節(jié)能型潔具真空吸排系統(tǒng)的研究.pdf

1、真空潔具是滿足特殊生活環(huán)境下人們基本需求的重要衛(wèi)生設備。真空潔具系統(tǒng)通過抽吸空氣形成負壓腔,大氣壓與負壓之間的壓力差形成沖洗力。但是,目前的真空潔具系統(tǒng)由于在工作時沖洗力設定為固定值,真空抽吸時間按最大污物量設定,對于高頻率的中、低污物量沖洗作業(yè)而言,存在空氣消耗量的浪費。因此,研究開發(fā)一種根據(jù)實際污物量實時無級調節(jié)沖洗力并滿足沖洗和節(jié)能要求的真空吸排系統(tǒng)對于降低真空潔具的耗氣量和節(jié)約能源具有重要的學術意義和實際的應用價值。為此,論文首

2、次提出并實現(xiàn)了通過調節(jié)真空度改變潔具沖洗力的新構想,采用調節(jié)供氣時間的方法來調節(jié)真空度和空氣消耗量,以實現(xiàn)適應負載的沖洗力調節(jié),并達到節(jié)能的目的。圍繞這一目標,論文在節(jié)能型真空潔具系統(tǒng)的構成、負載適應技術、真空建立和污物輸送模型及試驗等方面進行了深入研究并取得了相應成果。
　　 本文提出并實現(xiàn)了雙感應式負載測量.沖洗力調節(jié)技術方案和真空潔具供氣量控制節(jié)能方案。便器采用外部支架與浮動內腔相結合的組合結構,兼顧了測量需要和入的需求。

3、液位傳感器和稱重傳感器采集到的電壓信號使污物量的信息即時地傳遞至中央控制臺,根據(jù)污物量的多少確定沖洗力的大小,并通過調節(jié)供氣時間來調整供氣量從而調節(jié)真空度和沖洗力。針對節(jié)能型潔具的技術需求,該文研究了適合于節(jié)能型潔具吸排系統(tǒng)的真空發(fā)生器回路,使系統(tǒng)的真空度可以根據(jù)負載的要求而改變。為了分析真空發(fā)生器回路的排氣處理元件所引起的排氣側壓力升高對系統(tǒng)性能的影響,經(jīng)過數(shù)值計算和試驗測量,得出工作效率較優(yōu)的排氣側壓力范圍,并據(jù)此選擇合適的排氣輔助

4、元件。為了定量地描述真空檢測元件和方向控制元件等氣動真空元件的流阻對吸氣流量的影響,引入無量綱參數(shù)G*r并推導出合成流量表示式,有助于選擇真空支路的元件。不同供氣量下吸氣流量的試驗數(shù)據(jù)是制訂供氣量調節(jié)策略的重要依據(jù)。為了直接地獲得真空潔具系統(tǒng)的吸排氣特性,研究了吸排氣流量測試技術。當氣源溫度恒定時,真空發(fā)生器的供氣流量表示為供氣壓力與拉瓦爾噴管喉部截面積乘積的正比例函數(shù)。為了對節(jié)能型潔具真空系統(tǒng)的吸氣流量進行高效、準確的測量,研究了真空

5、系統(tǒng)吸氣流量測量原理并制作了相應的測量裝置。與現(xiàn)行的吸氣流量測量方法比較,新的測試方法節(jié)省80％以上的空氣消耗量,測試時間僅為現(xiàn)行方法的十分之一,流量測試誤差約為2.3%。根據(jù)測試結果,得出節(jié)能型真空吸排系統(tǒng)吸氣流量-壓力關系的擬合關系式。在獲得真空吸排系統(tǒng)靜態(tài)流量特性的基礎上,針對潔具真空吸排系統(tǒng)的兩個工作階段,即真空收集罐內真空建立過程和污物輸送至真空收集罐的過程,分別研究了真空收集罐內的壓力響應規(guī)律,并制訂了系統(tǒng)工作流程。對于真空

6、收集罐內真空建立過程,依據(jù)真空系統(tǒng)吸氣流量測試結果和流量-壓力擬合關系式、容腔放氣模型和管路差分模型對系統(tǒng)真空建立過程進行仿真。針對節(jié)能型潔具真空建立過程的特點,使用流量.壓力曲線的線性擬合關系式和等溫假設對原計算模型進行了簡化,簡化后的模型能夠滿足對節(jié)能型潔具真空建立過程壓力響應規(guī)律分析的要求。對于污物輸送至真空收集罐的過程,建立了排污作業(yè)的壓力響應模型并根據(jù)排污量與沖洗力的關系設計了節(jié)能優(yōu)化控制流程。為了驗證節(jié)能的效果,對不同排污量