CN101204685A - 气雾生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气雾生成装置，包括用以盛装油液的容器，所述容器设置有雾化室；安装于容器上并与雾化室相通的雾化器，所述雾化器设置有第一进气孔及第二进气孔，自气体供给源输入的气体及容器内提供的油液经由第一进气孔输入雾化器后生成气雾，自气体供给源输入的气体输入第二进气孔后对所述气雾进行第二次雾化；将所述容器内的气雾从所述容器导出的导管。通过设置第二进气孔，有利于气体对所述气雾进行二次雾化，使得雾化室内的气雾混合均匀。

Description

气雾生成装置

【技术领域】

本发明涉及一种气雾生成装置，供给气体和液体在容器内生成气雾，通过输送流道输送该生成的气雾，并向目标物体喷雾，特别涉及用于生成冷却和润滑机床加工中心、车床等工作机械的工具或被加工物体的气雾。

【背景技术】

气雾(气体中含有的液体微粒)在例如医学领域中的吸入器、日常生活领域的加湿器、洗涤或涂料剂等各种技术领域中得到广泛应用。另外，气雾还用于工作机械的工具或被加工物体的冷却和润滑。

例如，在机械加工中，工具(例如铣刀)在高速切削被加工物体时，由于彼此之间较大的摩擦力作用，常常产生大量的热。因此，有必要使用冷却润滑剂来减小这些部件间的摩擦，并同时冷却切削过程中产生的高温。

传统的冷却润滑方式是在加工时向加工点喷射较多量冷却润滑剂(又称切削液)。但在这种情况下，一方面，当切削速度愈高时，添加大量冷却润滑剂会造成切屑过度卷曲，使得最高温度接近刀尖，对刀具寿命会有不利影响；若是在如铣削类的周期性间断切削加工过程中，大量的冷却润滑剂会使刀具承受较大的热应力变化，较易造成热裂痕的情形；另一方面，过剩供给的冷却润滑剂在机床周围飞散，使作业环境恶化并造成污染，而且需要复杂且高成本的方法处理过剩的冷却润滑剂。

为了解决上述切削缺点且兼顾环保要求，微量润滑(MinimumQuantity Lubrication，简称为MQL)方式应运而生，其冷却润滑方式是将空气与微量润滑油混合后，再由自动控制喷嘴将混合后的油气以高压雾化方式喷到切削点。

例如，2004年9月1日公开的中华人民共和国发明专利公开第CN1524626A号揭示了采用微量润滑方式的传统气雾生成装置，其包括接受来自气体供给源20的气体和容器1内液体2的供给后生成气雾并喷射到容器1内的喷射器11、将容器1内的气雾从容器1导出的导管9、与导管9连通的运载气体喷出口8，以及在从气体供给源20向喷射器11供给气体的气体供给通路上设置的第一减压阀22，及在从气体供给源20向运载气体喷出口8供给运载气体的运载气体供给通路上设置的第二减压阀28。通过调节第一减压阀22来控制自气体供给源20向喷射器11供给气体的二次侧压力，而第二减压阀28(可采用定比减压阀或定差减压阀)控制第一减压阀22的二次侧压力，使二次侧压力自动调节并减压到一定比例的压力，这样不需要对运载气体喷出口的运载气体供给压力进行复杂调节，并提高其使用方便性。

然而，在冷却润滑剂与加压空气雾化过程中，常常伴随产生粒径较大的气雾并藉运载气体喷射到刀具上，一方面，粒径不同的气雾喷射时，造成刀具表面受力不均，易损害刀具；另一方面，粒径较大的气雾大量喷射后，久之，亦会污染加工环境。在第CN 1524626A号中，其采用在喷射器11出口13下方设置圆锥形偏转体14的方式来解决此问题。首先，粒径较大的气雾与偏转体14具有阶差结构的表面碰撞后附着其上，后续自喷射器11喷射的气雾流，在具有阶差结构的偏转体14的表面高速流动并粉碎粒径较大的气雾，使之形成粒径微小的气雾。

