具有脱扣的发散出口流动管嘴的真空喷射器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及由压缩空气驱动的真空喷射器。
【背景技术】
[0002] 真空泵是已知的，它使用压缩空气（或其它高压流体）源，以在周围空间中产生负 压或真空。通过使得高压空气通过驱动管嘴加速，并以高速通过驱动管嘴和出口流动通道 或者管嘴之间的间隙作为空气喷射而使它喷射，压缩空气驱动的喷射器操作。在驱动管嘴 和出口管嘴之间的周围空间中的流体介质被夹带进入压缩空气的高速流，并且夹带的介质 和来自压缩空气源的空气的喷射流通过出口管嘴被喷出。因为在驱动和出口管嘴之间的空 间中的流体以这种方式被排出，所以负压或真空产生在围绕该流体或介质先前占据的空气 喷射的体积中。
[0003] 对于任何给定的压缩空气源（其也可以称为驱动流体），在真空喷射器中的管 嘴可设制成产生高体积流，但不能获得尽可能高的负压（即，绝对压力不会尽可能低地下 降），或者，设制成获得较高的负压（即，绝对压力会较低），但不能达到尽可能高的体积流 速。这样，任何驱动管嘴和出口管嘴的单独的一对都将被设制成趋于产生高体积流速或实 现高的负压。
[0004] 为了产生与环境压力的最大压差，并且由此产生能够由负压施加的最大抽吸力， 例如对于提升应用而言，高负压是需要的。同时，为了确保要被抽空的体积可以充分地快速 地被清空，以允许相关联的真空装置的重复致动，或者同样地为了在真空输送装置应用中 输送足够体积的材料，高体积流速是必要的。
[0005] 为了实现高极限真空水平和高的总体积流速，已经设计了所谓的多级喷射器，其 包括串联布置在壳体内的三个或更多个管嘴，串联的每对相邻管嘴限定单独的一级，跨越 所述级在相邻的两个管嘴之间的间隙中产生负压。此外，通常，对于给定的压缩空气源，串 联的任何单独的一对管嘴可设制成趋于产生高体积流速或实现高的负压。
[0006] 在这样的多级喷射器中，最先级产生最高水平的负压，即，最低绝对压力，而随后 的级提供连续降低的负压水平，即，较高的绝对压力，但增加喷射器装置的总体积吞吐量。 为了将跨越多级所产生的真空应用到所希望的要抽空的真空设备或体积，连续的级通常被 连接到共同的收集腔室，而阀被提供给每一个连续级，至少在第一驱动级之后的每一个连 续级，从而一旦在该室中的负压已经被降低到低于第二级和后续级能够产生的负压，就使 后续级可从收集腔室被封闭。
[0007] 被称为驱动级是因为它是连接到加压流体（压缩空气）的源的唯一级，因此在驱 动流体和夹带流体从真空喷射器排出之前，驱动加压流体流通过所有的后续级和串联的管 嘴。
[0008] 为了提供用于跨越每一个连续级的流体的夹带，该串联的管嘴呈现具有逐渐增加 的截面开口面积的贯穿通道，通过该贯穿通道高速流体流被供入，以将周围体积中的空气 或其它介质夹带进高速喷射流。每级之间的管嘴形成一级的出口管嘴和下一级的入口管 嘴，并且被配置为连续地加速空气和其它介质流，以引导流体的高速喷射穿过每个连续的 级。
[0009] 虽然不同的加压流体可以用作驱动流体，但是本类型的多级喷射器通常被压缩空 气驱动，并且最通常被用于横跨各级从围绕通过串联的管嘴中的各间隙的喷射流的体积夹 带要被抽空的作为介质的空气。
[0010] 已经发现商业上成功的多级喷射器的一种设计是在大致圆柱形壳体内具有同轴 布置的串联的管嘴，所述壳体在其中包含与喷射器的每一级连通的串联的抽吸口，抽吸口 设置有合适的阀构件，用于选择性地连通各级与周围体积的空气。这样设置后，圆柱形本体 形成为所谓的喷射器筒，当被安装在壳体模块内部，或在适当尺寸的钻孔内部时，所述喷射 器筒可用于抽空周围的腔室，周围的室又流体地联接到要施加负压到其上的真空装置。
