[發明專利]一種擴張輻射流動機構

有效

• 申請號: 202110387919.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112943753B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 黎鑫;余徐波
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F15D1/00
• 分類號: F15D1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種擴張輻射流動機構，所述機構具有底面，且在所述底面上設有流體供給口，在使用時，使所述機構的底面與待吸附物體的表面形成縫隙，流體由所述流體供給口流出進入所述縫隙并沿縫隙向外流動，所述縫隙為擴張縫隙，滿足如下：以所述流體供給口作為流動的起始點，存在一段徑向長度，在該長度內沿著徑向方向向外，所述縫隙的高度不斷變大。本發明的機構通過對平行輻射流動機構進行改進，可以進一步的有效提高輻射流動的吸附力，有利于其后續應用。

技術領域

本發明屬于吸附技術領域，涉及一種擴張輻射流動機構。

背景技術

平行輻射流動機構是一種被廣泛用于自動化生產線的裝置，它具有非接觸吸附功能。圖1是平行輻射流動流動的機構示意圖。它具有一個底面，底面是平面，底面設置流體供給口。底面放置在被吸附面的上方，兩者之間形成平行縫隙。如圖中箭頭所示，高壓流體從流體供給口流出，并進入平行縫隙。在縫隙里，流體從流體供給口向外周流動，形成平行輻射流動。

平行輻射流動的流通截面沿著流動方向逐漸變大，即，距離流體供給口越遠，流動的截面積越大。又因為流體的質量是守恒的，所以，流動截面積越大，流體的速度越小。也就是說，從流體供給口向外周的流動是減速流動。根據流體運動方程(Navier-Stokes方程)，減速流動的慣性作用(其中，u_r是徑向速度，r是徑向位置，是徑向速度的變化梯度)會形成正的壓力梯度(其中，P是壓力)，而正的壓力梯度會在平行縫隙里形成內側低、外側高的壓力分布，如圖2所示。這就意味著，縫隙里的壓力低于外周環境壓力，從而所述的平行輻射流動機構可以施加吸附力在被吸附面上。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種擴張輻射流動機構，該機構在平行輻射流動結構的基礎上進行改進，可以進一步的有效提高機構的吸附力，有利于其后續應用。

本發明所采用的技術方案如下：

一種擴張輻射流動機構，所述機構具有底面，且在所述底面上設有流體供給口，在使用時，使所述機構底面與被吸附物體表面形成縫隙，流體由所述流體供給口流出進入所述縫隙并沿縫隙向外流動，所述縫隙為擴張縫隙，滿足如下：以所述流體供給口(即擴張縫隙的流體入口)作為起始點，存在一段徑向長度，在該長度內，所述縫隙的高度沿著徑向方向向外不斷變大。

在上述方案中，進一步的，所述的被吸附物體表面可以為平面；或者，所述機構的底面可以為平面。

進一步的，在所述徑向長度內，所述縫隙的高度沿著徑向方向向外可以是呈線性增大，或者也可以是呈非線性增大；更進一步的，在所述徑向長度之外，所述縫隙的高度沿著徑向方向向外可以保持不變。

進一步的，所述縫隙還可以滿足如下：以所述流體供給口作為起始點，所述縫隙高度沿著徑向方向向外持續呈線性增大。

進一步的，所述的徑向長度應當滿足，其長度是擴張縫隙流體入口處縫隙高度的10倍或以上，這樣能夠更為充分有效的提高負壓和吸附力。

本發明通過改變流體的流動形態來增強吸附力，圖3是本發明的結構原理示意圖，與圖1的平行輻射流動機構相比，本發明的擴張輻射流動機構的底面與被吸附物體表面之間形成擴張縫隙，即，至少在擴張縫隙的初始階段流體的流通截面的高度沿著流體流動的方向變大。流體從流體供給口向外周流動，形成擴張輻射流動。通過理論分析以及實驗測試均發現，采用這種擴張輻射流動機構，其產生的吸附力要遠大于平行輻射流動機構。

附圖說明

圖1是平行輻射流動機構的示意圖；

圖2是平行輻射流動機構縫隙內壓力隨徑向位置的變化曲線；

圖3是本發明機構示意圖；

圖4是平行輻射流動機構的流體速度分布；

圖5是本發明機構中流體速度分布；