油水氣三相混合噴嘴及包含該噴嘴的噴嘴系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴嘴裝置,特別涉及一種油水氣三相混合噴嘴及包含該噴嘴的噴嘴系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)機(jī)加工領(lǐng)域里金屬加工通常涉及切削、打磨、鉆孔和攻絲等容易導(dǎo)致加工件急劇升溫的加工過程,這類加工需要工件之間的摩擦接觸,通常應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適時(shí)的潤滑處理。
[0003]目前,現(xiàn)有的金屬冷加工潤滑和冷卻多采用冷卻劑、乳化液或切削油等潤滑劑,這些種類的潤滑劑在金屬加工時(shí)被大量噴灑在加工部位,通常是采取不間斷沖淋的方式進(jìn)行,這樣在其他不需要冷卻和潤滑的部位也進(jìn)行了同樣的冷卻和潤滑,造成冷卻介質(zhì)用量大,引起浪費(fèi),而且污染環(huán)境。
[0004]近年對微量潤滑技術(shù)的研宄取得很大的進(jìn)展,減少了大量切削油液的排放對環(huán)境造成的危害,但在很多加工過程中往往冷卻問題難以有效解決,還有微量潤滑裝置由于主要使用壓縮空氣帶走因摩擦而產(chǎn)生的熱量和加工產(chǎn)生的碎肩,空氣使用量大,如果一個(gè)加工車間使用多套微量潤滑裝置,往往需要增加氣源,因而使得設(shè)備和電力成本的上升。同時(shí)微量潤滑裝置由于使用壓縮空氣為動力,往往使噴出潤滑劑霧化嚴(yán)重,影響工人的身體健康和環(huán)境。
[0005]此外,當(dāng)水、油兩相混合輸入時(shí),會產(chǎn)生水油分離混合不均勻等問題,從而導(dǎo)致出液效果不佳,當(dāng)用于微量潤滑裝置時(shí),無法達(dá)到良好的潤滑冷卻效果。因此,在現(xiàn)有應(yīng)用中,當(dāng)涉及需使用水油兩相混合的潤滑液時(shí),往往采用添加表面活性劑制備成乳化液或微乳液預(yù)先混合后噴出的方法,這樣常導(dǎo)致混合不完全及工序復(fù)雜,提高生產(chǎn)成本的問題。
[0006]為了解決以上問題,本公司開發(fā)了一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴及包含該噴嘴的噴嘴系統(tǒng),專利公開號:CN103522118A,本噴嘴系統(tǒng)運(yùn)用于金屬工件的加工裝置時(shí),能將壓縮空氣流放大20倍以上,平均能減少70% -90%的壓縮空氣消耗量,從而實(shí)現(xiàn)輸出能力增強(qiáng)20倍以上的效果。它通過開放的空氣線路,能消耗極少的壓縮空氣而產(chǎn)生強(qiáng)大的噴射氣流,大大地減少壓縮空氣消耗量,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗的優(yōu)異效果。
[0007]但在實(shí)際的生產(chǎn)和使用過程中,公開號:CN103522118A,存在著以下幾個(gè)問題:
1.組裝麻煩,而且經(jīng)常出現(xiàn)油管和/或水管脫落;2.油水混合后噴出的混合液還是有一定的霧化現(xiàn)象,油霧對工人健康有一定的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]鑒于以上缺陷,本發(fā)明的目的在于克服上述不足,提供一種油水氣三相混合噴嘴。本發(fā)明所涉及的油水氣三相混合噴嘴設(shè)計(jì)簡單、適用于多種油品和用于金屬加工的微量潤滑裝置中。
[0009]本發(fā)明提供油水氣三相混合噴嘴,包括噴嘴本體和嵌套環(huán),其特征在于,上述噴嘴本體包括頭部、中部和底部。
[0010]具體地,上述噴嘴本體的頭部為圓錐體,頂端設(shè)有噴射孔,噴射孔的大小根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整;
[0011]錐體上均勻的布有至少兩個(gè)噴水孔,優(yōu)選為四個(gè)以上的偶數(shù)對噴水孔,該噴水孔的大小根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整,一般以能產(chǎn)生霧化水氣為準(zhǔn)。
[0012]上述噴嘴本體的中部為圓柱體,柱體上均勻的設(shè)置有至少兩個(gè)氣孔;為保證氣體的均勻流出以及考慮到嵌套環(huán)的受力均勻,往往采用在圓周上均勻的設(shè)置四個(gè)以上的偶數(shù)對氣孔;
[0013]值得注意的是,該圓柱體與上述圓錐體應(yīng)當(dāng)被加工為順滑的無接縫表面。該圓柱體與圓錐體之間的傾斜角度為15° -30°。
