CN107511277B - 自吸式节能喷头 - Google Patents

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Abstract

自吸式节能喷头，由喷壳、喷芯、喷芯端盖和连接附件组成，喷芯通过喷芯端盖连接螺纹连接紧固喷芯端盖，喷芯的喷芯尖端插入喷芯端盖的自吸雾化孔并与其保持同圆心，喷芯通过喷壳连接螺纹与喷壳上的喷芯固定螺纹连接紧固，喷芯通过附件连接螺纹与不同的连接附件连接。本发明加工成本低，可以方便的转换喷雾效果，组装简单，能耗低、节能环保，雾化效果好，油雾滴可小至5μm，油雾集中，超过50mm，覆盖面积仍不超过10mm，可实现点对点润滑、冷却，自吸吸程大，可高达5M以上，能喷射低温气雾，冷却效果好。

Description

自吸式节能喷头
技术领域
本发明涉及一种自吸式喷头，具体涉及一种自吸式节能喷头。
背景技术
市场上现有的自吸式喷头吸程短，一般不超过1.5M，在实际使用时雾气离开出口很近的距离喷雾覆盖面即呈现圆锥状扩散为很大面积，实际到达加工刀具或刃具切削面的油雾占不到喷出量的1/3，造成微量润滑油的大量浪费，同时会造成工作环境的油雾污染；同时存在出气量不足，无法带走刀具切削热的问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种自吸式节能喷头。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自吸式节能喷头，由喷壳、喷芯、喷芯端盖和连接附件组成，喷芯通过喷芯端盖连接螺纹连接紧固喷芯端盖，喷芯的喷芯尖端插入喷芯端盖的自吸雾化孔并与其保持同圆心，喷芯通过喷壳连接螺纹与喷壳上的喷芯固定螺纹连接紧固，喷芯通过附件连接螺纹与不同的连接附件连接，喷壳前端设置外引流锥面，喷壳后端内部设置连接固定螺纹，喷壳中部设置与喷芯的连接紧固的喷芯固定螺纹，喷壳内置用于高压气流的快出喷出的内部导流孔；喷芯设置与喷壳连接紧固的喷壳连接螺纹，喷芯设置用于连接润滑油液管路部件的附件连接螺纹，喷芯设置用于高压气体流通的后端通气槽和前端通气槽，喷芯前部设置喷芯尖端，喷芯内置内油孔，内油孔为微量润滑油液的通道以联通附件连接螺纹孔，喷芯中部设置环流槽，前端通气槽是高压气体流向环流槽的通道，环流槽为直径小于环流面的圆柱，环流槽对高压气体有导向作用并能形成高压气腔，使气体能够分为两路，一路360°包裹环流面，并从喷壳的内部导流孔范围内高速射出，另外一路经过前端通气槽360°包裹喷芯尖端，并沿喷芯尖端与喷芯端盖内的自吸雾化孔的间隙高速喷出，前端通气槽用于高压气体的流通使高压气体流向喷芯尖端；喷芯端盖设置环流面，环流面前端设置圆锥流面，环流面内部设置自吸高压腔，圆锥流面内部设置自吸雾化孔，喷芯端盖通过喷芯连接螺纹与喷芯连接紧固，圆锥流面为圆锥状结构，圆锥流面与环流面交界处为圆弧倒角，气流可沿锥流面快速流动进行二次雾化从自吸雾化孔流出的微量润滑油雾。
上述喷壳的外引流锥面的锥度角度α为12°-30°，表面光洁度为0.8-1.6；喷壳的内部导流孔表面光洁度为0.8-1.6。
上述喷芯的喷芯尖端与喷芯端盖的自吸雾化孔之间的缝隙为0.04mm-0.4mm之间，喷芯尖端表面光洁度为0.8-1.6，喷芯尖端顶部设置倒角，倒角角度为12°-45°。
上述喷芯端盖的圆锥流面锥面角度β为12°-30°，圆锥流面设置铣扁状圆锥流面，铣扁状圆锥流面的铣扁角度β为12°-30°；喷芯端盖的自吸雾化孔孔内壁表面光洁度为0.8-1.6。
