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)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，包括噴嘴本體、嵌套環(huán)和混合室，其特征在于，噴嘴本體包括頭部、中部和底部；噴嘴本體的頭部為圓錐體，頂端設(shè)有噴射孔；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；噴嘴本體的底部為螺紋結(jié)構(gòu)；嵌套環(huán)與噴嘴本體的中部相匹配的形成間隙結(jié)構(gòu)；其中，噴嘴本體的內(nèi)部設(shè)有一頂部為錐體的內(nèi)腔室；混合室設(shè)于內(nèi)腔室中，對(duì)應(yīng)于噴嘴本體中部的位置；內(nèi)腔室的頂部還有一條與噴射孔相通的流體通道。將本實(shí)用新型所提供的噴嘴安裝于金屬加工潤(rùn)滑裝置中后，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)潤(rùn)滑，解決了現(xiàn)有新型金屬準(zhǔn)干式加工潤(rùn)滑中氣體耗費(fèi)大的問題，同時(shí)節(jié)約了電源，并具有節(jié)約潤(rùn)滑油和更環(huán)保的特點(diǎn)。
【專利說明】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)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種噴嘴裝置，特別涉及一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴及包含該噴嘴的噴嘴系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]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(rùn)滑處理。
[0004]目前，現(xiàn)有的金屬冷加工潤(rùn)滑和冷卻多采用冷卻齊U、乳化液或切削油等潤(rùn)滑劑，這些種類的潤(rùn)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(rùn)滑的部位也進(jìn)行了同樣的冷卻和潤(rùn)滑，造成冷卻介質(zhì)用量大，引起浪費(fèi)，而且污染環(huán)境。
[0005]近年對(duì)微量潤(rùn)滑技術(shù)的研究取得很大的進(jìn)展，減少了大量切削油液的排放對(duì)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(rùn)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)生的碎屑，空氣使用量大，如果一個(gè)加工車間使用多套微量潤(rùn)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(rùn)滑裝置由于使用壓縮空氣為動(dòng)力，往往使噴出潤(rùn)滑劑霧化嚴(yán)重，影響工人的身體健康和環(huán)境。
[0006]此外，當(dāng)水、油兩相混合輸入時(shí)，會(huì)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(rùn)滑裝置時(shí)，無(wú)法達(dá)到良好的潤(rùn)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(rùn)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。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]鑒于以上缺陷，本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴。本實(shí)用新型所涉及的嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、適用于多種油品和用于金屬加工的微量潤(rùn)滑裝置中。
[0008]本實(shí)用新型提供嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，包括噴嘴本體、嵌套環(huán)和混合室，其特征在于，
[0009]噴嘴本體包括頭部、中部和底部；
[0010]噴嘴本體的頭部為圓錐體，頂端設(shè)有噴射孔；
[0011]噴射孔的大小根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。
[0012]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；
[0013]為保證氣體的均勻流出以及考慮到嵌套環(huán)的受力均勻，往往采用在前后左右四個(gè)面上分別設(shè)置對(duì)稱的氣孔。
