[發明專利]一種二級抽氣裝置的設計方法

無效

• 申請號: 201310744284.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103775317A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 付強;王秀禮;朱榮生
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04B45/04
• 分類號: F04B45/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種二級抽氣裝置的設計方法，特別涉及一種通過曲柄連桿帶動活塞盤往復做功的抽氣裝置的設計方法。

背景技術

抽氣泵，是指具備一進一出的抽氣嘴、排氣嘴各一個，并且在進口處能夠持續形成真空或負壓；排氣嘴處形成微正壓；工作介質主要為氣體。抽氣泵其工作原理同真空泵工作原理相同，都是電機的圓周運動，通過機械裝置使泵內部的隔膜做往復式運動，從而對固定容積的泵腔內的空氣進行壓縮、拉伸形成真空（負壓），在泵抽氣口處與外界大氣壓產生壓力差，在壓力差的作用下，將氣體壓（吸）入泵腔，再從排氣口排出。正因為抽氣口處或者抽排氣口可以與外界大氣形成壓力差，同時不像大型真空泵需要潤滑油和真空泵油，不會污染工作介質，而且具有體積小巧、噪音低、免維護，可以連續24小時運轉等優點，所以微型真空泵被作為動力裝置，廣泛用于氣體采樣、氣體循環、真空吸附、加速過濾、汽車真空助力等等場合，在醫療、衛生、科研、環保等領域得到了廣泛的應用。目前，現有的關于活塞泵和真空泵的設計并未形成完整的、系統的的設計方法，而且現有的設計方法也存在一定的缺陷，并不適用于本發明涉及的抽氣裝置，主要表現在未考慮隔膜片活塞運動的非剛性變形。

本發明提供一種二級抽氣裝置的設計方法，旨在解決本發明涉及的抽氣裝置主要尺寸的確定。

發明內容

本發明考慮隔膜片活塞運動的非剛性變形，以及單向閥平衡狀態下體積和壓力變化，提出一種二級抽氣裝置的新的設計方法，旨在解決本發明涉及的抽氣裝置主要尺寸的合理確定。用本方法設計出來的抽氣裝置具有結構簡單緊湊，體積小，可靠性高，以及良好的自吸性能等特點。

本發明提供的一種二級抽氣裝置的新的設計方法，通過全新的設計公式合理的確定了腔體盤內徑D₃、活塞盤直徑D、上下腔直徑D₂等主要尺寸，合理確定隔膜片在活塞運動時對抽氣裝置內部體積和壓力變化的影響，使該抽氣裝置的設計方法更為合理。

實現上述目的所采用的的技術方案:

在進行抽氣裝置設計時，其基本性能參數——最大真空度P和流量Q。實際以首級的單級抽氣裝置為計算基礎。

??

???????

????????????????????????????????????????????(1)

式中—抽氣裝置的實際流量，m³/s；

—抽氣裝置的理論流量，m³/s；

η_vi—i級抽氣裝置的容積效率，i=1,2；

—活塞盤截面積，㎡；

—活塞盤直徑，m；

D₂—上下腔內徑，通過實際測繪上下腔內徑D₂=1.12D，m；

L—上下腔高度，m；

M—活塞盤厚度,m；

a—排氣臨界時活塞盤與上壁面寬度，m；

b—吸氣臨界時活塞盤與下壁面寬度，m；

t—隔膜片厚度，m;

h—隔膜行程，h=L-(0.5M+0.5t+b)-(a+0.5M-0.5t)=L-(M+a+b),?m；

—活塞盤行程長度，m；

k₁—隔膜片剛性系數，k₁=0.95；

k₂—空氣壓縮系數，k₂=0.90;

—活塞盤的每分鐘往復次數,spm；

—抽氣裝置的聯數（活塞盤數）；

—系數，

（_——活塞盤連桿截面積，㎡），單作用抽氣裝置，；

—活塞盤平均速度，m/s；

由上式可知，要確定，必須確定、、、等與結構有關的參數。此外，在繪制總體方案圖時，還需知道吸入管和排出管的內徑、，它們也與有關。以上這些參數統稱之謂抽氣裝置的結構參數。但是，、是在確定后確定的，如果在總體設計時預先選定了抽氣裝置型式和總體結構型式，那么，、即為已知，可預先選取。因此，決定的主要結構參數就是、和。

由該抽氣裝置的設計實踐經驗得知，為了確定、、組合的最佳方案，一般應選擇合適的入手，而后再確定,進而再比較，由此而逐步確定組合的最佳方案。