CN105451889B - 用于润滑产品的雾化器以及包括所述雾化器的润滑系统 - Google Patents

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Abstract

雾化器使得能够沿喷涂轴线(Z‑Z)喷涂润滑产品，并且雾化器包括用于产品的第一通路、喷嘴(2242)以及芯(2250)，第一通路以喷涂轴线为中心，喷嘴以喷涂轴线(Z‑Z)为中心，芯同轴地设置在喷嘴内。雾化器还包括用于对第一空气射流进行喷射的第二通路(2248)，第二通路沿相对于喷涂轴线(Z‑Z)的外周方向绕第一通路布置，并且在工作期间，第二通路给予第一空气射流一螺旋形的方向。此外，第一通路被限定在芯(2250)和喷嘴之间，并由多个分离的通路部段(2260)形成。

Description

用于润滑产品的雾化器以及包括所述雾化器的润滑系统
技术领域
本发明涉及一种意在用于尤其经由静电途径将润滑剂喷涂在部件上的雾化器。
本发明在部件的润滑领域找到一种应用，部件例如为意在通过冲压、模锻或进一步切割形成的金属板。在这种类型的方法中，金属板必须被润滑以便防止材料的任何形式的加热、咬粘(seizure)、粘合或移除。因此，成形工具和/或金属的板材通过气动型的雾化器或进一步通过涂层辊的雾化器被喷涂有润滑剂。在用于对部件进行润滑的设备中，雾化器通常包括喷嘴，针定位在喷嘴内，针控制润滑剂的流速，润滑剂通过喷嘴沿喷涂轴线被喷涂。
背景技术
在静电润滑的方法中，雾化器设置有安装在喷嘴内的电极，电极与润滑剂接触以使得润滑剂被静电充电。静电场产生于接地的、待润滑的部件和雾化器之间。根据从雾化器远至部件的相同极性，该静电场能够给出引导自身被静电充电的润滑剂粒子的可能性。
目前，喷涂工具的精确度是粗略估计的。由于必须喷涂大量的润滑剂以便获得被完全润滑的部件，因此这些喷涂工具的收益是较低的。事实上，约5％的被喷涂的润滑剂的低比例是实际有效的。这导致具有火灾和湿滑地面的重大风险的危险的作业环境。这也意味着：润滑厂房不是很干净。因此，操作者可吸入油雾并发展成过敏或疾病。此外，世界卫生组织(World Health Organization)认为：吸入润滑剂和/或与润滑剂接触是世界范围的职业癌症的主要原因或次要原因。此外，在冲压、模锻或切割方法结束时获得的部件应当被清洗，并且，因此针对清洁和用于对部件进行干燥的能量的过度消耗而诱发溶剂的过度消耗。
此外，雾化器目前能够产生大约每分钟80立方厘米(cm3/min)的流速。目前，现今针对特定应用令人关注的是，其能够以非常低的流速(即，小于1cm3/min)对部件进行润滑，并且这种类型的流速目前通过市场上的雾化器不可能实现。
作为示例，US-A-2007/0102841公开了一种包括喷嘴的雾化器，喷嘴以喷涂轴线和芯为中心，所述芯同轴地定位在喷嘴内。芯由数个管道横穿以使液体通过，数个管道通向环形容积，环形容积以喷涂轴线为中心并使管状液体射流能够喷出。用于使气体(像空气)通过的孔横穿喷嘴，并且绕用于液体的通路布置，使得它们形成绕喷涂轴线具有螺旋方向的漩涡空气射流或“涡流”。
该雾化器没有设计成用于产生非常低的流速并提出了更大的喷涂细度。
这些是本发明尤其旨在通过提出以下的雾化器来补救的缺点：该雾化器给出了以较低的流速并以非常大的喷涂细度来散布(diffuse)润滑剂的可能性。
发明内容
为此，本发明涉及一种沿喷涂轴线的润滑产品的雾化器，所述雾化器包括润滑产品的第一通路、喷嘴、芯以及用于喷射第一空气射流的第二通路，第一通路以喷涂轴线为中心，喷嘴以喷涂轴线为中心，芯被同轴地定位在喷嘴内，第二通路沿相对喷涂轴线的外周方向绕第一通路布置，并且，在工作期间，第二通路给予第一空气射流一螺旋形的方向。根据本发明，第一通路被限定在芯和喷嘴之间，并由数个分离的通路部段形成。
