真空发生器结构参数与性能参数关系研究(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)浙江工业大学机电工程学院 作者:郑欣荣

2.3、真空发生器结构及性能参数间关系分析

  真空发生器的性能与喷嘴、扩张管的结构有关, 表1 推荐了五种不同真空发生器的喷嘴和扩张管结构的组合。

表1 不同的喷嘴和扩张管结构尺寸

不同的喷嘴和扩张管结构尺寸

  由表1 可知真空发生器1与2的喷嘴相同, 真空发生器2扩张管的最小直径比真空发生器1扩张管的最小直径大;真空发生器1与3的扩张管相同, 而真空发生器3 喷嘴的最小直径(喉口直径) 比真空发生器1 喷嘴的喉口直径最小直径大; 真空发生器3与4的喷嘴相同, 真空发生器4 扩张管的喉口直径比真空发生器3扩张管的喉口直径大; 真空发生器5的喷嘴与扩张管规格比其余的四种均大。图4为真空试验系统原理图, 图5为供气压力与排气量曲线, 图6 为供气压力与到达真空度曲线, 图7为供气压力与空气消耗量曲线。分析上述特性曲线图可得到下列结论。

真空试验系统图

1.工件 2.吸盘 3.真空压力开关 4.真空过滤器 5.消声器 6.换向阀 7.真空发生器 8.调压阀 9.过滤器

图4 真空试验系统图

供气压力与排气量曲线供气压力与到达真空度曲线空气消耗量与供气压力曲线

图5 供气压力与排气量曲线  图6 供气压力与到达真空度曲线  图7 空气消耗量与供气压力曲线

  ① 由图5可见, 真空发生器的排气量并非一直随供气压力提高而增大, 而是有一最大值, 过了该最大值,进一步提高供气力, 排气量反而下降; 真空发生器扩张管结构不变, 增大喷嘴直径, 排气量最大值点左移, 而喷嘴结构不变, 增大扩张管喉口直径, 则排气量最大值点右移; 如真空发生器1、5 的排气量最大值点在供气压力为0.35~0.4MPa 处,真空发生器3 的排气量最大值点在供气压力为0.3~0.35MPa 处, 真空发生器2、4 的排气量最大值在图的右方, 由于供气压力到0.6MPa 止, 故图中排气量最大值没出现;

  ② 由图6可见, 真空发生器的到达真空度并非一直随供气压力提高而提高, 而是有一最大值, 过了该最大值, 进一步提高供气压力, 到达真空度反而下降; 真空发生器扩张管结构不变, 增大喷嘴直径, 到达真空度最大值点左移,而喷嘴结构不变, 增大扩张管喉口直径, 则到达真空度最大值点右移; 如真空发生器1、5 的到达真空度最大值点在供气压力为0.5MPa 左右出现, 真空发生器3 的到达真空度最大值点在供气压力为0.35MPa左右出现, 真空发生器2、4的到达真空度最大值在图的右方, 由于供气压力到0.7MPa 止,故图中到达真空度最大值没出现;

  ③ 由图7可见, 空气消耗量随供气压力的增加而增加, 且仅与喷嘴结构有关, 喷嘴结构相同, 空气消耗量与供气压力特性相同, 喷嘴喉口直径越大, 空气消耗量与供气压力曲线斜率越大;

  ④ 由图5、6、7可知, 真空发生器1、5的特点是在供气压力为0.5MPa时, 最高到达真空度约为-92kPa, 排气量分别为27L/min、63L/min(ANR),空气消耗量分别为44L/min、100L/min(ANR) , 真空发生器3的特点是在供气压力为0.35MPa时,最高到达真空度约为-90.7kPa, 排气量为25 L/min(ANR), 空气消耗量为44 L/min(ANR), 属高真空度、低排气量型; 真空发生器2、4的特点是到达真空度低、排气量大,真空发生器2 在供气压力为0.5MPa时, 到达真空度约为-46.7kPa, 排气量为54 L/min(ANR ), 空气消耗量为44L/min(ANR ) , 真空发生器4在供气压力为0.35MPa时, 到达真空度约为-46.7kPa, 排气量为50L/min(ANR), 空气消耗量为44 L/min (ANR) ; 高真空小排气量真空发生器适用于密封性能好的场合, 低真空大排气量真空发生器适用于密封性不好的场合;

  ⑤ 真空发生器的排气量由喷嘴、扩张管结构共同确定, 喷嘴喉口直径越大, 排气量越大(见图5 真空发生器1、5 曲线) ; 喷嘴相同, 扩张管喉口直径增大, 则排气量增大(见图5 真空发生器1、2, 真空发生器3、4 曲线) ;

  ⑥ 由上述分析可知, 设计或使用中在选用真空发生器时, 为了经济地获得所需的排气量和真空度, 必须对真空发生器的特性曲线进行研究, 要根据真空发生器的特点, 在满足使用要求的前提下, 减少空气消耗量; 空气消耗量、排气量、到达真空度均与供气压力关, 通过设计合理的喷嘴、扩张管结构组合, 即可在满足最小空气消耗量的前提下, 在气源允许采用的供气压力下得到满意的所需排气量与到达真空度。

3、结束语

  从真空发生器的工作原理分析可知, 真空发生器的性能参数与喷嘴、扩张管的结构参数有关, 真空发生器的排气量、到达真空度、空气消耗量均与供气压力有关, 空气消耗量随供气压力的增加而增加, 且仅与喷嘴喉口直径有关, 喉口直径越大, 空气消耗量越大; 真空发生器的排气量、到达真空度随供气压力增大有一极大值, 该值出现位置随喷嘴及扩张管喉口直径尺寸变化而有规律变化, 掌握该变化规律, 对设计真空发生器及经济地选用真空发生器有一定的指导意义。

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