真空節能氣缸排氣系統的製作方法
2023-10-06 13:53:54
本發明涉及一種真空節能氣缸排氣系統，屬於工業氣壓傳動設備領域。
背景技術：
當前我國經濟規模和綜合實力大幅增長，經濟發展取得了舉世矚目的成就，但也付出了不小的能源資源和環境代價。製造業、甚至整個國民經濟的發展面臨資源、能源和環境的嚴重製約，未來20年製造業的增長，如果單純依靠數量增長，這是資源、能源和環境所不能承受的。轉變經濟增長方式，走科學發展之路，已成為經濟社會發展的迫切要求，同時也是實現節能降耗目標的根本途徑。因此我國必須依靠科技進步，採取綠色製造技術，在提高產品質量和附加值的同時，努力降低資源和能源消耗，這是未來製造業的發展方向。在我國節能降耗已成為科學發展觀的本質要求。 節能技術研究具有重要的現實意義，己成為工業中各行業的一個重要的課題。
氣動技術是以壓縮氣體為工作介質，靠氣體的壓力傳遞動力或信息，以實現生產機械化與自動化的一門技術。從70年代開始在工業自動化領域得到了越來越廣泛的應用，至今已形成全球年銷售額約110億美元的市場規模，在中國年銷售額達到近50億人民幣。在工業生產中佔據了相當大的使用比例。但氣動系統的工作介質——壓縮空氣的製造成本高，能量利用率相當低。壓縮空氣系統能耗的96%為工業壓縮機的耗電。我國工業壓縮機的耗電量2006年1800億度，2007年高達2000億度，約佔全國總耗電量的6%。而GDP為我國1.6倍的日本的工業壓縮機耗電量僅為400億度。這說明我們迫切的需要大力提高壓縮空氣系統的能源利用效率。因此，氣動系統的節能降耗越來越引起人們的關注。尤其在原油日益高漲、能源問題突出的今天，氣動系統使用中浪費嚴重等問題也引起了人們的關注，如何提高壓縮空氣的利用率在我國正成為一個重要而迫切的課題。
其中，在工業生產中，以真空為動力源，作為實現自動化的一種手段，真空系統在許多方面得到了廣泛應用，如完成搬運作業等。真空的產生一般有兩種方法，一種是採用真空泵將容器內的空氣抽出來產生真空，另一種為採用壓縮空氣，經過真空發生器內的噴嘴形成高速氣流，將氣體的壓力能轉化為氣流的動能，因此在噴嘴出口處形成真空，從而產生真空抽吸的作用。後一種方法在自動化生產設備中的應用非常廣泛。
技術實現要素：
鑑於上述現有技術的不足之處，本發明的目的在於提供一種真空節能氣缸排氣系統。
為了達到上述目的，本發明採取了以下技術方案：
本發明提供了一種真空節能氣缸排氣系統，包括氣源、氣源處理單元、第一電磁閥、真空發生器、氣缸、氣容、工控機、多個調速閥、單向閥、多個壓力傳感器、消聲器以及第二電磁閥，所述氣源與第一電磁閥連接，氣源處理單元設置在氣源與第一電磁閥之間，第一電磁閥還分別與真空發生器和氣缸連接，真空發生器還與氣容連接，在真空發生器和氣容之間設置有第二電磁閥，所述氣源處理單元和第一電磁閥之間、第一電磁閥和真空發生器之間的連接處分別設置有壓力傳感器，這些壓力傳感器與工控機連接。
優選的，上述第一電磁閥和氣缸之間設置有多個調速閥，調速閥分別連接工控機，在調速閥和工控機之間分別設置有壓力傳感器。
優選的，上述真空發生器還連接一消聲器。
優選的，上述第二電磁閥連接一單向閥。
優選的，上述氣容與工控機連接，中間設置一壓力傳感器。
優選的，上述氣源通過第一電磁閥給氣缸充氣，氣缸往復運動，排出氣體經過真空發生器產生真空，由氣容收容；用壓力傳感器分別測量氣缸兩端的壓力、真空發生器前端壓力和氣源的壓力，壓力傳感器測量氣容內的真空度；壓力傳感器採集的數據經板卡輸入工控機；改變氣源的充氣壓力值、調速閥的截面積和真空發生器的噴嘴口徑，觀察氣缸運動的變化，以及真空收集系統真空度的變化。
