《一种电动微型泵、氢气制备方法、自冷却供料方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种电动微型泵、氢气制备方法、自冷却供料方法.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102808762 A (43)申请公布日 2012.12.05 C N 1 0 2 8 0 8 7 6 2 A *CN102808762A* (21)申请号 201210277786.2 (22)申请日 2012.08.06 F04B 53/08(2006.01) C01B 3/32(2006.01) (71)申请人上海合既得动氢机器有限公司 地址 201612 上海市松江区新飞路1500弄 18号楼 (72)发明人向华 庞娟娟 向德成 (74)专利代理机构上海金盛协力知识产权代理 有限公司 31242 代理人王松 (54) 发明名称 一种电动微型泵、氢气制备方法、。
2、自冷却供料 方法 (57) 摘要 本发明属于电动微型泵化工加料技术领域， 具体涉及一种通过输送的原料进行电动机冷却的 方法，及采用该方法设计的节能环保型的自冷却 电动微型泵。本发明提供一种电动微型泵的自冷 却供料方法包括以下步骤：启动电动微型泵；流 体原料首先与电机进行热交换；热交换后的流体 原料经泵主体导入化学反应系统进行化学反应。 本发明提供的一种自冷却电动微型泵包括泵主 体、驱动泵主体的电机和套在电机外壳上的散热 套，所述散热套与泵主体的入水口相通。本发明的 技术方案同时解决了化工加料过程中，供料电机 泵主体的电机散热及能量再利用的问题，电机温 度得以控制，确保了微型泵的正常工作同时在冷。
3、 却电机的同时，又加热了原料温度，体现了节能环 保的设计理念。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种自冷却电动微型泵，其特征在于包括泵主体、驱动泵主体的电机和套在电机外 壳上的散热套，所述散热套与泵主体相通；所述散热套包括内壁、外壁、流道、入口和出口， 所述内壁与电机的外壳严密紧贴，所述外壁和内壁构成一个闭合腔体，所述流道设置在腔 体内，所述入口和出口分别设置在腔体上，腔体通过入口与外界相通，出口与泵主体入水口 相通；所述入口和出口设置在。
4、腔体上距离最远的两点；所述流道由错开排布的隔板构成的 导流槽或者为螺旋导流槽或者为蛇形导流槽；泵主体将流体原料由散热套的入口导入流 道，在流道中与电机进行热交换，电机降温，流体原料升温，升温后的流体原料经与散热套 的出口相通的泵主体入水口进入泵主体，最终输送到反应系统中。 2.一种自冷却电动微型泵，其特征在于包括泵主体、驱动泵主体的电机和套在电机外 壳上的散热套，所述散热套与泵主体相通。 3.根据权利要求2所述一种自冷却电动微型泵，其特征在于所述散热套包括内壁、外 壁、流道、入口和出口，所述内壁与电机的外壳严密紧贴，所述外壁和内壁构成一个闭合腔 体，所述流道设置在腔体内，所述入口和出口分别设置。
5、在腔体上，腔体通过入口与外界相 通，出口与泵主体入水口相通。 4.根据权利要求3所述一种自冷却电动微型泵，其特征在于所述入口和出口设置在腔 体上距离最远的两点。 5.根据权利要求3所述一种自冷却电动微型泵，其特征在于所述流道由错开排布的隔 板构成的导流槽或者为螺旋导流槽或者为蛇形导流槽。 6.一种氢气制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 步骤S1：将甲醇和水通过权利要求15任一所述自冷却电动微型，流经散热套与电机 进行热交换，而后进行温度感应，如果未能达到温度要求，则输送至换热器继续换热，换热 后进入气化室气化； 步骤S2：气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室。
6、内的 温度为370 -409； 步骤S3：重整室与分离室之间设有预热控温机构，用以加热从重整室输出的气体；所 述预热控温机构作为重整室与分离室之间的缓冲，缩短重整室输出气体温度与分离室温度 之间的温度差，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近； 步骤S4：所述分离室内的温度设定为400 -450，分离室的温度高于重整室内的温 度；分离室内设有钯膜分离器，从钯膜分离器的产气端得到氢气。 7.一种自冷却供料方法，其特征在于包括以下步骤： 1）启动权利要求15任一所述自冷却电动微型泵； 2）流体原料首先与电机进行热交换； 3）热交换后的流体原料经微型泵主体导入化学反应系统进行化学反应。。
7、 8.根据权利要求7所述一种电动微型泵的自冷却供料方法，其特征在于所述化学反应 的反应温度在20以上。 9.根据权利要求7所述一种电动微型泵的自冷却供料方法，其特征在于所述流体原料 的沸点在50以上。 10.根据权利要求7所述一种电动微型泵的自冷却供料方法，其特征在于所述化学反 应系统为甲醇、水重整制氢系统，所述流体原料为甲醇。 权 利 要 求 书CN 102808762 A 1/4页 3 一种电动微型泵、 氢气制备方法、 自冷却供料方法 技术领域 0001 本发明属于电动微型泵化工加料技术领域，具体涉及一种通过输送的原料进行电 动机冷却的方法，及采用该方法设计的节能环保型的自冷却电动微型泵。。
