动轴的连接处，所述所述所述第三电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第三电机的输出轴与所述齿轮泵的从动轴的连接处；

所述第二电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置以及所述第四电机与所述齿轮泵之间的密封装置共用第二密封外壳，所述第二电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第二电机的输出轴与所述齿轮泵的主动轴的连接处，所述所述所述第四电机与所述齿轮泵之间的所述密封装置的密封元件套装于所述第四电机的输出轴与所述齿轮泵的从动轴的连接处。

7.根据权利要求6所述的多余度电动泵，其特征在于，紧固件依次贯穿所述第一电机壳体、所述第一密封外壳、所述齿轮泵的泵壳、所述第二密封外壳以及所述第二电机壳体将所述第一电机壳体、所述第一密封外壳、所述齿轮泵的泵壳、所述第二密封外壳以及所述第二电机壳体连接。

8.根据权利要求2-3及5-7任意一项所述的多余度电动泵，其特征在于，还包括控制器，所述第一电机的电机电枢、所述第二电机的电机电枢、所述第三电机的电机电枢以及所述第四电机的电机电枢分别与所述控制器连接。

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的多余度电动泵。

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