但是，一方面，由于偏转体14圆锥面的表面积限制，自液体供给通路7吸引到喷射器11的粒径较大油液无法全部在偏转体14阶差结构表面受到冲击并粉碎成粒径微小的气雾，另一方面，附着偏转体上粒径较大的气雾在一次冲击并粉碎后，仍有可能粒径较大并被直接输送至导管9后喷射出。

所以，有必要设计一种新的气雾生成装置以解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种气雾生成装置，该气雾生成装置可对雾化器生成的气雾进行二次雾化，使粒径较大气雾粉碎并混合均匀。

本发明的另一目的在于提供一种气雾生成装置，该气雾生成装置盛装油液的容器内设置有雾化室，使气雾在喷射至加工物体前良好雾化。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种气雾生成装置，包括用以盛装油液的容器，所述容器设置有雾化室；安装于容器上并与雾化室相通的雾化器，所述雾化器设置有第一进气孔及第二进气孔，自气体供给源输入的气体及容器内提供的油液经由第一进气孔输入雾化器后生成气雾，自气体供给源输入的气体输入第二进气孔后对所述气雾进行第二次雾化；将所述容器内的气雾从所述容器导出的导管。

相较于现有技术，本发明气雾生成装置一方面通过设置在第一进气孔附近的第二进气孔直接喷射气体于气雾内，有利于粒径较大气雾粉碎并混合均匀；另一方面设置的两支路，可以分别调节运载气体流速及油量气体流速，有利于不同环境中不同浓度气雾需求的调节；再，雾化室的设置，有利于气雾在较小空间的浓度均匀和完全混合。

【附图说明】

本发明的上述和其他目的，特征和优点将参照附图从下面优选实施例的描述中得以理解，该优选实施例仅作为非限定性示例给出，图中：

图1是本发明气雾生成装置的原理结构图。

【具体实施方式】

图1所示为本发明气雾生成装置1的原理结构图。该气雾生成装置1包括容纳例如供给油等液体冷却润滑剂6的的容器2(比如可储存油液的油箱，在本实施例中，冷却润滑剂6为油液)、安装于容器2上并接受来自气体供给源3的气体和容器2内的油液6的供给后生成气雾并喷射到容器2内的雾化器4，及将所述容器2内的气雾从容器2导出的导管5。

该容器2构成由盖体29覆盖的压力容器，在形成于油源上方空间内，雾化器4固定在盖体29上并接受加压空气(气体)和油液(液体)的供给。所述雾化器4设置有第一进气孔11及位于第一进气孔11周围的第二进气孔12。在容器2内设置有与雾化器4之第一进气孔11及第二进气孔12相通的雾化室7，雾化器4在其下方出口将加压空气和油液混合并在雾化室7内形成气雾以进行喷射。该雾化室7将容器2空间分隔并形成位于油液6以上的气雾沉淀室8。所述雾化室7在其底部形成有若干直径较小的孔隙(未图示)以便雾化室7内粒径较大的气雾可以溢出并流入油液6中，在其周边形成若干有倒L形通道70，所述通道70与气雾沉淀室8相通用以接受雾化室7内充足风量及浓度的气雾并自导管5导出。在本实施例中，除了底部孔隙及L形通道70，雾化室7的侧壁及底壁为封闭式结构。另外，所述导管5与容器2的气雾沉淀室8相通，而不直接与雾化室7相通。

对雾化器4的气体(加压空气)供给是自气体供给源3开始，通过内部设置有调压阀20、压力计(未图示)、位于调压阀20下流侧的电磁阀30、50及油量调节阀40的总气体供给通路10进行。调压阀20起到控制从气体供给源3供给气体的二次侧压力，即通过调节调压阀20可以增加或降低气体供给源3气体的压力，以导出合适流速的供给气体。压力计可以表征经过调压阀20调压后的气体压力。所述电磁阀30用于气雾生成装置1的运转和停止操作，根据需要也可以采用手动阀。气体自气体供给通路10传送并通过第一进气孔11输入雾化器4内。所述电磁阀50用以控制气雾生成装置1的加油状态。

