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真空發(fā)生器工作原理
閱讀：2105 發(fā)布時(shí)間：2020-11-27真空發(fā)生器就是利用正壓氣源產(chǎn)生負(fù)壓的一種新型,，高效，清潔,，經(jīng)濟(jì),，小型的真空元器件，這使得在有壓縮空氣的地方,，或在一個(gè)中同時(shí)需要正負(fù)壓的地方獲得負(fù)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(dòng)化中機(jī)械,，電子,，包裝，印刷,，塑料及機(jī)器人等領(lǐng)域,。
真空元件以真空壓力為動(dòng)力源，作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的一種手段,已在電子,、半導(dǎo)體元件組裝,、汽車(chē)組裝、自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械,、輕工機(jī)械,、食品機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械,、印刷機(jī)械,、塑料制品機(jī)械、包裝機(jī)械,、鍛壓機(jī)械,、機(jī)器人等許多方面得到廣泛的應(yīng)用。
真空發(fā)生裝置有真空泵和真空發(fā)生器兩種,。真空泵是吸入口形成負(fù)壓,，排氣口直接通大氣,，兩端壓力比很大的抽除氣體的機(jī)械。真空發(fā)生器是利用壓縮空氣的流動(dòng)而形成一定真空度的氣動(dòng)元件,，與真空泵相比,，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小,、質(zhì)量輕,、價(jià)格低、安裝方便,，與配套件復(fù)合化容易,，真空的產(chǎn)生和解除快，宜從事流量不大的間歇工作,，適合分散使用,。
原理
真空發(fā)生器就是利用正壓氣源產(chǎn)生負(fù)壓的一種新型，高效,，清潔,，經(jīng)濟(jì)，小型的真空元器件,，這使得在有壓縮空氣的地方,，或在一個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)中同時(shí)需要正負(fù)壓的地方獲得負(fù)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(dòng)化中機(jī)械,，電子,，包裝，印刷,，塑料及機(jī)器人等領(lǐng)域,。真空發(fā)生器的傳統(tǒng)用途是吸盤(pán)配合，進(jìn)行各種物料的吸附,，搬運(yùn),，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(gè)共同特點(diǎn)是所需的抽氣量小,，真空度要求不高且為間歇工作。真空發(fā)生器的抽吸機(jī)理和影響其工作性能因素的分析研究,，對(duì)正負(fù)壓氣路的設(shè)計(jì)和選用有著不可忽視的實(shí)際意義,。真空發(fā)生器快易優(yōu)自動(dòng)化選型有收錄。
由流體力學(xué)可知，對(duì)于不可壓縮空氣氣體(氣體在低速進(jìn),，可近似認(rèn)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，m2
v1,，v2----氣流流速,，m/s
由上式可知，截面增大,，流速減小;截面減小,，流速增大。
對(duì)于水平管路,，按不可壓縮空氣的伯努里理想能量方程為
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv22
式中P1,，P2----截面A1，A2處相應(yīng)的壓力,，Pa
v1,，v2----截面A1，A2處相應(yīng)的流速,，m/s
ρ----空氣的密度,，kg/m3
由上式可知，流速增大,，壓力降低,，當(dāng)v2>v1時(shí)，P1>P2,。當(dāng)v2增加到一定值,，P2將小于一個(gè)大氣壓務(wù)，即產(chǎn)生負(fù)壓,。故可用增大流速來(lái)獲得負(fù)壓,，產(chǎn)生吸力,。
對(duì)真空發(fā)生器的抽吸機(jī)理和影響其工作性能因素的分析研究,，對(duì)正負(fù)壓氣路的設(shè)計(jì)和選用有著不可忽視的實(shí)際意義。
分類
按噴管出口馬赫數(shù)M1(出口流速與當(dāng)?shù)芈曀僦?分類,，真空發(fā)生器可分為亞聲速噴管型(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(kuò)張形噴管(即Laval噴嘴),。為了得到大吸入流量或高吸入口處壓力，真空發(fā)生器都設(shè)計(jì)成超聲速噴管型,。
特點(diǎn)
1,、附帶機(jī)械式真空開(kāi)關(guān)的類型。
2、真空發(fā)生器簡(jiǎn)單構(gòu)造,，使用壽命長(zhǎng),。
3、有耐化學(xué)藥品,、耐瓦斯用材質(zhì),，可在各種環(huán)境使用。真空發(fā)生器所產(chǎn)生的真空度可達(dá)90Kpa以上,，可按客戶要求定制化批量生產(chǎn),。
性能
參數(shù)
①空氣消耗量：指從噴管流出的流量qv1。
②吸入流量：指從吸口吸入的空氣流量qv2,。當(dāng)吸入口向大氣敞開(kāi)時(shí),，其吸入流量大，稱為大吸入流量qv2max,。
③吸入口處壓力：記為Pv,。當(dāng)吸入口被*封閉(如吸盤(pán)吸著工件)，即吸入流量為零時(shí),，吸入口內(nèi)的壓力低,，記作Pvmin。
④吸著響應(yīng)時(shí)間：吸著響應(yīng)時(shí)間是表明真空發(fā)生器工作性能的一個(gè)重要參數(shù),，它是指從換向閥打開(kāi)到系統(tǒng)回路中達(dá)到一個(gè)必要的真空度的時(shí)間 ,。
因素
真空發(fā)生器的性能與噴管的小直徑，收縮和擴(kuò)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),。
①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,，qv2max處于大值,，且隨著P01的變化平緩。
②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處于小值，且隨著Pv1的變化平緩,。
③在吸入口處*封閉的條件下,，對(duì)特定條件下吸入口處壓力Pv與吸入流量之間的關(guān)系。為獲得較為理想的吸入口處壓力與吸入流量的匹配關(guān)系,，可設(shè)計(jì)成多級(jí)真空發(fā)生器串聯(lián)組合在一起,。
④擴(kuò)散管的長(zhǎng)度應(yīng)保證噴管出口的各種波系充分發(fā)展，使擴(kuò)散管道出口截面上能獲得近似的均勻流動(dòng),。但管道過(guò)長(zhǎng),，管壁摩擦損失增大,。一般管道長(zhǎng)為管徑的6--10倍較為合理。為了減少能量損失,，可在擴(kuò)散管直管道的出口加一個(gè)擴(kuò)張角為6°--8°的擴(kuò)張段,。
⑤吸著響應(yīng)時(shí)間與吸附腔的容積有關(guān)(包括擴(kuò)散腔，吸附管道及吸盤(pán)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(duì)一定吸入口處壓力要求來(lái)說(shuō)，若吸附腔的容積越小,，響應(yīng)時(shí)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(shí)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,。
⑥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力值的大小時(shí)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(shí)供表壓力再增加,，吸入口處壓力也不會(huì)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,。
⑦有時(shí)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(pán)邊緣或通過(guò)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(bǔ)償泄漏造成的吸入口處壓力升高。由于很難知道泄漏時(shí)的有效截面積,，可以通過(guò)一個(gè)的試驗(yàn)來(lái)確定泄漏造成的吸入口處壓力升高,。由于很難知道泄漏時(shí)的有效截面積，可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)來(lái)確定泄漏量,。試驗(yàn)回路由工件，真空發(fā)生器,，吸盤(pán)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(dāng)考慮泄漏時(shí),，真空發(fā)生器的特性曲線對(duì)正確確定真空發(fā)生器非常重要。泄漏有時(shí)是不可避免的,，當(dāng)有泄漏時(shí)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。