[0014]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(wú)接縫表面。該圓柱體與圓錐體之間的傾斜角度為15° -30°。
[0015]噴嘴本體的底部為螺紋結(jié)構(gòu)；[0016]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(rùn)滑裝置上。
[0017]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(duì)應(yīng)位置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為螺紋結(jié)構(gòu)。
[0018]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(tái)。
[0019]嵌套環(huán)與噴嘴本體的中部相匹配的形成間隙結(jié)構(gòu)；
[0020]一般來(lái)說，嵌套環(huán)的長(zhǎng)度不大于噴嘴本體的中部，能完全遮蓋氣孔。
[0021]該嵌套環(huán)優(yōu)選與噴嘴本體的中部等高。
[0022]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(tái)上，形成一個(gè)下端密封的環(huán)境。
[0023]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?gòu)沫h(huán)形噴嘴處吹出，束狀的高速氣流會(huì)在噴嘴側(cè)面形成強(qiáng)真空區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)拉動(dòng)周圍的大量空氣一起工作的節(jié)氣原理。
[0024]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。
[0025]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(huì)導(dǎo)致氣流的流速減慢。由于在本實(shí)用新型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(huì)導(dǎo)致該氣流被吸附在物體表面上流動(dòng)。因此，上述急速流出的氣體在流出間隙結(jié)構(gòu)后，會(huì)沿噴嘴本體頭部的方向繼續(xù)前進(jìn)。
[0026]另外，噴嘴本體的內(nèi)部還設(shè)有一頂部為錐體的內(nèi)腔室；
[0027]該頂部錐體剖面的夾角為100° -120°的鈍角。
[0028]內(nèi)腔室頂部為斜面，當(dāng)氣體流速過快，氣體量過于飽和的狀態(tài)下，頂部的斜面能起到一個(gè)緩沖的作用。
[0029]內(nèi)腔室的頂部還有一條與噴射孔相通的流體通道。
[0030]另外，混合室設(shè)于內(nèi)腔室中，對(duì)應(yīng)于噴嘴本體中部的位置。
[0031]本實(shí)用新型提供的嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴的混合室為中空結(jié)構(gòu)，分為頂部、中部和底部。
[0032]混合室的頂部對(duì)應(yīng)于內(nèi)腔室的頂部，外徑小于混合室的中部，將混合室安裝于內(nèi)腔室后，為保證其契合性和緊密性，一般在混合室頂部的位置設(shè)置一個(gè)由橡膠或金屬制造的墊圈，該墊圈的大小形狀與混合室的頂部相對(duì)應(yīng)。
[0033]混合室的中部與其對(duì)應(yīng)的內(nèi)腔室形成緊密結(jié)構(gòu)，但是，安裝完畢后，混合室的中部應(yīng)當(dāng)避開噴嘴本體上的噴孔，從而不影響氣體的流入和流出。
[0034]為保證氣體流入后，有足夠的流動(dòng)空間，混合室的底部外徑小于混合室的中部。
[0035]值得一提的是，混合室的頂部與流體通道相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有一個(gè)噴頭孔；噴頭孔上還設(shè)有一個(gè)噴頭；噴頭的大小形狀與流體通道相匹配，一端緊密的固定于流體通道中，另一端伸入混合室內(nèi)部，其伸入混合室內(nèi)部的長(zhǎng)度，優(yōu)選大于混合室總長(zhǎng)度的一半。[0036]在實(shí)踐中，當(dāng)設(shè)備安裝完畢，進(jìn)行液體輸入工序時(shí)，液體經(jīng)過該流體通道，通過設(shè)于噴嘴本體的噴射孔噴出。
[0037]混合室的底部設(shè)有至少兩個(gè)流體輸入孔。
[0038]本實(shí)用新型提供的嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，還具有這樣的結(jié)構(gòu):嵌套環(huán)的一端為呈銳角的倒角。
