德國FESTO真空發(fā)生器
德國FESTO真空發(fā)生器就是利用正壓氣源產(chǎn)生負壓的一種新型,，高效，清潔,，經(jīng)濟,，小型的真空元器件，這使得在有壓縮空氣的地方,，或在一個氣動系統(tǒng)中同時需要正負壓的地方獲得負壓變得十分容易和方便,。真空發(fā)生器廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動化中機械，電子，包裝,，印刷,，塑料及機器人等領(lǐng)域.真空發(fā)生器的傳統(tǒng)用途是真空吸盤配合，進行各種物料的吸附,，搬運,，尤其適合于吸附易碎，柔軟,，薄的非鐵,，非金屬材料或球型物體.在這類應(yīng)用中，一個共同特點是所需的抽氣量小,，真空度要求不高且為間歇工作,。筆者認為對真空發(fā)生器的抽吸機理和影響其工作性能因素的分析研究，對正負壓氣路的設(shè)計和選用有著不可忽視的實際意義,。
德國FESTO真空發(fā)生器

的工作原理真空發(fā)生器的工作原理是利用噴管高速噴射壓縮空氣,，在噴管出口形成射流，產(chǎn)生卷吸流動.在卷吸作用下,，使得噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走,，使吸附腔內(nèi)的壓力降至大氣壓以下，形成一定真空度,。如圖1所示,。由流體力學(xué)可知，對于不可壓縮空氣氣體(氣體在低速進,，可近似認為是不可壓縮空氣)的連續(xù)性方程A1v1= A2v2式中A1,，A2----管道的截面面積，m2v1,，v2----氣流流速,，m/s由上式可知，截面增大,，流速減?。唤孛鏈p小,，流速增大,。對于水平管路，按不可壓縮空氣的伯努里理想能量方程為P1+1/2ρv12=P2+1/2ρv22式中P1,，P2----截面A1,，A2處相應(yīng)的壓力，Pav1,，v2----截面A1,，A2處相應(yīng)的流速,，m/sρ----空氣的密度，kg/m2由上式可知,，流速增大,，壓力降低，當v2>>v1時,，P1>>P2。當v2增加到一定值,，P2將小于一個大氣壓務(wù),，即產(chǎn)生負壓.故可用增大流速來獲得負壓，產(chǎn)生吸力,。按噴管出口馬赫數(shù)M1(出口流速與當?shù)芈曀僦?分類,，真空發(fā)生器可分為亞聲速器管型(M1<1)，聲速噴管型(M1=1)和超聲速噴管型(M1>1).亞聲速噴管和聲速噴管都是收縮噴管,，而超聲速噴管型必須是先收縮后擴張形噴管(即Laval噴嘴).為了得到zui大吸入流量或zui高吸入口處壓力,，真空發(fā)生器都設(shè)計成超聲速噴管型。真空發(fā)生器的抽吸性能分析真空發(fā)生器的主要性能參數(shù)空氣消耗量：指從噴管流出的流量qv1,。吸入流量：指從吸口吸入的空氣流量qv2.當吸入口向大氣敞開時,，其吸入流量zui大，稱為zui大吸入流量qv2max,。吸入口處壓力：記為Pv.當吸入口被*封閉(如吸盤吸著工件),，即吸入流量為零時，吸入口內(nèi)的壓力zui低,，記作Pvmin,。吸著響應(yīng)時間：吸著響應(yīng)時間是表明真空發(fā)生器工作性能的一個重要參數(shù)，它是指從換向閥打開到系統(tǒng)回路中達到一個必要的真空度的時間,。影響真空發(fā)生器性能的主要因素真空發(fā)生器的性能與噴管的zui小直徑,，收縮和擴散管的形狀，通徑及其相應(yīng)位置和氣源壓力大小等諸多因素有關(guān),。圖2為某真空發(fā)生器的吸入口處壓力,，吸入流量，空氣消耗量與供給壓力之間的關(guān)系曲線.圖中表明,，供給壓力達到一定值時,，吸入口處壓力較低，這時吸入流量達到zui大,，當供給壓力繼續(xù)增加時,，吸入口處壓力增加，這時吸入流量減小,。zui大吸入流量qv2max的特性分析：較為理想的真空發(fā)生器的qv2max特性,，要求在常用供給壓力范圍內(nèi)(P01=0.4---0.5MPa),，qv2max處于zui大值，且隨著P01的變化平緩,。吸入口處壓力Pv的特性分析：較為理想的真空發(fā)生器的Pv特性,，要求在常用供給壓力范圍內(nèi)(P01=0.4---0.5MPa)，Pv處于zui小值,，且隨著Pv1的變化平緩,。在吸入口吵*封閉的條件下，對特定條件下吸入口處壓力Pv與吸入流量之間的關(guān)系如圖3所示.為獲得較為理想的吸入口處壓務(wù)與吸入流量的匹配關(guān)系,，可設(shè)計成多級真空發(fā)生器串聯(lián)組合在一起,。
德國FESTO擴散管的長度應(yīng)保證噴管出口的各種波系充分發(fā)展，使擴散管道出口截面上能獲得近似的均勻流動.但管道過長,，管壁摩擦損失增大,。一般管工為管徑的6---10倍較為合理.為了減少能量損失，可在擴散管直管道的出口加一個擴張角為6°---8°的擴張段,。吸著響應(yīng)時間與吸附腔的容積有關(guān)(包括擴散腔,，吸附管道及吸盤或密閉艙容積等)，吸附表面的泄漏量與所需吸入口處壓力的大小有關(guān),。對一定吸入口處壓力要求來說,，若吸附腔的容積越小，響應(yīng)時間越短,；若吸入口處壓力越高,，吸附容積越小，表面泄漏量越小,，則吸著響應(yīng)時間亦越短,；若吸附容積大，且吸著速度要快,，則真空發(fā)生器的噴嘴直徑應(yīng)越大,。真空發(fā)生器在滿足使用要求的前提下應(yīng)減小其耗氣量(L/min)，耗氣量與壓縮空氣的供給壓力有關(guān),，壓力越大,，則真空發(fā)生器的耗氣量越大.因此在確定吸入口處壓務(wù)值勤的大小時要注意系統(tǒng)的供給壓力與耗氣量的關(guān)系，一般真空發(fā)生器所產(chǎn)生的吸入口處壓力在20kPa到10kPa之間,。此時供華表壓力再增加,，吸入口處壓力也不會再降低了，而耗氣量卻增加了.因此降低吸入口處壓力應(yīng)從控制流速方面考慮,。有時由于工件的形狀或材料的影響,，很難獲得較低的吸入口處壓力，由于從吸盤邊緣或通過工件吸入空氣,，而造成吸入口處壓力升高.在這種情況下,，就需要正確選擇真空發(fā)生器的尺寸,，使其能夠補償泄漏造成的吸入口處壓力升高。由于很難知道泄漏時的有效截面積,，可以通過一個簡單的試驗來確定泄漏造成的吸入口處壓力升高,。由于很難知道泄漏時的有效截面積，可以通過一個簡單的試驗來確定泄漏量,。試驗回路由工件,，真空發(fā)生器,，吸盤和真空表組成,，由真空表的顯示讀數(shù)，再查真空發(fā)生器的性能曲線,，可很容易知道泄漏量的大小。

