專利名稱：多級擴散泵的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及多級擴散泵。
背景技術(shù)：
為了降低多級擴散泵的振動噪音，已知有加大導向葉片擴散器等 的入口與葉輪的出口的間隙而降低振動噪音的方法，或?qū)⑷~輪出口進
行三維扭轉(zhuǎn)，使二者的干涉得以緩和而降低振動噪音的方法。
專利文獻1中，提出了下面的式子，作為用來降低振動噪音的葉
輪和導向葉片的安裝方法。
(式l)
Z[sinK^AX卜A/的-/^.U1)}]=0 …(式1 )
專利文獻1:日本特開平5 — 14120號公報
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的第1、第2機構(gòu)存在使得多級擴散泵的效 率或其它特性惡化的難點，考慮那些特性的話存在無法期待大的效果 而缺乏實用性的問題。
另外，第3機構(gòu)是用來降低作用在擴散器上的徑向流體激振力的 方法，而沒有涉及對泵的噪音影響最大的軸向的流體激振力的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供降低了振動噪音的多級擴散泵。 為了達成上述目的，本發(fā)明的多級擴散泵，具有被旋轉(zhuǎn)支撐在 殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸、安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸上的多級葉輪、相對于所述多級 葉輪設置在所述殼體內(nèi)的圓板上的多級導向葉片和返回葉片(return blade);所述葉輪具有相同的形狀和相同的葉片片數(shù)，并由前后兩級 組合而成，至少一組葉輪的周向安裝位置的相位前后錯開將噪音降低 的規(guī)定間距.
為了達成上述目的，本發(fā)明的所述葉輪的周向安裝位置的相位前
后錯開0.47個間距以上、0.53個間距以下。
為了達成上述目的，本發(fā)明的所述葉片的片數(shù)為偶數(shù)片。 為了達成上述目的，本發(fā)明的所述葉片的片數(shù)為奇數(shù)片。 為了達成上述目的，使本發(fā)明設置在所述圓板上的葉片的相位一致。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供能降低振動噪音的多級擴散泵。


圖l是具備第一實施例的多級擴散泵的截面圖。
圖2是圖1的A-A'截面圖。
圖3是表示多級擴散泵的構(gòu)造的截面圖。
圖4是說明多級擴散泵的構(gòu)造的概念圖。
圖5是表示作用在導向葉片和返回葉片上的流體激振力的時間變 化的圖表。
圖6是表示多級擴散泵的噪音的聲壓水平的圖表。
圖7是表示本發(fā)明涉及的多級擴散泵的第二實施例的圖表。
圖8是具備另外的實施例的與圖2相當?shù)膱D。
具體實施例方式
對于多級擴散泵中的徑向的流體激振力，實施了上述以專利文獻 1為例說明了的那樣的對策，然而，當時沒有考慮到軸向的流體激振 力。
本發(fā)明的發(fā)明人對噪音的原因進行了深入研究，結(jié)果知道了軸向 的流體激振力也有影響。
使用圖3簡單說明軸向流體激振力產(chǎn)生的機理。 圖3是多級擴散泵的截面圖。
圖3中，1是多級擴散泵。在所述多級擴散泵1的內(nèi)部在旋轉(zhuǎn)軸4 上固定著葉輪6, 7是導向葉片。8a是設置在圓板8上的返回葉片。 這些葉輪6、導向葉片7、返回葉片8a成為一組并按多級配置在軸向 上。由殼體9將它們覆蓋住。
從葉輪6的端緣向離心方向放出的流體在端緣附近產(chǎn)生紊流，在
所述紊流作用下，流體覆蓋著圃板8進行流動，由此，會以圃板為邊 界在軸向上產(chǎn)生大小的壓力差。圃板8因所述壓力差而在軸向上振動， 因此，所述振動傳播到殼體9上而形成噪音。
進一步進行說明的話，經(jīng)過理論計算以及試驗確認出作用到殼 體9上的軸向的流體激振力，僅僅有選擇地加大葉輪6的葉片片數(shù)Z 與葉輪6a上的旋轉(zhuǎn)頻率N的積的整數(shù)倍mNZ (m-l、 2、 3、 4、...) 的成分。由于作用到殼體9上的流體激振力會使殼體9在軸向上振動， 所以成為多級擴散泵發(fā)生噪音的原因。
對此，為了降低多級擴散泵l的振動噪音，已知有加大返回葉片 8a的入口與葉輪6a的出口的間隙而降低振動噪音的方法，或?qū)⑷~輪 6a的出口進行三維扭轉(zhuǎn)，使二者的干涉得以緩和而降低振動噪音的 方。
但是，這種手法無法獲得滿意的效果。本發(fā)明的發(fā)明人對降低振 動噪音進行種種討論，結(jié)果得出下述實施例。