[0039]該倒角的角度優(yōu)選與噴嘴本體頭部圓錐體的角度一致。
[0040]該倒角優(yōu)選為嵌套環(huán)整體長(zhǎng)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。
[0041]另外，本實(shí)用新型提供的嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，還具有這樣的結(jié)構(gòu):噴嘴本體的頭部的圓錐體，其刨面的夾角為銳角，該銳角的角度優(yōu)選為30° -60°。
[0042]另外，本實(shí)用新型提供的嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，還具有這樣的結(jié)構(gòu):噴嘴本體底部的內(nèi)徑大于噴嘴本體中部的內(nèi)徑，在其交界位置處設(shè)有一限位面。
[0043]此外，本實(shí)用新型還提供了一種包含上述嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴的噴嘴系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)氣液輸入機(jī)構(gòu)，氣液輸入機(jī)構(gòu)由氣體輸入管和至少兩根的液體輸入管組成；
[0044]其中，氣體輸入管固定于噴嘴本體的內(nèi)部；
[0045]其固定端的管徑優(yōu)選大于噴嘴本體中部的內(nèi)徑，進(jìn)而將該氣體輸入管固定于上述限位面上后，也不會(huì)出現(xiàn)使用過程中，因操作不當(dāng)或其他原因?qū)е職夤芑雵娮毂倔w中部的情況，從而保證了本體系中氣體的流暢性和持續(xù)性。
[0046]液體輸入管的管徑小于氣體輸入管,管徑的大小與流體輸入孔相匹配。數(shù)量與流體輸入孔相匹配，根據(jù)實(shí)際需要使用到的液體種類進(jìn)行流體輸入管和流體輸入孔的設(shè)置。
[0047]在實(shí)踐中的表現(xiàn)為大管套小管，液體輸入管從氣體輸入管的內(nèi)部穿過氣體輸入管后，通過流體輸入孔進(jìn)入混合室中。
[0048]當(dāng)液體輸入管安裝完畢后，為使其液體混合完全，優(yōu)選將液體輸入管通至混合室的頂部。在實(shí)踐中，通過兩種液體的不斷噴出，不斷的在內(nèi)腔室中混合后流至內(nèi)腔室的底部，當(dāng)內(nèi)部壓力大于外部空氣壓力時(shí)，上述混合后的液體經(jīng)由噴頭，通過流體通道從噴嘴本體上的噴射孔中噴出，實(shí)際上噴出的液體為油包水液滴。
[0049]上述間隙結(jié)構(gòu)可由間隙尺進(jìn)行測(cè)量，為0.05mm至0.2mm。
[0050]上述噴嘴或噴嘴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中涉及的噴嘴本體、嵌套管和噴頭均采用不銹鋼或黃銅等不易為潤(rùn)滑劑等物質(zhì)腐蝕的金屬材料。
[0051 ] 上述液體輸入管和氣體輸入管均采用耐腐、耐壓塑料或金屬材料。
[0052]本實(shí)用新型的作用和效果
[0053]由于本實(shí)用新型采用間隙結(jié)構(gòu)，在環(huán)形流道內(nèi)加速，以達(dá)到接近音速的速度高速?gòu)沫h(huán)形噴嘴處吹出，束狀的高速氣流會(huì)在噴嘴側(cè)面形成強(qiáng)真空區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)拉動(dòng)周圍的大量空氣一起工作的節(jié)氣原理。能產(chǎn)生急速氣流，在金屬加工時(shí)能用來(lái)實(shí)現(xiàn)吹除工件上的碎屑。這樣就避免了，在加工工件時(shí)，由于工件碎屑的干擾等因素，導(dǎo)致加工效率降低、被加工件的精準(zhǔn)度降低等不利后果。此外，邊加工邊除屑的加工方法還有助于提高被加工工件的表面光潔度等。
[0054]由于本實(shí)用新型采用間隙結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生急速氣流，該氣流在金屬加工時(shí)，還能達(dá)到冷卻加工工件的效果。從而解決了普通工藝下，由于剛加工完成的工件溫度過高，無(wú)法直接進(jìn)行再加工的問題。而且，由于急速風(fēng)冷的效果，加工完成的工件溫度在35°以下，處于可手持的狀態(tài)，這樣避免了操作工人在金屬工件加工中經(jīng)常出現(xiàn)的由于溫度過高而導(dǎo)致的安全隱患。
[0055]此外，綜合加速冷卻和中間除屑兩個(gè)的效果還能延長(zhǎng)加工刀具的使用壽命。
[0056]另外，將該噴嘴運(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。
