专利名称：缝式气流引射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用高压气体获得真空的装置，尤其是一种气流引射装置。
背景技术：
目前，利用高压气体获得真空的装置，其气流喷射通道(相当于本发明的射流腔)采用圆管，这种装置在真空引射流量较小时，能满足低压腔的真空度要求。但是，当所需真空引射流量较大时，为了保证低压腔的真空度，必须增大圆管直径或者增加圆管的数量(即水平并排多个圆管)。然而，如果增大圆管的直径，圆管中心至边缘的距离也相应地增加，使中心的高压气体很难与边缘的低压气体进行能量交换，导致高压气体的耗气量急剧增加；如果增加圆管的数量，则会导致整个装置结构复杂，成本提高，而且低压腔的真空度也难以保证发明内容本发明的目的意在克服上述现有技术的不足，提出一种耗气量少、真空引射流量大的气流引射装置。
为实现上述目的，本发明提出一种缝式气流引射装置，包括高压腔1、射流腔3和低压腔2，射流腔3的一端经通道17与高压腔1相通，射流腔3的另一端设置排气口14，高压腔1经通道17向射流腔3通入高压气体，射流腔3的侧壁上设置有通道口18，射流腔3经通道口18与低压腔2相通，射流腔3经通道口18抽吸低压腔2内的气体，射流腔3经排气口14排出射流气体，其特征在于所述通道17由矩形狭缝1700和与之相通的由小变大的楔形通道170组成，气体经矩形狭缝1700和与之相通的楔形通道170后加速膨胀，所述射流腔3的横截面为矩形。
所述通道口18至少为两级通道口181、182，第一级通道口181位于楔形加速通道170出口处，两级通道口181、182分别通过通道与低压腔2相通，从第一级通道口181到第二级通道口182之间的射流腔3经由一由大变小的楔形通道171和矩形通道191。
所述通道口18还包括第三级通道口183，第三级通道口183通过一通道与低压腔2相通，从第二级通道口182到第三级通道口183之间的射流腔3经由一由大变小的楔形通道172和矩形通道192。
从所述第三级通道口183到排气口14之间的射流腔3经由一由大变小的楔形通道173和矩形通道193。
至少所述第三级通道口183上设置有单向阀6。
所述通道口18为矩形通道口所述矩形狭缝1700的宽度为A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道170的长度为E＝5.2±0.1mm。
所述矩形狭缝1700的宽度为A＝0.5±0.03mm。
所述楔形通道170的长度为E＝5.2±0.1mm。
所述矩形通道191的宽度为B＝2.2±0.05mm。
所述矩形通道192的宽度为C＝4.5mm。
所述矩形通道193的宽度为D＝11mm。
采用了以上的方案，本发明突出的技术进步在于由于射流腔的横截面、狭缝、通道及通道口都为矩形，既不增大射流腔中心到边缘的距离，又有利于射流腔中心的高压气体与边缘的低压气体的能量交换，从而用较少的高压气体得到较高的真空引射流量；当所需真空引射流量大时，为了保证低压腔的真空度，可以在射流腔水平截面不变的前提下增加射流腔的高度，相当于在不增大射流腔中心到边缘的距离的前提下，增加射流腔的数量，更有利于射流腔中心的高压气体与边缘的低压气体的能量交换，并进一步降低高压气体的耗气量、增大引射装置的真空引射流量；楔形通道的形状经过严格设计，以减少通道中气流的激波数量和减弱激波强度，并且不会产生漩涡脱落，从而使通道中气流保持尽可能高的流动速度与抽吸能力，得到尽可能大真空引射流量和尽可能高的真空度；同时在射流腔与低压腔相通的通道中增加了单向阀，只有射流腔的气体压力低于低压腔的气体压力时，单向阀才打开，有利于射流腔中的高速气流与低压腔中的低速气流的能量交换，降低高压气体的耗气量、增大引射装置的真空引射流量；整个缝式气流引射装置可以在最高可获得-0.092Mpa真空度的情况下，用少量的高压气体得到较高的真空引射流量，耗气量低、真空度高、真空引射流量大、结构简单、成本低。
图1是缝式气流引射装置气腔连接关系图。
图2是图1中射流腔3的腔体水平截面局部放大图。
