專利名稱：變聲速真空器的制作方法
技術領域：
本發明涉及變聲速真空器，具體涉及一種用低能耗獲得高真空的變聲速真空器。
背景技術：
真空器(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。射流真空器是目前在工業上廣泛應用的真空器的一種，其利用水的高速噴射，在高速水流流過管道道壁上產生負壓，來達到抽吸真空的目的。射流真空器通常采用三通形的管道裝置，在從流體入口到出口的流體流路的管道側方形成真空入口，從該入口獲得真空。但隨著工況的要求越來越高，所需要的真空壓力也越來越大，尤其是在如電廠等特殊要求的情況，因此以往的射流真空器等真空器無法滿足這些要求。如何在消耗低的能量的情況下簡化抽真空設備并能得到更高的真空壓力成為亟待解決的問題。
發明內容
鑒于以上的以往技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種利用兩相流體原理和流體力學理論研制的變聲速真空器，其特征在于，包括第一外殼、第二外殼、第三外殼、 第四外殼、第一內膽噴嘴部件、第二內膽噴嘴部件以及第三內膽噴嘴部件，第一外殼與第二外殼之間、第二外殼與第三外殼之間、第三外殼與第四外殼之間均由法蘭通過螺栓進行連接，第一內膽噴嘴部件的一側外緣夾在第一外殼與第二外殼之間而被固定，第二內膽噴嘴部件的外緣夾在第二外殼與第三外殼之間而被固定，第三內膽噴嘴部件的一側外緣夾在第三外殼與第四外殼之間而被固定，第一外殼、第二外殼、第三外殼以及第四外殼的內徑相同，并且第二外殼和第三外殼具有三通的外形，第一外殼、第二外殼、第三外殼、第四外殼以及第一內膽噴嘴部件、第二內膽噴嘴部件、第三內膽噴嘴部件的內部空間共同形成一個流體的主流路，第二外殼的位于主流路之外的另一個開口用于將水引入該主流路中，第三外殼的除了在主流路之外的另一個開口用于提供真空壓力。在上述變聲速真空器中，優選第一內膽噴嘴部件具有內徑收縮段，用于將來自蒸汽入口的蒸汽在該內徑收縮段擠壓而增壓，第二內膽噴嘴部件在前部也具有內徑收縮段， 用于來自第一內膽噴嘴部件的蒸汽和來自第二外殼的位于主流路之外的另一個開口的水進行充分的兩相混合，為使來自第二外殼的位于主流路之外的另一個開口的水能順利進入第二內膽噴嘴部件的內徑收縮段，第一內膽噴嘴部件與第二內膽噴嘴部件之間留出一個環隙，第三內膽噴嘴部件具有內徑擴大段，用于將蒸汽和水的兩相混合體的流動速度降低并降低壓力，第三內膽噴嘴部件與第二內膽噴嘴部件之間未接觸，而具有一定的間隙。在上述變聲速真空器中，優選在所述主流路的出口獲得100 120m/s的高速噴射。在上述變聲速真空器中，優選在所述第三外殼的除了在主流路之外的另一個開口處獲得的真空壓力為-0. 1 -0. 2Mpa。在上述變聲速真空器中，優選在所述主流路的蒸汽入口處的壓力浮動范圍是 0. 02Mpa 1. 6Mpa。通過使用上述本發明的技術方案，能夠得到以下的技術效果。由于本發明的變聲速真空器體積小能耗低，大大的簡化了原抽真空方式多級多次，因此不僅可以節能，還能夠利用很低的能耗得到很高的真空壓力。
圖1是表示本發明的變聲速真空器的整體結構圖。圖2表示第一外殼1的尺寸的一個實例。圖3表示第二外殼2的尺寸的一個實例。圖4表示第三外殼3的尺寸的一個實例。圖5表示第三外殼4的尺寸的一個實例。圖6表示第一內膽噴嘴部件5的尺寸的一個實例。圖7表示第二內膽噴嘴部件6的尺寸的一個實例。圖8表示第三內膽噴嘴部件7的尺寸的一個實例。(附圖標記說明)100-變聲速真空器；I-第一外殼；2-第二外殼；3-第三外殼；4-第四外殼；5-第一內膽噴嘴部件；6-第二內膽噴嘴部件；7-第三內膽噴嘴部件。
