真空元件

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，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.真空发生器的传统用途是真空吸盘配合，进行各种物料的吸附，搬运，尤其适合于吸附易碎，柔软，薄的非铁，非金属材料或球型物体.在这类应用中，一个共同特点是所需的抽气量小，真空度要求不高且为间歇工作。笔者认为对真空发生器的抽吸机理和影响其工作性能因素的分析研究，对正负压气路的设计和选用有着不可忽视的实际意义。

1、真空发生器的工作原理

真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气，在喷管出口形成射流，产生卷吸流动.在卷吸作用下，使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，形成一定真空度。如图1所示。

图1 真空发生器工作原理示意图

由流体力学可知，对于不可压缩空气气体(气体在低速进，可近似认为是不可压缩空气)的连续性方程

A1v1= A2v2

式中A1，A2----管道的截面面积，m2

v1，v2----气流流速，m/s

由上式可知，截面增大，流速减小；截面减小，流速增大。

对于水平管路，按不可压缩空气的伯努里理想能量方程为

P1+1/2ρv12=P2+1/2ρv22

式中P1，P2----截面A1，A2处相应的压力，Pa

v1，v2----截面A1，A2处相应的流速，m/s

ρ----空气的密度，kg/m2

由上式可知，流速增大，压力降低，当v2>>v1时，P1>>P2。当v2增加到一定值，P2将小于一个大气压务，即产生负压.故可用增大流速来获得负压，产生吸力。 按喷管出口马赫数M1(出口流速与当地声速之比)分类，真空发生器可分为亚声速器管型(M1<1)，声速喷管型(M1=1)和超声速喷管型(M1>1).亚声速喷管和声速喷管都是收缩喷管，而超声速喷管型必须是先收缩后扩张形喷管(即Laval喷嘴).为了得到最大吸入流量或最高吸入口处压力，真空发生器都设计成超声速喷管型。

引言

CTP(Computer-to-plate)即脱机直接制版。CTP就是计算机直接到印版，是一种数字化印版成像过程。CTP直接制版机与照排机结构原理相仿。起制版设备均是用计算机直接控制，用激光扫描成像，再通过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。计算机直接制版是采用数字化工作流程，直接将文字、图象转变为数字，直接生成印版，省去了胶片这一材料、人工拼版的过程、半自动或全自动晒版工序。以前CTP供版过程大部分靠人工来完成，而且版材位置容易摆放不准确，造成版材不同程度损伤，而且也大大增加了劳工费用。为了解决这一问题，提高CTP的自动化程度，我们在现有的CTP设备上面增加了一套外围自动供版设备，使供版更加的安全和效率，大大的省去了劳动力。该设备主要通过真空泵进行抽气，使抽气端达到真空负压，然后靠在版材附近的吸盘因真空引力来垂直吸附版材，同时排气端对上升一定角度的版材吹气，产生向上的气流，吹落可能连带吸起的版材或者衬纸。

真空泵吸附系统设计

一般真空吸附通过真空发生器进行吸附，如下图所示：

1-减压阀 2-真空供应电磁阀 3-气控换向阀 4-真空发生器 5-真空压力开关 6-过滤器 7-真空电磁破坏阀 8-消声器 9-工作缸 真空发生器系统原理图如图所示, 图中的PV 为供压口，真空供应电磁阀2 通电后，气控换向阀3 左端进气，压缩空气通过气控换向阀3 和真空发生器4 喷射，使真空吸取口Ⅰ产生负压吸住工件。当吸稳工件，真空度达到真空压力开关5 所设定的压力时，则发出电信号，进行工作。当真空破坏电磁阀7 通电后（真空供应电磁阀2 同时断电），空气经真空破坏电磁阀7、密闭腔Ⅱ处进入真空吸附夹具密封腔，消除真空，释放工件。

但是由于我们要用真空泵来产生真空负压，并需要排气端对版材进行吹气，所以真空发生器无法满足要求。一般真空泵吸附物体的整个系统需要有过滤器，电磁阀，消声器等气动元件组成，为了满足真空泵抽气端吸气产生真空负压，排气端吹气产生正压，设计了2套不同气压回路，如图所示：

