CN106219234A - 吹气式真空吸盘及带有该吹气式真空吸盘的真空吸附设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种吹气式真空吸盘及带有该吹气式真空吸盘的真空吸附设备,吹气式真空吸盘，包括：内筒，所述内筒的侧壁开设有负压孔，所述内筒设有单向密封所述负压孔的单向密封件，所述的单向密封件阻止气流通过负压孔从内筒的外侧流向内筒内；设于内筒底部且覆盖内筒底部开口的吸附盘，所述的吸附盘开设有吸气孔；套设于内筒外的外筒，所述外筒的侧壁开设有排气孔，所述的排气孔处于负压孔的下方，所述外筒的底部与所述内筒的底部密封连接。本发明提供了一种结构新颖的真空吸盘。通常的真空吸盘是采用真空机抽去空气而形成真空。本发明采用空气压缩机产生压缩空气，并使压缩空气高速定向流动，产生真空，即采用吹气的方法产生真空。

Description

吹气式真空吸盘及带有该吹气式真空吸盘的真空吸附设备

技术领域

本发明涉及真空吸盘，尤其涉及一种吹气式真空吸盘及带有该吹气式真空吸盘的真空吸附设备。

背景技术

吸盘是工业生产、日常生活中很常见的一种设备。真空吸盘是一种通过真空度来维持两物体附着不分离的设备。工业上通过改变吸盘的真空度来实现搬运、迁移过程中的“拿”、“放”等动作，配合控制系统，可以实现生产过程的自动化。

工业真空吸盘一般是通过真空机将吸盘中的空气抽走，形成真空负压。当待搬运物件与吸盘靠近接触时，由于真空机作用产生的真空负压使得待搬运物件与吸盘紧密贴合。真空机持续工作，待搬运物件就持续贴合，从而可以搬运物件。但是这种真空吸盘前期投资较大，真空机的效率低，再加上使用和维护成本偏高等限制其进一步推广应用。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种采用吹气的方法产生真空的真空吸盘，本发明的另一个目的是提供一种带有该吹气式真空吸盘的真空吸附设备。

技术方案：一种吹气式真空吸盘，包括：

内筒，所述内筒的侧壁开设有负压孔，所述内筒设有单向密封所述负压孔的单向密封件，所述的单向密封件阻止气流通过负压孔从内筒的外侧流向内筒内；

设于内筒底部且覆盖内筒底部开口的吸附盘，所述的吸附盘开设有吸气孔；

套设于内筒外的外筒，所述外筒的侧壁开设有排气孔，所述的排气孔处于负压孔的下方，所述外筒的底部与所述内筒的底部密封连接。

本发明中，使用时，外筒顶部连接空气压缩机，空气压缩机向外筒和内筒之间的空间(或称通道)注入压缩空气，压缩空气在通道从上往下高速流动，并在通道中上部产生负压，内筒主要是在通道产生负压时，使内筒中空气流入通道补充，造成内筒中上部负压，下端产生吸力。内筒开设负压孔，供通道负压时内筒中空气流动使用。当压力平衡，或通道压力为正压时，单向密封件密封负压孔；通道压力为负压时，单向密封件打开，内筒空气可以自由流入外筒。内筒底部安装有吸附盘，当内筒为负压时，由于内外的压力差，外界空气从吸气孔流入内筒产生吸力；当待搬运物件与吸附盘贴合时，吸附托盘在外界压力作用下发生变形，增强吸力，紧密吸附待搬运物件。

作为优选，所述的负压孔处于内筒的上二分之一部分，所述的排气孔处于所述外筒的下三分之一部分。

为形成均匀的气流流通，作为优选，所述的负压孔为环绕内筒侧壁均匀分布的多个，所述的排气孔为环绕外筒侧壁均匀分布的多个。

作为优选，所述内筒的底部开口的口径大于顶部开口，所述外筒的底部开口的口径大于顶部开口。此结构有利于外筒和内筒间的压缩空气排出，在通道中上部产生负压；有利于内筒中空气在压力差的作用下，使得吸附托盘能更好地吸附待搬运物件。进一步的增强该效果，优选的一种可实施的方式，所述的内筒的口径由上至下逐渐增大，所述的外筒的口径由上至下逐渐增大。作为具体的优选结构，所述的内筒和外筒均呈圆台状。