通过本发明，分离的通路部段以较低的流速散布润滑剂，这改善喷涂产量并减少用于对部件进行润滑所需要的油量。
根据本发明的有利的但非限制性的方面，静电雾化器可包含一个或数个下述特征，并可考虑任何技术上可行的组合：
-通路部段具有的径向尺寸小于0.5mm，并且优选地大约为0.2mm。
-润滑产品的通路部段绕喷涂轴线规则地分布。
-通路部段是三角形的。
-雾化器还包括至少部分地扣住芯的环，并且润滑产品的通路部段由在芯的外周上轴向地延伸的槽形成。
-雾化器包括用于喷射第二空气射流的第三通路，第三通路被定位在环和喷嘴之间。
-第三通路是管状的以使得其在工作期间给予第二空气射流一轴向方向。
-用于空气的第二通路由孔形成，所述孔绕轴线规则地分布，并且在工作期间，所述孔给予第一空气射流以下的方向：该方向包括轴向分量和与喷涂轴线径向正交的分量。
-雾化器还包括导电元件，导电元件定位成与润滑产品接触并在雾化器的工作期间加电。
本发明还涉及一种用于对部件进行润滑的设备，所述设备包括：封闭室、用于供应润滑产品的块、电动气动控制箱以及至少一个雾化器，其特征在于，雾化器为前述的雾化器。
有利地，用于供应润滑产品的块装备有阀，阀用于以雾化器的电源的介于10赫兹和200赫兹之间的频率来中断润滑产品朝向雾化器的流动。
附图说明
鉴于根据其原理对雾化器的实施例的以下说明，本发明将被更好地理解并且本发明的其它优点将更加清晰，所述实施例仅以示例性的方式提供并参照附图给出，在附图中：
-图1为根据本发明的经由静电路径的润滑设备的总体视图，
-图2为根据本发明的模块化雾化器的透视图，该模块化雾化器属于图1的与母块(parent block)相关联的设备，
-图3为沿图2的箭头III的视图，
-图4为沿图3的线IV-IV的截面图，
-图5为沿图3的线V-V截面图，
-图6为图5的箱VI的放大图，
-图7为图2的箱VII的放大图，
-图8为沿图3的线VIII-VIII的截面图，
-图9是图2的雾化模块的本体的俯视图，以及
-图10为沿图9的线X-X的截面图。
具体实施方式
图1示出了用于经由静电路径对部件进行润滑的设备2。在该示例中，油被用作润滑剂。设备2包括封闭室20，封闭室20给予了在车间中对环境进行清理以对没有到达待处理的部件的润滑剂进行回收并完全再回收利用的可能性。为此，装置2包括未示出的导管，导管给予了将残留在封闭室20内的润滑剂朝向外部排出的可能性。该室20还防止任何外部的污染并有利于油滴的传输。
封闭室20内定位有意在被润滑的数个部件26。实际上，部件26覆盖了沿与图1的平面垂直的方向的路径，数个类型的雾化器沿该路径被安装。例如，水雾化器可用于对构造工具进行冷却，并且然后液体涂料或清漆喷涂器可用于使部件涂覆有涂料或清漆层。作为未示出的替代性实施例，单个较宽部件穿过设备2。
部件26的上方和下方定位有两个模块化雾化器22和24。模块化雾化器是包括数个模块的雾化器，所述数个模块全部通过相同的供应线进行供给。由于雾化器22和24是相同的，因此在下文的说明中仅描述雾化器22。
模块化雾化器22包括两个模块222和223以及母块220。母块220是使雾化器22的模块222和223供应有润滑剂和空气的块。实际上，喷涂组件可包含多达五个模块，因此两个喷涂组件包括十个模块，这给出了在长度约等于1米的部件26上喷涂润滑剂的可能性。因此，母块220通过导管28连接至润滑剂供应块25。此外，母块220还通过电缆21连接到用于产生高电压的单元23。这给出将高电压施加至润滑剂的可能性。用于产生高电压的单元23以及产品和空气供应块25各自被连接到电动气动控制箱27。
