[发明专利]一种应用于航天器的无轴泵

说明书

本发明公开了一种应用于航天器热控流体回路中，同时可以串联叠加使用的新型小型无轴泵，该无轴泵采用泵与管道的一体化设计，能够解决泵在流体回路管道中的密封问题，以及减小回路的沿程阻力。当无轴泵不工作时，工质依然可通过泵体，为流体回路的驱动问题提出更通用化的解决方式。

技术领域

本发明涉及流体回路驱动泵设计领域，尤其涉及一种应用于航天器的无轴泵。

背景技术

目前空间技术中的驱动泵主要以离心泵、隔膜泵和轴流泵为主。离心泵、轴流泵都是通过电机轴与叶轮进行连接，电机与管道的分体式结构易导致工质的泄漏以及工件的损坏，同时电机长轴的使用也进一步导致了振动的产生。此外，离心泵与轴流泵的设计都要求其流动管道设计为弯管，在水力分析中需考虑其弯管压降，产生了相应的水力损失，在泵出现故障的情况下，工质需要克服更大的阻力才能通过泵体。而隔膜泵虽然减少了管道沿程阻力的损失，但是其本身设计较为复杂。同时，隔膜泵的作用机理是通过空间的挤压带动工质流动，这种机理使其在长时间工作的情况下，材料产生连续的形变，导致泄漏。以上三种泵的使用，均需要针对不同流体回路的任务指标对泵进行选型设计，增加了研究成本与任务难度。

无轴泵推技术是将驱动轴带动叶轮旋转的方式改为将电机定子内嵌在环形导管内，直接驱动转子带动叶轮旋转。这种技术多用于大型船舶、潜艇的推进系统。但是其环形导管的结构及其大型电机系统的设计并不适合小型或微型管道内的流体驱动，特别在小型航天器热控流体回路中，所用管路管径可小至毫米级，因此现有技术无法应用于航天器中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于航天器的无轴泵，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种应用于航天器的无轴泵，采用整体套筒式设计，包括定子端盖、第一轴承、限位工件、转子、固定管道、端盖、叶片、旋转部件、第二轴承以及定子；所述定子的两端栓接有所述定子端盖，所述固定管道穿过所述定子端盖和所述定子，所述端盖与所述固定管道法兰连接；所述第一轴承、所述限位工件、所述转子、所述叶片、所述旋转部件和所述第二轴承都位于所述固定管道的管体内部；所述转子外侧嵌有磁瓦，内侧特殊卡口与所述旋转部件的第一凸台配合组装，所述旋转部件的第二凸台高于所述转子的内侧特殊卡口以及所述旋转部件的所述第一凸台，防止所述转子与所述旋转部件发生径向相对移动；所述第一轴承与所述第二轴承分别与所述旋转部件的两端相接，使所述旋转部件能够沿所述固定管道的轴线转动；所述第一轴承于所述固定管道的收口端之间过盈配合；所述端盖内测有环形凸台，所述第二轴承与所述端盖的环形凸台之间过盈配合；所述限位工件在所述第一轴承与所述转子之间，限制所述第一轴承与所述转子发生径向移动，且所述限位工件内侧有特殊卡口设计，与所述旋转部件的所述第一凸台相接，防止所述限位工件与所述旋转部件发生相对旋转运动，同时限制所述旋转部件的径向移动；所述第二轴承为阶梯轴，与所述旋转部件的第二凸台以及所述端盖相接；所述叶片以固定角度与位置组装在所述旋转部件内侧。

进一步，所述定子采用小型无刷电机定子结构，其外部尺寸不超过10cm*10cm*10cm。

进一步，所述盖端内侧有环形小凹槽，其中放置有密封圈。

进一步，所述固定管道的收口端和所述端盖的出口端的管内径尺寸不超过15mm。

进一步，所述固定管道选用材料为不锈钢或者哈氏合金，管壁厚度不超过1mm。

进一步，所述定子外侧固定有底座，用于将泵体固定在航天器结构中。

进一步，所述叶片由超过3个独立叶片组成，无中心轴连接。

本发明的有益效果是：

1.本发明解决了使用长轴而带来的振动问题，弯管设计问题以及弯管带来的沿程阻力问题，提高了泵的适应性以及抗振性；