此外，在电磁阀50与容器2之间总气体供给通路10形成分支，并因此形成一运载气体供给支路13，所述运载气体供给支路13一端与电磁阀50相连，另一端与容器2的盖体29连通，并通过雾化器4上第二进气孔12与雾化室7相通。在优选实施例中，第二进气孔12至少三个，并呈等边三角形架构位于第一进气孔11周边，所述第二进气孔12孔径较第一进气孔11大。

油液6与第一进气孔11之间形成有一油液供给通路14，所述油液供给通路14一端连接油液过滤器17，用以过滤经由油液供给通路14至第一进气孔11的油液6。参图1所示，在本实施例中，第一进气孔11形成有一分支以便与油液供给通路14相连。

在使用本气雾生成装置1，进行工作机械的工具或被加工物的冷却和润滑时，首先启动电磁阀30以使气雾生成装置1运转，然后根据需求调节电磁阀50，使之处于第一状态，即加油状态，或第二状态，即气雾生成状态。

当调节电磁阀50使之切换到加油状态时，气体自气体供给源3输入至气体供给通路10，并在电磁阀50下流侧分流到加油气体供给支路上101上。当使用者将储油油壶102配接到气雾生成装置1上时，自加油气体供给支路101上的气体输入至储油油壶102内，油液藉气体压迫及自身重力作用，输入到容器2盖体29上的输油口21并流入容器2内中。在电磁阀50下流侧设置有节流阀103，以调节加油气体供给支路101上气体流速。而在盖体29的输油口21的上、下流侧设置有油液过滤器104、22以防止储油油壶102内杂质输入容器2内，及单向阀103，以避免在气雾生成状态气雾自盖体29的输油口21溢出气雾生成装置1外。输油完毕后，取下储油油壶102，输油口21锁紧，并切换至气雾生成状态。在本一优选实施例中，电磁阀50在输油完毕后自动切换至气雾生成状态，当然，当输油完毕，亦可手动切换电磁阀50使之切换至气雾生成状态。

气体经由气体供给源3输入，途经气体供给通路10上的调压阀20、电磁阀30及电磁阀50，并藉调压阀30调节至合适气压。随之，在电磁阀50后分支成两支流，其中第一支流为油量控制气体供给支路16，通过调节该支路16上的油量调节阀40以选择合适的气体流速。另一支流即为所述运载气体供给支路13，通过调节该支路13上的气量调节阀70以选择合适的运载气体流速。

气体途经第一支流，输入油量控制气体供给支路16后，输入至雾化器4第一进气孔11内。加压空气在通过雾化器4下方出口时，横截面积增大致使第一进气孔11与容器2内产生压差，油液6通过油液供给通路14被压入雾化器4的第一进气孔11内。雾化器4在其下方出口将加压空气和油液6混合成气雾喷射入雾化室7内。

由于雾化器4下方出口限制，所述气雾喷射到雾化室7形成圆锥形喷射面，粒径较小的气雾浮游在雾化室7内，粒径较大的则在雾化室7内壁碰撞后附着其上。当然，随着雾化器4喷射出的气雾冲击及自身重力的作用，附着雾化室7内壁上的液滴会逐渐滑流，并通过雾化室7下方的孔隙渗出到油液沉淀室8，落入到容器2内油液6中。在本实施例中，加压空气及油液在第一进气孔11混合并经由雾化器4喷射至雾化室7雾化，可定义为第一次雾化。