箱27通过未示出的空气导管被气动地连接到雾化器22和24。
在图1中，母块220仅包括用于导管28的输入插口和用于电缆21的输入插口，而实际上，用于电缆21的输入插口还包括空气供给入口。事实上，这种类型的雾化器被设计成在雾化器的出口处具有非常低的油流速，例如小于1cm3/min。因此，出口处的油速非常低以便形成具有足够长度以能够到达部件的射流。这就是使用第一空气喷注回路的原因，第一空气喷注回路在将覆盖出油口的通路上的出口处打开，以便将到达雾化器的出口处的油滴分离并加速。通过将油喷涂为液滴，能够获得更精确的效果和改进的产量。
设备2还包括用于调节产品和空气流速的系统，所述系统在图1中未示出，但所述系统位于产品和空气供应块25的上游。流速调节系统给出了降低油耗并根据执行润滑方法的温度进行校正的可能性。
此外，静电场被建立在雾化器22和接地的待处理的部件26之间。实际上，由于喷涂空气的压力较低，空气侧力(aeraulic force)并不充分，并且其方向不一定会被很好地定向以使射流正确地朝向待处理的部件26喷出。这是使用静电场的原因，静电场被封闭室20所保护，以将油滴引导至待润滑的部件26。由于这些液滴根据相同的极性被充电，因此会出现这种引导。
如图2和图3所示，母块220在入口处包括：供油入口2208、两个空气供给入口2210和2212以及高电压输入端子2202。每个入口2210和2212供应不同的空气回路。在模块化雾化器22的出口处定位有在高电压输出端子2204、油连接插口2214和两个空气连接插口2205和2206。在目前的情况下，这些插口2204、2206和2214被连接至雾化器22的第二模块223。对于具有单个模块的雾化器，这些插口各自覆盖有插头。
如在图4中可见，油从插口2208流通，然后通过雾化器22的不同的模块的供给管线2222循环。在模块222处的供给管线2222上，应当注意孔2224的存在，这表明在管线中循环的油经由该孔2224发生偏离，以便通过位于与图4的平面不同的平面中的管道到达喷涂模块222。供给管线2222在雾化器22的第二模块223上的出口处打开，这在图2中未示出并且随后为了附图的清晰度而示出。
如图5所示，喷涂模块222沿轴线Z-Z延伸，轴线Z-Z为用于喷涂润滑剂的轴线。该模块222包括喷嘴2242，喷嘴2242通过螺母2220被附接在雾化器22的支撑件2226上。该支撑件2226包括用于接纳雾化器22的模块222的容置空间V222。
在说明书的下文中，方向“上”被定义为沿喷注的方向被定向的方向，并且方向“底部”被定义为沿与喷注的方向相反的方向被定向的方向。因此，喷注是从底部到顶部来实现的。
模块222被安装到支撑件2226的内部中。进油室V2226位于用于对模块222进行接纳的容置空间V222内。未示出的管道给出了将油从分配管线2210的孔2224输送到该室V2226的可能性。中空本体2228被定位在该室V2226内。本体2228的内部容积沿轴线Z-Z延伸。通道2262径向地穿过该中空本体2228直至喷涂轴线Z-Z，在图6中以虚线示出通道2262中的单个。因此，容纳在室V2226中的油采用穿过中空本体2228的通道2262，并且到达第二室V2228中。
该第二室V2228与形成在位于模块222的顶部的芯2250中的腔2252连通。芯2250还包括四个穿孔2254，四个穿孔2254各自根据径向方向穿过腔2252直至喷涂轴线Z-Z。油的压力使得油穿过腔2252向上移动并穿过孔2254逸出。
喷注环2258围绕芯2250被布置。因此，油通过穿孔2254到达位于喷注环2258和芯2250之间的容积V2258中，然后在喷注环2258和芯2250之间穿过。芯2250和喷注环2258是绕轴线Z-Z轴对称的部件。