[0057]由于本實(shí)用新型提供的噴嘴本體的頭部為具有一定斜率的倒角，當(dāng)急速氣體流出時(shí)，由于氣體與它流過的噴嘴本體表面之間存在一定的表面摩擦，會(huì)導(dǎo)致氣流的流速減慢。而在本實(shí)用新型中本體頭部的圓錐體的曲率很小，依據(jù)流體力學(xué)中的伯努利原理，氣流流速的減緩會(huì)導(dǎo)致該氣流被吸附在物體表面上流動(dòng)。因此，該急速氣體在流出間隙結(jié)構(gòu)后的瞬間，會(huì)因?yàn)榭颠_(dá)效應(yīng)而調(diào)整初始的直線前進(jìn)，改為沿噴嘴本體頭部(即一定角度)的方向繼續(xù)前進(jìn)。特別是當(dāng)該角度為15°時(shí)，該效果尤其明顯。
[0058]將本實(shí)用新型應(yīng)用于微量潤(rùn)滑裝置后，由于噴嘴本體的內(nèi)部還設(shè)有內(nèi)腔室的頂部還有一條與噴射孔相通的可以噴射液體的通道，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)液體通過液體輸入管，經(jīng)由該通道從噴射孔內(nèi)流出的瞬間，被上述因康達(dá)效應(yīng)為改變前進(jìn)方向的急速氣流瞬間包裹，形成了一個(gè)氣包油的狀態(tài)(即、液體或油體處于一種被氣體封鎖的大顆粒團(tuán)聚狀態(tài))，從而阻止了常規(guī)工藝中往往會(huì)出現(xiàn)的液體在流出的瞬間氣霧化擴(kuò)散開來(lái)的結(jié)果。
[0059]這種情況下噴射出的油包水液滴，能精準(zhǔn)的噴射到工加工點(diǎn)或加工區(qū)域。在這種情況下，不但能節(jié)省油品的損耗、提高冷卻效果、提高加工效率和效果。而且能避免對(duì)加工車間工作的工人身體健康上的安全隱患。此外，由于本實(shí)用新型是油包水液滴定點(diǎn)滴加式的，摒除了常規(guī)車間中，因?yàn)槭褂脟娏苁降募庸ぴO(shè)備，在工件加工的過程和加工完成后，整個(gè)加工區(qū)域臟亂無(wú)序，后續(xù)清潔的麻煩，在不影響出液速度的同時(shí)，還能避免上述臟亂的后果，還能節(jié)省清理成本。
[0060]在本實(shí)用新型中，將嵌套環(huán)的一端設(shè)定為與噴嘴本體頭部圓錐體的角度一致的倒角。這樣的設(shè)計(jì)能進(jìn)一步的引導(dǎo)間隙中噴射出氣流的方向，強(qiáng)制氣流沿噴嘴本體頭部的圓錐體表面方向進(jìn)行。特別是當(dāng)該角度為15°時(shí)，該效果尤其明顯。
[0061]在本實(shí)用新型中，將內(nèi)腔室的頂部設(shè)計(jì)為錐體，因?yàn)橛幸粋€(gè)斜面的作用，當(dāng)氣體流速過快或者腔室內(nèi)的氣體含量過于飽和的狀態(tài)下，頂部的斜面能起到一個(gè)緩沖的作用。特別是當(dāng)該夾角的角度為120°時(shí)，該效果尤其明顯。
[0062]在本實(shí)用新型中，關(guān)于噴嘴本體內(nèi)部的設(shè)計(jì)時(shí)，將底部的內(nèi)徑設(shè)定為大于噴嘴本體中部的內(nèi)徑，這樣能在其交界位置處形成一限位面，用于阻斷氣體輸入管的前進(jìn)，并將其限位固定在這個(gè)限位面上。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)氣體輸入管固定于該限位面上后，就不會(huì)出現(xiàn)在使用過程中，因操作不當(dāng)或其他原因?qū)е職夤芑雵娮毂倔w中部的情況，從而保證了本體系中氣體的流暢性和持續(xù)性。
[0063]在本實(shí)用新型中，關(guān)于混合室的設(shè)計(jì)，其目的在于將油和水充分混合，從而減少了操作工序，降低了成本。通過將噴射出液體的液管通入內(nèi)腔室的頂部，當(dāng)液體噴射后，由于液管內(nèi)部壓力和混合室頂部壓力的雙重作用下，出液后即能實(shí)現(xiàn)油包水的小液滴，此時(shí)，混合液能經(jīng)由噴頭從噴射孔噴出混合液。
[0064]此外，混合室上大下小的設(shè)計(jì)方案，即保證了混合室恰好緊密的安裝在內(nèi)腔室中，又保證了氣體流動(dòng)的流暢性。
[0065]由此可見，將本實(shí)用新型所提供的噴嘴安裝于微量潤(rùn)滑裝置中后，利用壓力氣體對(duì)金屬加工部位達(dá)到風(fēng)冷的目的，同時(shí)利用本裝置放大后的氣體混合水和潤(rùn)滑油成油包水小液滴后對(duì)加工部位進(jìn)行準(zhǔn)確定點(diǎn)潤(rùn)滑，解決了現(xiàn)有微量潤(rùn)滑中氣體耗費(fèi)大的問題，解決了油水混合液體輸入的問題，同時(shí)節(jié)約了電源，并具有節(jié)約潤(rùn)滑油和更環(huán)保的特點(diǎn)。
[0066]此外，多處倒角或夾角空間的設(shè)計(jì)能放大本實(shí)用新型的實(shí)用效果，使本實(shí)用新型涉及的裝置更為優(yōu)良。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0067]圖1是本實(shí)施例所提供的噴嘴系統(tǒng)的三維裝配示意圖；
