新型流量自調式節(jié)能真空發(fā)生器的研究.pdf

1、真空吸取作為氣動自動化作業(yè)的一種方式，已在氣動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。射流式真空發(fā)生器是局部配置、間歇工作的真空吸取裝置的核心元件。但是，普通的射流式真空發(fā)生器由于在工作時需要持續(xù)定量供氣，空氣消耗量很大，相應的能量消耗也很大。因此，研究開發(fā)一種既能實現(xiàn)真空快速響應，又能降低耗氣量的流量自調式真空發(fā)生器具有重要的學術意義和實際的應用需求。圍繞這一目標，論文在新型流量自調式射流真空發(fā)生器的結構、調節(jié)元件驅動技術、流場物理模型和數(shù)值分析以及

2、試驗等關鍵技術方面進行了深入研究并取得了相應成果。 論文首次提出并實現(xiàn)了一種帶可調錐的流量自調式射流真空發(fā)生器的新構想，通過調節(jié)可調錐的工作位置來調節(jié)真空噴管喉部的有效截面積，以實現(xiàn)對供氣流量的調節(jié)，達到節(jié)能的目的。圍繞著這一創(chuàng)新構想，研究并實現(xiàn)了流量自調式真空發(fā)生器的總體結構，包括可調錐部件、調節(jié)驅動部件、氣-磁驅動部件等結構，在結構上滿足了流量調節(jié)和耗氣量降低的功能需求。 提出并實現(xiàn)了直接利用真空壓力獲得驅動力的真空

3、反饋-壓差致動的驅動力源技術方案以及分隔式共軸環(huán)芯氣-磁驅動技術方案，解決了高壓腔與常壓腔之間因密封需求而帶來的非接觸式驅動的技術問題。為了合理地確定分隔式氣-磁驅動結構的設計參數(shù)，建立了氣-磁驅動結構的動力學模型，通過理論分析和試驗獲得了該結構主要設計參數(shù)及性能參數(shù)間的匹配關系。對分隔式氣-磁驅動結構進行的性能測試結果表明，所設計的氣-磁驅動結構的磁驅動起動時間約為0.06 s，可以滿足流量調節(jié)元件對調節(jié)時間的要求。 為了獲得

4、設置可調錐后流道內流場參數(shù)，合理設計新型真空發(fā)生器的相關結構參數(shù)，對新結構真空發(fā)生器氣動理論模型進行了研究，并利用計算流體力學的方法對該型真空發(fā)生器變截面流道的二維流場進行了深入的分析，獲得了變截面流道結構參數(shù)以及可調錐工作狀態(tài)參數(shù)對該型真空發(fā)生器流道內超音速流場的影響規(guī)律，在此基礎上對變截面流道結構尺寸和可調錐工作參數(shù)進行了改進，仿真和試驗結果顯示出了理論分析和改進工作的相應成效。 對流量自調式真空發(fā)生器進行了原理性驗證和基本

5、特性測試，試驗結果表明：與普通真空發(fā)生器相比在真空產生階段流量自調式真空發(fā)生器具有基本相同的真空響應特性，在真空維持階段其供氣流量明顯降低。以真空噴管直徑為2mm的流量自調式真空發(fā)生器為例，當供氣壓力為0.55 MPa、被抽真空容積為1 L時，其真空響應時間約為1.25 s，真空維持階段的供氣流量比普通真空發(fā)生器節(jié)省約14.8％。試驗的原型流量自調式真空發(fā)生器在真空響應時間和極限真空度方面與目前國際上具有代表性的真空發(fā)生器的相應參數(shù)大致