真空節能給氣系統的製作方法
2023-10-06 13:49:14 1
本發明涉及一種真空節能給氣系統，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給氣系統。
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給氣系統，包括氣源、氣源處理單元、換向閥、真空發生器、第一氣容、第二氣容、工控機、節流閥、單向閥以及多個壓力傳感器，其中所述氣源與真空發生器連接，真空發生器還分別連接第一氣容和第二氣容，所述工控機分別與換向閥、真空發生器、第一氣容以及第二氣容連接，所述氣源和真空發生器之間設置有換向閥，所述真空發生器與第一氣容之間設置有節流閥，真空發生器與第二氣容之間設置有單向閥。
優選的，上述氣源還配置有一氣源處理單元，設置在氣源和換向閥之間。
優選的，上述多個壓力傳感器分別設置在換向閥和真空發生器、真空發生器和第一氣容、第一氣容和工控機、第二氣容和工控機之間。
優選的，上述工控機與換向閥和真空發生器、真空發生器和第一氣容之間的壓力傳感器連接。
優選的，上述真空發生器包括有噴嘴。
優選的，上述系統首先打開換向閥，氣體經真空發生器在第二氣容內產生真空，同時真空發生器排出的氣體填充第一氣容；壓力傳感器分別測量第一氣容內的壓力變化、換向閥後的壓力變化、第二氣容內的真空度；改變氣源的供氣壓力、真空發生器的噴嘴口徑、節流閥的有效截面積，第一氣容的壓力值、換向閥後的壓力值以及第二氣容的真空壓力值由壓力傳感器經數據採集板卡輸入工控機。
優選的，上述氣源給氣經真空發生器可產生真空，同時該真空發生器的排氣可作為後繼氣路的氣源再利用。
相比現有技術，本發明提供的真空節能給氣系統，克服傳統類似設備無法調整和設置參數的缺陷，通過設置各種不同的條件和配置，實現了靈活配置，為真空節能的整體設備系統提供了保障。
附圖說明
圖1為本發明真空節能給氣系統結構示意圖；
圖2為本發明給氣狀態時的系統數據狀態圖。
附圖標記：1-氣源；2-氣源處理單元；3-換向閥；4-真空發生器；5-第一氣容；6-第二氣容；7-工控機；8-節流閥；9-單向閥；10-壓力傳感器。
具體實施方式
本發明提供一種真空節能給氣系統，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給氣系統，包括氣源1、氣源處理單元2、換向閥3、真空發生器4、第一氣容5、第二氣容6、工控機7、節流閥8、單向閥9以及多個壓力傳感器10，其中所述氣源1與真空發生器4連接，真空發生器4還分別連接第一氣容5和第二氣容6，所述工控機7分別與換向閥3、真空發生器4、第一氣容5以及第二氣容6連接，所述氣源1和真空發生器4之間設置有換向閥3，所述真空發生器4與第一氣容5之間設置有節流閥8，真空發生器4與第二氣容6之間設置有單向閥9。
其中，氣源1還配置有一氣源處理單元2，設置在氣源1和換向閥3之間。多個壓力傳感器10分別設置在換向閥3和真空發生器4、真空發生器4和第一氣容5、第一氣容5和工控機7、第二氣容6和工控機7之間。工控機7與換向閥3和真空發生器4、真空發生器4和第一氣容5之間的壓力傳感器10連接。真空發生器4包括有噴嘴。
本發明提供的真空節能給氣系統的工作原理如下：氣源1給氣經真空發生器4可產生真空，同時該真空發生器4的排氣可作為後繼氣路的氣源1再利用（如驅動氣缸工作），在本實施例中將此排氣填充氣容。搭建的真空發生系統如圖1所示。氣源1設定為0.75MPa。壓縮空氣經過氣源處理單元2後提供系統使用。
首先，換向閥3打開，氣體經真空發生器4在第二氣容6（B）內產生真空，同時真空發生器4排出的氣體填充第一氣容5（A）。應用壓力傳感器10分別測量第一氣容5（A）內的壓力變化、換向閥3後的壓力變化、第二氣容6（B）內的真空度。
在本實施例中，改變氣源1的供氣壓力、真空發生器4的噴嘴口徑、節流閥8的有效截面積，第一氣容5（A）的壓力值、換向閥3後的壓力值以及第二氣容6（B）的真空壓力值由壓力傳感器10經數據採集板卡輸入工控機7。根據操作所得數據分析各參量對第二氣容6（B）內真空度和響應時間（達到穩態真空度±2%的時間）的影響。
在給氣狀態下的實施研究中，需要調整的參數為三個，即氣源1壓力和真空發生器的噴嘴口徑和節流閥的有效面積（即調節節流閥開關的圈數）。
本實施例中，選擇一組氣容：A=1518cm3、B=425cm3，氣源1對第一氣容5（A）的充氣壓力分別選擇0.2MPa、0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa、0.7 MPa，節流閥8的開度分別從一圈到八圈。將上述條件進行組合，如圖2所示。
在選定A-B組合下，每一種噴嘴口徑對應六種不同氣源壓力條件；每一種氣源壓力條件對應八圈節流閥8開度，共330多種不同的條件組合。在實際操作中，根據真空產生的具體條件，進行適當的刪減和調整。
相比現有技術，本發明提供的真空節能給氣系統，克服傳統類似設備無法調整和設置參數的缺陷，通過設置各種不同的條件和配置，實現了靈活配置，為真空節能的整體設備系統提供了保障。
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。