當考慮泄漏時,，真空發(fā)生器的特性曲線對正確確定真空發(fā)生器非常重要,。泄有時是不可避免的，當有泄漏時確定真空發(fā)生器的大小的方法如下：把名義吸入流量與泄漏流量相加,，可查出真空發(fā)生器的大小,。提高真空發(fā)生器吸入流量的方法真空發(fā)生器分高真空型和高抽吸流量型，前者曲線斜率大,，后者平坦,。在噴管喉部直徑一定的情況下，要獲得高真空,，必然降低抽吸流量,，而為獲得大吸入流量，必然增加其吸入口處壓力,。為增大真空發(fā)生器吸入流量,，可采取設(shè)計多級擴大壓管方式。如采取兩個三級擴壓管式真空發(fā)生器并聯(lián),，如圖所示,，吸入流量將再增加一倍。結(jié)束語真空發(fā)生器是一種小巧而經(jīng)濟的真空產(chǎn)生元件,，應(yīng)用在有正壓氣源的地方,，使真空回路極大簡化.因此，有利于降低機器的制造成本,，有利于提高機器的可靠性,，有利于實現(xiàn)機械的高速化和自動化，具有廣闊的應(yīng)用前景,。系統(tǒng)設(shè)計過程中,，應(yīng)綜合考慮真空發(fā)生器的各種性能參數(shù),，選擇與系統(tǒng)相匹配的性能指標.一般較佳的供氣供給壓力為：0.4---0.5MPa,，吸入口處壓力一般為：20kPa---10kPa,。  

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