[0011] 这种装置以PIAB AB的名称被公开在PCT国际申请W099/49216A1中，并示于本申 请的图14和15中。
[0012] 如图14所示，喷射器筒1包括四个喷射状管嘴2, 3,4和5,其限定具有逐渐增大的 横截面开口面积的贯通通道6。所述管嘴与在它们之间的相应狭槽7,8和9串联端至端布 置。
[0013] 管嘴2, 3,4和5形成在各管嘴本体中，管嘴本体被设计成装配在一起以形成整体 的管嘴本体1。通孔10被布置在管嘴本体的壁中，以提供与外周围空间的流动连通。
[0014] 翻到图15,可以看出喷射器筒1如何可以被安装在钻孔或壳体内，其中，外周围空 间对应要被抽空的腔室V。各通孔10设置有阀构件11，以选择性地允许气流或其它流体从 周围空间V流进每对相邻管嘴之间的空间或腔室内。如图15所示，喷射器筒1已被安装在 机器部件20中，在其中钻孔已被钻出或以其它方式形成。喷射器筒1从入口腔室i延伸到 出口腔室u，并且被布置为抽空构成外周围空间V的三个独立的腔室，每一个腔室与相邻的 腔室通过0形环22分开。虽然没有示出，但是构成外周围空间V的每个腔室被连接到共同 的收集腔室或抽吸口，以应用所产生的负压到相关联的真空操作装置，例如吸盘。
[0015] 虽然这样的多级喷射器配置在提供高体积流速和高水平负压两者方面是有利的， 但是仍然有必要在喷射器中的每个连续级的设计上有一定程度的折衷，以总体上为多级喷 射器获得整体所需的性能特性。因此，也有人提出，提供另外的所谓增压器管嘴，设置成与 多级喷射器的驱动管嘴平行，其中所述增压器管嘴是专门设计的，以获得最高可能的真空 水平，但不形成构成该多级喷射器的串联同轴布置的管嘴的一部分。以这种方式，增压器管 嘴可被配置成获得最高可能水平的真空，而平行的多级喷射器管嘴串可以被布置成获得高 容量的吞吐量，这使高的负压（低的绝对压力）能够在可接受的短的时间周期内在要排空 的体积内获得。
[0016] 这种布置公开于US4, 395, 202中，如本申请的图13所示。在这种布置中，提供了 用于抽空关联的腔室5,6, 7的连续地布置的一组喷射器管嘴12,13,14,15,关联的腔室5， 6, 7通过各自的口 18,19和20与真空收集室16相互连通。阀21，22和23分别设置到口 18,19 和 20。
[0017] 附加的一对管嘴24和25平行于多级喷射器的驱动管嘴12设置，并被配置在通过 口 17连接到收集腔室16的一个单独的增压腔室4中。增压级包括一对管嘴24和25,入口 管嘴24连同多级喷射器的驱动管嘴12被连接到被供应有压缩空气的入口腔室3。跨越增 压级的一对管嘴24和25用来在增压腔室4中产生最高可能的真空（最低负压）。压缩空 气由管嘴24产生的喷射通过管嘴25被喷出增压级，并进入同一腔室5中，驱动管嘴12推 动压缩空气的驱动喷射穿过该腔室。以这种方式，被排出增压级的空气被夹带进入从多级 喷射器中排出的驱动喷射流中。此外，通过多级喷射器的驱动级产生的真空被施加到管嘴 25的出口，以便跨越增压级的压差增大，由此能够由增压级产生的真空水平可以增加，即， 可以得到的绝对压力降低。