[0068]圖2是本實(shí)施例所提供的噴嘴本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖3是本實(shí)施例所提供的嵌套環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070]圖4是本實(shí)施例所提供的混合室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]圖5是本實(shí)施例所提供的噴嘴系統(tǒng)的安裝完畢狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072]圖6是本實(shí)施例所提供的噴嘴系統(tǒng)工作狀態(tài)下的氣室示意圖；
[0073]圖7是本實(shí)施例所提供的噴嘴系統(tǒng)工作狀態(tài)下的康達(dá)效應(yīng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0074]現(xiàn)在結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0075]如圖1所示，本實(shí)施例提供的包含嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴的噴嘴系統(tǒng)100，包括噴嘴本體10、嵌套環(huán)20、混合室30和氣液輸入機(jī)構(gòu)40。
[0076]如圖1和2所示，噴嘴本體10包括頭部110、中部120和底部130。噴嘴本體10的頭部110為圓錐體,頂端設(shè)有噴射孔111 ;噴嘴本體10的中部120為圓柱體，柱體上均勻的設(shè)置有四個(gè)個(gè)氣孔121 ;噴嘴本體10的底部130為螺紋結(jié)構(gòu)。
[0077]其中，該圓柱體與上述圓錐體被加工為順滑的無(wú)接縫表面。該圓柱體與圓錐體之間的傾斜角度為15°。對(duì)本實(shí)施例中的傾斜角進(jìn)行角度上的調(diào)整后(如:10°，16° ,17°，18° , 19° ,20° ,21° ,22° ,23° ,24° ,25° ,26° ,27° ,28° ,29° ,30° ,31° )發(fā)現(xiàn)，當(dāng)傾斜角超過30°后，康達(dá)效應(yīng)明顯變?nèi)?。?dāng)角度小于15°時(shí)，康達(dá)效應(yīng)不明顯。
[0078]噴嘴本體10底部130的外形為外徑大于本體10中部120的六角棱柱體131，其相對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)132為螺紋結(jié)構(gòu)。由于底部130的外徑大于本體中部120的外徑，因此，在外觀上，噴嘴本體10的底部130和中部120的交界處形成一個(gè)置物平臺(tái)133。
[0079]如圖3所示，嵌套環(huán)20的長(zhǎng)度與噴嘴本體10的中部120相當(dāng)，正好能完全遮蓋設(shè)置于圓柱體中部所有的氣孔121。嵌套環(huán)20的一端為與噴嘴本體10頭部110圓錐體的角度一致的15°倒角，該倒角占了嵌套環(huán)20整體長(zhǎng)度的一半左右。嵌套環(huán)20的大小形狀正好套于噴嘴本體10的外部。當(dāng)嵌套環(huán)20與噴嘴本體10安裝完畢，完全契合后，嵌套環(huán)20的底端220緊密的契合于上述置物平臺(tái)133上，形成一個(gè)下端密封的環(huán)境。嵌套環(huán)20的上端210與噴嘴本體10形成一個(gè)開口狀間隙環(huán)。
[0080]如圖6所示，當(dāng)嵌套環(huán)20與噴嘴本體10安裝完畢后，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10內(nèi)部被注入大量氣體G時(shí)，氣體G通過噴嘴本體10表面的氣孔121流入嵌套環(huán)20與噴嘴本體10的縫隙230中，再?gòu)纳隙说沫h(huán)狀縫隙231中急速流出。
[0081]如圖7所示，由于噴嘴本體10的頭部110與其中部120有一個(gè)呈一定角度的倒角，因此，當(dāng)氣體G流出后，由于當(dāng)氣流G與它流過的噴嘴本體10表面之間存在一定的表面摩擦，會(huì)導(dǎo)致氣流G的流速減慢。由于在本實(shí)用新型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(huì)導(dǎo)致該氣流G被吸附在物體表面111上流動(dòng)。因此，上述急速流出的氣體G在流出間隙結(jié)構(gòu)后，會(huì)沿噴嘴本體10頭部110的方向繼續(xù)前進(jìn)。
