專利名稱：縫式氣流引射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用高壓氣體獲得真空的裝置，尤其是一種氣流引射裝置。
背景技術(shù)：
目前，利用高壓氣體獲得真空的裝置，其氣流噴射通道(相當(dāng)于本發(fā)明的射流腔)采用圓管，這種裝置在真空引射流量較小時(shí)，能滿足低壓腔的真空度要求。但是，當(dāng)所需真空引射流量較大時(shí)，為了保證低壓腔的真空度，必須增大圓管直徑或者增加圓管的數(shù)量(即水平并排多個(gè)圓管)。然而，如果增大圓管的直徑，圓管中心至邊緣的距離也相應(yīng)地增加，使中心的高壓氣體很難與邊緣的低壓氣體進(jìn)行能量交換，導(dǎo)致高壓氣體的耗氣量急劇增加；如果增加圓管的數(shù)量，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高，而且低壓腔的真空度也難以保證發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的意在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種耗氣量少、真空引射流量大的氣流引射裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種縫式氣流引射裝置，包括高壓腔1、射流腔3和低壓腔2，射流腔3的一端經(jīng)通道17與高壓腔1相通，射流腔3的另一端設(shè)置排氣口14，高壓腔1經(jīng)通道17向射流腔3通入高壓氣體，射流腔3的側(cè)壁上設(shè)置有通道口18，射流腔3經(jīng)通道口18與低壓腔2相通，射流腔3經(jīng)通道口18抽吸低壓腔2內(nèi)的氣體，射流腔3經(jīng)排氣口14排出射流氣體，其特征在于所述通道17由矩形狹縫1700和與之相通的由小變大的楔形通道170組成，氣體經(jīng)矩形狹縫1700和與之相通的楔形通道170后加速膨脹，所述射流腔3的橫截面為矩形。
所述通道口18至少為兩級(jí)通道口181、182，第一級(jí)通道口181位于楔形加速通道170出口處，兩級(jí)通道口181、182分別通過通道與低壓腔2相通，從第一級(jí)通道口181到第二級(jí)通道口182之間的射流腔3經(jīng)由一由大變小的楔形通道171和矩形通道191。
所述通道口18還包括第三級(jí)通道口183，第三級(jí)通道口183通過一通道與低壓腔2相通，從第二級(jí)通道口182到第三級(jí)通道口183之間的射流腔3經(jīng)由一由大變小的楔形通道172和矩形通道192。
從所述第三級(jí)通道口183到排氣口14之間的射流腔3經(jīng)由一由大變小的楔形通道173和矩形通道193。
至少所述第三級(jí)通道口183上設(shè)置有單向閥6。
所述通道口18為矩形通道口所述矩形狹縫1700的寬度為A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道170的長度為E＝5.2±0.1mm。
所述矩形狹縫1700的寬度為A＝0.5±0.03mm。
所述楔形通道170的長度為E＝5.2±0.1mm。
所述矩形通道191的寬度為B＝2.2±0.05mm。
所述矩形通道192的寬度為C＝4.5mm。
所述矩形通道193的寬度為D＝11mm。
采用了以上的方案，本發(fā)明突出的技術(shù)進(jìn)步在于由于射流腔的橫截面、狹縫、通道及通道口都為矩形，既不增大射流腔中心到邊緣的距離，又有利于射流腔中心的高壓氣體與邊緣的低壓氣體的能量交換，從而用較少的高壓氣體得到較高的真空引射流量；當(dāng)所需真空引射流量大時(shí)，為了保證低壓腔的真空度，可以在射流腔水平截面不變的前提下增加射流腔的高度，相當(dāng)于在不增大射流腔中心到邊緣的距離的前提下，增加射流腔的數(shù)量，更有利于射流腔中心的高壓氣體與邊緣的低壓氣體的能量交換，并進(jìn)一步降低高壓氣體的耗氣量、增大引射裝置的真空引射流量；楔形通道的形狀經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計(jì)，以減少通道中氣流的激波數(shù)量和減弱激波強(qiáng)度，并且不會(huì)產(chǎn)生漩渦脫落，從而使通道中氣流保持盡可能高的流動(dòng)速度與抽吸能力，得到盡可能大真空引射流量和盡可能高的真空度；同時(shí)在射流腔與低壓腔相通的通道中增加了單向閥，只有射流腔的氣體壓力低于低壓腔的氣體壓力時(shí)，單向閥才打開，有利于射流腔中的高速氣流與低壓腔中的低速氣流的能量交換，降低高壓氣體的耗氣量、增大引射裝置的真空引射流量；整個(gè)縫式氣流引射裝置可以在最高可獲得-0.092Mpa真空度的情況下，用少量的高壓氣體得到較高的真空引射流量，耗氣量低、真空度高、真空引射流量大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。