在气体途经第一支流的同时，气体亦分流到第二支流，并通过调节气量调节阀70后，增大气流流速。加压空气经由运载气体供给支路13后输入到与第一进气孔11平行的第二进气孔12。该加压空气自第二进气孔12向雾化室7内喷射，对雾化室7内经由第一次雾化后的气雾进行冲击，使雾化室7内粒径较大的气雾受到粉碎使之形成粒径较小的气雾，此可定义第二次雾化。

第二进气孔12可根据需要，设置适量数目及出口方向。在本优选实施例中，因第二进气孔12孔径较第一进气孔11大，并且与第一进气孔11平行，从而可以有效针对雾化室7内气雾进行喷射并使第一次雾化后的气雾大致都会受到第二次雾化。当然，在另一实施例中，第二进气孔12亦可与第一进气孔11非平行设置，以便自第二进气孔12喷射气体尽可能冲击雾化室7内的气雾。

二次雾化后混合均匀的气雾在自第二进气孔12输入的运载气体的作用下，经由与油雾沉淀室8相通的倒L形通道70输送到油液沉淀室8。由于雾化器4及第二进气孔12喷射的气体压力与外界具有一定压差，压迫油液沉淀室8内的适量浓度气雾，经由导管5喷射到加工点上，从而可进行良好加工。

需要注意的是，本发明采用两支流，第一支流设置油量调节阀40可控制雾化器4喷出油量的大小。当雾化器4喷出油量过低时，调节油量调节阀40，使输入空气流速增大，雾化器4内与雾化室7内压差增大，压迫油液6以更快的流速自油液供给通道14输送至第一进气孔11。反之，当雾化器4喷出油量过高时，亦可调节油量调节阀40，使输入空气减速，雾化器4内与雾化室7内压差减小，促使油液以较小流速供给至第一进气孔11。

第二支流设置气量调节阀70，可控制运载气体的流速大小。当观察导管5喷射到加工点上的气雾流速过低或粒径较大时，调节气量调节阀70，使输入空气加速，通过第二进气孔12的加压气体喷射至雾化室7内，一方面加强二次雾化效果，使雾化室7内粒径较大气雾更彻底粉碎并形成浓度合适的气雾，另一方面，通过第二进气孔12的加压气体(另一方面承担运载气体的功能)流速增大，压迫雾化室7内气雾以更高的流速输送至油液沉淀室8，随之由导管5输送至气雾喷出口喷射到加工物体。反之亦然。

通过分别设置气量调节阀70和油量调节阀40，可以选择恰当的油液及气量比例，使雾化室7内的气雾达到充足风量及浓度的气雾。在雾化室7内的油液和气体经过雾化器4的第一次雾化及运载气体的第二次雾化，粒径较大气雾完全粉碎或滑落至油液6中，油液沉淀室8内的二次雾化的气雾浓度均匀并喷射到加工物体。雾化室7的设置亦有利混合的气体及油液先在有限空间内雾化，避免空间太大，雾化不完全。

另，在运载气体供给支路13上气量调节阀70下流侧设置有调压阀139，用以控制第一支流及第二支流中气体压力，使运载气体供给支路13内调压阀139下流侧运载气体压力小于油量控制气体供给支路16油量调节阀40下流侧的气体压力。换言之，先前调节调压阀139，使调压阀139下流侧的运载气体压力必须小于油量调节阀40下流侧后的气体压力一定量，当两者压力之差大于此定量时，正常工作；反之，当小于此定量时，启动报警。换言之，藉此调压阀139，使调压阀139二次侧压力相较于油量调节阀40下流侧气体压力呈一定比例或压差减压，藉此，调压阀139可采用定差或定比减压阀。注意的是，在气量调节阀70及油量调节阀40下流侧气体压力是相等的，并且调压阀139采用预先设定的方式限定两支路压力差。