針對樞軸安裝到殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上安裝著的多級葉輪，對于具有 配設在所述殼體中的多級導向葉片和返回葉片的多級擴散泵的實施例 進行說明。
圖l是具備本發(fā)明的一個實施例的葉輪的正面圖。
圖2是圖1的A-A'截面圖。
圖3是組裝成的多級擴散泵的截面圖。
圖1和圖2中，示出本實施例中葉輪6的片數(shù)為7片的情況，并 示出了葉輪6處于某一級的狀態(tài)。虛線所示的葉輪6a表示葉輪6的下 一級的葉輪的位置。附圖標記2表示護軍、附圖標記3表示轂、附圖 才示i己4表示旋轉(zhuǎn)軸。
圖3中，由葉輪6、導向葉片7、返回葉片8a構(gòu)成的級在軸向上 配置多級，它們被收納在殼體9的內(nèi)部。
圖4是將多級擴散泵的泵部分以俯視表示的概念圖。
圖4中，附圖標記9表示形成多級擴散泵1的外廓的殼體。圖4 中示出的多級擴散泵l由六級泵構(gòu)成，所述泵由葉輪6、導向葉片7、
返回葉片8a構(gòu)成。在殼體9中以規(guī)定間隔安裝著導向葉片7和返回葉 片8a。
各個級的葉輪6、導向葉片7、返回葉片8a的葉片形狀和葉片片 數(shù)相同，各個級的導向葉片7和返回葉片8a的周向的安裝位置在全級 上相同。
在上述多級擴散泵中，如圖2所示，相對于某一級的葉輪6，其 正后方的級的葉輪6a(以虛線表示)上周向的安裝位置的相位錯開0.5 個間距。
例如，圖4所示那樣，J-第2級的葉輪上的相對于J-第1級的葉 輪在周向的安裝位置的相位錯開了 0.5個間距。由此，J-第l級的導 向葉片7以及返回葉片8a在側(cè)板運動的軸向的流體激振力，與J-第
180度，因而，J-第l級和J-第2級的軸向的流體激振力相抵消。
圖5表示根據(jù)圖3所示多級擴散泵的流體解析結(jié)果，即求得的J =第l級的導向葉片7以及返回葉片8a在側(cè)板運動的軸向的流體激振 力的2NZ成分以及J-第2級的導向葉片以及返回葉片在側(cè)板運動的 軸向的流體激振力2NZ成分的時間變化的結(jié)果。
根據(jù)圖5可知，如實線所示的流體激振力和虛線所示流體激振力 那樣，相位錯開180度，軸向的流體激振力相互抵消。由此，傳遞到 殼體9上的軸向的流體激振力得以降低，由此殼體9的軸向的振動降 低，所以可以降低多級擴散泵的振動噪音。
在此，至少一組的葉輪6的相位前后錯開0.5個間距的話可以取 得降低噪音的效果。即，在圖4的J-1、 2、 J-3、 4、 J-5、 6中的至 少一組的組合中，只要葉輪的周向安裝位置的相位錯開0.5個間距， 就可以取得噪音降低的效果。另外，當然，全部組合的葉輪的周向安 裝位置的相位前后錯開0.5個間距也可以取得降低噪音的效果.
在此，各個組的周向安裝位置的相位即使為任意的相位，也可以 取得降低噪音的效果.例如，在圖4的第偶數(shù)級的葉輪(J"2、 4、 6) 的周向的安裝位置的相位相對于其正前方的第奇數(shù)級的葉輪(J-1、 3、
5)錯開0.5個間距的情況下，各個組合的笫奇數(shù)級(J-l、 3、 5)的 葉輪的相位可以是任意相位。
圖6示出了在使用了上述葉輪的安裝方法的級數(shù)為5級、葉片片 數(shù)為7片的多級擴散泵中，通過進行構(gòu)造解析而獲得的殼體9周圍的 聲壓水平。
如圖6所示，由于頻率大于5NZ的成分的聲壓水平是可以忽視的 值因而沒有示出。白方框為，第偶數(shù)級(J-2、 4)的葉輪分別相對于 正前方的第奇數(shù)級(J-1、 3 )錯開90度相位進行安裝。根據(jù)本方法， NZ頻率的聲壓水平相對于錯開90度相位的情況降低61 % 、 2NZ頻率 的聲壓水平降低31%、 3NZ頻率的聲壓水平降低17%、 4NZ頻率的 聲壓水平降低16%、 5NZ頻率的聲壓水平降低530/。。 (實施例2 )
針對樞軸安裝在殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上安裝著的多級葉輪，對于具有 配設在所述殼體內(nèi)的多級導向葉片和返回葉片的多級擴散泵的實施例 進行說明。
圖7表示相位的錯位與前后兩級的導向葉片和返回葉片在側(cè)板作 用的頻率為把NZ、 2NZ、 3NZ、 4NZ、 5NZ的軸向流體激振力合成了 的流體激振力的振幅的關系，是從圖5所示的流體解析結(jié)果得出的結(jié) 果。相位錯位為完全沒有錯位的0間距或者為1個間距時，流體激振 力的振幅不減小，相位錯開0.5個間距時減小得最多。
