專利名稱：無粉塵離心泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高純度藥品、超大規(guī)模集成電路的制造裝置的超純水管路等中用于輸送高純度液體的、內(nèi)部能防止產(chǎn)生粉塵的泵裝置，屬于一種無粉塵離心泵裝置，根據(jù)該裝置的結(jié)構(gòu)，其軸密封構(gòu)件采用非接觸方式，通過適當?shù)拈g隙向系統(tǒng)外部產(chǎn)生一定量的泄露，以防止在泵內(nèi)因滑動摩擦產(chǎn)生粉塵以及向泵內(nèi)混入不純物。
背景技術(shù)：
一般來說，用于純水等的離心泵裝置，其液體接觸面通過進行全面研磨來提高不純物的去除精度，對于金屬離子的溶解則通過材料等級的選擇來解決。對于軸密封裝置部分，則是利用彈簧使機械密封構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)環(huán)以一定的面壓在固定環(huán)上滑動，因而容許產(chǎn)生滑動摩擦粉塵的現(xiàn)象，而如何將該滑動磨擦粉塵從滑動部附近排到系統(tǒng)之外，這正是以往技術(shù)所苦心追求的。此外，為了抑制磨擦粉塵的產(chǎn)生，要求提高滑動面的材料質(zhì)量，這樣不僅使成本提高，而且也無望杜絕粉塵的產(chǎn)生。
這種以往技術(shù)的離心泵裝置雖然可以應(yīng)用于對純度要求較低的領(lǐng)域中，但作為用于要求液質(zhì)純度高的超純水裝置等的泵裝置，其結(jié)構(gòu)還存在尚未解決的問題。
本發(fā)明的目的在于，在不需對離心泵裝置采用特殊結(jié)構(gòu)的情況下，通過利用由葉輪產(chǎn)生的壓力所發(fā)生的水力學意義上的軸推力來消除軸承的游隙，和對軸密封裝置的滑動面進行調(diào)整，而得到制造成本低、結(jié)構(gòu)簡單、容易維修、適用于高純度液質(zhì)的、合理的無粉塵離心泵裝置。
對發(fā)明的詳細說明本發(fā)明涉及在高純度藥品、超大規(guī)模集成電路的制造裝置的超純水管路等中用于輸送高純度液體的、內(nèi)部不容許產(chǎn)生粉塵的泵裝置。該泵裝置的構(gòu)成是，所述泵具有葉輪5，在包括有葉輪5和主軸6的旋轉(zhuǎn)體的貫通殼體1的部分上，安裝有作為軸密封裝置的、能與旋轉(zhuǎn)體整體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)8a，和與之對峙的固定環(huán)8b。固定環(huán)8b固定在密封殼體9上，該密封殼體9可用螺合等方法相對于殼體1的軸密封裝置部的內(nèi)徑側(cè)進行移動，不用說在泵停止時，就是在泵運轉(zhuǎn)之中也可在不需將泵分解的情況下從外部對密封殼體9的位置進行微調(diào)整，以將其固定到能獲得適當?shù)幕瑒用骈g隙e的位置上。
另外，葉輪5由主葉片5a和內(nèi)葉片5b構(gòu)成為葉輪形狀，所述主葉片5a能借助離心力向揚液產(chǎn)生壓力，所述內(nèi)葉片5b用于平衡上述壓力對葉輪產(chǎn)生的軸推力，通過對內(nèi)葉片5b的外徑以及形狀進行適當?shù)倪x擇，能夠產(chǎn)生朝向一個方向的軸推力。借助該軸推力，主軸6的因滾珠軸承等的軸承12的內(nèi)部間隙而產(chǎn)生的游隙便被消除，并向一個方向偏移，最后在一個適當?shù)奈恢蒙戏€(wěn)定下來，并使旋轉(zhuǎn)環(huán)8a與固定環(huán)8b的滑動面之間的間隙e形成得適當而又穩(wěn)定，在滑動面處于非接觸的狀態(tài)下，再配合密封殼體9的位置調(diào)整，便能保持適當?shù)男孤┝?，這樣就能防止在軸密封裝置部產(chǎn)生滑動粉塵以及向泵內(nèi)混入不純物，從而構(gòu)成了能保持高純度液質(zhì)的結(jié)構(gòu)。此外，對殼體1、葉輪5等各個與液體接觸的構(gòu)件當然也要與以往技術(shù)一樣進行精密加工、鏡面研磨、精密洗凈等適當處理方式來去除不純物。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明的一個實施例的總體縱向斷面圖；圖2是從入口側(cè)所見的葉輪部的斷面圖；圖3是葉輪所產(chǎn)生的液流的狀態(tài)和軸密封裝置部的局部斷面圖；圖4是將旋轉(zhuǎn)環(huán)配置在大氣側(cè)的一個實施例的斷面圖。
