CN1138074C - 真空喷嘴脉动防止结构 - Google Patents

Abstract

本发明的任务是，作为真空喷嘴，降低和消除其在即将达到最大真空压力时发生的脉动与噪音。本体20内有①喷管、②吸入室和③扩散管以相邻接且彼此连通的状态形成，流入口23形成于喷管中且流出口24形成于扩散管中，吸入室21上有吸入流路连通。与吸入室21连接的扩散管的入口部分为与扩散管的中间部分同一一定直径的流路。

Description

真空喷嘴脉动防止结构

本发明属于使压缩空气流通而产生负压状态的真空喷嘴的防脉动结构。

图6是现有真空喷嘴的剖视图。如图6所示，在真空喷嘴的本体20上，自左至右按顺序有①喷管、②吸入室和③扩散管以相邻接且彼此连通的状态形成。流入口23形成于喷管中，并且流出口24形成于扩散管中，吸入室21上有未图示的吸入流路连通。喷管是用来降低流体压力、加快流体流速的流路，最小直径部(第1喉部)的直径为d，最小直径部d的左侧(入口侧)为中空的前端变细流路，而最小直径部d的右侧为前端变粗流路。喷管的前端变粗流路的出口角度为α，喷管的前端变粗的出口开口于吸入室21上。为了将流体的动能转变成压力能，扩散管为截面积渐渐增大的流路。在实际当中，与吸入室21连接的入口部分为前端变细流路且入口角度为β₁，出口部分为前端变粗流路且出口角度为β₂。扩散管的中间部分为以一定的直径延续的部分，中间部分的最小直径部(第2喉部)的直径为D。

当从流入口(喷管入口)23流入第1流体时，第1流体被喷管加速并通过吸入室21，使吸入室21的压力降低。第2流体通过吸入流路被吸引入吸入室21内，在扩散管减速，以第1流体与第2流体二者混合的状态从流出口(扩散管出口)24排出。图6的真空喷嘴，以压缩空气作为第1流体，利用吸引作用作为真空喷嘴使用。

图7示出对图6的现有真空喷嘴进行实验的结果，横轴为压缩空气的供给压力，纵轴为吸入室21的真空压力。图8是图7中以点划线围起来部分的放大图。用于实验的装置其流路的直径与角度为：d＝1.3±0.05mm，α＝16°±0.1°，D＝2.93～3.0mm，β₁＝15°±0.1°，β₂＝10°±0.1°。如图7和图8所示，在即将达到最大真空压力时，因脉动而发出噪音。产生噪音的原因是，冲击波与边界层之间相互作用而导致边界层剥离，发生冲击波不稳定流动，特别是对于双喉部的结构，非稳定的过渡过程是不可避免的。

图9是对图6的现有真空喷嘴进行实验的结果，横轴为压缩空气的供给压力，纵轴为壁面压力，示出图2所示真空喷嘴的压力检测点1～12每一点的曲线。由图9可知，在供给压力从0.4MPa到0.45MPa之间，测量点6～8即从扩散管的上游到中游这一区域产生了压力脉动。

过去，对脉动没有有效的防止措施，充其量无非是将供给压力或提高或降低，或者在扩散管出口处安装高消音型的消音器。

本发明的任务是，作为真空喷嘴，降低和消除其在即将达到最大真空压力时发生的脉动与噪音。

为实现上述任务，本发明为下述真空喷嘴，即在本体内有喷管、吸入室和扩散管以相邻接且彼此连通的状态形成，流入口形成于喷管中，并且流出口形成于扩散管中，吸入室上有吸入流路连通，喷管内形成有最小直径部，最小直径部的入口侧为中空的前端变细流路，且最小直径部的出口侧为前端变粗流路，喷管的前端变粗流路的出口开口于吸入室内，与吸入室连接的扩散管的入口部分为前端变细流路，扩散管的中间部分为以一定的直径延续的流路，扩散管的出口部分为前端变粗流路的真空喷嘴，具有如下结构：与吸入室连接的扩散管的入口部分为与扩散管的中间部分相同的一定直径的流路。

