CN109751219A - 一种控制包括真空发生器的真空系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制包括真空发生器的真空系统，包括真空发生器，所述进气控制模块和排气控制模块均连接有控制处理模块，所述进气控制模块包括气源、压力传感器、节流阀和进气换向阀，所述排气控制模块包括抽气换向阀、等效真空容器和真空吸盘。本发明当压力传感器检测到真空吸盘达到设定真空度时，压力传感器发出信号，PLC控制模块控制节流阀关闭气源，真空发生器停止工作，单向阀阻止大气向真空回路流入，使真空度继续保持，而当由于泄漏，真空度低于设定值时，PLC控制模块控制节流阀接通气源，真空发生器继续工作，使真空吸盘及回路再次达到真空设定值，通过对进气、抽气和排气进行控制，以节省耗气量，节能效率较高。

Description

一种控制包括真空发生器的真空系统

技术领域

本发明涉及真空发生器的真空系统技术领域，具体为一种控制包括真空发生器的真空系统。

背景技术

真空发生器就是利用正压气源产生负压的一种新型，高效，清洁，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容易和方便。真空发生器广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。

现有的真空发生器工作时压缩气体直接由入口射向出口且必须持续供气，因而效率低、耗气量大，采用串联式、并联式等结构的射流式真空发生器，对真空系统回路或真空元件的改进设计等，虽然这些改进使气动真空吸取技术在某些特定的场合下耗气量有所降低，但是本质上还是根据拉瓦尔喷管原理产生真空，并没有克服其固有的缺点，在节能效果或成本控制上并不十分理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制包括真空发生器的真空系统，以解决上述背景技术中提出的现有的真空发生器工作时压缩气体直接由入口射向出口且必须持续供气，因而效率低、耗气量大，采用串联式、并联式等结构的射流式真空发生器，对真空系统回路或真空元件的改进设计等，虽然这些改进使气动真空吸取技术在某些特定的场合下耗气量有所降低，但是本质上还是根据拉瓦尔喷管原理产生真空，并没有克服其固有的缺点，在节能效果或成本控制上并不十分理想的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种控制包括真空发生器的真空系统，包括真空发生器，所述真空发生器的进气口连接有进气控制模块，所述真空发生器的输出口连接有排气控制模块，所述进气控制模块和排气控制模块均连接有控制处理模块，所述进气控制模块包括气源、压力传感器、节流阀和进气换向阀，所述排气控制模块包括抽气换向阀、等效真空容器和真空吸盘。

优选地，所述真空发生器包括第一驱动腔、第二驱动腔、第一真空腔、第二真空腔和排气单向阀，所述第一真空腔和第二真空腔分别连接有一个排气单向阀。

优选地，所述第一驱动腔和第二驱动腔的总面积小于第一真空腔和第二真空腔的总面积，且驱动腔活塞直径小于真空腔活塞直径。

优选地，所述第一真空腔开启有第一平衡气道，且第二真空腔开启有第二平衡气道。

优选地，所述气源的输出端连接有一个压力传感器和节流阀，所述节流阀的输出端连接有一个压力传感器和进气换向阀，所述进气换向阀的输出端与第一驱动腔和第二驱动腔相连接。

优选地，所述第一真空腔和第二真空腔的输出端连接有抽气换向阀，且抽气换向阀的输出端与等效真空容器相连接，所述等效真空容器的输出端连接有一个压力传感器和真空吸盘。

优选地，所述控制处理模块包括PLC控制模块和显示模块，且PLC控制模块和显示模块电性连接。

优选地，所述进气控制模块的两个压力传感器和排气控制模块的一个压力传感器均与PLC控制模块电性连接，所述节流阀、排气单向阀、进气换向阀和抽气换向阀均与PLC控制模块电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过采用了一个抽气换向阀替代原两个抽气单向阀控制真空腔室气体流动过程，减少了真空腔室与真空口处的压力损失，在真空腔室开启平衡气道，减少余隙容积气体膨胀时的起始压力，增加每次活塞运动过程的抽气量，提高抽气效率，驱动腔活塞与真空腔活塞采用不等径设计，在相同供给流量下可提高活塞往复运动速度，提高活塞式真空发生器的有效抽速，有利于减少真空响应时间提高节能效果，当压力传感器检测到真空吸盘达到设定真空度时，压力传感器发出信号，PLC控制模块控制节流阀关闭气源，真空发生器停止工作，单向阀阻止大气向真空回路流入，使真空度继续保持，而当由于泄漏，真空度低于设定值时，PLC控制模块控制节流阀接通气源，真空发生器继续工作，使真空吸盘及回路再次达到真空设定值，这样使执行机构不断切换工作，以节省耗气量，节能效率较高，通过对进气、抽气和排气进行控制，以节省耗气量，节能效率较高。