加工结束后，关闭电磁阀30，使气雾生成装置1停止。

在本实施例中，气量调节阀70和油量调节阀40采用步进马达9来带动，当需要调节气体流速或油速时，通过调节气雾生成装置1上设置的显示屏(未图示)向内置单片机(未图示)发出调节指令，单片机收到调节指令后，根据内建的油/气量对照表，算出对应的所需气量或油量，然后将气量或油量换算成步进马达9的脉冲量，由于步进马达9的角位移量和输入脉冲的个数成正比，在时间上与输入脉冲同步，只要控制输入脉冲的数量、频率及马达绕组通电的相序，便可获得所需的转动量及转动方向。通过控制步进马达转动量及转动方向，相应控制气量调节阀70和油量调节阀40，以控制气体流速及油量流速。

当然，在另一优选实施例中，气量调节阀70和油量调节阀40亦可手动控制，比如采用手动旋钮来选择气雾生成装置1旋钮周边标示的合适气量流速或油量流速，间接调节气量调节阀70和油量调节阀40，以控制气体流速及油量流速。

当然，在本发明另一优选实施例中，第二进气孔12亦可设置在盖体29上，而取代先前设置在雾化器4上的设计。即雾化器4单独设置第一进气孔11，以接受油量控制气体供给支路16供给的气体。而设置在盖体29上的第二进气孔12与运载气体供给支路13相连，以提供第二次雾化及运载功能的运载气体。

与现有技术相比，本发明一方面采用两支流，一路控制运载气体流量，一路控制油液流量，可以更方便调节气体与油液的比例，适合各种比例需求的润滑及冷却气雾喷射，另一方面，采用在雾化器7或盖体29上设置若干进气孔，可以对雾化室7内的气雾进行第二次雾化，使得喷射气雾均匀及浓度适合，再，雾化室7的设置，使油液及空气可以在较小的空间内充分雾化而无需直接在油液6上方较大的油液沉淀室8内雾化。

Claims (19)

1.一种气雾生成装置，其特征在于：

用以盛装油液的容器，所述容器设置有雾化室；

安装于容器上并与雾化室相通的雾化器，所述雾化器设置有第一进气孔及第二进气孔，自气体供给源输入的气体及容器内提供的油液经由第一进气孔输入雾化器后生成气雾并喷射至雾化室，自气体供给源输入的气体输入第二进气孔后对雾化室内所述气雾进行第二次雾化；及

将所述容器内的气雾从所述容器导出的导管。

2.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于：所述气体供给源与容器之间形成总气体供给通路，所述总气体供给通路分支形成有与第二进气孔相通的运载气体供给支路及与第一进气孔相通的油量控制气体供给支路。

3.如权利要求2所述的气雾生成装置，其特征在于：所述总气体供给通路上设置有调压阀、调压阀下流侧用以控制气雾生成装置启动及关闭的电磁阀及电磁阀下流侧用以控制容器加油的电磁阀。

4.如权利要求2或3所述的气雾生成装置，其特征在于：所述运载气体供给支路上设置有用以调节运载气体流量的气量调节阀，所述油量气体供给支路设置有调节气体流量的油量调节阀，当调节油量调节阀，使气体流量增大或减小，使得油量气体供给支路与容器内压差增大或减小，控制自容器输入到雾化器的油液流量。

5.如权利要求4所述的气雾生成装置，其特征在于：所述运载气体供给支路上设置有位于气量调节阀下流侧的调压阀，所述调压阀用以控制调压阀下流侧运载气体压力小于经由油量调节阀调节后的气体压力。

6.如权利要求4所述的气雾生成装置，其特征在于：所述气量调节阀及油量调节阀通过步进马达来控制，通过步进马达不同转动量及转动方向来控制油量调节阀和气量调节阀的大小。

7.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于：所述容器还包括油雾沉淀室，所述油雾沉淀室与雾化室通过设置在雾化室上至少一个通道相通，所述雾化室内的气雾自通道输入到油雾沉淀室并自与油雾沉淀室相通的所述导管输出。