图1是本发明真空喷嘴脉动防止结构的实施形式的剖视图；

图2是示出真空喷嘴的压力检测点1～12的说明图；

图3的曲线图示出真空喷嘴脉动防止结构的实验结果(供给压力与壁面压力)；

图4的曲线图示出图1的真空喷嘴脉动防止结构A与图6的真空喷嘴B之间进行比较的实验结果(供给压力与真空压力)；

图5的曲线图示出图1的真空喷嘴脉动防止结构A与图6的真空喷嘴B之间进行比较的实验结果(最大吸入流量与真空压力)；

图6是现有真空喷嘴的剖视图；

图7的曲线图示出图6的真空喷嘴B的实验结果(供给压力与真空压力)；

图8是图7中点划线围起来部分的放大图。

图1～图5是本发明真空喷嘴脉动防止结构的实施形式。图1中，与图6相同的部件赋予相同的编号。如图1所示，在真空喷嘴的本体20上，自左至右按顺序有①喷管、②吸入室和③扩散管以相邻接且彼此连通的状态形成。流入口23形成于喷管中，并且流出口24形成于扩散管中，吸入室21上有未图示的吸入流路连通。

作为喷管，最小直径部(第1喉部)的直径为d，最小直径部d的左侧(入口侧)为中空的前端变细流路，而最小直径部d的右侧(出口侧)为前端变粗流路。喷管的前端变粗流路的出口角度为α，喷管的前端变粗的出口开口于吸入室21。与吸入室21连接的扩散管的入口部分为与扩散管的中间部分具有相同的一定直径的流路，出口部分为前端变粗流路且出口角度为β₂。由于扩散管从入口部分起向中间部位延续有直径一定的部分(入口角度β₁＝0)，因此不存在第2喉部。与图6的真空喷嘴具有两个喉部相比，图1的真空喷嘴具有一个喉部。

当从流入口23流入作为第1流体的压缩空气时，第1流体被喷管加速而通过吸入室21，使吸入室21的压力降低。第2流体通过吸入流路被吸引入吸入室21内，在扩散管减速，以第1流体与第2流体二者混合的状态从流出口24排出。

图3是对图1的真空喷嘴进行实验的结果，该实验与图9的现有例的实验相对应。图3中，仍然是横轴为压缩空气的供给压力，纵轴为壁面压力，示出图2所示真空喷嘴的压力检测点1～12每一点的曲线。如图3所示，图1的真空喷嘴未出现真空压力脉动现象，噪音降低。即使改变真空喷嘴的尺寸，也能够获得相同的效果。由图3可知，在供给压力从0.35MPa到0.45MPa之间，在测量点6～9即从扩散管的上游到中游这一区域，虽然压力急剧升高，但未产生脉动。

图4示出对图1和图6的真空喷嘴进行实验的结果，图中的曲线A表示图1的改进后的真空喷嘴，曲线B表示图6的现有真空喷嘴。横轴为压缩空气的供给压力，纵轴为吸入室21的真空压力。图8是图7中以点划线围起来部分的放大图。用于实验的现有装置其流路的直径与角度为：d＝1.3±0.05mm，α＝16°±0.1°，D＝2.93～3.0mm，β₁＝15°±0.1°，β₂＝10 °±0.1°；改进后的装置其直径和角度为：d＝1.3±0.05mm，α＝16°±0.1°，D＝2.93～3.0mm，β₁＝0°，β₂＝10°±0.1°。由图4可知，在相当大的范围内，改进后的真空喷嘴的真空压力要高。

图5示出对图1和图6的真空喷嘴进行实验的结果，图中的曲线A表示图1的改进后的真空喷嘴，曲线B表示图6的现有真空喷嘴。横轴为最大吸入流量，纵轴为真空压力。由图5可知，改进后的真空喷嘴其最大真空压力和最大吸入流量较现有的真空喷嘴稍有降低。

现有技术的与吸入室连接的扩散管的入口部分为前端变细流路，而本发明的真空喷嘴，该入口部分为与扩散管的中间部分同一一定直径的流路。因此，本发明能够如图3的实验结果所示，降低和消除即将达到最大真空压力时发生的脉动与噪音。

Claims (1)

1.一种真空喷嘴脉动防止结构，在以下所述的真空喷嘴中，即在本体内有喷管、吸入室和扩散管以相邻接且彼此连通的状态形成，流入口形成于喷管中，且流出口形成于扩散管中，吸入室上有吸入流路与之连通，喷管内形成有最小直径部，最小直径部的入口侧为中空的前端变细流路，且最小直径部的出口侧为前端变粗流路，喷管的前端变粗流路的出口开口于吸入室内，与吸入室连接的扩散管的入口部分为前端变细流路，扩散管的中间部分为以一定的直径延续的流路，扩散管的出口部分为前端变粗流路的真空喷嘴中，其特征是，与吸入室连接的扩散管的入口部分为与扩散管的中间部分具有相同的一定直径的流路。

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