8、 背景技术 0002 水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送 给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金 属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。衡量水泵性能的技术参数有流 量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量；扬 程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量。水泵的效率不是一个独立性能参数， 它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和 效率，也可求出轴功率。电动泵的动力源为电机。 0003 电机是指依据电磁感应定律实现电能转换。
9、或传递的一种电磁装置。它的主要作用 是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。电机在进行能量转换时，总是有一小部 分损耗转变成热量，它必须通过电机外壳和周围介质不断将热量散发出去，这一过程为冷 却过程。 0004 化学工程中液体原料的输送往往是通过电动泵，工作过程中，随着电机温度的升 高，泵的效率会降低，流量及扬程降低，并且长期高温工作也会导致电机工作异常，缩短使 用寿命。 0005 目前电机冷却或通过自由对流或通过外部冷却装置，以上方法均未对电机产生的 热量加以利用，而与此同时许多化学反应需要在高于室温的条件下进行，有些液体原料的 粘度较大或在低温环境下需加热降低粘度后才能用水泵输送，否。
10、则需要改用液压泵等大功 率设备输送。 0006 在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同 重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣 和废气，不会污染环境。因此氢能的产生和利用被广泛研究。其中用甲醇、水重整制氢可减 少化工生产中的能耗和降低成本，有望替代被称为“电老虎”的“电解水制氢”的工艺。申 请号为201210088410.7的中国专利中公开了一种小型化可移动式制氢设备和方法，为氢 能的使用推广奠定了基础。所述制氢方法包括如下步骤： 0007 步骤1：将甲醇和水通过泵输送至换热器换热，换热后进入气化室气化； 0008 步。
11、骤2：气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室内 的温度为370 -409； 0009 步骤3：重整室与分离室之间设有预热控温机构，用以加热从重整室输出的气体； 0010 所述预热控温机构作为重整室与分离室之间的缓冲，缩短重整室输出气体温度与 分离室温度之间的温度差，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近； 0011 步骤4：所述分离室内的温度设定为400-450，分离室的温度高于重整室内的 说 明 书CN 102808762 A 2/4页 4 温度；分离室内设有钯膜分离器，从钯膜分离器的产气端得到氢气。 0012 其中步骤1中首先需输送甲醇和水至换热器换热。
12、和气化室气化，也就是需要将其 加热到比较高的温度后再导入重整室进行制氢反应。传统的电动微型泵因电机散热不利， 温度过高会影响电机的正常工作，不能满足实际使用过程中制氢设备的供料的要求。 发明内容 0013 本发明提供了一种电动微型泵的自冷却供料方法，用以解决电机散热能量利用和 电机耗能冷却的问题，及这种电动微型泵的自冷却方法在小型制氢设备中的应用，同时提 供了基于这种方法设计的自冷却电动微型泵。 0014 为实现上述目的，本发明提供一种自冷却电动微型泵，包括泵主体、驱动泵主体的 电机和套在电机外壳上的散热套，所述散热套与泵主体相通；所述散热套包括内壁、外壁、 流道、入口和出口，所述内壁与电机的。
13、外壳严密紧贴，所述外壁和内壁构成一个闭合腔体， 所述流道设置在腔体内，所述入口和出口分别设置在腔体上，腔体通过入口与外界相通，出 口与泵主体入水口相通；所述入口和出口设置在腔体上距离最远的两点；所述流道由错开 排布的隔板构成的导流槽或者为螺旋导流槽或者为蛇形导流槽；泵主体将流体原料由散热 套的入口导入流道，在流道中与电机进行热交换，电机降温，流体原料升温，升温后的流体 原料经与散热套的出口相通的泵主体入水口进入泵主体，最终输送到反应系统中。 0015 本发明还提供了一种自冷却电动微型泵，其包括泵主体、驱动泵主体的电机和套 在电机外壳上的散热套，所述散热套与泵主体的入水口相通； 0016 进一步。
14、，所述散热套包括内壁、外壁、流道、入口和出口，所述内壁与电机的外壳严 密紧贴，所述外壁和内壁构成一个闭合腔体，所述流道设置在腔体内，所述入口和出口分别 设置在腔体上，腔体通过入口与外界相通，出口与泵主体入水口相通； 0017 进一步，所述散热套的内壁选用导热材料，为了使电机外壳和内壁之间良好的接 触和导热，中间可夹涂导热硅质； 0018 进一步，所述散热套的外壁设有保温层，可以使热量保存在流体原料中； 0019 进一步，所述入口和出口设置在腔体上距离最远的两点，例如入口设置在腔体下 部，出口设置在腔体上部，且出口与泵主体的入水口同侧，入口与泵主体的出水口同侧，有 利于提高热交换效率； 0020。
15、 进一步，所述流道由错开排布的隔板构成的导流槽或者为螺旋导流槽或者为蛇形 导流槽，用于提高热交换效率； 0021 电机工作时，泵主体将流体原料由散热套的入口导入流道，在流道中与电机进行 热交换，电机降温，流体原料升温，升温后的流体原料经与散热套的出口相通的泵主体入水 口进入泵主体，最终输送到反应系统中。 0022 本发明还提供了一种氢气制备方法，其包括如下步骤： 0023 步骤S1：将甲醇和水通过所述自冷却电动微型泵，流经散热套与电机进行热交 换，而后进行温度感应，如果未能达到温度要求，则输送至换热器继续换热，换热后进入气 化室气化； 0024 步骤S2：气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重。