8.如权利要求1或7所述的气雾生成装置，其特征在于：所述容器内设置有连通油液与第一进气孔的油液供给通路，当容器与第一进气孔产生压差时，油液经由油液供给通路输入到第一进气孔，并混合自第一进气孔输入的气体经由雾化器喷射至雾化室内。

9.如权利要求7所述的气雾生成装置，其特征在于：所述雾化室下方设有至少一个与油液沉淀室相通并且孔径较小的孔隙，用以容许雾化室内粒径较大的气雾重新液化后通过，并经由油液沉淀室落入油液中。

10.一种气雾生成装置，包括：

用以盛装油液的容器，所述容器设置有盖体及位于油液上方的雾化室；

安装于盖体上并设有第一进气孔的雾化器，该雾化器接受气体供给源输入至第一进气孔的气体和容器内的油液的供给后生成气雾喷射至雾化室，所述盖体及雾化器至少其中一个设置有第二进气孔，所述第二进气孔接受气体供给源供给的气体输入至雾化室，对所述气雾进行喷射；

所述气体供给源及容器之间形成有气体供给支路及与油量控制气体供给支路，所述供给支路上分别设置有气量调节阀及油量调节阀以分别控制输入第二进气孔及第二进气孔气体流速；及

将所述容器内的气雾从所述容器导出的导管。

11.如权利要求10所述的气雾生成装置，其特征在于：所述气体供给支路上设置位于气量调节阀下流侧的调压阀，所述调压阀用以控制调压阀下流侧和油量调节阀下流侧的气体压力呈一定压差。

12.如权利要求11所述的气雾生成装置，其特征在于：所述调压阀由定比减阀或定差减压阀构成。

13.如权利要求10所述的气雾生成装置，其特征在于：所述第二进气孔与第一进气孔平行并位于第一进气孔周边。

14.如权利要求10所述的气雾生成装置，其特征在于：所述油液与第一进气孔一支路形成有油液供给通路，用以将容器内油液供给至第一进气孔后混合气体以气雾喷入雾化室内，所述油液供给通路设置于容器内。

15.一种气雾生成装置，包括：接受来自气体供给源的气体和容器内的液体的供给后生成气雾并喷射到容器内的雾化器、运载气体喷出口、将容器内的所述气雾从所述容器导出的导管、以及第一压力控制装置及第二压力控制装置，所述第一压力控制装置设置在从所述气体供给源向所述雾化器供给气体的总气体供给通路上，其特征在于：

在第一压力控制装置的下流侧，总气体供给通路分支形成有第一气体供给支路及第二供给支路，第一供给支路设置有第一调节阀，用以调节自气体供给源输入至雾化器的气体流速，第二供给支路设置有第二调节阀，用以调节自气体供给源输入至运载气体喷出口的运载气体流速，所述第二压力控制装置设置在第一调节阀下流侧，用以将第二压力控制装置二次侧压力控制成将所述第一调节阀下流侧气体压力以一定比例或压差减压的压力。

16.如权利要求15所述的气雾生成装置，其特征在于：所述运载气体喷出口设置在雾化器上，所述雾化器另设置有进气孔，所述进气孔与第一支路相通。

17.如权利要求15所述的气雾生成装置，其特征在于：所述运载气体喷出口设置在容器盖体上，所述雾化器另设置有进气孔，所述进气孔与第一支路相通，所述运载气体喷出口接受气体供给源供给运载气体喷射至所述气雾。

18.如权利要求15所述的气雾生成装置，其特征在于：所述容器内设置有容积较容器小的雾化室，所述雾化室与雾化器及运载气体喷出口相通，所述运载气体在雾化室内冲击雾化器喷射的气雾，使之第二次雾化。

19.如权利要求18所述的气雾生成装置，其特征在于：所述导管与容器配接处，直接与雾化室外围侧的油液沉淀室相通，而不会直接与运载气体喷出口及雾化室相通。

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