[0082]如圖2所示，噴嘴本10的內(nèi)部還設(shè)有一頂部141為錐體的內(nèi)腔室140，該頂部錐體刨面的夾角為120°的鈍角，對(duì)本實(shí)施例中的夾角進(jìn)行角度上的調(diào)整后(如:90°，100°，112° ,115° ,118° ,120° ,135° ,160° )發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夾角超過120°后，氣體流動(dòng)效果明顯變?nèi)?。?dāng)角度小于100°時(shí)，氣體流動(dòng)速度過快，無(wú)法很好的實(shí)現(xiàn)緩沖的效果。
[0083]如圖2所示，由于噴嘴本體10底部130的內(nèi)徑大于噴嘴本體10中部120的內(nèi)徑，在其交界位置處形成一個(gè)限位面134。
[0084]此外，內(nèi)腔室140的頂部141還有一條與噴射孔111相通的流體通道112。
[0085]如圖4和5所示，本實(shí)施例提供的噴嘴系統(tǒng)100的混合室30設(shè)于內(nèi)腔室140中，對(duì)應(yīng)于噴嘴本體10中部120的位置。該混合室30為中空結(jié)構(gòu)，分為頂部310、中部320和底部330。混合室30的頂部310對(duì)應(yīng)于內(nèi)腔室140的頂部141，外徑小于混合室30的中部320，混合室30的中部320的外徑與其對(duì)應(yīng)的內(nèi)腔室140的外徑一致，當(dāng)安裝完畢后，形成緊密結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，混合室30安裝完畢后，不會(huì)遮蔽噴嘴本體10上的噴孔121，從而不影響氣體G的流入和流出。混合室30的底部330外徑小于混合室30的中部320，從而留出足夠的氣體流動(dòng)空間142。
[0086]在本實(shí)施例中混合室30的頂部310與流體通道112相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有一個(gè)噴頭孔311 ;噴頭孔311上還設(shè)有一個(gè)噴頭313 ;噴頭313的大小形狀與流體通道112相匹配，一端緊密的固定于流體通道112中，另一端伸入混合室30內(nèi)部至混合室30總長(zhǎng)度的一半的位置。
[0087]在本實(shí)施例中混合室30的底部330設(shè)有兩個(gè)流體輸入孔331和332。
[0088]如圖1和5所示，將混合室30安裝于內(nèi)腔室140后，為保證其契合性和緊密性，在混合室30頂部310的位置設(shè)置一個(gè)墊圈312，該墊圈312與混合室30頂部310的大小形狀相對(duì)應(yīng)，正好卡與混合室30和內(nèi)腔室140之間。
[0089]如圖5所不,在本實(shí)施例中氣液輸入機(jī)構(gòu)40由氣體輸入管410和兩根的液體輸入管421和422組成,其中一根液體輸入管421為水管，另一根輸入管422為油管。
[0090]氣體輸入管410固定于限位面134上，頭部的管徑呈略大。
[0091]水管421和油管422管徑小于氣體輸入管410，與流體輸入孔331和332相匹配，從氣體輸入管410的內(nèi)部穿過氣體輸入管410后，通過流體輸入孔331和332進(jìn)入混合室30中，通至混合室30的頂部310。
[0092]當(dāng)液體輸入管331安裝完畢后，通過水和油的不斷噴出，不斷的在混合室30中混合均勻后流至混合室30的底部平臺(tái)333處，當(dāng)內(nèi)部壓力大于外部空氣壓力時(shí)，上述混合均勻的液體經(jīng)由噴頭313，通過流體通道112從噴嘴本體10上的噴射孔111中噴出。
[0093]上述間隙結(jié)構(gòu)可由間隙尺進(jìn)行測(cè)量，為0.05mm至0.2mm。
[0094]上述噴嘴或噴嘴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中涉及的噴嘴本體、嵌套管和噴頭均采用不銹鋼或黃銅等不易為潤(rùn)滑油等物質(zhì)腐蝕的金屬材料。
[0095]上述液體輸入管和氣體輸入管均采用耐腐、耐壓塑料或金屬材料。
[0096]本實(shí)施例的作用和效果
[0097]由于本實(shí)施例采用間隙結(jié)構(gòu)，在環(huán)形流道內(nèi)加速，以達(dá)到接近音速的速度高速?gòu)沫h(huán)形噴嘴處吹出，束狀的高速氣流會(huì)在噴嘴側(cè)面形成強(qiáng)真空區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)拉動(dòng)周圍的大量空氣Ga —起工作的節(jié)氣原理能產(chǎn)生急速氣流，在金屬加工時(shí)能用來(lái)實(shí)現(xiàn)吹除工件上的碎屑。這樣就避免了，在加工工件時(shí)，由于工件碎屑的干擾等因素，導(dǎo)致加工效率降低、被加工件的精準(zhǔn)度降低等不利后果。此外，邊加工邊除屑的加工方法還有助于提高被加工工件的表面光潔度等。
