真空發生器就是利用正壓氣源產生負壓的一種新型,高效,清潔,經濟,小型的真空元器件,這使得在有壓縮空氣的地方,或在一個氣動系統中同時需要正負壓的地方獲得負壓變得十分容易和方便.真空發生器廣泛應用在工業自動化中機械,電子,包裝,印刷,塑料及機器人等領域.真空發生器的傳統用途是吸盤配合,進行各種物料的吸附,搬運,尤其適合于吸附易碎,柔軟,薄的非鐵,非金屬材料或球型物體.在這類應用中,一個共同特點是所需的抽氣量小,真空度要求不高且為間歇工作.筆者認為對真空發生器的抽吸機理和影響其工作性能因素的分析研究,對正負壓氣路的設計和選用有著不可忽視的實際意義.

1、真空發生器的工作原理

    真空發生器的工作原理是利用噴管高速噴射壓縮空氣,在噴管出口形成射流,產生卷吸流動.在卷吸作用下,使得噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走,使吸附腔內的壓力降至大氣壓以下,形成一定真空度。

    由流體力學可知,對于不可壓縮空氣氣體(氣體在低速進,可近似認為是不可壓縮空氣)的連續性方程

    A₁v₁= A₂v₂

    式中A₁,A₂----管道的截面面積,m²

        v₁,v₂----氣流流速,m/s

    由上式可知,截面增大,流速減小;截面減小,流速增大.

    對于水平管路,按不可壓縮空氣的伯努里理想能量方程為

    P₁+1/2ρv₁²=P₂+1/2ρv₂²

    式中P₁,P₂----截面A₁,A₂處相應的壓力,Pa

        v₁,v₂----截面A₁,A₂處相應的流速,m/s

        ρ----空氣的密度,kg/m²

    由上式可知,流速增大,壓力降低,當v₂>>v₁時,P₁>>P₂.當v₂增加到一定值,P₂將小于一個大氣壓務,即產生負壓.故可用增大流速來獲得負壓,產生吸力.

    按噴管出口馬赫數M₁(出口流速與當地聲速之比)分類,真空發生器可分為亞聲速器管型(M₁<1),聲速噴管型(M₁=1)和超聲速噴管型(M₁>1).亞聲速噴管和聲速噴管都是收縮噴管,而超聲速噴管型必須是先收縮后擴張形噴管(即Laval噴嘴).為了得到最大吸入流量或最高吸入口處壓力,真空發生器都設計成超聲速噴管型.