具体实施例方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例，如图1、2所示，一种缝式气流引射装置，包括高压腔1、射流腔3和低压腔2，射流腔3的一端经通道17与高压腔1相通，射流腔3的另一端设置排气口14，高压腔1经通道17向射流腔3通入高压气体，射流腔3的侧壁上设置有矩形通道口18，矩形通道口18分为三级矩形通道口181、182、183，射流腔3通过三级矩形通道口181、182、183分别与低压腔2相通，通道17由矩形狭缝1700和与之相通的由小变大的楔形通道170组成，矩形狭缝1700的宽度A＝0.5±0.03mm，楔形通道170的长度E＝5.2±0.1mm，气体经矩形狭缝1700和与之相通的楔形通道170后加速膨胀；第一级矩形通道口181位于楔形加速通道170出口处，从第一级矩形通道口181到第二级矩形通道口182之间的射流腔3经由一由大变小的楔形通道171和矩形通道191，矩形通道191的宽度B＝2.2±0.05mm；从第二级矩形通道口182到第三级矩形通道口183之间的射流腔3经由一由大变小的楔形通道172和矩形通道192，矩形通道192的宽度C＝4.5mm；从第三级矩形通道口183到排气口14之间的射流腔3经由一由大变小的楔形通道173和矩形通道193，矩形通道193的宽度D＝11mm；射流腔3经排气口14排出射流气体，第二级矩形通道口182和第三级矩形通道口183上设置有气体压力阀6。
射流腔3的横截面为矩形，高度越高，则得到的真空引射流量越大。
由高压腔1进入射流腔3的高压气流，经由矩形狭缝1700变成缝式气流，便于控制高压气体的消耗量，矩形狭缝1700越窄，高压气体的消耗量就越少，但由于高压气流通过矩形狭缝1700时，气流在矩形狭缝1700左右两侧内壁上会形成附面层，如果矩形狭缝1700过窄，造成附面层的厚度在矩形狭缝1700中所占比例过大，则矩形狭缝1700附近高压气流的流场将会变得不稳定，从而影响缝式气流引射装置的真空度，因此矩形狭缝1700的宽度A应使得附面层的厚度占矩形狭缝1700宽度的比例＜30％，经多次测试，本发明首选A＝0.5±0.03mm。
高压气流经过矩形狭缝1700，在由小变大的楔形通道170中膨胀加速，楔形通道170越长，膨胀的高速气流速度越快，但高压气流经过楔形通道170后，有一部分在楔形通道170出气口的边界上反射成压缩波，压缩波与膨胀的高压气流相交使得楔形通道170出口处一定距离内的气流轴向速度出现波动，随着楔形通道170的增长，产生的压缩波越来越强(可能变成激波)，气流轴向速度进入衰减阶段，因此，为得到高压气流加速后产生最高的速度(即为气流轴向速度衰减的理想长度)，本发明中楔形通道170的长度E为当矩形狭缝1700的宽度A＝0.5±0.03mm时，楔形通道170的长度E＝5.2±0.1mm。
矩形通道191越宽，第一级的真空引射流量越大，但矩形通道191过宽，在矩形通道191的出气口边界出会产生激波，因此本发明中矩形通道191出气口不产生激波且获得最大高速气流流量的尺寸为当矩形狭缝1700的宽度A＝0.5±0.03mm、楔形通道170的长度E＝5.2±0.1mm时，矩形通道191的宽度B＝2.2±0.05mm。
矩形通道192越宽，第二级的真空引射流量越大，但矩形通道192过宽，在矩形通道192中会产生漩涡脱落，因此本发明中矩形通道192中不产生漩涡脱落且获得最大高速气流流量的尺寸为当矩形狭缝1700的宽度A＝0.5±0.03mm、楔形通道170的长度E＝5.2±0.1mm、矩形通道191的宽度B＝2.2±0.05mm时，矩形通道192的宽度C＝4.5mm。
矩形通道193越宽，第三级的真空引射流量越大，但矩形通道193过宽，在矩形通道193中会产生漩涡脱落，因此本发明中矩形通道193中不产生漩涡脱落且获得最大真空引射流量的尺寸为当矩形狭缝1700的宽度A＝0.5±0.03mm、楔形通道170的长度E＝5.2±0.1mm、矩形通道191的宽度B＝2.2±0.05mm、矩形通道192的宽度C＝4.5mm时，矩形通道193的宽度D＝11mm。
缝式气流引射装置的工作过程如下高压气体通过进气口8进入高压腔1，通过宽度为A的矩形狭缝1700后变成缝式气流，在长度为E的由小变大的楔形通道170中膨胀加速后，气流速度达到最高值(约等于当地音速的3倍)，相应的气流压力达到最低值，射流腔3中的气体压力低于低压腔2中的气体压力，低压腔2中的气体通过矩形通道181进入射流腔3，被高速气流吸走。
高速气流在由大变小的楔形通道171中被激波减速，通过后端宽度为B的矩形通道191后，气流速度约为当地音速的1.5倍，当矩形通道182中的气体压力控制阀门61低压腔侧的气体压力大于射流腔侧的气体压力时，气体压力控制阀门61打开，低压腔2中的气体通过矩形通道182在射流腔3中被高速气流吸走；当气体压力控制阀门61低压腔侧的气体压力低于射流腔侧的气体压力时，气体压力控制阀门61关闭，避免射流腔3中的气体进入低压腔2中。
高速气流在由大变小的楔形通道172中继续减速，通过后端宽度为C的矩形通道192后，气流速度约为当地音速的0.5倍，当矩形通道183中的气体压力控制阀门62低压腔侧的气体压力大于射流腔侧的气体压力时，气体压力控制阀门62打开，低压腔2中的气体通过矩形通道183在射流腔2中被高速气流吸走；当气体压力控制阀门62低压腔侧的气体压力低于射流腔侧的气体压力时，气体压力控制阀门62关闭，避免射流腔3中的气体进入低压腔2中。
