真空节能给气系统的制作方法

本发明涉及一种真空节能给气系统，属于工业气压传动设备领域。

背景技术：

当前我国经济规模和综合实力大幅增长，经济发展取得了举世瞩目的成就，但也付出了不小的能源资源和环境代价。制造业、甚至整个国民经济的发展面临资源、能源和环境的严重制约，未来20年制造业的增长，如果单纯依靠数量增长，这是资源、能源和环境所不能承受的。转变经济增长方式，走科学发展之路，已成为经济社会发展的迫切要求，同时也是实现节能降耗目标的根本途径。因此我国必须依靠科技进步，采取绿色制造技术，在提高产品质量和附加值的同时，努力降低资源和能源消耗，这是未来制造业的发展方向。在我国节能降耗已成为科学发展观的本质要求。 节能技术研究具有重要的现实意义，己成为工业中各行业的一个重要的课题。

气动技术是以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息，以实现生产机械化与自动化的一门技术。从70年代开始在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用，至今已形成全球年销售额约110亿美元的市场规模，在中国年销售额达到近50亿人民币。在工业生产中占据了相当大的使用比例。但气动系统的工作介质——压缩空气的制造成本高，能量利用率相当低。压缩空气系统能耗的96%为工业压缩机的耗电。我国工业压缩机的耗电量2006年1800亿度，2007年高达2000亿度，约占全国总耗电量的6%。而GDP为我国1.6倍的日本的工业压缩机耗电量仅为400亿度。这说明我们迫切的需要大力提高压缩空气系统的能源利用效率。因此，气动系统的节能降耗越来越引起人们的关注。尤其在原油日益高涨、能源问题突出的今天，气动系统使用中浪费严重等问题也引起了人们的关注，如何提高压缩空气的利用率在我国正成为一个重要而迫切的课题。

其中，在工业生产中，以真空为动力源，作为实现自动化的一种手段，真空系统在许多方面得到了广泛应用，如完成搬运作业等。真空的产生一般有两种方法，一种是采用真空泵将容器内的空气抽出来产生真空，另一种为采用压缩空气，经过真空发生器内的喷嘴形成高速气流，将气体的压力能转化为气流的动能，因此在喷嘴出口处形成真空，从而产生真空抽吸的作用。后一种方法在自动化生产设备中的应用非常广泛。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种真空节能给气系统。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本发明提供了一种真空节能给气系统，包括气源、气源处理单元、换向阀、真空发生器、第一气容、第二气容、工控机、节流阀、单向阀以及多个压力传感器，其中所述气源与真空发生器连接，真空发生器还分别连接第一气容和第二气容，所述工控机分别与换向阀、真空发生器、第一气容以及第二气容连接，所述气源和真空发生器之间设置有换向阀，所述真空发生器与第一气容之间设置有节流阀，真空发生器与第二气容之间设置有单向阀。

优选的，上述气源还配置有一气源处理单元，设置在气源和换向阀之间。

优选的，上述多个压力传感器分别设置在换向阀和真空发生器、真空发生器和第一气容、第一气容和工控机、第二气容和工控机之间。

优选的，上述工控机与换向阀和真空发生器、真空发生器和第一气容之间的压力传感器连接。

优选的，上述真空发生器包括有喷嘴。

优选的，上述系统首先打开换向阀，气体经真空发生器在第二气容内产生真空，同时真空发生器排出的气体填充第一气容；压力传感器分别测量第一气容内的压力变化、换向阀后的压力变化、第二气容内的真空度；改变气源的供气压力、真空发生器的喷嘴口径、节流阀的有效截面积，第一气容的压力值、换向阀后的压力值以及第二气容的真空压力值由压力传感器经数据采集板卡输入工控机。

优选的，上述气源给气经真空发生器可产生真空，同时该真空发生器的排气可作为后继气路的气源再利用。

相比现有技术，本发明提供的真空节能给气系统，克服传统类似设备无法调整和设置参数的缺陷，通过设置各种不同的条件和配置，实现了灵活配置，为真空节能的整体设备系统提供了保障。

附图说明

图1为本发明真空节能给气系统结构示意图；

图2为本发明给气状态时的系统数据状态图。

附图标记：1-气源；2-气源处理单元；3-换向阀；4-真空发生器；5-第一气容；6-第二气容；7-工控机；8-节流阀；9-单向阀；10-压力传感器。

具体实施方式

本发明提供一种真空节能给气系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的真空节能给气系统，包括气源1、气源处理单元2、换向阀3、真空发生器4、第一气容5、第二气容6、工控机7、节流阀8、单向阀9以及多个压力传感器10，其中所述气源1与真空发生器4连接，真空发生器4还分别连接第一气容5和第二气容6，所述工控机7分别与换向阀3、真空发生器4、第一气容5以及第二气容6连接，所述气源1和真空发生器4之间设置有换向阀3，所述真空发生器4与第一气容5之间设置有节流阀8，真空发生器4与第二气容6之间设置有单向阀9。

其中，气源1还配置有一气源处理单元2，设置在气源1和换向阀3之间。多个压力传感器10分别设置在换向阀3和真空发生器4、真空发生器4和第一气容5、第一气容5和工控机7、第二气容6和工控机7之间。工控机7与换向阀3和真空发生器4、真空发生器4和第一气容5之间的压力传感器10连接。真空发生器4包括有喷嘴。

本发明提供的真空节能给气系统的工作原理如下：气源1给气经真空发生器4可产生真空，同时该真空发生器4的排气可作为后继气路的气源1再利用（如驱动气缸工作），在本实施例中将此排气填充气容。搭建的真空发生系统如图1所示。气源1设定为0.75MPa。压缩空气经过气源处理单元2后提供系统使用。

首先，换向阀3打开，气体经真空发生器4在第二气容6（B）内产生真空，同时真空发生器4排出的气体填充第一气容5（A）。应用压力传感器10分别测量第一气容5（A）内的压力变化、换向阀3后的压力变化、第二气容6（B）内的真空度。

在本实施例中，改变气源1的供气压力、真空发生器4的喷嘴口径、节流阀8的有效截面积，第一气容5（A）的压力值、换向阀3后的压力值以及第二气容6（B）的真空压力值由压力传感器10经数据采集板卡输入工控机7。根据操作所得数据分析各参量对第二气容6（B）内真空度和响应时间（达到稳态真空度±2%的时间）的影响。

在给气状态下的实施研究中，需要调整的参数为三个，即气源1压力和真空发生器的喷嘴口径和节流阀的有效面积（即调节节流阀开关的圈数）。

本实施例中，选择一组气容：A=1518cm3、B=425cm3，气源1对第一气容5（A）的充气压力分别选择0.2MPa、0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa、0.7 MPa，节流阀8的开度分别从一圈到八圈。将上述条件进行组合，如图2所示。

在选定A-B组合下，每一种喷嘴口径对应六种不同气源压力条件；每一种气源压力条件对应八圈节流阀8开度，共330多种不同的条件组合。在实际操作中，根据真空产生的具体条件，进行适当的删减和调整。

相比现有技术，本发明提供的真空节能给气系统，克服传统类似设备无法调整和设置参数的缺陷，通过设置各种不同的条件和配置，实现了灵活配置，为真空节能的整体设备系统提供了保障。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。