如图7所示，芯2250包括具有三角形截面的四个槽2260，四个槽2260平行于喷射轴线Z-Z延伸。环2258包围芯2250的顶部部分，这导致槽2260形成用于使油分离的通路部段并绕轴线Z-Z规则地分布，槽2260中的三个在图7中可见。槽2260的径向尺寸较小，实际上，槽2260的径向尺寸小于0.5mm，优选地大约为0.2mm，并仅在图7中可见。因此，可获得大约小于1cm3/min的油流速。
通路部段2260一起形成用于使油围绕芯2250的通路表面，通路表面以喷涂轴线Z-Z为中心。
与穿过完整的环形表面的油的通路相反，通过使用中断的通路表面能够减少喷涂模块222的出口处的流速。
如这在图6和图7中较明显，雾化器22的模块222绕喷注环2258包括空气喷射管状空间V2242，空气喷射管状空间V2242与孔2246连通以用于从输入端子2210输送空气。从容积V2242喷射的空气形成直流空气射流，直流空气射流覆盖润滑剂的通路部段2260。换句话说，空间V2242是沿与喷涂轴线Z-Z平行的轴向方向F1的空气喷射通路。管状通路V2242被布置成尽可能地接近润滑剂的通路部段2260以便将残留在芯2242的槽2260的油滴分离。
绕通路空间V2242制成另一空气喷射通路，该另一空气喷射通路由喷嘴2242中的绕轴线Z-Z规则地分布的数个孔2248形成。换句话说，孔2248形成空气喷射通路，该空气喷射通路沿相对喷涂轴线Z-Z的外周方向绕通路空间V2242并绕部段2260布置。就仅有喷嘴2242在这些附图中示出的程度，这些孔2248在图9和图10中可更好地看到。
更具体地，喷嘴2242包括六个孔2248，六个孔2248从下孔洞延伸到上孔洞，在工作期间，空气沿螺旋方向F4从孔2248喷出。实际上，该方向F4具有与轴线Z-Z平行的轴向分量F2以及与喷涂轴线Z-Z径向正交(ortho-radial)的分量F3。分量F2和F3非零。由方向F4与垂直于轴线Z-Z的轴线形成的角度标注为α2248，该角度在实际中介于10°和60°之间或等于17°。α2248角度的值确定液滴被驱动旋转的强度。
参考图10，孔2248沿轴线A2248延伸至端部2248A。因此，喷射到孔2248中的空气沿轴线A2248A被推动到出口处，轴线A2248A对应于以下轴线：端部2248A以该轴线为中心。轴线A2248A与方向F4一致。
如图9和图10所示，流动到孔2248的外部的所有的空气射流具有其沿相同方向定向的径向正交的分量F3，相同方向在这里为图9的平面中的顺时针方向。
油滴通过流动到孔2248的外部的空气射流被驱动成绕轴线Z-Z旋转。因此，油滴绕轴线Z-Z沿大体上螺旋状的方向进行喷涂。这被称为涡流型的射流。通过将油喷涂为涡流射流，能够使油射流稳定、均匀并确保油射流的连续性。这进一步使得在射流时能够限制“反弹”或“过喷”现象。
如图8所示，高电压2202的输入端子通向为金属杆的导电元件2216。尽管这在附图中不可见，该杆2216起到用于润滑剂的充电电极的作用。
替代性地，也可使用与四个槽不同的一些槽2260。
根据未示出的另一替代性实施例，雾化器不使用用于引导射流的任何静电场。
根据未示出的另一替代性实施例，槽2260被加工成具有除了三角形截面以外的截面，特别是半圆形截面。
根据未示出的另一替代性实施例，用于驱使润滑剂旋转的空气喷射通路不是由分离的孔2248形成，而是由喷注有沿轴向方向的空气和沿径向正交的方向的空气的室形成。这两种空气流的混合导致形成旋转的管状空气层。此外，也可使雾化器22装备有流速调节器，以给出相对于“径向正交”的空气流速调节“轴向”空气流速的可能性。因此，“轴向”空气的较大流速提供了润滑剂射流的更好的加速性能，而较大“径向”空气流速提供了润滑剂射流的更好的稳定性。
