小阀先导式片装集成大流量真空发生器

技术领域

本发明属于空气压力技术领域，具体涉及一种真空发生器。

背景技术

真空发生器就是利用正压气源产生负压的一种新型、高效、清洁、经济和小型的真空元器件，这使得在有压缩空气的地方，或在一个气动系统中同时需要正负压的地方获得负压变得十分容易和方便。真空发生器广泛应用在工业自动化中机械、电子、包装、印刷、塑料及机器人等领域。

现有的真空发生器一般通过高压喷射拉瓦尔喷管产生真空流量，通过各种先导阀控制真空的产生与否，会存在如下问题：

1、在大流量需求下，大流量真空发生器采用大体积喷管结构，使得整体体积较大；

2、小体积真空发生器不带先导结构，当小体积真空发生器进行集成形成大流量真空发生器时，通常采用单独的多个小阀先导，造成使用小阀数量较多，耗能较多，出线较多。

发明内容

本发明针对现有的大流量真空发生器整体体积大，小阀数量多，出线较多的技术问题，目的在于提供一种小阀先导式片装集成大流量真空发生器。

小阀先导式片装集成大流量真空发生器，包括发生器壳体、与外部气源联通的主进气口、设置在所述发生器壳体内的真空活塞、用于驱动所述真空活塞的真空阀，还包括喷嘴组件，所述喷嘴组件可拆卸的设置在所述发生器壳体内的喷嘴腔内，所述喷嘴腔内沿所述喷嘴组件的进气至出气方向设有四个独立的腔室，分别为进气腔、第一抽吸腔、第二抽吸腔和出气腔，所述喷嘴组件的进气口与所述进气腔联通，所述喷嘴组件的出气口与所述出气腔联通，所述喷嘴组件上沿进气至出气方向上分别设有两个喷嘴侧孔，位于下方的所述喷嘴侧孔与所述第一抽吸腔联通，位于上方的所述喷嘴侧孔与所述第二抽吸腔联通；

所述主进气口通过气路分别联通所述真空活塞的进气口、所述真空阀的进气端，所述真空阀的出气端通过气路联通所述真空活塞的驱动口，所述真空活塞的出气口通过气路联通所述进气腔，所述出气腔通过气路经排气口联通外部环境；

还包括第一抽吸口和第二抽吸口，所述第一抽吸口联通所述第一抽吸腔和外部环境，所述第一抽吸口处设有抽吸接头，所述第二抽吸口通过第一阀瓣将所述第二抽吸口与所述第一抽吸腔隔开、通过第二阀瓣将所述第二抽吸口与所第二抽吸腔隔开；

外部气源通过所述主进气口进气，经气路分别到达所述真空活塞的进气口和所述真空阀的进气端，当所述真空阀工作时，所述真空阀的出气阀口打开，所述真空阀的出气端出气，将所述真空活塞移动，所述真空活塞处阀口打开，气体从所述真空活塞的进气口经所述真空活塞的出气口进入所述喷嘴组件的进气口，气体流经所述喷嘴组件时，在所述喷嘴组件周围产生负压，带动所述抽吸接头吸气及两个所述阀瓣都打开，当所述第二抽吸腔的负压值小于所述第二抽吸口负压值时，所述第二阀瓣关闭，此时所述第一阀瓣依然打开实现吸气。

本发明通过上述设计后，可以通过真空阀的先导作用实现两种方式的抽吸选择，需要哪种方式时，把另一种方式对应的抽吸口堵住即可。

所述喷嘴组件的进气口位于下方，所述喷嘴组件的出气口位于上方，所述发生器壳体上设有下堵塞口，所述下堵塞口位于所述第一阀瓣的下方，所述下堵塞口上可拆卸的设置有下堵块，所述下堵块用于挡住所述阀瓣打开。

还包括设置在所述发生器壳体内的破空活塞和用于驱动所述破空活塞的破空阀，所述主进气口还通过气路分别联通所述破空活塞的进气口、所述破空阀的进气端，所述破空阀的出气端通过气路联通所述破空活塞的驱动口，所述破空活塞的出气口通过气路联通所述第二抽吸口；