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．９，２０１３　

用于真空热处理炉的石墨电热元件性能分析　

李少林，姚红波，杨波，钟松，杜琪　

（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林５４１００４）　

摘要：通过理论分析和ＡＮＳＹＳ仿真对常用电热元件材料进行分析，从而获得真空热处理炉电热元件的热膨胀、热电　

阻、辐射能力等方面的性能，分析比较石墨作为电热元件的优缺点．为设计真空热处理炉是否选用石墨作为电热元件　材料提供理论依据。　

关键词：石墨；电热元件；真空热处理炉　

中图分类号：ＴＧ１５５．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１３）０９—００８６—０２　

随着真空热处理炉制造水平的提升，真空热处　

理逐渐显示出了不可比拟的优越性，真空热处理凭　

借自身的脱气、脱脂、无氧化以及自动化等一系列优　

点获得了人们的青睐。但是真空热处理炉的电热元　

件还存在许多问题，例如高温变形、断裂、挥发等，这　

些成为限制真空炉发展的障碍。　

为了解决这些问题，石墨以其独特的优势脱颖　

而出。目前，用石墨制作的电热元件几乎在所有类型　

的真空热处理炉中都有应用。本文将应用理论分析　

和仿真分析相结合的方法科学的评价石墨作为电热　

元件的优缺点，为真空电热元件的设计提供依据。　

１　电热元件性能因素分析　

真空热处理和普通电热处理不同，它是通过辐　

射进行传热，在真空环境下电热元件所表现出来的　

现象和普通电热炉也不一样，这就对真空电热元件　

提出了更高的要求。真空电热元件材料的性能要求　

可总结如下：　

（１）较高的电阻率，真空热处理炉一旦安装好，　

电热元件的端电压一般不变，高电阻率能获得稳定　

的功率和升温速度；　

（２）较小的电阻温度系数，真空热处理炉是一种　

自动可控的设备，较小的电阻温度系数能降低设计　

难度，节省成本；　

（３）为了延长电热元件的使用寿命，减少维修和　

更换次数，降低成本，要求电热元件具备较小的热膨　

胀系数；　（５）高温下保证电热元件不与炉内保护气氛、炉　

引言

CTP(Computer-to-plate)即脱机直接制版。CTP就是计算机直接到印版，是一种数字化印版成像过程。CTP直接制版机与照排机结构原理相仿。起制版设备均是用计算机直接控制，用激光扫描成像，再通过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。计算机直接制版是采用数字化工作流程，直接将文字、图象转变为数字，直接生成印版，省去了胶片这一材料、人工拼版的过程、半自动或全自动晒版工序。以前CTP供版过程大部分靠人工来完成，而且版材位置容易摆放不准确，造成版材不同程度损伤，而且也大大增加了劳工费用。为了解决这一问题，提高CTP的自动化程度，我们在现有的CTP设备上面增加了一套外围自动供版设备，使供版更加的安全和效率，大大的省去了劳动力。该设备主要通过真空泵进行抽气，使抽气端达到真空负压，然后靠在版材附近的吸盘因真空引力来垂直吸附版材，同时排气端对上升一定角度的版材吹气，产生向上的气流，吹落可能连带吸起的版材或者衬纸。

真空泵吸附系统设计

一般真空吸附通过真空发生器进行吸附，如下图所示：

1-减压阀 2-真空供应电磁阀 3-气控换向阀 4-真空发生器 5-真空压力开关 6-过滤器 7-真空电磁破坏阀 8-消声器 9-工作缸 真空发生器系统原理图如图所示, 图中的PV 为供压口，真空供应电磁阀2 通电后，气控换向阀3 左端进气，压缩空气通过气控换向阀3 和真空发生器4 喷射，使真空吸取口Ⅰ产生负压吸住工件。当吸稳工件，真空度达到真空压力开关5 所设定的压力时，则发出电信号，进行工作。当真空破坏电磁阀7 通电后（真空供应电磁阀2 同时断电），空气经真空破坏电磁阀7、密闭腔Ⅱ处进入真空吸附夹具密封腔，消除真空，释放工件。

但是由于我们要求是用真空泵来产生真空负压，并需要排气端对版材进行吹气，所以真空发生器无法满足要求。一般真空泵吸附物体的整个系统需要有过滤器，电磁阀，消声器等气动元件组成，为了满足真空泵抽气端吸气产生真空负压，排气端吹气产生正压，设计了2套不同气压回路，如图所示：