16、整室内设有催化剂，重整室 内的温度为370 -409； 说 明 书CN 102808762 A 3/4页 5 0025 步骤S3：重整室与分离室之间设有预热控温机构，用以加热从重整室输出的气 体；所述预热控温机构作为重整室与分离室之间的缓冲，缩短重整室输出气体温度与分离 室温度之间的温度差，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近； 0026 步骤S4：所述分离室内的温度设定为400 -450，分离室的温度高于重整室内 的温度；分离室内设有钯膜分离器，从钯膜分离器的产气端得到氢气。 0027 此外，本发明还提供了一种电动微型泵的自冷却供料方法，包括以下步骤： 0028 1）启动电动。
17、微型泵； 0029 2）流体原料首先与电机进行热交换； 0030 3）热交换后的流体原料经泵主体导入化学反应系统进行化学反应； 0031 进一步，所述化学反应的反应温度在20以上；化学反应需要一定温度时，在泵 送原料或溶剂时，电机产生的热能通过流体原料或溶剂进行液冷的同时，这些原本需要加 热的原料温度也如愿升高，可以避免或减少后续加热，在一定程度的降低能耗，实现最大程 度的节能减排； 0032 进一步，所述流体原料的沸点在50以上； 0033 进一步，所述化学反应系统为甲醇、水重整制氢系统，用于冷却电机的流体原料为 甲醇或/和水，泵主体将甲醇输入到气化室的过程中将电机的热量带走； 0034 本。
18、发明的技术方案同时解决了化工加料过程中，供料电机泵主体的电机散热及能 量再利用的问题，控制电机温度保证了微型泵的正常工作，在冷却电机的同时，又加热了原 料温度，体现了节能环保的设计理念，普适性好，尤其是解决了小型甲醇、水重整制氢的供 料问题，进一步优化了这一前景广大的能源设备。 附图说明 0035 图1为实施例1自冷却电动微型泵的结构示意图。 0036 图2为实施例1自冷却电动微型泵的散热套部分剖视图。 具体实施方式 0037 下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发 明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本。
19、发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。 0038 实施例1 0039 参见图1、2，本发明提供的一种自冷却电动微型泵，其包括泵主体1、驱动泵主体 的电机2和套在电机2外壳上的散热套3，所述散热套3包括内壁31、外壁32、流道33、入 口34和出口35，所述内壁31与电机2的外壳严密紧贴，所述外壁32和内壁31构成一个闭 合腔体，设置在腔体内的流道33为螺旋导流槽，所述入口34设置在腔体下部与泵主体1的 出水口12同侧，出口35设置在腔体上部，且与泵主体1的入水口11同侧，腔体通过入口34 与外界相通，出口35与泵主体1的入水口11相通，所述散热套3的内壁。
20、31为金属材料。 0040 泵主体1将流体原料由散热套3的入口导入流道，在流道中与电机2进行热交换， 电机2降温，流体原料升温，升温后的流体原料经与散热套3的出口相通的泵主体1入水口 说 明 书CN 102808762 A 4/4页 6 34进入泵主体1，最终输送到反应系统中。 0041 实施例2 0042 制氢过程中，一种自冷却供料方法，其包括以下步骤：将甲醇和水通过实施例1所 述自冷却电动微型泵，流经散热套与电机进行热交换，而后进行温度感应，如果未能达到温 度要求，则输送至换热器继续换热，换热后进入气化室气化。其中制氢设备参见申请号为 201210088410.7的中国专利。 0043 实。
21、施例3 0044 一种氢气制备方法，其包括如下步骤： 0045 步骤S1：实施例2所述自冷却供料方法； 0046 步骤S2：气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室 内的温度为370 -409； 0047 步骤S3：重整室与分离室之间设有预热控温机构，用以加热从重整室输出的气 体；所述预热控温机构作为重整室与分离室之间的缓冲，缩短重整室输出气体温度与分离 室温度之间的温度差，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近； 0048 步骤S4：所述分离室内的温度设定为400 -450，分离室的温度高于重整室内 的温度；分离室内设有钯膜分离器，从钯膜分离器的产气端得到氢气。 0049 这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例 中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实 施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明 的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进 行其它变形和改变。 说 明 书CN 102808762 A 1/1页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102808762 A 。