外部气源通过所述主进气口进气，经气路分别到达所述破空活塞的进气口和所述破空阀的进气端，当所述破空阀工作时，所述破空阀的出气阀口打开，所述破空阀的出气端出气，将所述破空活塞移动，所述破空活塞处阀口打开，高压气体从所述破空活塞的进气口经所述破空活塞的出气口进入所述第二抽吸口；当处于所述抽吸接头抽吸的模式时，所述第二抽气口处的高压气体产生的气压力将所述第一阀瓣和所述第二阀瓣均打开，高压气体进入所述第一抽吸腔和所述第二抽吸腔后破坏真空，最终高压气体从所述排气口和所述抽吸接头进行出气；当处于所述第二抽吸口抽吸的模式时，所述第二抽气口处的高压气体产生的气压力将所述第一阀瓣和所述第二阀瓣均打开，高压气体进入所述第一抽吸腔和所述第二抽吸腔后破坏真空，最终高压气体从所述排气口和所述第二抽吸口进行出气。

所述真空活塞和所述破空活塞均包括设置在所述发生器壳体内的先导腔、位于所述先导腔内的阀芯、控制所述阀芯阀口开闭的阀杆，所述阀杆为工字型，所述阀杆一端插入所述阀芯，所述阀杆将所述阀芯和先导腔分割成上部区域、中部区域和下部区域，所述中部区域和所述下部区域之间通过所述阀杆的上下移动实现隔开或联通；

所述真空活塞的驱动口位于所述上部区域，所述真空阀的出气端通过气路联通所述上部区域，所述真空活塞的进气口位于所述中部区域，所述主进气口通过气路联通所述中部区域，所述真空活塞的出气口位于所述下部区域，所述进气腔通过气路联通所述下部区域；

所述破空活塞的驱动口位于所述上部区域，所述破空阀的出气端通过气路联通所述上部区域，所述破空活塞的出气口位于所述中部区域，所述第二抽吸口通过气路联通所述中部区域，所述破空活塞的进气口位于所述下部区域，所述主进气口通过气路联通所述下部区域。

所述喷嘴腔内的所述喷嘴组件为至少两组，至少两组所述喷嘴组件并排设置在所述喷嘴腔内。

所述发生器壳体上设有上堵塞口，所述上堵塞口位于至少两组所述喷嘴组件的出气口上方，所述上堵塞口上可拆卸的设置有上堵块，所述上堵块用于堵住至少一个所述喷嘴组件的出气口。

所述喷嘴组件从下至上包括依次连接的一级喷嘴、二级喷嘴和接收管，所述一级喷嘴的长度小于所述二级喷嘴的长度，所述接收管的内部中空且采用拉瓦尔喷管；

所述一级喷嘴的下方为所述喷嘴组件的进气口，所述接收管的上方为所述喷嘴组件的出气口。

所述二级喷嘴的下部设有将其内外联通的一个所述喷嘴侧孔，所述接收管的下部设有将其内外联通的另一个所述喷嘴侧孔。

所述发生器壳体包括真空壳体、至少一个单片壳体和破空壳体，至少一个所述单片壳体集成于所述真空壳体和破空壳体之间；

所述真空阀和所述真空活塞位于所述真空壳体上，所述破空阀和所述破空活塞位于所述破空壳体上，每个所述单片壳体上均设有所述喷嘴腔、所述喷嘴组件、所述第一抽吸口、所述第二抽吸口、所述抽吸接头、所述第一阀瓣和所述第二阀瓣，每个所述单片壳体共用一个所述主进气口、一个所述排气口，每个所述单片壳体上的所述进气腔均相互连通、所述出气腔均相互连通，每个所述单片壳体上的所述第二抽吸口均相互连通并通过共用的一个统一抽吸口连通外部环境；

