CN113864153B - 节能省能型真空发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空气压力技术领域，具体涉及一种真空发生器。节能省能型真空发生器，包括将真空容纳腔分成真空活塞上腔和真空活塞下腔的真空活塞，进气接头分别联通真空活塞上腔和真空阀的进气端，真空阀的出气端联通真空活塞，真空活塞下腔联通一级喷嘴，一级喷嘴联通二级喷嘴；喷嘴腔下方设有膜片下腔，喷嘴腔和膜片下腔之间设有独立的一级通孔和二级通孔，一级通孔处设有一级膜片，二级通孔处设有二级膜片；膜片下腔分别联通真空接头、压力传感器的感应端，压力传感器的信号输出端连接真空阀的控制端。通入正压进入本发明产生负压吸附物体，大大减少了正压气体的消耗，相比不使用膜片时的整个装置的流通环境节约了气体消耗。

Description

节能省能型真空发生器
技术领域
本发明属于空气压力技术领域，具体涉及一种真空发生器。
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、经济和小型的真空元器件，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。
但是现有的真空发生器在采用电磁阀结合控制阀口开合，从而控制活塞运动时，正压气体消耗较大，不符合环保节能的目的。
发明内容
本发明针对现有的真空发生器正压气体消耗较大，不符合环保节能的技术问题，目的在于提供一种节能省能型真空发生器。
节能省能型真空发生器，包括发生器主体、与外部气源联通的进气接头、真空接头和设置在所述发生器主体内的活塞，还包括一真空阀，所述发生器主体内还设有一级喷嘴、二级喷嘴、一级膜片、二级膜片；
所述活塞包括真空活塞，所述真空活塞位于所述发生器主体内的真空容纳腔内，所述真空活塞的活塞外壁将所述真空容纳腔分成真空活塞上腔和真空活塞下腔，所述进气接头通过气路分别联通所述真空活塞上腔和所述真空阀的进气端，所述真空阀的出气端通过气路联通所述真空活塞的顶部进气口，所述真空活塞下腔通过气路联通所述一级喷嘴，所述一级喷嘴联通所述二级喷嘴；
所述一级喷嘴和所述二级喷嘴均位于所述发生器主体内的喷嘴腔内，所述喷嘴腔下方设有膜片下腔，所述喷嘴腔和所述膜片下腔之间设有两个独立的通孔联通，分别为一级通孔和二级通孔，所述一级通孔位于所述一级喷嘴下方，所述二级通孔位于所述二级喷嘴下方，所述一级通孔处设有所述一级膜片，所述二级通孔处设有所述二级膜片；
所述膜片下腔分别通过气路联通真空接头、压力传感器的感应端，所述压力传感器的信号输出端连接所述真空阀的控制端。
外部气源通过所述进气接头处进气，通过气路到达所述真空活塞上腔和所述真空阀，当所述真空阀工作时，所述真空阀的出气阀口打开，所述真空阀的出气端出气，将所述真空活塞向下压，所述真空活塞处阀口打开，所述真空活塞上腔和所述真空活塞下腔联通，气体进入所述真空活塞下腔，通过气路进入所述一级喷嘴处，产生负压，带动下方的所述一级膜片上抬，使得膜片下腔产生负压，气路经过二级喷嘴时，产生负压，带动下方的所述二级膜片上抬，使得膜片下腔产生负压，所述一级喷嘴和所述二级喷嘴共同作用，带动所述真空接头吸气工作；
所述压力传感器感应所述膜片下腔处的压力值，并根据所述压力值，控制所述真空阀的工作。
本发明采用上述设计，特别是采用了一级喷嘴和二级喷嘴的有机结合，一级喷嘴处作用产生的负压大于二级喷嘴，所以以一级喷嘴为核心产生负压，但是一级小喷嘴产生流量相对小，不能快速产生吸附作用，因此利用二级喷嘴共同作用加大负压流量，从而减少了正压气体的消耗。