通常，不考慮各個葉輪的相位關系而安裝了葉輪的情況下的軸向 流體激振力被降低到圖7所示的平均值左右。為了獲得足夠的泵噪音 降低效果，考慮上述軸向流體激振力的平均值減少一半以上是妥當?shù)摹?因此，由圖7可知，獲得足夠的泵噪音降低效果的相位錯開量為0.47 個間距以上、0.53個間距以下。
圖8是具備本發(fā)明的一個實施例的葉輪15、 16的一個實施例，在 前后兩級組合的葉輪中，至少一組的葉輪周向安裝位置的相位在前后 錯開0.47個間距以上、0.53個間距以下。
根據(jù)上述葉輪的安裝方法，與實施例l同樣，可以降低殼體的軸
向流體激振力，可以降低殼體的軸向振動，可以降低泵的噪音。
與實施例1同樣，至少 一組葉輪的相位前后錯開0.47個間距以上、 0.53個間距以下的話，可以獲得噪音降低的效果。另外，當然，即使 全部的組合前后錯開0.47個間距以上、0.53個間距以下也可以獲得噪 音降低效果。
與實施例1同樣，各個組的周向安裝位置的相位即使是任意的相 位也可以獲得降低噪音的效果。
如上所述，在本發(fā)明使用相同形狀而且相同葉片片數(shù)的前后兩級 組合的葉輪中，至少一組的葉輪周向安裝位置的相位前后錯開0.47個 間距以上、0.53個間距以下，由此可以實現(xiàn)謀求降低噪音的多級擴散 泵。
另外，不僅可以降低作用在殼體上的頻率為mNZ (m=l、 2、 3、 4、...)的軸向的流體激振力，而且可以降低流體激振力引起的殼體的 軸向的振動，所以，可以實現(xiàn)謀求降低噪音的多級擴散泵。
如上的發(fā)明是
1. 一種多級擴散泵，具有被旋轉(zhuǎn)支撐在殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸、安裝 在所述旋轉(zhuǎn)軸上的多級葉輪、相對于所述多級葉輪設置在所述殼體內(nèi) 的圓板上的多級導向葉片和返回葉片；所述葉輪具有相同的形狀和相 同的葉片片數(shù)，并由前后兩級組合而成，至少一組葉輪的周向安裝位 置的相位前后錯開將噪音降低的規(guī)定間距。
2. 所述葉輪的周向安裝位置的相位前后錯開0.47個間距以上、 0.53個間距以下。
3. 所述葉片的片數(shù)為偶數(shù)片。
4. 所述葉片的片數(shù)為奇數(shù)片。
5. 使得設置在所述圓板上的葉片的相位一致。
權(quán)利要求
1.一種多級擴散泵，具有被旋轉(zhuǎn)支撐在殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸、安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸上的多級葉輪、相對于所述多級葉輪設置在所述殼體內(nèi)的圓板上的多級導向葉片和返回葉片；其特征在于，所述葉輪具有相同的形狀和相同的葉片片數(shù)，并由前后兩級組合而成，至少一組葉輪的周向安裝位置的相位前后錯開降低噪音的規(guī)定間距。
2. 如權(quán)利要求l所述的多級擴散泵，其特征在于，所述葉輪的周 向安裝位置的相位前后錯開0.47個間距以上、0.53個間距以下。
3. 如權(quán)利要求l所述的多級擴散泵，其特征在于，所述葉片的片 數(shù)為偶數(shù)片。
4. 如權(quán)利要求l所述的多級擴散泵，其特征在于，所述葉片的片 數(shù)為奇數(shù)片。
5. 如權(quán)利要求l所述的多級擴散泵，其特征在于，設置在所述圓 板上的葉片的相位一致。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種泵構(gòu)造，其用來針對樞軸安裝到殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上安裝著的多級葉輪，在具有配設在所述殼體中的多級導向葉片擴散器和返回葉片流路的多級擴散泵中，降低作用在殼體上的流體激振力，降低泵的振動噪音。針對樞軸安裝到殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上安裝著的多級葉輪，在具有配設在所述殼體中的多級導向葉片擴散器和返回葉片流路的多級擴散泵中，在采用相同的形狀和相同的葉片片數(shù)的前后兩級組合而成的葉輪中，至少一組葉輪的周向安裝位置的相位前后錯開0.47個間距以上、0.53個間距以下。由此可以降低作用到殼體上的軸向的流體激振力，降低泵的振動噪音。
文檔編號F04D29/18GK101105190SQ20071012839
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者千葉由昌, 吉田哲也, 小林克年, 清水勇人 申請人:株式會社日立工業(yè)設備技術(shù)