[0014]噴嘴本體的底部設(shè)置緊固結(jié)構(gòu),優(yōu)選為螺紋結(jié)構(gòu);
[0015]該螺紋結(jié)構(gòu)在使用時(shí),用于將該噴頭固定于用于金屬加工的潤滑裝置上;
[0016]該螺紋結(jié)構(gòu)一般為內(nèi)螺紋,噴嘴本體底部的外形為外徑大于本體中部的六角棱柱體,其相對應(yīng)位置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為螺紋結(jié)構(gòu);
[0017]由于底部的外徑大于本體中部的外徑,因此,在外觀上,噴嘴本體的底部和中部的交界處形成一個(gè)置物平臺。
[0018]上述嵌套環(huán)與噴嘴本體的中部相匹配的形成間隙結(jié)構(gòu);該間隙結(jié)構(gòu)可由間隙尺進(jìn)行測量,為0.12mm至0.3mm ;
[0019]一般來說,嵌套環(huán)的長度不大于噴嘴本體的中部,能完全或部分遮蓋氣孔;
[0020]當(dāng)嵌套環(huán)與噴嘴本體安裝完畢,完全契合后,嵌套環(huán)的底端緊密的契合于上述置物平臺上,形成一個(gè)下端密封的環(huán)境;
[0021]由于嵌套環(huán)的上端為開口狀,當(dāng)嵌套環(huán)與噴嘴本體安裝完畢后,因而形成了一個(gè)下端密封,上端呈環(huán)狀縫隙的間隙結(jié)構(gòu),由于該間隙結(jié)構(gòu)的存在,當(dāng)噴嘴本體內(nèi)部充滿壓縮氣體時(shí),壓縮氣體通過噴嘴本體表面的氣孔流入嵌套環(huán)與噴嘴本體的縫隙中,在環(huán)形流道內(nèi)加速,以達(dá)到接近音速的速度高速從環(huán)形噴嘴處吹出,束狀的高速氣流會在噴嘴側(cè)面形成強(qiáng)真空區(qū),從而實(shí)現(xiàn)拉動周圍的大量空氣一起工作的節(jié)氣原理;
[0022]由于氣體經(jīng)過了一個(gè)壓縮放大的過程,因此,能將壓縮空氣流放大至少20倍,平均減少70% -90%的壓縮空氣消耗量;
[0023]此外,由于噴嘴本體的頭部與其中部有一個(gè)呈一定角度的倒角,因此,當(dāng)氣體流出后,由于當(dāng)氣流與它流過的噴嘴本體表面之間存在一定的表面摩擦,會導(dǎo)致氣流的流速減慢。由于在本發(fā)明中圓錐體的曲率很小,依據(jù)流體力學(xué)中的伯努利原理,氣流流速的減緩會導(dǎo)致該氣流被吸附在物體表面上流動。因此,上述急速流出的氣體在流出間隙結(jié)構(gòu)后,會沿噴嘴本體頭部的方向繼續(xù)前進(jìn);
[0024]優(yōu)選地,該嵌套環(huán)的一端為呈銳角的倒角;
[0025]該倒角的角度優(yōu)選與噴嘴本體頭部圓錐體的角度一致;
[0026]該倒角優(yōu)選為嵌套環(huán)整體長度的一半左右。其作用在于能進(jìn)一步的引導(dǎo)間隙中噴射出氣流的方向,使其沿噴嘴本體頭部的圓錐體表面方向進(jìn)行。
[0027]另外,在本發(fā)明中,噴嘴本體的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu),設(shè)有一個(gè)內(nèi)腔室,其頂部優(yōu)選為錐體。
[0028]上述內(nèi)腔室由混合室和水室組成,混合室與水室為相互獨(dú)立的空間;
[0029]優(yōu)選地,該水室的直徑小于混合室的直徑,當(dāng)其剖面為非圓周形時(shí),其剖面的最大長度小于混合室剖面的最大長度。
[0030]具體地,水室對應(yīng)于噴嘴本體頭部的位置,用于存儲和噴射液體(如:水等),水室的內(nèi)壁上設(shè)有與噴嘴本體上的噴水孔數(shù)量相同,且互相連通的若干條通道,當(dāng)水室的液體滿溢后,即從該通道噴射出;其頂部還設(shè)有一條與噴射孔相通的流體通道。
[0031]混合室對應(yīng)于噴嘴本體中部的位置;可以為內(nèi)腔室的一部分(即、對應(yīng)于噴嘴本體中部的內(nèi)部空間),也可以為嵌套于內(nèi)腔室的組件;當(dāng)其為嵌套式的組件時(shí),當(dāng)其安裝完畢后,其構(gòu)型應(yīng)當(dāng)能避開噴嘴本體上的噴孔,從而不影響氣體的流入和流出;此外,上述混合室的外徑小于所對應(yīng)內(nèi)腔室的內(nèi)徑,一般為緊密設(shè)置,從而能留有一定的空間使進(jìn)入其內(nèi)的空氣得以流通;
[0032]此外,該混合室可以為實(shí)心結(jié)構(gòu),也可以為中空結(jié)構(gòu);當(dāng)其為中空結(jié)構(gòu)時(shí),其壁上可以均勻的布置有兩個(gè)以上