真空发生器原理介绍.

真空发生器原理介绍
真空发生器的工作原理是利用喷管高速发射压缩空气,在喷
管出口形成射流,产生卷吸流动.在卷吸作用下,使得喷管出口四
周的空气不停地被抽吸走,使吸附腔内的压力降至大气压以下,
形成必定真空度.由流体力学可知,关于不行压缩空气气体(气体
在低速进,可近似以为是不行压缩空气)的连续性方程A1v1=A2v2
式中A1,A2----管道的截面面积,m2
v1,v2----气流流速,m/s
由上式可知,截面增大,流速减小;截面减小,流速增大.关于
水平管路,按不行压缩空气的伯努里理想能量方程为
P1+1/2ρv12=P2+1/2ρv22
式中P1,P2----截面A1,A2处相应的压力,Pa
v1,v2----截面A1,A2处相应的流速,m/s
ρ----空气的密度,kg/m2
由上式可知,流速增大,压力降低,当v2>>v1时,P1>>P2.当v2增添到必定值,P2将小于一个大气压务,即产生负压.故可用增
大流速来获取负压,产生吸力.
按喷管出口马赫数M1(出口流速与当地声速之比)分类,真空
发生器可分为亚声速器管型(M1<1),声速喷管型(M1=1)和超声速
喷管型(M1>1).亚声速喷管和声速喷管都是缩短喷管,而超声速
喷管型一定是先缩短后扩充形喷管(即Laval喷嘴).为了获取最
大吸入流量或最高吸进口处压力,真空发生器都设计成超声速喷
管型.真空发生装置即文丘里管的原理
文氏管是文丘里管的简称，文丘里效应的原理则是当风吹过
阻拦物时，在阻拦物的背风面上方端口邻近气压相对较低，进
而产生吸附作用并以致空气的流动。

文氏管的原理其实很简单，它就是把气流由粗变细，以加速气体流速，负气体在文氏管出
口的后侧形成一个“真空”区。

当这个真空区凑近工件时会对
工件产生必定的吸附作用。

以下图
压缩空气从文丘里管的进口A进入，少部分经过截面很小的喷管B排出。

随之截面渐渐减小，压缩空气的压强增大，流速也随之变大。

`这时就在D吸附腔的进口内产生一个真空度，以致四周空气被吸入文氏管内，跟着压缩空气一同流进扩散腔内增添气体的流速，以后经过消音装置减少气流震荡。

真空发生器就是利用正压气源产生负压的一种新式,高效,洁净,经济,小型的真空元器件,这使得在有压缩空气的地方,或在一个气动系统中同时需要正负压的地方获
得负压变得十分简单和方便。

真空发生器宽泛应用在工业自动化中机械,电子,包装,印刷,塑料及机器人等领域。

真空发生器的传统用途是吸盘配合,进行各样物料
的吸附,搬运,特别合适于吸附易碎,柔嫩,薄的非铁,非金属资料或球型物体。

在这种应用中,一个共同特色是所需的抽肚量小,真空度要求不高且为间停工作。

真空发生器的主要性能参数
①空气耗费量:指从喷管流出的流量qv1。

②吸入流量：指从吸口吸入的空气流量qv2。

当吸进口向大气敞开时,其吸入流量最大，称为最大吸入流量qv2max.
③吸进口处压力：记为Pv.当吸进口被完整关闭(如吸盘吸着工件),即吸入流量为零时，吸进口内的压力最低，记作Pvmin.
④吸着响应时间：吸着响应时间是表示真空发生器工作性能的一个重要参数,它是指从换向阀翻开到系统回路中达到一个必需的真空度的时间。

影响真空发生器性能的主要要素。

真空发生器的性能与喷管的最小直径，缩短和扩散管的形状，通径及其相应地点随和源压力大小等诸多要素相关。

图2为某真空发生器的吸进口处压力，吸入流量，空气耗费量与供应压力之间的关系曲线.图中表示，供应压力达到必定值时，吸进口处压力较低,这时吸入流量达到最大，当供应压力持续增添时，吸进口处压力增添,这时吸入流量减小。