圖1是縫式氣流引射裝置氣腔連接關(guān)系圖。
圖2是圖1中射流腔3的腔體水平截面局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例，如圖1、2所示，一種縫式氣流引射裝置，包括高壓腔1、射流腔3和低壓腔2，射流腔3的一端經(jīng)通道17與高壓腔1相通，射流腔3的另一端設(shè)置排氣口14，高壓腔1經(jīng)通道17向射流腔3通入高壓氣體，射流腔3的側(cè)壁上設(shè)置有矩形通道口18，矩形通道口18分為三級(jí)矩形通道口181、182、183，射流腔3通過三級(jí)矩形通道口181、182、183分別與低壓腔2相通，通道17由矩形狹縫1700和與之相通的由小變大的楔形通道170組成，矩形狹縫1700的寬度A＝0.5±0.03mm，楔形通道170的長度E＝5.2±0.1mm，氣體經(jīng)矩形狹縫1700和與之相通的楔形通道170后加速膨脹；第一級(jí)矩形通道口181位于楔形加速通道170出口處，從第一級(jí)矩形通道口181到第二級(jí)矩形通道口182之間的射流腔3經(jīng)由一由大變小的楔形通道171和矩形通道191，矩形通道191的寬度B＝2.2±0.05mm；從第二級(jí)矩形通道口182到第三級(jí)矩形通道口183之間的射流腔3經(jīng)由一由大變小的楔形通道172和矩形通道192，矩形通道192的寬度C＝4.5mm；從第三級(jí)矩形通道口183到排氣口14之間的射流腔3經(jīng)由一由大變小的楔形通道173和矩形通道193，矩形通道193的寬度D＝11mm；射流腔3經(jīng)排氣口14排出射流氣體，第二級(jí)矩形通道口182和第三級(jí)矩形通道口183上設(shè)置有氣體壓力閥6。
射流腔3的橫截面為矩形，高度越高，則得到的真空引射流量越大。
由高壓腔1進(jìn)入射流腔3的高壓氣流，經(jīng)由矩形狹縫1700變成縫式氣流，便于控制高壓氣體的消耗量，矩形狹縫1700越窄，高壓氣體的消耗量就越少，但由于高壓氣流通過矩形狹縫1700時(shí)，氣流在矩形狹縫1700左右兩側(cè)內(nèi)壁上會(huì)形成附面層，如果矩形狹縫1700過窄，造成附面層的厚度在矩形狹縫1700中所占比例過大，則矩形狹縫1700附近高壓氣流的流場將會(huì)變得不穩(wěn)定，從而影響縫式氣流引射裝置的真空度，因此矩形狹縫1700的寬度A應(yīng)使得附面層的厚度占矩形狹縫1700寬度的比例＜30％，經(jīng)多次測試，本發(fā)明首選A＝0.5±0.03mm。
高壓氣流經(jīng)過矩形狹縫1700，在由小變大的楔形通道170中膨脹加速，楔形通道170越長，膨脹的高速氣流速度越快，但高壓氣流經(jīng)過楔形通道170后，有一部分在楔形通道170出氣口的邊界上反射成壓縮波，壓縮波與膨脹的高壓氣流相交使得楔形通道170出口處一定距離內(nèi)的氣流軸向速度出現(xiàn)波動(dòng)，隨著楔形通道170的增長，產(chǎn)生的壓縮波越來越強(qiáng)(可能變成激波)，氣流軸向速度進(jìn)入衰減階段，因此，為得到高壓氣流加速后產(chǎn)生最高的速度(即為氣流軸向速度衰減的理想長度)，本發(fā)明中楔形通道170的長度E為當(dāng)矩形狹縫1700的寬度A＝0.5±0.03mm時(shí)，楔形通道170的長度E＝5.2±0.1mm。
矩形通道191越寬，第一級(jí)的真空引射流量越大，但矩形通道191過寬，在矩形通道191的出氣口邊界出會(huì)產(chǎn)生激波，因此本發(fā)明中矩形通道191出氣口不產(chǎn)生激波且獲得最大高速氣流流量的尺寸為當(dāng)矩形狹縫1700的寬度A＝0.5±0.03mm、楔形通道170的長度E＝5.2±0.1mm時(shí)，矩形通道191的寬度B＝2.2±0.05mm。