[0098]由于本實(shí)施例采用間隙結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生急速氣流，該氣流在金屬加工時(shí)，還能達(dá)到冷卻加工工件的效果。從而解決了普通工藝下，由于剛加工完成的工件溫度過高，無(wú)法直接進(jìn)行再加工的問題。而且，由于急速風(fēng)冷的效果，加工完成的工件溫度在35°以下，處于可手持的狀態(tài)，這樣避免了操作工人在金屬工件加工中經(jīng)常出現(xiàn)的由于溫度過高而導(dǎo)致的安全隱患。
[0099]此外，綜合加速冷卻和中間除屑兩個(gè)的效果還能延長(zhǎng)加工刀具的使用壽命。
[0100]另外，將該噴嘴運(yùn)用于金屬工件的加工裝置時(shí)，能將壓縮空氣流放大25倍左右，平均能減少85%左右的壓縮空氣消耗量，從而實(shí)現(xiàn)輸出能力增強(qiáng)25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。
[0101]由于本實(shí)施例提供的噴嘴本體的頭部為具有15°至30°的倒角，當(dāng)急速氣體流出時(shí)，由于氣體與它流過的噴嘴本體表面之間存在一定的表面摩擦，會(huì)導(dǎo)致氣流的流速減慢。而在本實(shí)施例中本體頭部的圓錐體的曲率很小，依據(jù)流體力學(xué)中的伯努利原理，氣流流速的減緩會(huì)導(dǎo)致該氣流被吸附在物體表面上流動(dòng)。因此，該急速氣體在流出間隙結(jié)構(gòu)后的瞬間，會(huì)因?yàn)榭颠_(dá)效應(yīng)而調(diào)整初始的直線前進(jìn)，改為沿噴嘴本體頭部(即15°至30° )的方向繼續(xù)前進(jìn)。
[0102]如圖7所示，將本實(shí)施例應(yīng)用于微量潤(rùn)滑裝置后，由于噴嘴本體的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)腔室的頂部還有一條與噴射孔相通的可以噴射液體的通道，當(dāng)液體通過液體輸入管，經(jīng)由該通道從噴射孔內(nèi)流出的瞬間，被上述因康達(dá)效應(yīng)為改變前進(jìn)方向的急速氣流瞬間包裹，形成了一個(gè)氣包油的狀態(tài)(即、液體或油體處于一種被氣體封鎖的大顆粒團(tuán)聚狀態(tài))，從而阻止了常規(guī)工藝中往往會(huì)出現(xiàn)的液體在流出的瞬間氣霧化擴(kuò)散開來(lái)的結(jié)果。
[0103]這種情況下噴射出的液體或油品，能精準(zhǔn)的噴射到工加工點(diǎn)或加工區(qū)域。在這種情況下，不但能節(jié)省油品的損耗、提高工件的加工效率和效果。而且能避免對(duì)加工車間工作的工人身體健康上的安全隱患。此外，由于本實(shí)施例是定點(diǎn)滴加式的，摒除了常規(guī)車間中，因?yàn)槭褂脟娏苁降募庸ぴO(shè)備，在工件加工的過程和加工完成后，整個(gè)加工區(qū)域臟亂無(wú)序，后續(xù)清潔的麻煩，在不影響出液速度的同時(shí)，還能避免上述臟亂的后果，還能節(jié)省清理成本。
[0104]在本實(shí)施例中，將嵌套環(huán)的一端設(shè)定為與噴嘴本體頭部圓錐體的角度一致的倒角，S卩15°至30°。這樣的設(shè)計(jì)能進(jìn)一步的引導(dǎo)間隙中噴射出氣流的方向，強(qiáng)制氣流沿噴嘴本體頭部的圓錐體表面方向進(jìn)行。
[0105]在本實(shí)施例中，將內(nèi)腔室的頂部設(shè)計(jì)為一個(gè)角度為100°至120°的錐體，因?yàn)橛幸粋€(gè)斜面的作用，當(dāng)氣體流速過快或者腔室內(nèi)的氣體含量過于飽和的狀態(tài)下，頂部的斜面能起到一個(gè)緩沖的作用。
[0106]在本實(shí)施例中，關(guān)于噴嘴本體內(nèi)部的設(shè)計(jì)時(shí)，將底部的內(nèi)徑設(shè)定為大于噴嘴本體中部的內(nèi)徑，這樣能在其交界位置處形成一限位面，用于阻斷氣體輸入管的前進(jìn)，并將其限位固定在這個(gè)限位面上。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)氣體輸入管固定于該限位面上后，就不會(huì)出現(xiàn)在使用過程中，因操作不當(dāng)或其他原因?qū)е職夤芑雵娮毂倔w中部的情況，從而保證了本體系中氣體的流暢性和持續(xù)性。
[0107]如圖7所示，在本實(shí)施例中，關(guān)于混合室的設(shè)計(jì)，其目的在于將水和油兩種液體進(jìn)行充分的混合，從而減少了操作工序，降低了成本。通過將兩種能噴射出不同液體的液管Lo(進(jìn)油管)和Lw (進(jìn)水管)通入內(nèi)腔室的頂部，一般情況下，在本實(shí)施例中，水管的出水量大于油管的出油量，當(dāng)液體噴射后，由于液管內(nèi)部壓力和混合室頂部壓力的雙重作用下，出液后即能實(shí)現(xiàn)油包水液滴，混合液Lmix能經(jīng)由噴頭從噴射孔噴出混合液。
[0108]此外，混合室上大下小的設(shè)計(jì)方案，即保證了混合室恰好緊密的安裝在內(nèi)腔室中，又保證了氣體流動(dòng)的流暢性。