进一步增强压缩空气流动，使吸盘更好吸附物件，优选的另一种可实施的方式，所述的内筒包括第一直筒段及与所述第一直筒段底部相连的第一扩口段；所述的外筒包括第二直筒段和与所述第二直筒段底部相连的第二扩口段，所述的第二扩口部开设有所述的排气孔。为保证气流流动顺畅，所述第一扩口段的口径由上至下逐渐增大，所述第二扩口段的口径由上至下逐渐增大。

作为优选，排气孔处于第二扩口段，可以有效改变压缩空气排出风向，避免影响吸盘的吸附效果。

作为优选，所述的单向密封件包括与所述内筒外壁相固定的固定部以及用于封堵对应负压孔的密封部。

作为优选，所述的吸附盘采用橡胶材料制成。橡胶材料尤其是丁晴橡胶等质地柔软、弹性好、耐用性强。当内筒与外界压力差较大时，吸附盘在压力作用下会发生变形，使得吸附托盘与待搬运物件之间产生真空，从而加强吸盘的吸力，同时由于橡胶质地柔软，因此待搬运物件也不一定需要绝对平整。

作为优选，所述的吸气孔为均匀排布的多个，所有的吸气孔集中在吸附盘的中心部分。当内筒中的压力小于外界压力时，外界空气通过吸气孔流入内筒中，产生吸力。在未接触待搬运物件时，吸附盘处即已形成负压，增强吸附效果。

作为优选，所述的外筒和内筒采用金属材料制成。金属材料例如可以为不锈钢，强度和致密性较好，可以提高吸盘的整体性能。若搬运的是轻小物件，外筒、内筒壁厚为2mm～3mm。

本发明还提供了一种真空吸附设备，设有所述的吹气式真空吸盘。

所述的真空吸附设备，还设有用于向外筒和内筒之间注入压缩空气的空气压缩机，所述内筒的顶部连接有用于调节内筒中压力的气动压力控制阀。空气压缩机将压缩空气注入外筒和内筒之间的空间，在压力迫使下，压缩空气自上往下流动，从排气孔流出，从而形成上述空间下部压力大，上部压力小，甚至上部压力小于内筒中压力，使得单向密封件开启，内筒中空气流入外筒。内筒中要产生稳定、可靠的吸力，要使内筒中空气稳定定向流动；内筒中要产生足够的吸力，要使得内筒与外界有足够的压力差，内筒顶部外接气动压力控制阀，调节内筒中的压力，保证内筒产生稳定、可靠、足够的吸力。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种结构新颖的真空吸盘。通常的真空吸盘是采用真空机抽去空气而形成真空。本发明采用空气压缩机产生压缩空气，并使压缩空气高速定向流动，产生真空，即采用吹气的方法产生真空。

(2)本发明采用空气压缩机作为真空吸盘的动力源，减少了真空吸盘的前期投资，降低了使用成本，并且也降低了设备的维护难度。

(3)本发明采用的动力源空气压缩机，技术成熟，性能可靠，可以持续、稳定的产生压缩空气，形成持续、稳定的压缩空气流，从而保证真空吸盘的吸合持续、可靠。

(4)本发明采用内外双筒结构，核心部分仅有四个零件，结构简单，制造方便，使用简单，便于推广。

(5)本发明的使用调节方便，只需要控制空气压缩机产生的压缩空气压力，即可控制压缩空气的流速，从而控制真空吸盘中的真空度，最终控制吸合力，方便、灵活、可靠。

(6)本发明用来吸合物件的吸附托盘采用橡胶材料制作，不会将物件划伤，对待搬运物件起到一定的保护作用。

(7)本发明的真空吸盘，对待搬运物件的材料没有任何要求，仅仅要求物件表面平整，适用范围广。并且本发明的吸附盘采用橡胶材料，除了可以方便的吸合表面平整的物件外，由于橡胶材料性质柔软，弹性好，对于表面有些较小的凹凸的物件也可以吸合，进一步拓宽了其适用范围。