上述连接附件为油管接头或双规格润滑油液管接头或多规格润滑油液管接头，油管接头设置用于插入油管并防止油管脱出的防脱接头、用于润滑油液的导通过油孔以及用于与喷芯的连接紧固的连接螺纹；双规格润滑油液管接头设置与油管接头的连接螺纹连接的接口螺纹、管插口、连接管、混合室以及与喷芯连接紧固的连接螺纹；多规格润滑油液管接头设置若干个管插口、若干个连接管、混合室以及与喷芯连接紧固的连接螺纹。
本发明喷头的工作原理：当高压气体通过管道进入喷头内部，沿着后端通气槽流入环流槽及前端通气槽，在此形成气腔，并从此分为2路高压气流。其中一路高压气流沿前端通气槽与喷芯连接螺纹间的空间流向自吸高压腔及喷芯尖端，因喷芯尖端与自吸雾化孔之间的缝隙很小，流通截面迅速减小，根据伯努利原理，高压气体压力减小，流速加大，快速从喷芯尖端与自吸雾化孔之间的缝隙内环绕喷芯尖端喷出，同时因喷芯尖端有倒角形成的锥度面，在康达效应的作用下，高速气流会改变方向沿着锥度面高速流向并聚集在喷芯尖端顶部方向，根据伯努利原理和文丘里效应，在喷芯尖端顶部会产生负压，形成自吸，吸引微量润滑油液从内油孔喷出并在高速气流的作用下迅速膨胀、扩散为油雾，然后沿自吸雾化孔喷出；另一路高压气流因环流面与内部导流孔的间隙很小，流通截面迅速减小，根据伯努利原理，高压气体压力减小，流速加大，快速从环流面与内部导流孔的间隙口环绕环流面喷出，此时因喷芯端盖前端设置有圆锥流面，在康达效应的作用下，高速气流会改变方向沿着锥度面高速流向并聚集在喷芯端盖尖端方向，实现气流的集束，这样就有利于自吸所产生的油雾面积不迅速扩大，使其能够顺利集中的到达刀具加工位置，从而实现了微量润滑油液的合理利用；同时在伯努利效应的作用下，高速气流会带动喷头周边大量空气参与做功吹向喷芯端盖尖端方向，相对于所使用消耗的压缩气量，可实现10倍以上甚至20倍的放大，从而实现了节能。当自吸产生微量润滑油液气雾从喷芯端盖的自吸雾化孔喷出后，同时受到伯努利效应和康达效应的双重作用，膨胀并迅速扩散为更小的油雾颗粒，最小可小至5μm，从而实现了微量润滑油液的二次雾化，雾化效果优良。另外本发明还有效利用了焦耳-汤姆孙效应和普朗特-格劳尔奇点理论，当两路气流和分别从各自的流道流出的过程中，高压气体经过窄孔并且压强逐步降低，根据焦耳-汤姆孙效应其温度明显降低，并有效降低喷芯内的微量润滑油液以及自吸雾化孔内油雾的温度，这样吹向刀具后就更有利于刀具的散热并把切削热带走；当进入喷头的压强高达一定程度时，高压气体的流速将达到并超过音速，导致自吸雾化孔附近一直延伸到刀具周围出现普朗特-格劳尔奇点效应，压力和温度迅速降低，达到冷却刀具的目的。
喷芯端盖前端设置铣扁状圆锥流面，且扁锥面角度大于圆锥面角度，导致在喷芯尖端存在方向相互交叉的两个不同气流、不同压力，所以润滑油液喷出并雾化后会沿压力低的方向扩宽，使喷雾覆盖面呈现长带状，以方便大直径刀具的微量冷却润滑。
本发明加工成本低，可以方便的转换喷雾效果，组装简单，能耗低、节能环保，雾化效果好，油雾滴可小至5μm，油雾集中，超过50mm，覆盖面积仍不超过10mm，可实现点对点润滑、冷却，自吸吸程大，可高达5M以上，能喷射低温气雾，冷却效果好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明喷头的结构示意图；
图2是本发明喷头的剖面示意图；
图3是本发明喷头的使用状态示意图；
图4是本发明喷壳的结构示意图；
图5是本发明喷芯的结构示意图；
图6是图5中A-A截面的结构示意图；
图7是具体实施例1中本发明喷芯端盖的结构示意图；
图8是具体实施例2中本发明喷芯端盖的结构示意图；