[0109]由此可見，將本實(shí)施例所提供的噴嘴安裝于微量潤(rùn)滑裝置中后，利用壓力氣體對(duì)金屬加工部位達(dá)到風(fēng)冷的目的，同時(shí)利用本裝置放大后的氣體混合水和潤(rùn)滑油成油包水液滴后對(duì)加工部位進(jìn)行準(zhǔn)確定點(diǎn)潤(rùn)滑，解決了現(xiàn)有微量潤(rùn)滑中氣體耗費(fèi)大的問題，解決了液體混合的問題，同時(shí)節(jié)約了電源，并具有節(jié)約潤(rùn)滑油和更環(huán)保的特點(diǎn)。
[0110]此外，多處倒角或夾角空間的設(shè)計(jì)能放大本實(shí)施例的實(shí)用效果，使本實(shí)施例涉及的裝置更為優(yōu)良。
【權(quán)利要求】
1.一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，包括噴嘴本體、嵌套環(huán)和混合室，其特征在于， 所述噴嘴本體包括頭部、中部和底部； 所述噴嘴本體的頭部為圓錐體，頂端設(shè)有噴射孔； 所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；所述噴嘴本體的底部為螺紋結(jié)構(gòu)； 所述嵌套環(huán)與所述噴嘴本體的中部相匹配的形成間隙結(jié)構(gòu)； 其中，所述噴嘴本體的內(nèi)部設(shè)有一頂部為錐體的內(nèi)腔室； 所述混合室設(shè)于內(nèi)腔室中，對(duì)應(yīng)于噴嘴本體中部的位置； 所述內(nèi)腔室的頂部還有一條與噴射孔相通的流體通道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，其特征在于:所述嵌套環(huán)的長(zhǎng)度不大于噴嘴本體的中部，能完全遮蓋氣孔。
3.如權(quán)利要求1所述的一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，其特征在于:所述嵌套環(huán)的一端為呈銳角的倒角。
4.如權(quán)利要求1所述的一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，其特征在于:所述圓錐體刨面的夾角為銳角。
5.如權(quán)利要求1所述的一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，其特征在于:所述內(nèi)腔室頂部刨面的夾角為鈍角。
6.如權(quán)利要求1至5中任一所述的一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，其特征在于:所述混合室為中空結(jié)構(gòu)，分為頂部、中部和底部； 所述混合室的頂部對(duì)應(yīng)于內(nèi)腔室的頂部，外徑小于混合室的中部； 所述混合室的中部與其對(duì)應(yīng)的內(nèi)腔室形成緊密結(jié)構(gòu)； 所述混合室的底部外徑小于混合室的中部； 其中，所述混合室的頂部與流體通道相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有一個(gè)噴頭孔； 所述混合室的底部設(shè)有至少兩個(gè)流體輸入孔。
7.如權(quán)利要求6所述的一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，其特征在于，所述噴頭孔上還設(shè)有一個(gè)噴頭； 所述噴頭的大小形狀與流體通道相匹配，緊密的固定于流體通道中。
8.如權(quán)利要求6所述的一種嵌套式水、油和氣三相混合噴嘴，其特征在于，所述嵌套環(huán)與所述噴嘴本體的中部相匹配的形成間隙結(jié)構(gòu)，其間隙為:為0.05_至0.2_。
9.一種包含如權(quán)利要求8所述噴嘴的噴嘴系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)氣液輸入機(jī)構(gòu)，氣液輸入機(jī)構(gòu)由氣體輸入管和至少兩根的液體輸入管組成；所述混合室與內(nèi)腔室貼合的位置還設(shè)有一個(gè)墊圈； 其中，所述氣體輸入管固定于噴嘴本體的內(nèi)部； 所述液體輸入管的管徑小于氣體輸入管，管徑的大小與流體輸入孔相匹配。
10.一種如權(quán)利要求9所述噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:所述噴嘴本體底部的內(nèi)徑大于噴嘴本體中部的內(nèi)徑，在其交界位置處設(shè)有一限位面；所述氣體輸入管固定于限位面上。
【文檔編號(hào)】B23Q11/10GK203527142SQ201320603303
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】李剛, 吳啟東, 張乃慶 申請(qǐng)人:上海金兆節(jié)能科技有限公司