[0018] 在真空喷射器的操作中，多级喷射器的串联的管嘴12,13,14和15能够如此快速 地产生高体积流速，以通过使得来自每一个腔室5,6和7和收集腔室16的流体夹带进入由 喷射器的每一个后续级所形成的喷射流，在短时间内，在收集腔室16内产生达到低绝对压 力的真空。增压级的功能平行于该多级喷射器，但通常产生低体积流速，并且因此不显著地 有助于初始真空形成过程。随着在收集腔室16中的真空水平的增加（即，随着绝对压力下 降），相关联的阀构件23, 22和21将顺序关闭，因为在真空收集腔室16中的压力降低到分 别低于在相关联的腔室7,6或5中的压力。最终，在收集腔室16中的压力将降至低于多级 喷射器的任何一级能够产生的最低压力，从而使所有的阀都关闭，并且所有进一步的抽空 随后会由增压级进行，增压级通过抽吸口 17提供到收集腔室16的抽吸。
[0019] 如上所述的这样的多级喷射器和喷射器筒已经发现在许多不同行业的商业上的 成功，特别是在制造业上，其中这样的真空喷射器可被连接到吸盘并被用于在装配过程中 拾取和放置部件。
[0020] 因为在如脱气、除湿、液压系统的填充、强制过滤等工艺中对于高真空水平（即低 的绝对压力）的要求不断地增加，对于能够反复提供高水平的负压（即，低的绝对压力）以 实现上述以及其它工艺的真空喷射器存在不断增加的需求。
[0021] 再加上这一点，存在不断增加地趋向于更小尺寸的喷射器，其能够在机械上的远 程位置（即，在机械手的端部，以及显著地远离压缩空气的最终来源）提供所希望的抽空能 力，不会在机器的整体尺寸上产生负面影响。特别是，需要一种喷射器装置，其具有小尺寸， 并因此能够应用真空到越来越紧凑的工作区。
【发明内容】
[0022] 本发明提供了一种多级喷射器，所述多级喷射器用于通过使压缩空气通过串联的 管嘴，使所述压缩空气加速，并且夹带空气以在至少包括驱动级和第二级的两级或者更多 级中形成喷射流，并且在使所述喷射流通过喷射器出口喷出之前跨越每一级产生真空，从 所述压缩空气源产生真空，其中，所述喷射器出口形成为管嘴，所述管嘴延伸到喷射器出口 端并被布置以从喷射器的最终级接收喷射流，并且其中，所述喷射器出口管嘴包括相对于 气流方向以发散角延伸的发散部分，在垂直于穿过喷射器出口管嘴的气流方向的方向上看 去，所述发散部分终止于横截面过流面积逐步扩展部。
[0023] 本发明还提供了一种从压缩空气源产生真空的方法，包括：使所述压缩空气通过 串联的管嘴，使所述压缩空气加速，以及夹带空气以在至少包括驱动级和第二级的两个或 更多级中形成喷射流，以及在通过喷射器出口喷出所述喷射流之前跨越每一级产生真空， 其中，所述喷射器出口形成为喷射器出口管嘴，所述喷射器出口管嘴被布置以从喷射器的 最终级接收喷射流并且包括相对于气流方向以发散角延伸的发散最终部分，并且其中，所 述方法还包括：使沿着发散最终部分中途的湍流随着它离开喷射器出口管嘴降低作用在气 流上的空气摩擦。
[0024] 本发明因此为上游管嘴提供了更大的设计自由度，因为喷射流喷出进入环境压力 时的阻力急剧减少。
【附图说明】
[0025] 为了能够更好地理解本发明，并且示出如何实现本发明，现在将仅通过示例参照 附图进行，其中：
[0026] 图1A示出了在垂直于通过喷射器筒的气流方向的方向看到的根据本发明的喷射 器筒的第一实施例的纵轴向截面图；
[0027] 图1B示出了从图1A的相同方向看到的图1A的喷射器筒的透视侧视图；
[0028] 图2示出了类似于图1A的实施例的、在垂直于通过喷射器筒的气流方向的方向上 看到的、根据本发明的喷射器筒的第二实施例的纵轴向截面图，但是具有代替图1A的整体 阀构件的