(8)本发明是通过控制压缩空气的流动产生真空，材料取得方便、自然，对环境没有任何污染。

附图说明

图1为本发明吹气式真空吸盘的结构示意图；

图2为图1所示的吹气式真空吸盘的立体结构示意图；

图3为图1所示的吹气式真空吸盘的俯视图；

图4为图1中内筒的结构示意图；

图5为图1中单向密封件的结构示意图；

图6为图1中吸附盘的结构示意图；

图7为图6所示吸附盘的剖视图；

图8为图1中外筒的结构示意图；

图9为本发明吹气式真空吸盘工作原理的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1～3所示，本发明吹气式真空吸盘包括内筒1、单向密封件2、外筒3和吸附盘4。

结合图4，内筒1包括第一直筒段101以及与第一直筒段底部相连的第一扩口段102，第一直筒段101和第一扩口段102一体成型。第一直筒段101的侧壁开设有若干个负压孔103，所有的负压孔103均环绕第一直筒段的外壁均匀分布，以保证通气的均匀性，所有的负压孔处于内筒1高度的上二分之一部分，本领域人员可以理解，上二分之一部分是指将内筒沿高度方向平分后处于上部的部分。第一扩口段102由上至下口径逐渐增大，第一扩口段任意处的口径均大于第一直筒段的口径。

单向密封件2设于第一直筒段101的外壁，能够单向密封相应的负压孔103，阻止气流通过负压孔103从内筒1的外侧流向内筒内。如图5，单向密封件2包括与内筒外壁相固定(可采用粘接的方式)的固定部201以及与固定部201相连的密封部202，密封部202用于封堵对应的负压孔。固定部201和密封部202均可为结构简单、易于加工的板状。

结合图6、图7，吸附盘4设于第一扩口段102的底部，覆盖第一扩口段102的底部开口(也即整个内筒的底部开口)，第一扩口段102的底沿设有折弯104，吸附盘4具有与折弯相配合的折边401，折弯和折边可通过简单的粘接的方式相固定。吸附盘4开设有若干个吸气孔402，所有的吸气孔均匀集中的分布于吸附盘的中心位置。

外筒3套设于内筒1外，外筒与内筒同轴布置，结合图8，外筒3包括第二直筒段301以及与第二直筒段底部相连的第二扩口段302，第二直筒段301和第二扩口段302一体成型。第二扩口段302的侧壁开设有若干个排气孔303，所有的排气孔103均环绕第二扩口段的外壁均匀分布，以保证通气的均匀性，所有的排气孔均处于负压孔的下方，所有的排气孔分布于外筒3高度的下三分之一部分，本领域人员可以理解，下三分之一部分是指将外筒沿高度方向均分三等份后处于下部的部分。第二扩口段302由上至下口径逐渐增大，第二扩口段任意处的口径均大于第二直筒段的口径。第二扩口段302的底部与内筒第一扩口段102的底部密封连接，如可采用焊接的方式。

外筒、内筒可采用不锈钢制作，强度和致密性较好，可以提高吸盘的整体性能。若搬运的是轻小物件，外筒、内筒壁厚为2mm～3mm。吸附盘可采用橡胶制作，尤其是丁晴橡胶等。橡胶质地柔软、弹性好、耐用性强。当内筒与外界压力差较大时，吸附托盘在压力作用下会发生变形，使得吸附托盘与待搬运物件之间产生真空，从而加强吸盘的吸力，同时由于橡胶质地柔软，因此待搬运物件也不一定需要绝对平整。

另外，排气孔、负压孔、吸气孔的尺寸及间隔没有具体要求。吸盘使用场合、吸附对象不同，排气孔、负压孔、吸气孔的尺寸及间隔会有所不同。一种较优的设置为排气孔的孔径＞负压孔＞吸气孔，排气孔的孔径要略大，是为了方便压缩空气顺利排出，形成空气流；间隔也略大，保证外筒强度。比如孔Φ3-4mm，间隔3-4mm，均匀分布第二扩口段。负压孔的孔径适中，保证空气流动，太小空气流动不畅，太大密封难度增加，可控性不好。间隔略大，保证密封效果。比如孔Φ2-3mm，间隔3-4mm，均匀分布内筒上二分之一处。吸气孔的孔径较小，能产生局部负压即可，太大不易控制，也不易使橡胶吸附盘发生变形，增强吸附力。间隔较大，增加吸附盘强度，同时避免多次变形，发生裂纹。比如孔Φ1-2mm，间隔3-4mm，均布于吸附盘中心1/3-1/2范围内。