具體實施例方式下面，參照圖1至8，對本發明的實施方式進行詳細說明。圖1是表示本發明的變聲速真空器的整體結構圖。如圖1所示，變聲速真空器由七個部分組成，包括第一外殼1、第二外殼2、第三外殼3、第四外殼4、第一內膽噴嘴部件5、 第二內膽噴嘴部件6以及第三內膽噴嘴部件7。第一外殼1與第二外殼2之間、第二外殼2與第三外殼3之間、以及第三外殼3與第四外殼4之間由法蘭通過螺栓進行連接。第一內膽噴嘴部件5的一側外緣夾在第一外殼1與第二外殼2之間而被固定，第二內膽噴嘴部件6的外緣夾在第二外殼2與第三外殼3之間而被固定，第三內膽噴嘴部件 7的一側外緣夾在第三外殼3與第四外殼4之間而被固定。第一外殼1、第二外殼2、第三外殼3以及第四外殼4的內徑相同，并且第二外殼2以及第三外殼3具有三通的外形。第一外殼1、第二外殼2、第三外殼3、第四外殼4以及第一內膽噴嘴部件5、第二內膽噴嘴部件6、第三內膽噴嘴部件7的內部空間共同形成一個流體的主流路。第二外殼2的除在主流路之外的另一個開口用于將水引入變聲速真空器100 的主流路中。第三外殼3的除了在主流路之外的另一個開口用于提供真空壓力。如圖1所示，第一內膽噴嘴部件5具有內徑收縮段，用于將來第一外殼1 一側的蒸汽在該內徑收縮段擠壓而增壓。第二內膽噴嘴部件6在前部也具有內徑收縮段，用于來自第一內膽噴嘴部件5的蒸汽和來自第二外殼2的除在主流路之外的另一個開口的水進行充分的兩相混合。為使來自第二外殼2的除在主流路之外的另一個開口的水能順利進入第二內膽噴嘴部件6的內徑收縮段，第一內膽噴嘴部件5與第二內膽噴嘴部件6之間留出一個環隙。第三內膽噴嘴部件7具有內徑擴大段，用于將蒸汽和水的兩相混合體的流動速度降低并降低壓力。第三內膽噴嘴部件7與第二內膽噴嘴部件6之間未接觸，而具有一定的間隙。各個部件的尺寸可以根據情況而定，在本實施方式中，第一外殼1的尺寸如圖2所示、第二外殼2的尺寸如圖3所示、第三外殼3的尺寸如圖4所示、第四外殼4的尺寸如圖5 所示、第一內膽噴嘴部件5的尺寸如圖6所示、第二內膽噴嘴部件6的尺寸如圖7所示、第二內膽噴嘴部件7的尺寸如圖8所示，長度單位均為mm。第三外殼3的除在主流路之外的另一個開口用于提供真空壓力。在本發明中，所述主流路的出口獲得100 120m/s的高速噴射，相應地在所述第三外殼的除了在主流路之外的另一個開口處獲得的真空壓力為-0. 1 -0. 2Mpa。下面，對兩相流體混合的原理進行進一步說明。進入變聲速真空器的蒸汽通過噴嘴在混合室(第二內膽噴嘴部件6的內徑收縮段)與來水相混合，于是產生了具有一定容積比的汽水混合物，在這種混合物中聲速低于該混合物的流速，所以能在收縮段窄的截面內克服音障(音障是指速度接近音速時，會追上自己發出的聲波造成震波，進而對加速產生障礙的現象)，繼而在不變截面的管道中流動速度完成了向亞聲速的轉變。由于壓縮系數與液態介質的干擾速度(聲速)有直接關系，而單質物質壓縮系數要小于同質的兩相混合物的壓縮系數，在蒸汽-水直接混合中，汽水混合物的可壓縮系數 (也就是可壓縮性)可以大大超過構成汽水混合物的單質蒸汽或水各自分別具有的壓縮系數。