还包括一破空阀，所述活塞还包括破空活塞，所述破空活塞位于所述发生器主体内的破空容纳腔内，所述破空活塞的活塞外壁将所述破空容纳腔分成破空活塞上腔和破空活塞下腔，所述进气接头通过气路分别联通所述破空活塞上腔和所述破空阀的进气端，所述破空阀的出气端通过气路联通所述破空活塞的顶部进气口；
所述破空活塞下腔通过气路联通所述膜片下腔；
所述压力传感器的信号输出端连接所述破空阀的控制端。
外部气源通过所述进气接头处进气，通过气路还到达所述破空活塞上腔和所述破空阀，当所述破空阀工作时，所述破空阀的出气阀口打开，所述破空阀的出气端出气，将所述破空活塞向下压，所述破空活塞处阀口打开，所述破空活塞上腔和所述破空活塞下腔联通，气体进入所述破空活塞下腔，通过气路进入膜片下腔，最终正压气体在真空接头处破空出气。
当所述压力传感器感应到所述膜片下腔的负压压力超过一预设值后，控制所述真空阀和所述破空阀的工作状态，使得所述膜片下腔负压维持在一预设的稳定的范围内。
所述喷嘴腔通过一消音堵头联通排气口。以便于在排气时，消音堵头处起到排气消音作用。
所述破空活塞下腔和所述膜片下腔联通的气路内设有一节流阀，所述破空活塞下腔内的气体通过所述节流阀节流后经由气路到达所述膜片下腔，最终正压气体在真空接头处破空出气。
所述膜片下腔和所述真空接头联通的气路内设有过滤棉。以便于起到进气过滤作用。
所述一级喷嘴优选采用拉瓦尔喷管。
所述一级喷嘴的长度小于所述二级喷嘴的长度。
所述一级喷嘴包括左侧进气部和右侧出气部，所述左侧进气部采用从左向右直径逐渐减小的圆台结构，所述右侧出气部采用从左向右直径逐渐增大的圆台结构；
所述左侧进气部的长度小于所述右侧出气部。
所述二级喷嘴包括位于左侧的圆台部和位于右侧的直筒部，所述圆台部采用从左向右直径逐渐减小的圆台结构。
所述发生器主体从上往下分别包括上部壳体、中部壳体和下部壳体，所述真空阀和所述破空阀位于所述上部壳体的上方，所述进气接口设置在所述上部壳体的右侧，所述真空活塞和所述破空活塞位于所述上部壳体内且均伸出于所述上部壳体底部后伸入到所述中部壳体内；
所述节流阀针设置在所述中部壳体的右侧，所述一级喷嘴和所述二级喷嘴水平设置在所述中部壳体内，所述消音堵头设置在所述中部壳体的右侧且位于所述节流阀针的下方，所述一级膜片和所述二级膜片分别设置在所述中部壳体底部；
所述真空接头设置在所述下部壳体的右侧，所述过滤棉设置在所述下部壳体内且位于所述真空接头的左侧；
所述压力传感器位于所述发生器主体的左侧。
所述上部壳体底部和所述中部壳体顶部连接处设有密封圈密封，所述中部壳体底部和所述下部壳体顶部连接处设有密封圈密封；
所述真空阀与所述上部壳体的连接处设有密封圈密封，所述破空阀与所述上部壳体的连接处设有密封圈密封；
所述进气接头与所述上部壳体的连接处设有密封圈密封，所述真空接头与所述下部壳体的连接处设有密封圈密封；
所述节流阀针与所述中部壳体的连接处设有密封圈密封；
所述消音堵头与所述中部壳体的连接处设有密封圈密封。
本发明的积极进步效果在于：本发明的节能省能型真空发生器，通过控制真空阀来控制阀口开合，从而控制活塞运动，活塞运动来控制阀口的开合，通过两级喷管产生负压，通过节流装置控制破空流量，消音接头部分排气消音，过滤接头部分进气过滤，压力表实时接收数据并反馈。本发明通入正压进入本发明产生负压吸附物体，又由于节能型的原因大大减少了正压气体的消耗，相比不使用膜片时的整个装置的流通环境节约了气体消耗。