图9是本发明与油管接头相连形成的单规格润滑油液喷头的结构示意图；
图10是油管接头的结构示意图；
图11是本发明与双规格润滑油液管接头相连形成的双规格润滑油液喷头的结构示意图；
图12是双规格润滑油液管接头的结构示意图；
图13是本发明与多规格润滑油液管接头相连形成的多规格润滑油液喷头的结构示意图；
图14是多规格润滑油液管接头的结构示意图；
图15是具体实施例1的喷雾效果示意图；
图16是具体实施例2的喷雾效果示意图。
图中：1喷壳、2喷芯、3喷芯端盖、4油管接头、5双规格润滑油液管接头、6多规格润滑油液管接头、1-1外引流锥面、1-2连接固定螺纹、1-3喷芯固定螺纹、1-4内部导流孔、2-1喷壳连接螺纹、2-2附件连接螺纹、2-3后端通气槽、2-4环流槽、2-5内油孔、2-6前端通气槽、2-7喷芯尖端、2-8喷芯端盖连接螺纹、3-1环流面、3-2圆锥流面、3-3喷芯连接螺纹、3-4自吸高压腔、3-5自吸雾化孔、4-1防脱接头、4-2过油孔、4-3连接螺纹、5-1接口螺纹、5-2管插口、5-3连接管、5-4混合室、5-5连接螺纹、6-1管插口、6-2连接管、6-3混合室、6-4连接螺纹、2-7-1倒角、3-2-1铣扁状圆锥流面。
具体实施方式
例1
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15所示，一种自吸式节能喷头，由喷壳1、喷芯2、喷芯端盖3和连接附件组成，连接附件为油管接头4或双规格润滑油液管接头5或多规格润滑油液管接头6，油管接头4设置用于插入油管并防止油管脱出的防脱接头4-1、用于润滑油液导通的过油孔4-2以及用于与喷芯2的连接紧固的连接螺纹4-3；双规格润滑油液管接头5设置与油管接头4的连接螺纹4-3连接的接口螺纹5-1、管插口5-2、连接管5-3、混合室5-4以及与喷芯2连接紧固的连接螺纹5-5；多规格润滑油液管接头6设置若干个管插口6-1、若干个连接管6-2、混合室6-3以及与喷芯2连接紧固的连接螺纹6-4；喷芯2通过喷芯端盖连接螺纹2-8连接紧固喷芯端盖3，喷芯2的喷芯尖端2-7插入喷芯端盖3的自吸雾化孔3-5并与其保持同圆心，喷芯2通过喷壳连接螺纹2-1与喷壳1上的喷芯固定螺纹1-3连接紧固，喷芯2通过附件连接螺纹2-2与不同的连接附件连接，喷壳1前端设置外引流锥面1-1，喷壳1后端内部设置连接固定螺纹1-2，喷壳1中部设置与喷芯2的连接紧固的喷芯固定螺纹1-3，喷壳1内置用于高压气流的快出喷出的内部导流孔1-4；喷芯2设置与喷壳1连接紧固的喷壳连接螺纹2-1，喷芯2设置用于连接润滑油液管路部件的附件连接螺纹2-2，喷芯2设置用于高压气体流通的后端通气槽2-3和前端通气槽2-6，喷芯2前部设置喷芯尖端2-7，喷芯2内置内油孔2-5，内油孔2-5为微量润滑油液的通道以联通附件连接螺纹孔2-2，喷芯2中部设置环流槽2-4，后端通气槽2-3是高压气体流向环流槽2-4的通道，环流槽2-4为直径小于环流面的圆柱，环流槽2-4对高压气体有导向作用并能形成高压气腔，使气体能够分为两路，一路360°包裹环流面，并从喷壳的内部导流孔范围内高速射出，另外一路经过前端通气槽360°包裹喷芯尖端2-7，并沿喷芯尖端与喷芯端盖内的自吸雾化孔的间隙高速喷出，前端通气槽2-6用于高压气体的流通使高压气体流向喷芯尖端2-7；喷芯端盖3设置环流面3-1，环流面3-1前端设置圆锥流面3-2，环流面3-1内部设置自吸高压腔3-4，圆锥流面3-2内部设置自吸雾化孔3-5，喷芯端盖3通过喷芯连接螺纹3-3与喷芯2连接紧固，圆锥流面3-2为圆锥状结构，圆锥流面3-2与环流面3-1交界处为圆弧倒角，气流可沿锥流面快速流动进行二次雾化从自吸雾化孔流出的微量润滑油雾。喷壳的外引流锥面的锥度角度α为12°-30°，表面光洁度为0.8-1.6；喷壳的内部导流孔表面光洁度为0.8-1.6。喷芯的喷芯尖端与喷芯端盖的自吸雾化孔之间的缝隙为0.04mm-0.4mm之间，喷芯尖端表面光洁度为0.8-1.6，喷芯尖端顶部设置倒角，倒角角度为12°-45°，该结构喷头喷雾效果为圆点状，可应用于各种小直径铣刀，钻头等。