本發明提供的真空節能氣缸排氣系統，利用氣缸排氣產生真空的氣動迴路，實現了參數化調節後的可控檢測，達到很高的真空度，響應時間少。
附圖說明
圖1為本發明真空節能氣缸排氣系統結構示意圖；
圖2為本發明排氣操作第一步驟數據狀態圖；
圖3為本發明排氣操作第二步驟數據狀態圖；
圖4為本發明排氣操作第三步驟數據狀態圖。
附圖標記：1-氣源；2-氣源處理單元；3-第一電磁閥；4-真空發生器；5-氣缸；6-氣容；7-工控機；8-調速閥；9-單向閥；10-壓力傳感器；11-消聲器；12-第二電磁閥。
具體實施方式
本發明提供一種真空節能氣缸排氣系統，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
如圖1所示，本發明提供的真空節能氣缸排氣系統，，氣缸5在往復運動的同時排氣系統通過真空發生器4，在氣容6中產生真空。
本發明提供的真空節能氣缸排氣系統，具體包括氣源1、氣源處理單元2、第一電磁閥3、真空發生器4、氣缸5、氣容6、工控機7、多個調速閥8、單向閥9、多個壓力傳感器10、消聲器11以及第二電磁閥12，氣源1與第一電磁閥3連接，氣源處理單元2設置在氣源1與第一電磁閥3之間，第一電磁閥3還分別與真空發生器4和氣缸5連接，真空發生器4還與氣容6連接，在真空發生器4和氣容6之間設置有第二電磁閥12，氣源處理單元2和第一電磁閥3之間、第一電磁閥3和真空發生器4之間的連接處分別設置有壓力傳感器10，這些壓力傳感器10與工控機7連接。
其中，第一電磁閥3和氣缸5之間設置有多個調速閥8，調速閥8分別連接工控機7，在調速閥8和工控機7之間分別設置有壓力傳感器10。真空發生器4還連接一消聲器11。第二電磁閥12連接一單向閥9。氣容6與工控機7連接，中間設置一壓力傳感器10。
本發明提供的真空節能氣缸排氣系統的工作原理如下：氣源1通過一個二位5通電磁閥（第一電磁閥）3給氣缸5充氣，氣缸5往復運動，排出氣體經過真空發生器4產生真空，由氣容6收容，可用於其他相關工業生產使用。在本實施例中，選擇連接真空氣容6與真空發生器的不同元器件——第二電磁閥12和單向閥9在該節能系統中起到的不同作用。
在本實施例中，用壓力傳感器10分別測量氣缸5兩端的壓力、真空發生器4前端壓力和氣源1壓力，壓力傳感器10測量氣容6內的真空度。壓力傳感器10採集的數據經板卡輸入工控機7。在本實施例中，改變氣源1的充氣壓力值、調速閥8的截面積和真空發生器4的噴嘴口徑，觀察氣缸5運動的變化，以及真空收集系統真空度的變化。
在利用氣缸排氣產生真空的過程中，影響真空度的參數主要有：雙作用氣缸5內徑及行程、調速閥8開度、真空發生器4噴嘴口徑、氣源1壓力、氣容6容積等。通過改變其中部分參數，討論其對氣缸5的工作狀態及氣容6內真空度的影響。
氣源1壓力分別選擇0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa、0.7 MPa，真空發生器4噴嘴口徑有6種規格，調速閥8的開度分為三組。
通過對氣缸5行程、內徑、氣容6的容積的選擇設計操作步驟，對於迴路中真空收集氣容6前不同的元器件——電磁閥（3、12）或節流閥，分別進行測試，每種操作過程的步驟基本類似。
該操作過程又可分為如下三個部分，見圖2、圖3、圖4所示。
如圖2所示，為氣容=686cm3，氣缸選取不同的內徑；
如圖3所示，為氣容=686cm3，氣缸選取不同的行程；
如圖4所示，為氣容的容積改變。
本發明提供的真空節能氣缸排氣系統，利用氣缸排氣產生真空的氣動迴路，實現了參數化調節後的可控檢測，達到很高的真空度，響應時間少。
可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。