附图说明
图1为本发明的一种结构剖视图；
图2为本发明的一种爆炸图；
图3为不工作状态下的进气图；
图4为真空阀工作时的气路图；
图5为破空阀工作时中部壳体内的一侧气路图；
图6为破空阀工作时中部壳体内的另一侧气路图；
图7为破空阀工作时下部壳体内的气路图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1和图2，节能省能型真空发生器，包括发生器主体、与外部气源联通的进气接头2、真空接头3、真空阀4、破空阀5、压力传感器6(压力表)、节流阀针7、过滤棉8、消音堵头9。
发生器主体内设有活塞，活塞包括真空活塞11和破空活塞12。发生器主体内还设有一级喷嘴13、二级喷嘴14、一级膜片15、二级膜片16。
真空活塞11位于发生器主体内的真空容纳腔内，真空活塞11的活塞外壁将真空容纳腔分成真空活塞上腔和真空活塞下腔，进气接头2通过气路分别联通真空活塞上腔和真空阀4的进气端，真空阀4的出气端通过气路联通真空活塞11的顶部进气口，真空活塞下腔通过气路联通一级喷嘴13，一级喷嘴13联通二级喷嘴14。
破空活塞12位于发生器主体内的破空容纳腔内，破空活塞12的活塞外壁将破空容纳腔分成破空活塞上腔和破空活塞下腔，进气接头2通过气路分别联通破空活塞上腔和破空阀5的进气端，破空阀5的出气端通过气路联通破空活塞12的顶部进气口。
一级喷嘴13和二级喷嘴14均位于发生器主体内的喷嘴腔内，喷嘴腔通过消音堵头9联通排气口。以便于在排气时，消音堵头9处起到排气消音作用。喷嘴腔下方设有膜片下腔，喷嘴腔和膜片下腔之间设有两个独立的通孔联通，分别为一级通孔和二级通孔，一级通孔位于一级喷嘴13下方，二级通孔位于二级喷嘴14下方，一级通孔处设有一级膜片15，二级通孔处设有二级膜片16。
膜片下腔分别通过气路联通真空接头3、压力传感器6的感应端、破空活塞下腔。压力传感器6的信号输出端分别连接真空阀4的控制端、破空阀5的控制端。破空活塞下腔和膜片下腔联通的气路内设有一节流阀，破空活塞下腔内的气体通过节流阀节流后经由气路到达膜片下腔，最终正压气体在真空接头3处破空出气。膜片下腔和真空接头3联通的气路内设有过滤棉8。
以便于起到进气过滤作用。
一级喷嘴13优选采用拉瓦尔喷管。一级喷嘴13的长度小于二级喷嘴14的长度。一级喷嘴13包括左侧进气部和右侧出气部，左侧进气部采用从左向右直径逐渐减小的圆台结构，右侧出气部采用从左向右直径逐渐增大的圆台结构；左侧进气部的长度小于右侧出气部。二级喷嘴14包括位于左侧的圆台部和位于右侧的直筒部，圆台部采用从左向右直径逐渐减小的圆台结构。
参照图3至图7，本发明使用时，如图3所示，外部气源通过进气接头2处进气，通过气路先进入破空阀5，随后依次到达破空活塞上腔、真空活塞上腔和真空阀4。真空阀4工作时，如图4所示，真空阀4的出气阀口打开，真空阀4的出气端出气，将真空活塞11向下压，真空活塞11处阀口打开，真空活塞上腔和真空活塞下腔联通，气体进入真空活塞下腔，通过气路进入一级喷嘴13处，产生负压，带动下方的一级膜片15上抬，使得膜片下腔产生负压，气路经过二级喷嘴14时，产生负压，带动下方的二级膜片16上抬，使得膜片下腔产生负压，一级喷嘴13和二级喷嘴14共同作用，带动真空接头3处的真空口吸气工作。由于一级膜片15和二级膜片16这两膜片的使用，使得真空完成后膜片下腔和真空口处形成了一个相对密闭的环境。