最佳實施例該種泵的軸密封裝置在以往技術(shù)中采用的機械密封，一般來說，為了防止發(fā)生泄漏，旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)采用通過彈簧作用在相互擠壓的情況下進行滑動的結(jié)構(gòu)。但本發(fā)明與上述以往的技術(shù)思想不同，其結(jié)構(gòu)是，在產(chǎn)生一定的被控制的泄漏量的同時保持滑動面間隙，通過進行在非接觸狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)，來阻止在軸密封裝置內(nèi)部發(fā)生滑動粉塵以及向泵內(nèi)混入不純物，以維持高純度的液質(zhì)。
現(xiàn)結(jié)合圖3說明其作用。預先調(diào)整確定密封殼體9的位置，以得到希望的滑動面間隙e，開始運轉(zhuǎn)后，可產(chǎn)生與從吸入口a→葉輪外周b→出口(圖未示出)的揚液系統(tǒng)本體的液流并行的、從吸入口a→葉輪外周b→葉輪內(nèi)側(cè)c→葉輪內(nèi)側(cè)中央部d→滑動面間隙e→回收管路f的較小液流(泄漏)。也就是說，具有葉輪外周部壓力Pb的揚液的一部分在通過葉輪內(nèi)側(cè)c時，在逆著離心力的方向上向葉輪內(nèi)側(cè)中央部d流動時，壓力可減至Pd，并一邊潤滑著滑動面間隙e一邊經(jīng)過回收管路f排到系統(tǒng)外部。
本來，即使根據(jù)以往技術(shù)通過對滾珠軸承12施加預壓來限制軸承內(nèi)部的間隙等方法也能在一定程度上確保主軸的正確位置，但在本發(fā)明中，由于葉輪外周b產(chǎn)生的壓力Pb與葉輪內(nèi)側(cè)c的內(nèi)葉片5b產(chǎn)生的壓力Pc之間的壓力差能給予葉輪水力學意義上的軸推力(即圖3中向左方向的推力)，使支承主軸6的軸承12因內(nèi)部間隙而產(chǎn)生的游隙被消除，并使主軸6的軸方向位置能穩(wěn)定在非常正確的位置上，因而更能準確而穩(wěn)定地保持旋轉(zhuǎn)環(huán)8a與固定環(huán)8b的滑動面間隙e。
另外，還有一個特征是，在運轉(zhuǎn)過程中也能調(diào)整滑動面間隙e，可以通過回收管路f來確認來自滑動面的泄漏量，在不停泵的情況下，從外部在軸方向上對密封殼體9進行微調(diào)整后，用定位螺釘11將其再次固定到殼體1上，從而能夠確保希望的泄漏量。
現(xiàn)參照附圖具體說明本發(fā)明的實施例。圖1是泵的總體縱向斷面圖，該泵包括，嵌裝了主軸6以及葉輪5的旋轉(zhuǎn)部分，和包括有殼體1、軸承支架4在內(nèi)的固定部分，以及配置在液體接觸側(cè)的軸密封裝置的旋轉(zhuǎn)環(huán)8a。
圖2是殼體1以及葉輪5的一個實施例，各個液體接觸部的構(gòu)件都采用能進行車削等精密加工的、并能全面進行鏡面研磨(電解研磨等)以及精密洗凈的形狀，例如葉輪5采用半開式，殼體1的渦旋形狀采用同心圓形狀，而且采用能使液體滯留的部位極其少的結(jié)構(gòu)。另外，為了使對小容量泵的較狹窄的排出擴壓部的研磨加工能進行得徹底，將排出短管構(gòu)件2與殼體1分離開，在進行了研磨加工后再用O形環(huán)14口以密封固定，從而能夠分解清洗。
圖3詳細地示出了葉輪所產(chǎn)生的液流的狀態(tài)和軸密封裝置部。利用固定環(huán)卡子10將固定環(huán)8b固定到密封殼體9上，通過對螺合在殼體1上的密封殼體9向左右進行微調(diào)整來保持最佳滑動面間隙e并產(chǎn)生希望的泄漏量。
在本圖中示出的葉輪的內(nèi)側(cè)葉片5b被設(shè)計成在運轉(zhuǎn)時能向左方向產(chǎn)生軸推力，這樣就會借助運轉(zhuǎn)使滑動面間隙e變窄，從而將泄漏量調(diào)整到最合適和最小。在停止時泄漏量當然會稍微增大，但這樣正好可以防止不純物從系統(tǒng)外部侵入。如果認為有必要控制泄漏量時，可以采用在揚液系統(tǒng)本體中安裝與泵連動的自動調(diào)整閥等現(xiàn)有技術(shù)，以限制停止時的泄漏量。此外，雖然未有附圖示出，也可以根據(jù)用途將葉輪的內(nèi)側(cè)葉片5b設(shè)計成向右方向產(chǎn)生軸推力。這時，停止時的泄漏量為最小，但運轉(zhuǎn)時的泄漏量會稍微增大。
圖4示出了將旋轉(zhuǎn)環(huán)8a配置在大氣側(cè)、并設(shè)計成向右方向產(chǎn)生軸推力的一個實施例。從結(jié)構(gòu)上說，該實施例能產(chǎn)生與圖3中將旋轉(zhuǎn)環(huán)8a配置在接觸液體側(cè)時相同的效果，軸推力的方向也同樣可以采用靈活的設(shè)計。為了防止因在進行密封殼體位置調(diào)整時的誤操作而使滑動面出現(xiàn)異常碰接，在本實施例中設(shè)置了彈簧構(gòu)件8c，同時，為了防止旋轉(zhuǎn)環(huán)滑動面因該彈簧構(gòu)件8c而產(chǎn)生擺動，在套筒7上設(shè)置了臺階部7a加以限制。