所述主进气口、所述排气口和所述统一抽吸口位于所述真空壳体或所述破空壳体上。

优选，所述主进气口、所述排气口和所述统一抽吸口均位于所述真空壳体上，所述破空阀通过贯穿所述真空壳体至所述破空壳体的贯穿流道联通所述主进气口。

当单片壳体设置有多个时，为了顺畅排气，本发明还可以增设另一排气口，另一个所述排气口通过气路联通所述出气腔，两个所述排气口分别位于所述真空壳体和所述破空壳体上。

本发明的积极进步效果在于：本发明采用小阀先导式片装集成大流量真空发生器，具有如下优点：

1、相比其他固有真空发生器，同时实现了大流量、体积小、片装、两小阀先导、活塞先导等优势；

2、单片壳体内装有多个拉瓦尔喷管，可根据需求配置使用个数；

3、两种方式可供选择的抽吸方式，应用更广泛。

附图说明

图1为本发明的一种主视图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的仰视图；

图5为本发明单片壳体的一种主视图；

图6为本发明单片壳体的一种爆炸图；

图7为本发明单片壳体的一种内部剖视图；

图8为本发明未先导状态下的一种内部剖视图；

图9为本发明真空阀先导下的一种内部剖视图；

图10为本发明破空先到下的一种内部剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1至图10，小阀先导式片装集成大流量真空发生器，包括发生器壳体，发生器壳体包括真空壳体11、至少一个单片壳体12和破空壳体13，至少一个单片壳体12集成于真空壳体11和破空壳体13之间。如图1中所示，在真空壳体11和破空壳体13之间并排设置有五个单片壳体12，每个单片壳体12采用相同结构，将多个单片壳体12集装后两侧与真空壳体11和破空壳体13固定，集装成大流量真空发生器。使用者可以根据现场需求设置单片壳体12的个数，集装时，通过单片壳体12四个角处边缘接口的螺栓螺母安装固定至真空壳体11和破空壳体13之间。

还包括设置在真空壳体11内的真空活塞21、用于驱动真空活塞21的真空阀22、设置在破空壳体13内的破空活塞23和用于驱动破空活塞23的破空阀24，真空阀22设置在真空壳体11上，破空阀24设置在破空壳体13上。当单片壳体12为多个时，共用一个真空活塞21和真空阀22，共用一个破空活塞23和破空阀24。还包括主进气口14、统一抽吸口15和排气口16，主进气口14、统一抽吸口15和排气口16可以位于真空壳体11或破空壳体13上。与外部气源联通的主进气口14通过气路分别联通真空活塞21的进气口、真空阀22的进气端、破空活塞23的进气口和破空阀24的进气端。优选主进气口14、统一抽吸口15和排气口16位于真空壳体11上，破空阀24通过贯穿真空壳体11至破空壳体13的贯穿流道241联通主进气口14，多个单片壳体12共用一个主进气口14进气、一个排气口16。

参照图5至图7，每个单片壳体12上均设有喷嘴腔、喷嘴组件31、第一抽吸口、第二抽吸口32、抽吸接头33、两个阀瓣34、下堵块35和上堵块36。喷嘴腔内沿喷嘴组件的进气至出气方向设有四个独立的腔室，分别为进气腔371、第一抽吸腔372、第二抽吸腔373和出气腔374，喷嘴组件31可拆卸的设置在喷嘴腔内，喷嘴组件31的进气口与进气腔371联通，喷嘴组件的出气口与出气腔374联通，喷嘴组件上沿进气至出气方向上分别设有两个喷嘴侧孔314，位于下方的喷嘴侧孔314与第一抽吸腔372联通，位于上方的喷嘴侧孔314与第二抽吸腔373联通。

第一抽吸口将第一抽吸腔372和外部环境联通，第一抽吸口处设有抽吸接头33，两个阀瓣34分别为第一阀瓣和第二阀瓣，第二抽吸口32通过第一阀瓣将第二抽吸口32与第一抽吸腔372隔开、通过第二阀瓣将第二抽吸口32与第二抽吸腔373隔开。优选的，抽吸接头33和一个阀瓣34设置在喷嘴组件31的进气口后方两侧，另一个阀瓣34设置在喷嘴组件31的中部侧边，两个阀瓣34相对称设置。当单片壳体12为多个时，每个单片壳体12上的进气腔371均相互连通、出气腔374均相互连通。每个单片壳体12上的第二抽吸口32均相互连通并通过共用的一个统一抽吸口15连通外部环境。

喷嘴组件31的进气口位于下方，喷嘴组件31的出气口位于上方，单片壳体12上设有下堵塞口，下堵塞口位于第一阀瓣的下方，下堵塞口上可拆卸的设置有下堵块35，下堵块35用于挡住第一阀瓣打开。当不需要通过统一抽吸口15进行统一抽吸时，可以通过采用下堵块35将所有的阀瓣34都堵住，可以根据需要对部分单片壳体12中的阀瓣34进行堵住。

参照图6和图7，喷嘴腔内的喷嘴组件31为至少两组，至少两组喷嘴组件31并排设置在喷嘴腔内。如图6中所示，单个单片壳体12的喷嘴腔内设置三组喷嘴组件31。发生器壳体上设有上堵塞口，上堵塞口位于至少两组喷嘴组件31的出气口上方，上堵塞口上可拆卸的设置有上堵块36，上堵块36用于堵住至少一个喷嘴组件31的出气口。当不需要太多喷组组件31时，可以通过上堵块36将单个单片壳体12中的部分喷嘴组件31的出气口堵住。