①最大吸入流量qv2max的特征剖析：较为理想的真空发生器的qv2max特征,要求在常用供应压力范围内(P01=0.4---0.5MPa)，qv2max处于最大值,且跟着P01的变化缓和。

②吸进口处压力Pv的特征剖析：较为理想的真空发生器的Pv特征,要求在常用供应压力范围内
(P01=0.4---0.5MPa)，Pv处于最小值,且跟着Pv1的变化缓和。

③在吸进口吵完整关闭的条件下,对特定条件下吸进口处压力Pv与吸入流量之间的关系如图3所示。

为获取较为理想的吸进口处压务与吸入流量的般配关系，可
设计成多级真空发生器串连组合在一同。

④扩散管的长度应保证喷管出口的各样波系充足发展，使扩散管道出口截面上能
获取近似的平均流动。

但管道过长。

管壁摩擦损失增大。

一般管工为管径的6---
倍较为合理。

为了减少能量损失，可在扩散管直管道的出口加一个扩充角为
6°---8的°扩充段。

⑤吸着响应时间与吸附腔的容积相关(包含扩散腔,吸附管道及吸盘或密闭舱容积
等)，吸附表面的泄漏量与所需吸进口处压力的大小相关。

对必定吸进口处压力要求来说，若吸附腔的容积越小，响应时间越短；若吸进口处压力越高，吸附容积越小，表面泄漏量越小，则吸着响应时间亦越短；若吸附容积大，且吸着速度要快，则真空发生器的喷嘴直径应越大。

⑥真空发生器在知足使用要求的前提下应减小其耗肚量(L/min)，耗肚量与压缩空气的供应压力相关，压力越大，则真空发生器的耗肚量越大。

所以在确立吸进口处压务值勤的大小
时要注意系统的供应压力与耗肚量的
关系，一般真空发生器所产生的吸入
口处压力在20kPa到10kPa之间。

此
时供华表压力再增添,吸进口处压力也
不会再降低了，而耗肚量却增添了。

所以降低吸进口处压力应从控制流速
方面考虑。

⑦有时因为工件的形状或资料的影
响，很难获取较低的吸进口处压力，
因为从吸盘边沿或经过工件吸入空
气，而造成吸进口处压力高升。

在这
种状况下，就需要正确选择真空发生
器的尺寸，使其能够赔偿泄漏造成的吸进口处压力高升。

因为很难知道泄漏时的有效截面积，能够经过一个简单的试验来确立泄漏造成的吸进口处压力高升。

因为很难知道泄漏时的有效截面积，能够经过一个简单的试验来确立泄漏量。

试验回路由工件，真空发生器，吸盘和真空表构成，由真空表的显示读数，再查真空发生器的性能曲线，可很简单知道泄漏量的大小。

当考虑泄漏时，真空发生器的特征曲线对正确确立真空发生器特别重要。

泄漏有
时是不行防止的，当有泄漏时确立真空发生器的大小的方法以下：把名义吸入流
量与泄漏流量相加，可查出真空发生器的大小。

提升真空发生器吸入流量的方法
真空发生器分高真空型和高抽吸流量型,反应在图3上,前者曲线斜率大,后者平
坦。

在喷管喉部直径必定的状况下,要获取高真空,必定降低抽吸流量，而为获取
大吸入流量,必定增添其吸进口处压力。

为增大真空发生器吸入流量,可采纳设计多级扩大压管方式。

三级扩压管式真空发生器，吸
入流量增添了两倍半,如采纳两个三级扩压管式真空发生器并联,吸入流量将再增添一倍。

真空发生器是一种小巧而经济的真空产生元件，应用在有正压气源的地方,使真空回路极大
简化。

所以，有益于降低机器的制造成本，有益于提升机器的靠谱性，有益于实现机械的高速化
和自动化,拥有广阔的应用远景。