真空口慢慢泄漏，到达一定值后，由于膜片下腔联通压力传感器，压力传感器感应到后，控制真空阀工作加大负压，而当膜片下腔的负压压力值超过一预设值后，控制真空阀停止工作，控制破空阀工作。如图5所示，破空阀工作时，破空阀5的出气阀口打开，破空阀5的出气端出气，将破空活塞12向下压，破空活塞12处阀口打开，破空活塞上腔和破空活塞下腔联通，气体进入破空活塞下腔，如图6所示，通过气路进入膜片下腔，如图7所示，最终正压气体在真空接头3处破空出气。膜片下腔处负压联通压力传感器，压力传感器接受压力信号并反馈，使得膜片下腔负压维持在一个稳定的范围内。
本发明采用上述设计，特别是采用了一级喷嘴13和二级喷嘴14的有机结合，一级喷嘴13处作用产生的负压大于二级喷嘴14，所以以一级喷嘴13为核心产生负压，但是一级小喷嘴产生流量相对小，不能快速产生吸附作用，因此利用二级喷嘴14共同作用加大负压流量，从而减少了正压气体的消耗。
参照图1和图2，发生器主体从上往下分别包括上部壳体17、中部壳体和下部壳体19，将发生器主体分为上中下三个部分后，便于拆卸和维护。压力传感器6位于发生器主体的左侧。上部壳体17底部和中部壳体18顶部连接处设有密封圈密封，中部壳体18底部和下部壳体19顶部连接处设有密封圈密封。
真空阀4和破空阀5位于上部壳体17的上方，进气接口设置在上部壳体17的右侧，真空活塞11和破空活塞12位于上部壳体17内且均伸出于上部壳体17底部后伸入到中部壳体18内。真空阀4与上部壳体17的连接处设有密封圈密封，破空阀5与上部壳体17的连接处设有密封圈密封。进气接头2与上部壳体17的连接处设有密封圈密封。
节流阀针7设置在中部壳体18的右侧，节流阀针7与中部壳体18的连接处设有密封圈密封。一级喷嘴13和二级喷嘴14水平设置在中部壳体18内，消音堵头9设置在中部壳体18的右侧且位于节流阀针7的下方，消音堵头9与中部壳体18的连接处设有密封圈密封。一级膜片15和二级膜片16分别设置在中部壳体18底部。
真空接头3设置在下部壳体19的右侧，过滤棉8设置在下部壳体19内且位于真空接头3的左侧。真空接头3与下部壳体19的连接处设有密封圈密封。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.节能省能型真空发生器，包括发生器主体、与外部气源联通的进气接头、真空接头和设置在所述发生器主体内的活塞，其特征在于，还包括一真空阀，所述发生器主体内还设有一级喷嘴、二级喷嘴、一级膜片、二级膜片；
所述活塞包括真空活塞，所述真空活塞位于所述发生器主体内的真空容纳腔内，所述真空活塞的活塞外壁将所述真空容纳腔分成真空活塞上腔和真空活塞下腔，所述进气接头通过气路分别联通所述真空活塞上腔和所述真空阀的进气端，所述真空阀的出气端通过气路联通所述真空活塞的顶部进气口，所述真空活塞下腔通过气路联通所述一级喷嘴，所述一级喷嘴联通所述二级喷嘴；
所述一级喷嘴和所述二级喷嘴均位于所述发生器主体内的喷嘴腔内，所述喷嘴腔下方设有膜片下腔，所述喷嘴腔和所述膜片下腔之间设有两个独立的通孔联通，分别为一级通孔和二级通孔，所述一级通孔位于所述一级喷嘴下方，所述二级通孔位于所述二级喷嘴下方，所述一级通孔处设有所述一级膜片，所述二级通孔处设有所述二级膜片；
所述膜片下腔分别通过气路联通真空接头、压力传感器的感应端，所述压力传感器的信号输出端连接所述真空阀的控制端；
