在2025年，叶片泵行业正面临着诸多变革与发展。随着各行业对设备运行稳定性和低噪音环境要求的不断提高，叶片泵的噪音控制成为了行业发展的关键趋势之一。据《2025-2030年全球及中国叶片泵行业市场现状调研及发展前景分析报告》相关市场调研数据显示，在过去的几年中，因噪音问题导致叶片泵产品退货率逐年上升，约有30%的用户明确表示噪音水平是他们选择叶片泵产品的重要考量因素。这一数据充分凸显了降低叶片泵噪音在当下市场环境中的紧迫性和重要性。
叶片泵作为容积变化式气体输送真空泵，在众多领域广泛应用。其工作原理是利用转轴和在转轴槽内不断移动的叶片的旋转运动来获得所需的真空环境。例如，以具有3个叶片的叶片泵为例，3个呈120°角度依次排列的叶片把泵内表面、转轴外表面和端部围成的区域分成 A、B、C 三部分空间，其中空间 B 与进气口相通，空间 C 与排气口相通。在工作过程中，主要分为吸气、排气和压缩三个阶段。然而，随着叶片泵应用场景的不断拓展，其噪音问题愈发受到关注。过高的噪音不仅危害车间人员的听力和身心健康，长期处于高噪音环境下还可能对人的神经系统造成损害。因此，有效降低叶片泵的噪音成为了行业亟待解决的重要课题。
叶片泵的噪音主要来源于叶片与泵腔的摩擦、排气过程以及轴承运转等方面。其中，排气噪音尤为突出，主要产生于两种工况。其一，气流与固体结构的耦合作用致使结构振动发声;其二，气体在涡流过程中引发的压力或速度脉动产生噪音。基于此，本研究旨在通过对涡流引起的压力或速度脉动进行流场仿真，并结合声学仿真，对叶片泵的结构进行优化和改进，以实现降低噪音的目标。
利用三维建模软件 Solidworks 构建叶片泵的排气流道内部结构图，该模型存在 1 和 3 两个狭窄空间。为防止极限真空状态时油箱中的油液返回泵内，在 1 和 3 之间设置了一个内部与泵腔相通的防返油间隙 2，其内部直径为 ϕ3mm，外部直径为 ϕ6mm。
一般而言，气动噪音由气体涡流产生的速度和压力脉动引起，噪音数值随气体涡流的降低而减少。在优化设计前，排气流道结构较为复杂，右侧排气空间狭窄，气体经过时易产生较大涡流，从而发出噪音。为降低噪音，对内部流道进行优化，主要有以下两个方案：
方案 1：取消模型空间 1，在原位置补平的结构上加工出大小相同的防返油间隙;将空间 2 前侧凹凸部分优化成直线，并去掉空间 2 后侧的拔模结构;将模型中央下凹部分的两侧与限位板边缘区域加工成过渡圆角，以改善气体流动。
方案 2：将空间 1 和 2 都补平，在原位置加工出相同大小的防返油间隙;将模型中央下凹部分的左侧与限位板边缘区域削成一个过渡圆角，以此改善气体流动。
对两种降噪方案进行比选，设置了多个对比项，包括原模型、原模型(无防返油间隙)、方案 1(无防返油间隙)、方案 1(有防返油间隙)以及方案 2(有防返油间隙)。
以组 1(原模型)为例，利用 CFX 流场仿真软件进行流场仿真处理后，得到垂直于泵腔轴线且过排气孔中心的一个截面的压力云图和速度云图。将各组对比项获得的流场仿真结果文件导入 Virtual.LabAcoustic 软件后进行傅里叶变换，再进行声学有限元仿真，从而获得声功率级频率响应曲线。
通过对比不同组别的声功率级频率响应曲线发现，原模型中的防返油间隙在一定程度上对降噪有影响。例如，组 1 和组 2 的对比表明，防返油间隙影响了模型的声学模态分布。组 1 和组 4 的对比显示，方案 1 可以有效降低 1000 - 5000Hz 区间的噪音，但对 0 - 500Hz 区间降噪不明显，且在 500 - 1000Hz 区间的个别区域噪音略有提高。组 4 和组 5 的对比则表明，在大部分频率区间，方案 2 降噪效果稍优于方案 1，仅在个别频率区间方案 1 降噪效果优于方案 2。
采用数字噪音计对叶片泵排气过程中的噪音进行测试，选择合适档位测量，待数值稳定后读取噪音值。试验结果显示，原模型噪音值为 47dB，原模型(无防返油间隙)噪音值为 50dB，方案 1(无防返油间隙)噪音值为 35dB，方案 1(有防返油间隙)噪音值为 37dB，方案 2(有防返油间隙)噪音值为 33dB。综合噪音仿真和试验分析可得，原叶片泵结构中的防返油间隙在一定程度上有降噪作用;方案 1 可降低噪音，但防返油间隙在方案 1 中提高了部分频率区间的噪音;方案 1 与方案 2 降低噪音的效果相近，各有优劣。
经研究发现，防返油间隙在降低噪音的同时会改变产品的声学模态。为达到防返油效果，只能优化改进孔的较大直径区段。为分析获取防返油间隙的最优降噪效果，从改变直径大小方面进行对比研究，设置了原模型(防返油间隙直径为 6.0mm)、防返油间隙直径调整为 6.5mm、防返油间隙直径调整为 7.0mm、防返油间隙直径调整为 7.5mm 这几个对比组。
通过对比不同组别的声功率级频率响应曲线可知，将防返油间隙的直径修改为 6.5mm 时，在 1700 - 5000Hz 区间降低噪音效果显著。直径为 7.0mm 的防返油间隙比 6.5mm 降噪效果更好，尤其在 500 - 1800Hz 区间。而直径 7.5mm 的防返油间隙与直径 7.0mm 相比，在大部分区间降噪效果相近，甚至在部分区间略差。
对叶片泵排气过程中的噪音进行测试，结果显示原模型(防返油间隙直径为 6.0mm)噪音值为 47dB，防返油间隙直径调整为 6.5mm 时噪音值为 34dB，防返油间隙直径调整为 7.0mm 时噪音值为 26dB，防返油间隙直径调整为 7.5mm 时噪音值为 33dB。由此可见，设置直径为 7.0mm 的防返油间隙的降噪效果最优。
综上所述，在2025年叶片泵行业发展趋势下，针对叶片泵排气过程中的噪音问题，通过基于有限元仿真方法进行结构优化设计具有显著成效。通过三维建模、流场仿真和声学有限元仿真获取声学分布特征图，并经过多次分组仿真和试验对比得出：基于叶片泵排气空间狭窄的现状，两种流道优化方案均可显著降低噪音，且效果相近，各有优缺点，可根据叶片泵的实际应用场景选择最佳降噪方案;防返油间隙具有一定降噪作用，但也会改变叶片泵的声学模态，经对比，直径为 7mm 的防返油间隙降噪效果最优。这些研究成果为叶片泵行业在噪音控制方面提供了重要的参考依据，有助于推动叶片泵产品在市场上的竞争力提升，满足各行业对低噪音设备的需求，进一步促进叶片泵行业的健康发展。
更多叶片泵行业研究分析，详见中国报告大厅《叶片泵行业报告汇总》。这里汇聚海量专业资料，深度剖析各行业发展态势与趋势，为您的决策提供坚实依据。
更多详细的行业数据尽在【数据库】，涵盖了宏观数据、产量数据、进出口数据、价格数据及上市公司财务数据等各类型数据内容。
京公网安备 11010502031895号