根据未示出的另一实施例，芯2250没有任何槽2260，并且喷注环2258包括限定出用于油的通路部段的内部槽。
根据本发明的有利的方面并且为了在不进一步修改雾化器22和24的情况下减小润滑剂的流速，供应块25包括压电阀252，压电阀252以可在10赫兹(Hz)和200赫兹之间变化的频率来选择性地中断润滑剂朝向雾化器的流动。因此，在频率和持续时间方面的潜在可变的润滑剂的列(trains)被提供至雾化器22和24。
替代性地，阀252可以除了压电型之外的类型的，例如为气动型或电磁型的。
上述的实施例和替代性实施例可以组合以产生本发明的新的实施例。

Claims (9)

1.一种沿喷涂轴线(Z-Z)的润滑产品的雾化器(22)，包括：
-润滑产品的第一通路，所述第一通路以所述喷涂轴线为中心，
-喷嘴(2242)，所述喷嘴(2242)以所述喷涂轴线(Z-Z)为中心，
-芯(2250)，所述芯(2250)被同轴地插入到所述喷嘴中，
-用于喷射第一空气射流的第二通路，所述第二通路沿相对所述喷涂轴线(Z-Z)的外周方向绕所述第一通路布置，并且，在工作期间，所述第二通路给予所述第一空气射流一螺旋形的方向(F4)，所述第一空气射流使离开所述第一通路的润滑产品雾化，
其特征在于，所述第一通路被限定在所述芯(2250)和所述喷嘴(2242)之间，并由数个分离的通路部段(2260)形成，所述雾化器还包括被定位在所述芯(2250)和所述喷嘴之间的环(2258)，并且润滑产品的所述通路部段(2260)通过在所述芯的外周上或在所述环(2258)内轴向地延伸的槽形成，
以及，所述雾化器包括用于喷射第二空气射流的第三通路(V2242)，所述第三通路由所述喷嘴(2242)的内表面和所述环(2258)的外表面界定的空间限定。
2.根据权利要求1所述的雾化器(22)，其特征在于，所述通路部段(2260)具有的径向尺寸小于0.5mm。
3.根据权利要求1所述的雾化器(22)，其特征在于，所述润滑产品的所述通路部段(2260)绕所述喷涂轴线(Z-Z)规则地分布。
4.根据权利要求1所述的雾化器(22)，其特征在于，所述通路部段(2260)是三角形的。
5.根据权利要求1所述的雾化器，其特征在于，所述第三通路(V2242)是管状的以使得所述第三通路在工作期间给予所述第二空气射流一轴向方向(F1)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器，其特征在于，所述第二通路通过孔(2248)形成，所述孔(2248)绕所述喷涂轴线(Z-Z)规则地分布，并且，在工作期间，所述孔(2248)给予所述第一空气射流一方向(F4)，所述方向(F4)包括轴向分量(F2)和与所述喷涂轴线(Z-Z)径向正交的分量(F3)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器(22)，其特征在于，所述雾化器(22)还包括导电元件(2216)，所述导电元件(2216)定位成与润滑产品接触并在所述雾化器的工作期间加电。
8.一种用于对部件(26)进行润滑的设备(2)，包括：
-封闭室(20)，
-用于供应润滑产品的块(25)，
-电动气动控制箱(27)，以及
-至少一个雾化器(22，24)，
其特征在于，所述雾化器是根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，用于供应润滑产品的块(25)装备有阀(252)，所述阀(252)用于以介于10赫兹和200赫兹之间的频率来中断润滑产品朝向所述雾化器(22，24)的流动。
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