在通過該裝置兩相流室(混合室)在流體動力作用過程中，混合物的聲速可以達到異乎尋常的低值，即每秒十幾米，只要流體速度大于此值，馬赫數M即大于1，也就是說產生了超聲速，這樣用較小的能量損失即可使馬赫數達到10 12，產生高速噴射，從而完成了從低聲速一亞聲速一超聲速的轉變，此時在出口可得到每秒100 120米高速噴射，由于噴射效應，在混合室會形成-0. 1 -0. 2Mpa真空壓力，把該混合室的外接口連于需抽真空處，即可得到-0. 1 -0. 2Mpa真空壓力。以上，對本發明的變聲速真空器進行了詳細說明，但本發明并不被這些實施方式的所限定，而本領域技術人員能夠在不經過創造性勞動就能變更或者替換的所有范圍都應包含在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種變聲速真空器，其特征在于，包括第一外殼、第二外殼、第三外殼、第四外殼、第一內膽噴嘴部件、第二內膽噴嘴部件以及第三內膽噴嘴部件，第一外殼與第二外殼之間、第二外殼與第三外殼之間、第三外殼與第四外殼之間均由法蘭通過螺栓進行連接，第一內膽噴嘴部件的一側外緣夾在第一外殼與第二外殼之間而被固定，第二內膽噴嘴部件的外緣夾在第二外殼與第三外殼之間而被固定，第三內膽噴嘴部件的一側外緣夾在第三外殼與第四外殼之間而被固定，第一外殼、第二外殼、第三外殼以及第四外殼的內徑相同，并且第二外殼和第三外殼具有三通的外形，第一外殼、第二外殼、第三外殼、第四外殼以及第一內膽噴嘴部件、第二內膽噴嘴部件、第三內膽噴嘴部件的內部空間共同形成一個流體的主流路，第二外殼的位于主流路之外的另一個開口用于將水引入該主流路中，第三外殼的除了在主流路之外的另一個開口用于提供真空壓力。
2.如權利要求1所述的變聲速真空器，其特征在于，第一內膽噴嘴部件具有內徑收縮段，用于將來自蒸汽入口的蒸汽在該內徑收縮段擠壓而增壓，第二內膽噴嘴部件在前部也具有內徑收縮段，用于來自第一內膽噴嘴部件的蒸汽和來自第二外殼的位于主流路之外的另一個開口的水進行充分的兩相混合，為使來自第二外殼的位于主流路之外的另一個開口的水能順利進入第二內膽噴嘴部件的內徑收縮段，第一內膽噴嘴部件與第二內膽噴嘴部件之間留出一個環隙，第三內膽噴嘴部件具有內徑擴大段，用于將蒸汽和水的兩相混合體的流動速度降低并降低壓力，第三內膽噴嘴部件與第二內膽噴嘴部件之間未接觸，而具有一定的間隙。
3.如權利要求1或2所述的變聲速真空器，其特征在于，在所述主流路的出口獲得100 120m/s的高速噴射。
4.如權利要求1或2所述的變聲速真空器，其特征在于，在所述第三外殼的除了在主流路之外的另一個開口處獲得的真空壓力為-0. 1 -0. 2Mpa。
全文摘要
本發明提供一種變聲速真空器，包括第一外殼、第二外殼、第三外殼、第四外殼、第一內膽噴嘴部件、第二內膽噴嘴部件以及第三內膽噴嘴部件，第一外殼與第二外殼之間、第二外殼與第三外殼之間、第三外殼與第四外殼之間均由法蘭通過螺栓進行連接，第二外殼和第三外殼具有三通形狀，第二外殼的位于主流路之外的另一個開口用于將水引入該主流路中，所述第三外殼具有三通的外形，該第三外殼的除了在主流路之外的另一個開口用于提供真空壓力，由此能夠以低能耗獲得高的真空壓力。
文檔編號F04F5/22GK102465933SQ20101054329
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者張書榮 申請人:張書榮, 鮑占文