附图说明

图1为本发明的控制包括真空发生器的真空系统流程图。

图中：1、第一驱动腔；2、第二驱动腔；3、第一真空腔；4、第二真空腔；5、排气单向阀；6、抽气换向阀；7、等效真空容器；8、真空吸盘；9、进气换向阀；10、气源；11、压力传感器；12、节流阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种控制包括真空发生器的真空系统，包括真空发生器，真空发生器的进气口连接有进气控制模块，真空发生器的输出口连接有排气控制模块，进气控制模块和排气控制模块均连接有控制处理模块，进气控制模块包括气源10、压力传感器11、节流阀12和进气换向阀9，排气控制模块包括抽气换向阀6、等效真空容器7和真空吸盘8。

在本实施中：当压力传感器11检测到真空吸盘8达到设定真空度时，压力传感器11发出信号，控制处理模块控制节流阀12关闭气源10，真空发生器停止工作，排气单向阀5阻止大气向真空回路流入，使真空度继续保持，而当由于泄漏，真空度低于设定值时，控制处理模块控制节流阀12接通气源10，真空发生器继续工作，使真空吸盘8及回路再次达到真空设定值，这样使执行机构不断切换工作，以节省耗气量，节能效率较高。

请参阅图1，真空发生器包括第一驱动腔1、第二驱动腔2、第一真空腔3、第二真空腔4和排气单向阀5，第一真空腔3和第二真空腔4分别连接有一个排气单向阀5。

在本实施中：若同样以排气换向阀替代两排气单向阀5，虽然可使真空腔排气时余隙容积中的气体压力有所降低，减少了回流气体产生的真空压力波动，但是，当活塞反向运动时，外界气体也将通过该换向阀流入上次运动行程中的抽气腔内，反而增加了活塞反向运动的阻力，不利于提高活塞往复运动速度和减少系统响应时间，另外，若突然停止气源供气，活塞很有可能最终停留在行程的一侧，使该抽、排气换向阀都处在换向过程中，这样就使得大气能够流入到等效真空容器7中，破坏了原有结构抽气过程相对密闭性，所以，在设计时保留了原两个排气单向阀5，能够避免上述两点不利因素，既不增加运动时的阻力，也能在意外时维持一定的真空度。

请参阅图1，第一驱动腔1和第二驱动腔2的总面积小于第一真空腔3和第二真空腔4的总面积，且驱动腔活塞直径小于真空腔活塞直径。

在本实施中：在满足供给压力，以及供给流量一定的前提条件下，减小驱动腔工作面积有利于提高活塞运动速度，减少真空响应时间，因此，在总体结构中可将驱动腔活塞直径设计成小于真空腔活塞直径，在供给流量不变的情况下可提高活塞运动速度。

请参阅图1，第一真空腔3开启有第一平衡气道，且第二真空腔4开启有第二平衡气道。

在本实施中：真空腔室平衡气道的主要作用是通过均衡活塞两侧的气体压力，降低了余隙容积中气体膨胀过程的起始压力，从而增加每次抽气过程的抽气量，减少真空响应时间，提高系统极限真空度。

请参阅图1，气源10的输出端连接有一个压力传感器11和节流阀12，节流阀12的输出端连接有一个压力传感器11和进气换向阀9，进气换向阀9的输出端与第一驱动腔1和第二驱动腔2相连接。

在本实施中：通过设置的两个压力传感器11分别检测节流阀12前后的压力变化，从而控制给气量，减小消耗的压缩气体，提高节能效果。

请参阅图1，第一真空腔3和第二真空腔4的输出端连接有抽气换向阀6，且抽气换向阀6的输出端与等效真空容器7相连接，等效真空容器7的输出端连接有一个压力传感器11和真空吸盘8。

在本实施中：通过采用了一个抽气换向阀6替代原两个抽气单向阀控制真空腔室气体流动过程，减少了真空腔室与真空口处的压力损失，抽气换向阀6结构使真空腔室余隙容积略有增大，但其抽气过程的沿程压力损失要小于抽气单向阀的开启压力损失，有利于提高活塞真空发生器的极限真空度并缩短真空响应时间，提高节能效果。