另外，在實施例中示出了將葉輪5直接與主軸6進行螺合的結(jié)構(gòu)，但根據(jù)制造時的需要，也可以援用現(xiàn)有技術(shù)，在主軸6上安裝鍵以傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩，并用葉輪螺帽來加以固定。
至于旋轉(zhuǎn)環(huán)8a以及固定環(huán)8b的形狀和材料，只要是在加工時能保證對峙的滑動面的加工精度，可以根據(jù)用途進行靈活選擇。此外，也可以采用普通的機械密封構(gòu)件。還可以將套筒7省略，而將選擇環(huán)8a直接安裝到主軸6上。此外，還可以在本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)作出種種設(shè)計變更，并不限于以上實施例。
實用性綜上所述，本發(fā)明的泵不僅結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉、維修調(diào)整方便，而且由于使軸密封裝置的旋轉(zhuǎn)環(huán)與固定環(huán)保持非接觸狀態(tài)，并由滑動面向裝置系統(tǒng)外部產(chǎn)生一定量的泄漏，從而能使泵內(nèi)部不會產(chǎn)生粉塵以及防止不純物進入，因而具有能保持高純度液質(zhì)的效果，因此，本發(fā)明的泵在高純度藥品、超大規(guī)模集成電路的制造裝置的超純水管路等中用于輸送高純度液體時，能夠取得很大成果。
權(quán)利要求
1.在用于輸送高純度液體的、具有葉輪、在主軸的貫通殼體的部分上安裝有軸密封裝置的離心泵裝置(渦旋式泵以及渦流式泵)中，一種無粉塵離心泵裝置的特征在于，該種無粉塵離心泵裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)成為通過在運轉(zhuǎn)過程中使葉輪(5)產(chǎn)生適當?shù)摹⑾蛑粋€方向的、水力學意義上的軸推力，以消除支承在軸承(12)上的主軸(6)在軸方向上的擺動(游隙)，而使軸密封裝置的旋轉(zhuǎn)環(huán)(8a)與固定環(huán)(8b)之間的滑動面間隙(e)在運轉(zhuǎn)之中也能保持不會產(chǎn)生滑動的適當設(shè)定值，并能向泵的系統(tǒng)外部產(chǎn)生一定量的揚液的泄漏，從而使泵內(nèi)部不會產(chǎn)生粉塵，并且防止不純物進入泵內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的無粉塵離心泵裝置，其特征在于，該種無粉塵離心泵裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)成為軸密封裝置的固定環(huán)(8b)的位置能夠相對于殼體(1)在軸方向上進行微調(diào)整并且固定，從而在運轉(zhuǎn)過程中也能從外部容易地調(diào)整滑動面間隙(e)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在高純度藥品、超大規(guī)模集成電路的制造裝置的超純水管路等中用于輸送高純度液體的、能防止內(nèi)部產(chǎn)生粉塵的泵裝置。該裝置的特征是，通過使軸密封裝置的旋轉(zhuǎn)環(huán)與固定環(huán)以適當?shù)拈g隙保持非接觸狀態(tài)，而由滑動面間隙向裝置系統(tǒng)外部產(chǎn)生一定量的泄漏，從而能使泵內(nèi)部不會產(chǎn)生粉塵以及防止不純物進入，因而能保持高純度的液質(zhì)。通過在泵的運轉(zhuǎn)過程中使葉輪產(chǎn)生適當?shù)?、向著一個方向的、水力學意義上的軸推力，以消除因軸承內(nèi)部間隙造成的游隙，而在軸密封裝置的旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)的滑動面之間形成一定的間隙以保持非接觸狀態(tài)，并且在運轉(zhuǎn)過程中也能從外部調(diào)整固定環(huán)的位置，以使來自滑動面間隙的泄漏保持最適當?shù)牧?。由于具有以上?gòu)成，從而能夠得到容易維修保養(yǎng)、適用于高純度液質(zhì)的、合理的無粉塵泵裝置。
文檔編號F04D29/22GK1130934SQ94193363
公開日1996年9月11日 申請日期1994年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月13日
發(fā)明者橫田博, 谷本哲也, 河本正博 申請人:株式會社橫田制作所