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文丘里混氣裝置

一 概述
 
天然氣混空氣有引射式、助推式和高壓比例式。引射式屬于無源混氣,無需外部能源,靠天然氣本身的動能通過文丘里管引射空氣,它適合出口壓力比較低的工況(一般小于0.03MPa;助推式和高壓比例式屬于有源混氣,它們是通過將空氣升到一定壓力再經過混合器混合,前者一般依靠羅茨鼓風機或壓縮機對空氣升壓后經拉法爾管與天然氣混合,適合出口壓力在0.1MPa左右的場合,后者是依靠空氣壓縮機對空氣升壓后經混合筒與天然氣混合,適合出口壓力大于0.1MPa場合。

二  文丘里引射器的工作原理

文氏管是文丘里管的簡稱,文丘里效應的原理則是當風吹過阻擋物時,在阻擋物的背風面上方端口附近氣壓相對較低,從而產生吸附作用并導致空氣的流動。文氏管的原理其實很簡單,它就是把氣流由粗變細,以加快氣體流速,使氣體在文氏管出口的后側形成一個“真空”區。當這個真空區靠近工件時會對工件產生一定的吸附作用。

 

     A-壓縮空氣入口          B-噴嘴          C-消音器         D-吸附腔入口
壓縮空氣從文丘里管的入口A進入,少部分通過截面很小的噴管B排出。隨之截面逐漸減小,壓縮空氣的壓強增大,流速也隨之變大。`這時就在D吸附腔的進口內產生一個真空度,致使周圍空氣被吸入文氏管內,隨著壓縮空氣一起流進擴散腔內增加氣體的流速,之后通過消音裝置減少氣流震蕩。
    真空發生器就是利用正壓氣源產生負壓的一種新型,高效,清潔,經濟,小型的真空元器件,這使得在有壓縮空氣的地方,或在一個氣動系統中同時需要正負壓的地方獲得負壓變得十分容易和方便。真空發生器廣泛應用在工業自動化中機械,電子,包裝,印刷,塑料及機器人等領域。真空發生器的傳統用途是吸盤配合,進行各種物料的吸附,搬運,尤其適合于吸附易碎,柔軟,薄的非鐵,非金屬材料或球型物體。在這類應用中,一個共同特點是所需的抽氣量小,真空度要求不高且為間歇工作。
真空發生器的主要性能參數
①空氣消耗量:指從噴管流出的流量qv1。
②吸入流量:指從吸口吸入的空氣流量qv2。當吸入口向大氣敞開時,其吸入流量*大,稱為*大吸入流量qv2max.
③吸入口處壓力:記為Pv.當吸入口被完全封閉(如吸盤吸著工件),即吸入流量為零時,吸入口內的壓力*低,記作Pvmin.
④吸著響應時間:吸著響應時間是表明真空發生器工作性能的一個重要參數,它是指從換向閥打開到系統回路中達到一個必要的真空度的時間。
影響真空發生器性能的主要因素。
真空發生器的性能與噴管的*小直徑,收縮和擴散管的形狀,通徑及其相應位置和氣源壓力大小等諸多因素有關。圖2為某真空發生器的吸入口處壓力,吸入流量,空氣消耗量與供給壓力之間的關系曲線.圖中表明,供給壓力達到一定值時,吸入口處壓力較低,這時吸入流量達到*大,當供給壓力繼續增加時,吸入口處壓力增加,這時吸入流量減小。
*大吸入流量qv2max的特性分析:較為理想的真空發生器的qv2max特性,要求在常用供給壓力范圍內(P01=0.2---0.4MPa),qv2max處于*大值,且隨著P01的變化平緩。
吸入口處壓力Pv的特性分析:較為理想的真空發生器的Pv特性,要求在常用供給壓力范圍內(P01=0.2---0.4MPa),Pv處于*小值,且隨著Pv1的變化平緩。
③在吸入口吵完全封閉的條件下,對特定條件下吸入口處壓力Pv與吸入流量之間的關系如圖3所示。為獲得較為理想的吸入口處壓務與吸入流量的匹配關系,可設計成多級真空發生器串聯組合在一起。
④擴散管的長度應保證噴管出口的各種波系充分發展,使擴散管道出口截面上能獲得近似的均勻流動。但管道過長。管壁摩擦損失增大。一般管工為管徑的6---10倍較為合理。為了減少能量損失,可在擴散管直管道的出口加一個擴張角為6°---8°的擴張段。
⑤吸著響應時間與吸附腔的容積有關(包括擴散腔,吸附管道及吸盤或密閉艙容積等),吸附表面的泄漏量與所需吸入口處壓力的大小有關。對一定吸入口處壓力要求來說,若吸附腔的容積越小,響應時間越短;若吸入口處壓力越高,吸附容積越小,表面泄漏量越小,則吸著響應時間亦越短;若吸附容積大,且吸著速度要快,則真空發生器的噴嘴直徑應越大。

三 工藝流程圖

 

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