请参阅图1，控制处理模块包括PLC控制模块和显示模块，且PLC控制模块和显示模块电性连接。

在本实施中：通过设置的PLC控制模块用于对多个压力传感器11、节流阀12、进气换向阀9以及抽气换向阀6进行集中控制，通过设置的显示模块显现各部分工作压力及工作状态。

请参阅图1，进气控制模块的两个压力传感器11和排气控制模块的一个压力传感器11均与PLC控制模块电性连接，节流阀12、排气单向阀5、进气换向阀9和抽气换向阀6均与PLC控制模块电性连接。

在本实施中：当压力传感器11检测到真空吸盘8达到设定真空度时，压力传感器11发出信号，PLC控制模块控制节流阀12关闭气源10，真空发生器停止工作，排气单向阀5阻止大气向真空回路流入，使真空度继续保持，而当由于泄漏，真空度低于设定值时，PLC控制模块控制节流阀12接通气源10，真空发生器继续工作，使真空吸盘8及回路再次达到真空设定值，这样使执行机构不断切换工作，以节省耗气量，节能效率较高。

工作原理：当压力传感器11检测到真空吸盘8达到设定真空度时，压力传感器11发出信号，控制处理模块控制节流阀12关闭气源10，真空发生器停止工作，排气单向阀5阻止大气向真空回路流入，使真空度继续保持，而当由于泄漏，真空度低于设定值时，控制处理模块控制节流阀12接通气源10，真空发生器继续工作，使真空吸盘8及回路再次达到真空设定值，这样使执行机构不断切换工作，以节省耗气量，节能效率较高，采用了一个抽气换向阀6替代原两个抽气单向阀控制真空腔室气体流动过程，减少了真空腔室与真空口处的压力损失，抽气换向阀6结构使真空腔室余隙容积略有增大，但其抽气过程的沿程压力损失要小于抽气单向阀的开启压力损失，有利于提高活塞真空发生器的极限真空度并缩短真空响应时间，提高节能效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种控制包括真空发生器的真空系统，包括真空发生器，其特征在于：所述真空发生器的进气口连接有进气控制模块，所述真空发生器的输出口连接有排气控制模块，所述进气控制模块和排气控制模块均连接有控制处理模块，所述进气控制模块包括气源(10)、压力传感器(11)、节流阀(12)和进气换向阀(9)，所述排气控制模块包括抽气换向阀(6)、等效真空容器(7)和真空吸盘(8)。

2.根据权利要求1所述的一种控制包括真空发生器的真空系统，其特征在于：所述真空发生器包括第一驱动腔(1)、第二驱动腔(2)、第一真空腔(3)、第二真空腔(4)和排气单向阀(5)，所述第一真空腔(3)和第二真空腔(4)分别连接有一个排气单向阀(5)。

3.根据权利要求2所述的一种控制包括真空发生器的真空系统，其特征在于：所述第一驱动腔(1)和第二驱动腔(2)的总面积小于第一真空腔(3)和第二真空腔(4)的总面积，且驱动腔活塞直径小于真空腔活塞直径。

4.根据权利要求2所述的一种控制包括真空发生器的真空系统，其特征在于：所述第一真空腔(3)开启有第一平衡气道，且第二真空腔(4)开启有第二平衡气道。

5.根据权利要求1所述的一种控制包括真空发生器的真空系统，其特征在于：所述气源(10)的输出端连接有一个压力传感器(11)和节流阀(12)，所述节流阀(12)的输出端连接有一个压力传感器(11)和进气换向阀(9)，所述进气换向阀(9)的输出端与第一驱动腔(1)和第二驱动腔(2)相连接。

6.根据权利要求2所述的一种控制包括真空发生器的真空系统，其特征在于：所述第一真空腔(3)和第二真空腔(4)的输出端连接有抽气换向阀(6)，且抽气换向阀(6)的输出端与等效真空容器(7)相连接，所述等效真空容器(7)的输出端连接有一个压力传感器(11)和真空吸盘(8)。

7.根据权利要求1所述的一种控制包括真空发生器的真空系统，其特征在于：所述控制处理模块包括PLC控制模块和显示模块，且PLC控制模块和显示模块电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种控制包括真空发生器的真空系统，其特征在于：所述进气控制模块的两个压力传感器(11)和排气控制模块的一个压力传感器(11)均与PLC控制模块电性连接，所述节流阀(12)、排气单向阀(5)、进气换向阀(9)和抽气换向阀(6)均与PLC控制模块电性连接。