高速气流在由大变小的楔形通道173中继续减速，通过后端宽度为D的矩形通道193后，经排气口14排出射流腔3。
低压腔2通过真空接口9连接其他需要使用真空的装置，使用真空的装置中的气体经低压腔2被射流腔3中的高速气流抽走。
权利要求
1.文件来源电子申请
2.收文日期2004-5-20
3.申请号
4.权利要求项权利要求1一种缝式气流引射装置，包括高压腔(1)、射流腔(3)和低压腔(2)，射流腔(3)的一端经通道(17)与高压腔(1)相通，射流腔(3)的另一端设置排气口(14)，高压腔(1)经通道(17)向射流腔(3)通入高压气体，射流腔(3)的侧壁上设置有通道口(18)，射流腔(3)经通道口(18)(由通道口(181)通道口(182)通道口(183)组成)与低压腔(2)相通，射流腔(3)经通道口(18)抽吸低压腔(2)内的气体，并经射流腔(3)的排气口(14)排出射流气体，其特征在于所述通道(17)由矩形狭缝(1700)和与之相通的由小变大的楔形通道(170)组成，气体经矩形狭缝(1700)和与之相通的楔形通道(170)后加速膨胀，所述射流腔(3)的横截面为矩形。权利要求2如权利要求1所述的缝式气流引射装置，其特征在于所述通道口(18)至少为两级通道口(181、182)，第一级通道口(181)位于楔形加速通道(170)出口处，两级通道口(181、182)分别通过通道与低压腔(2)相通，从第一级通道口(181)到第二级通道口(182)之间的射流腔(3)经由一由大变小的楔形通道(171)和矩形通道(191)。权利要求3如权利要求2所述的缝式气流引射装置，其特征在于所述通道口(18)还包括第三级通道口(183)，第三级通道口(183)通过一通道与低压腔(2)相通，从第二级通道口(182)到第三级通道口(183)之间的射流腔(3)经由一由大变小的楔形通道(172)和矩形通道(192)。权利要求4如权利要求3所述的缝式气流引射装置，其特征在于从所述第三级通道口(183)到排气口(14)之间的射流腔(3)经由一由大变小的楔形通道(173)和矩形通道(193)。权利要求5如权利要求3所述的缝式气流引射装置，其特征在于至少所述第三级通道口(183)上设置有单向阀(62)。权利要求6如权利要求1-5任意一项所述的缝式气流引射装置，其特征在于所述通道口(18)为矩形通道口。权利要求7如权利要求1所述的缝式气流引射装置，其特征在于，所述矩形狭缝(1700)的宽度为A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的长度为E＝5.2±0.1mm。权利要求8如权利要求2所述的缝式气流引射装置，其特征在于，所述矩形狭缝(1700)的宽度为A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的长度为E＝5.2±0.1mm，所述矩形通道(191)的宽度为B＝2.2±0.05mm。权利要求9如权利要求3所述的缝式气流引射装置，其特征在于，所述矩形狭缝(1700)的宽度为A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的长度为E＝5.2±0.1mm，所述矩形通道(191)的宽度为B＝2.2±0.05mm，所述矩形通道(192)的宽度为C＝4.5mm。权利要求10如权利要求9所述的缝式气流引射装置，其特征在于，所述矩形狭缝(1700)的宽度为A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的长度为E＝5.2±0.1mm，所述矩形通道(191)的宽度为B＝2.2±0.05mm，所述矩形通道(192)的宽度为C＝4.5mm，所述矩形通道(193)的宽度为D＝11mm。
全文摘要
本发明公开一种缝式气流引射装置，包括高压腔1、射流腔3和低压腔2，射流腔3的一端经通道17与高压腔1相通，射流腔3的另一端设置排气口14，高压腔1经通道17向射流腔3通入高压气体，射流腔3的侧壁上设置有通道口18，射流腔3经通道口18与低压腔2相通，射流腔3经通道口18抽吸低压腔2内的气体，射流腔3经排气口14排出射流气体，其特征在于所述通道17由矩形狭缝1700和与之相通的由小变大的楔形通道170组成，气体经矩形狭缝1700和与之相通的楔形通道170后加速膨胀，所述射流腔3的横截面为矩形。整个缝式气流引射装置可以在最高可获得－0.092MPa真空度的情况下，用少量的高压气体得到较高的真空引射流量，耗气量低、真空度高、结构简单、成本低。
文档编号F04F5/20GK1580584SQ20041015510
公开日2005年2月16日 申请日期2004年5月20日 优先权日2004年5月20日
发明者李天维 申请人:李天维