喷嘴组件31从下至上包括依次连接的一级喷嘴311、二级喷嘴312和接收管313，一级喷嘴311的长度小于二级喷嘴312的长度，接收管313的内部中空且采用拉瓦尔喷管。一级喷嘴311的下方为喷嘴组件31的进气口，接收管313的上方为喷嘴组件31的出气口。二级喷嘴312的下部设有将其内外联通的一个喷嘴侧孔314，接收管313的下部设有将其内外联通的另一个喷嘴侧孔314。

参照图8至图10，真空阀22的出气端通过气路联通真空活塞21的驱动口，真空活塞21的出气口通过气路联通喷嘴组件31的进气口，喷嘴组件31的出气口通过气路经排气口16联通外部环境。破空阀24的出气端通过气路联通破空活塞23的驱动口，破空活塞23的出气口通过气路联通第二抽吸口32。当单片壳体12为多个时，每个单片壳体12共用一个排气口16进行排气。优选的，为了顺畅排气，本发明还可以增设另一排气口16，另一个排气口16通过气路联通出气腔374，两个排气口16分别位于真空壳体11和破空壳体13上。

真空活塞21和破空活塞23均包括设置在发生器壳体内的先导腔、位于先导腔内的阀芯41、控制阀芯41阀口开闭的阀杆42，阀杆42为工字型，阀杆42一端插入阀芯41，阀杆42将阀芯41和先导腔分割成上部区域43、中部区域44和下部区域45，中部区域44和下部区域45之间通过阀杆42的上下移动实现隔开或联通。如图9中所示，真空活塞21的驱动口位于上部区域43，真空阀22的出气端通过气路联通上部区域43，真空活塞21的进气口位于中部区域44，主进气口14通过气路联通中部区域44，真空活塞21的出气口位于下部区域45，进气腔371通过气路联通下部区域45。如图10中所示，破空活塞23的驱动口位于上部区域43，破空阀24的出气端通过气路联通上部区域43，破空活塞23的出气口位于中部区域44，第二抽吸口32通过气路联通中部区域44，破空活塞23的进气口位于下部区域45，主进气口14通过气路联通下部区域45。

参照图8，外部气源通过主进气口14进气，经气路分别到达真空活塞21的中部区域44和真空阀22的进气端，由于气体作用于阀杆42的气压差，使得阀杆42上移顶住先导腔上壁，中部区域44和下部区域45密封不相通。

参照图9，当真空阀22工作时，真空阀22的出气阀口打开，真空阀22的出气端出气，气体进入上部区域43，将真空活塞21向下移动，真空活塞21处阀口打开，气体从真空活塞21的进气口经真空活塞21的出气口进入喷嘴组件31的进气口，流经喷嘴组件31时，在喷嘴组件31周围产生负压，即在一级喷嘴311周围产生高负压，在二级喷嘴312周围产生低负压，带动抽吸接头33吸气，且喷嘴腔与第二抽吸口32之间的气压差使得两个阀瓣34都打开，当第二抽吸腔373产生的负压值小于第二抽吸口32负压值时，第二阀瓣关闭，此时第一阀瓣依然打开实现吸气。本发明通过上述设计后，可以通过真空阀22的先导作用实现两种方式的抽吸选择，即可以通过统一抽吸口15进行统一抽吸，也可以通过抽吸接头33进行各个单片壳体12的单独抽吸。需要哪种方式时，把另一种方式对应的抽吸口堵住即可。

参照图9，外部气源通过主进气口14进气，经贯穿流道241分别到达各个破空活塞23的进气口、经气路联通破空阀24的进气端。同理，由于气压差阀杆42上行，中部区域44和下部区域45密封不相通。

参照图10，当破空阀24工作时，破空阀24的出气阀口打开，破空阀24的出气端出气，将破空活塞23向下移动，破空活塞23处阀口打开，高压气体从破空活塞23的进气口经破空阀活塞31的出气口进入第二抽吸口32，当处于抽吸接头33抽吸的模式时，第二抽气口32处的高压气体产生的气压力将第一阀瓣和第二阀瓣均打开，高压气体进入第一抽吸腔372和第二抽吸腔373后破坏真空，最终高压气体从排气口16和抽吸接头33进行出气；当处于第二抽吸口32抽吸的模式时，第二抽气口32处的高压气体产生的气压力将第一阀瓣和第二阀瓣均打开，高压气体进入第一抽吸腔372和第二抽吸腔373后破坏真空，最终高压气体从排气口16和第二抽吸口32进行出气。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。