矩形通道192越寬，第二級(jí)的真空引射流量越大，但矩形通道192過寬，在矩形通道192中會(huì)產(chǎn)生漩渦脫落，因此本發(fā)明中矩形通道192中不產(chǎn)生漩渦脫落且獲得最大高速氣流流量的尺寸為當(dāng)矩形狹縫1700的寬度A＝0.5±0.03mm、楔形通道170的長度E＝5.2±0.1mm、矩形通道191的寬度B＝2.2±0.05mm時(shí)，矩形通道192的寬度C＝4.5mm。
矩形通道193越寬，第三級(jí)的真空引射流量越大，但矩形通道193過寬，在矩形通道193中會(huì)產(chǎn)生漩渦脫落，因此本發(fā)明中矩形通道193中不產(chǎn)生漩渦脫落且獲得最大真空引射流量的尺寸為當(dāng)矩形狹縫1700的寬度A＝0.5±0.03mm、楔形通道170的長度E＝5.2±0.1mm、矩形通道191的寬度B＝2.2±0.05mm、矩形通道192的寬度C＝4.5mm時(shí)，矩形通道193的寬度D＝11mm。
縫式氣流引射裝置的工作過程如下高壓氣體通過進(jìn)氣口8進(jìn)入高壓腔1，通過寬度為A的矩形狹縫1700后變成縫式氣流，在長度為E的由小變大的楔形通道170中膨脹加速后，氣流速度達(dá)到最高值(約等于當(dāng)?shù)匾羲俚?倍)，相應(yīng)的氣流壓力達(dá)到最低值，射流腔3中的氣體壓力低于低壓腔2中的氣體壓力，低壓腔2中的氣體通過矩形通道181進(jìn)入射流腔3，被高速氣流吸走。
高速氣流在由大變小的楔形通道171中被激波減速，通過后端寬度為B的矩形通道191后，氣流速度約為當(dāng)?shù)匾羲俚?.5倍，當(dāng)矩形通道182中的氣體壓力控制閥門61低壓腔側(cè)的氣體壓力大于射流腔側(cè)的氣體壓力時(shí)，氣體壓力控制閥門61打開，低壓腔2中的氣體通過矩形通道182在射流腔3中被高速氣流吸走；當(dāng)氣體壓力控制閥門61低壓腔側(cè)的氣體壓力低于射流腔側(cè)的氣體壓力時(shí)，氣體壓力控制閥門61關(guān)閉，避免射流腔3中的氣體進(jìn)入低壓腔2中。
高速氣流在由大變小的楔形通道172中繼續(xù)減速，通過后端寬度為C的矩形通道192后，氣流速度約為當(dāng)?shù)匾羲俚?.5倍，當(dāng)矩形通道183中的氣體壓力控制閥門62低壓腔側(cè)的氣體壓力大于射流腔側(cè)的氣體壓力時(shí)，氣體壓力控制閥門62打開，低壓腔2中的氣體通過矩形通道183在射流腔2中被高速氣流吸走；當(dāng)氣體壓力控制閥門62低壓腔側(cè)的氣體壓力低于射流腔側(cè)的氣體壓力時(shí)，氣體壓力控制閥門62關(guān)閉，避免射流腔3中的氣體進(jìn)入低壓腔2中。
高速氣流在由大變小的楔形通道173中繼續(xù)減速，通過后端寬度為D的矩形通道193后，經(jīng)排氣口14排出射流腔3。
低壓腔2通過真空接口9連接其他需要使用真空的裝置，使用真空的裝置中的氣體經(jīng)低壓腔2被射流腔3中的高速氣流抽走。
權(quán)利要求
1.文件來源電子申請
2.收文日期2004-5-20
3.申請?zhí)?/b>
4.權(quán)利要求項(xiàng)權(quán)利要求1一種縫式氣流引射裝置，包括高壓腔(1)、射流腔(3)和低壓腔(2)，射流腔(3)的一端經(jīng)通道(17)與高壓腔(1)相通，射流腔(3)的另一端設(shè)置排氣口(14)，高壓腔(1)經(jīng)通道(17)向射流腔(3)通入高壓氣體，射流腔(3)的側(cè)壁上設(shè)置有通道口(18)，射流腔(3)經(jīng)通道口(18)(由通道口(181)通道口(182)通道口(183)組成)與低壓腔(2)相通，射流腔(3)經(jīng)通道口(18)抽吸低壓腔(2)內(nèi)的氣體，并經(jīng)射流腔(3)的排氣口(14)排出射流氣體，其特征在于所述通道(17)由矩形狹縫(1700)和與之相通的由小變大的楔形通道(170)組成，氣體經(jīng)矩形狹縫(1700)和與之相通的楔形通道(170)后加速膨脹，所述射流腔(3)的橫截面為矩形。權(quán)利要求2如權(quán)利要求1所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于所述通道口(18)至少為兩級(jí)通道口(181、182)，第一級(jí)通道口(181)位于楔形加速通道(170)出口處，兩級(jí)通道口(181、182)分別通過通道與低壓腔(2)相通，從第一級(jí)通道口(181)到第二級(jí)通道口(182)之間的射流腔(3)經(jīng)由一由大變小的楔形通道(171)和矩形通道(191)。