本发明还提供了一种真空吸附设备，设有上述的吹气式真空吸盘，外筒的顶部连接有空气压缩机，空气压缩机用于向外筒和内筒之间的通道注入压缩空气，内筒的顶部连接有用于调节内筒中压力的气动压力控制阀。

如图9所示，使用时，外筒3顶部连接空气压缩机，内筒1顶部连接气动压力控制阀。空气压缩机产生压缩空气输入到外筒3和内筒1之间的通道5内。此时，由于通道内为正压，单向密封件2密封负压孔，使得外筒3与内筒1隔离。通道5内的压缩空气只能从外筒3下部的排气孔7排出，形成压缩空气运动流。由于虹吸原理，在通道5中上部造成负压，使得单向密封件2打开，内筒1中的空气流入通道中。由此，内筒1中的压力小于外界空气压力，产生真空。从而吸附盘4产生吸力，完成吸合、搬运动作。通过调节空气压缩机产生的压缩空气压力，可以控制通道中的压缩空气流速，控制内筒1中产生的真空度，从而控制吸附托盘4的吸合力。内筒1顶部连接的气动压力控制阀只是调节内筒1中的压力，保证吸盘使用过程中安全可靠。当然，使用时，也可以不采用气动压力控制阀，将内筒的顶部开口封住即可，劣势为不能够很好的保持内筒中的压力稳定。

Claims (10)

1.一种吹气式真空吸盘，其特征在于，包括：

内筒(1)，所述内筒的侧壁开设有负压孔，所述内筒设有单向密封所述负压孔(103)的单向密封件(2)，所述的单向密封件阻止气流通过负压孔从内筒的外侧流向内筒内；

设于内筒底部且覆盖内筒底部开口的吸附盘(4)，所述的吸附盘开设有吸气孔(402)；

套设于内筒外的外筒(3)，所述外筒的侧壁开设有排气孔(303)，所述的排气孔处于负压孔的下方，所述外筒的底部与所述内筒的底部密封连接。

2.根据权利要求1所述的吹气式真空吸盘，其特征在于，所述的负压孔(103)处于内筒的上二分之一部分，所述的排气孔处于所述外筒的下三分之一部分。

3.根据权利要求1所述的吹气式真空吸盘，其特征在于，所述的负压孔(103)为环绕内筒侧壁均匀分布的多个，所述的排气孔(303)为环绕外筒侧壁均匀分布的多个。

4.根据权利要求1所述的吹气式真空吸盘，其特征在于，所述内筒(1)的底部开口的口径大于顶部开口，所述外筒(3)的底部开口的口径大于顶部开口。

5.根据权利要求4所述的吹气式真空吸盘，其特征在于，所述的内筒(1)的口径由上至下逐渐增大，所述的外筒(3)的口径由上至下逐渐增大。

6.根据权利要求5所述的吹气式真空吸盘，其特征在于，所述的内筒和外筒均呈圆台状。

7.根据权利要求4所述的吹气式真空吸盘，其特征在于，所述的内筒(1)包括第一直筒段(101)及与所述第一直筒段底部相连的第一扩口段(102)；所述的外筒包括第二直筒段(301)和与所述第二直筒段底部相连的第二扩口段(302)，所述的第二扩口部开设有所述的排气孔。

8.根据权利要求1所述的吹气式真空吸盘，其特征在于，所述的单向密封件包括与所述内筒外壁相固定的固定部(201)以及用于封堵对应负压孔的密封部(202)。

9.一种真空吸附设备，其特征在于，设有如权利要求1～8任一项所述的吹气式真空吸盘。

10.根据权利要求9所述的真空吸附设备，其特征在于，还设有用于向外筒和内筒之间注入压缩空气的空气压缩机，所述内筒的顶部连接有用于调节内筒中压力的气动压力控制阀。