外部气源通过所述进气接头处进气，通过气路到达所述真空活塞上腔和所述真空阀，当所述真空阀工作时，所述真空阀的出气阀口打开，所述真空阀的出气端出气，将所述真空活塞向下压，所述真空活塞处阀口打开，所述真空活塞上腔和所述真空活塞下腔联通，气体进入所述真空活塞下腔，通过气路进入所述一级喷嘴处，产生负压，带动下方的所述一级膜片上抬，使得膜片下腔产生负压，气路经过二级喷嘴时，产生负压，带动下方的所述二级膜片上抬，使得膜片下腔产生负压，所述一级喷嘴和所述二级喷嘴共同作用，带动所述真空接头吸气工作；
所述压力传感器感应所述膜片下腔处的压力值，并根据所述压力值，控制所述真空阀的工作；
还包括一破空阀，所述活塞还包括破空活塞，所述破空活塞位于所述发生器主体内的破空容纳腔内，所述破空活塞的活塞外壁将所述破空容纳腔分成破空活塞上腔和破空活塞下腔，所述进气接头通过气路分别联通所述破空活塞上腔和所述破空阀的进气端，所述破空阀的出气端通过气路联通所述破空活塞的顶部进气口；
所述破空活塞下腔通过气路联通所述膜片下腔；
所述压力传感器的信号输出端连接所述破空阀的控制端；
外部气源通过所述进气接头处进气，通过气路还到达所述破空活塞上腔和所述破空阀，当所述破空阀工作时，所述破空阀的出气阀口打开，所述破空阀的出气端出气，将所述破空活塞向下压，所述破空活塞处阀口打开，所述破空活塞上腔和所述破空活塞下腔联通，气体进入所述破空活塞下腔，通过气路进入膜片下腔，最终正压气体在真空接头处破空出气；
所述喷嘴腔通过一消音堵头联通排气口。
2.如权利要求1所述的节能省能型真空发生器，其特征在于，当所述压力传感器感应到所述膜片下腔的负压压力超过一预设值后，控制所述真空阀和所述破空阀的工作状态，使得所述膜片下腔负压维持在一预设的稳定的范围内。
3.如权利要求1所述的节能省能型真空发生器，其特征在于，所述破空活塞下腔和所述膜片下腔联通的气路内设有一节流阀，所述破空活塞下腔内的气体通过所述节流阀节流后经由气路到达所述膜片下腔，最终正压气体在真空接头处破空出气。
4.如权利要求1所述的节能省能型真空发生器，其特征在于，所述膜片下腔和所述真空接头联通的气路内设有过滤棉。
5.如权利要求1所述的节能省能型真空发生器，其特征在于，所述一级喷嘴采用拉瓦尔喷管；所述一级喷嘴的长度小于所述二级喷嘴的长度。
6.如权利要求5所述的节能省能型真空发生器，其特征在于，所述一级喷嘴包括左侧进气部和右侧出气部，所述左侧进气部采用从左向右直径逐渐减小的圆台结构，所述右侧出气部采用从左向右直径逐渐增大的圆台结构；
所述左侧进气部的长度小于所述右侧出气部。
7.如权利要求5或6所述的节能省能型真空发生器，其特征在于，所述二级喷嘴包括位于左侧的圆台部和位于右侧的直筒部，所述圆台部采用从左向右直径逐渐减小的圆台结构。
8.如权利要求1所述的节能省能型真空发生器，其特征在于，所述发生器主体从上往下分别包括上部壳体、中部壳体和下部壳体，所述真空阀和所述破空阀位于所述上部壳体的上方，进气接口设置在所述上部壳体的右侧，所述真空活塞和所述破空活塞位于所述上部壳体内且均伸出于所述上部壳体底部后伸入到所述中部壳体内；
所述一级喷嘴和所述二级喷嘴水平设置在所述中部壳体内，所述一级膜片和所述二级膜片分别设置在所述中部壳体底部；
所述真空接头设置在所述下部壳体的右侧；
所述压力传感器位于所述发生器主体的左侧。
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