權(quán)利要求3如權(quán)利要求2所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于所述通道口(18)還包括第三級(jí)通道口(183)，第三級(jí)通道口(183)通過一通道與低壓腔(2)相通，從第二級(jí)通道口(182)到第三級(jí)通道口(183)之間的射流腔(3)經(jīng)由一由大變小的楔形通道(172)和矩形通道(192)。權(quán)利要求4如權(quán)利要求3所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于從所述第三級(jí)通道口(183)到排氣口(14)之間的射流腔(3)經(jīng)由一由大變小的楔形通道(173)和矩形通道(193)。權(quán)利要求5如權(quán)利要求3所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于至少所述第三級(jí)通道口(183)上設(shè)置有單向閥(62)。權(quán)利要求6如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于所述通道口(18)為矩形通道口。權(quán)利要求7如權(quán)利要求1所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于，所述矩形狹縫(1700)的寬度為A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的長度為E＝5.2±0.1mm。權(quán)利要求8如權(quán)利要求2所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于，所述矩形狹縫(1700)的寬度為A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的長度為E＝5.2±0.1mm，所述矩形通道(191)的寬度為B＝2.2±0.05mm。權(quán)利要求9如權(quán)利要求3所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于，所述矩形狹縫(1700)的寬度為A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的長度為E＝5.2±0.1mm，所述矩形通道(191)的寬度為B＝2.2±0.05mm，所述矩形通道(192)的寬度為C＝4.5mm。權(quán)利要求10如權(quán)利要求9所述的縫式氣流引射裝置，其特征在于，所述矩形狹縫(1700)的寬度為A＝0.5±0.03mm，所述楔形通道(170)的長度為E＝5.2±0.1mm，所述矩形通道(191)的寬度為B＝2.2±0.05mm，所述矩形通道(192)的寬度為C＝4.5mm，所述矩形通道(193)的寬度為D＝11mm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種縫式氣流引射裝置，包括高壓腔1、射流腔3和低壓腔2，射流腔3的一端經(jīng)通道17與高壓腔1相通，射流腔3的另一端設(shè)置排氣口14，高壓腔1經(jīng)通道17向射流腔3通入高壓氣體，射流腔3的側(cè)壁上設(shè)置有通道口18，射流腔3經(jīng)通道口18與低壓腔2相通，射流腔3經(jīng)通道口18抽吸低壓腔2內(nèi)的氣體，射流腔3經(jīng)排氣口14排出射流氣體，其特征在于所述通道17由矩形狹縫1700和與之相通的由小變大的楔形通道170組成，氣體經(jīng)矩形狹縫1700和與之相通的楔形通道170后加速膨脹，所述射流腔3的橫截面為矩形。整個(gè)縫式氣流引射裝置可以在最高可獲得－0.092MPa真空度的情況下，用少量的高壓氣體得到較高的真空引射流量，耗氣量低、真空度高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
文檔編號(hào)F04F5/20GK1580584SQ20041015510
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者李天維 申請人:李天維