本发明喷头的工作原理：当高压气体通过管道进入喷头内部，沿着后端通气槽流入环流槽及前端通气槽，在此形成气腔，并从此分为2路高压气流。其中一路高压气流沿前端通气槽与喷芯连接螺纹间的空间流向自吸高压腔及喷芯尖端，因喷芯尖端与自吸雾化孔之间的缝隙很小，流通截面迅速减小，根据伯努利原理，高压气体压力减小，流速加大，快速从喷芯尖端与自吸雾化孔之间的缝隙内环绕喷芯尖端喷出，同时因喷芯尖端有倒角形成的锥度面，在康达效应的作用下，高速气流会改变方向沿着锥度面高速流向并聚集在喷芯尖端顶部方向，根据伯努利原理和文丘里效应，在喷芯尖端顶部会产生负压，形成自吸，吸引微量润滑油液从内油孔喷出并在高速气流的作用下迅速膨胀、扩散为油雾，然后沿自吸雾化孔喷出；另一路高压气流因环流面与内部导流孔的间隙很小，流通截面迅速减小，根据伯努利原理，高压气体压力减小，流速加大，快速从环流面与内部导流孔的间隙口环绕环流面喷出，此时因喷芯端盖前端设置有圆锥流面，在康达效应的作用下，高速气流会改变方向沿着锥度面高速流向并聚集在喷芯端盖尖端方向，实现气流的集束，这样就有利于自吸所产生的油雾面积不迅速扩大，使其能够顺利集中的到达刀具加工位置，从而实现了微量润滑油液的合理利用；同时在伯努利效应的作用下，高速气流会带动喷头周边大量空气参与做功吹向喷芯端盖尖端方向，相对于所使用消耗的压缩气量，可实现10倍以上甚至20倍的放大，从而实现了节能。当自吸产生微量润滑油液气雾从喷芯端盖的自吸雾化孔喷出后，同时受到伯努利效应和康达效应的双重作用，膨胀并迅速扩散为更小的油雾颗粒，最小可小至5μm，从而实现了微量润滑油液的二次雾化，雾化效果优良。另外本发明还有效利用了焦耳-汤姆孙效应和普朗特-格劳尔奇点理论，当两路气流和分别从各自的流道流出的过程中，高压气体经过窄孔并且压强逐步降低，根据焦耳-汤姆孙效应其温度明显降低，并有效降低喷芯内的微量润滑油液以及自吸雾化孔内油雾的温度，这样吹向刀具后就更有利于刀具的散热并把切削热带走；当进入喷头的压强高达一定程度时，高压气体的流速将达到并超过音速，导致自吸雾化孔附近一直延伸到刀具周围出现普朗特-格劳尔奇点效应，压力和温度迅速降低，达到冷却刀具的目的。
例2
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图16所示，一种自吸式节能喷头，由喷壳1、喷芯2、喷芯端盖3和连接附件组成，连接附件为油管接头4或双规格润滑油液管接头5或多规格润滑油液管接头6，油管接头4设置用于插入油管并防止油管脱出的防脱接头4-1、用于润滑油液导通的过油孔4-2以及用于与喷芯2的连接紧固的连接螺纹4-3；双规格润滑油液管接头5设置与油管接头4的连接螺纹4-3连接的接口螺纹5-1、管插口5-2、连接管5-3、混合室5-4以及与喷芯2连接紧固的连接螺纹5-5；多规格润滑油液管接头6设置若干个管插口6-1、若干个连接管6-2、混合室6-3以及与喷芯2连接紧固的连接螺纹6-4；喷芯2通过喷芯端盖连接螺纹2-8连接紧固喷芯端盖3，喷芯2的喷芯尖端2-7插入喷芯端盖3的自吸雾化孔3-5并与其保持同圆心，喷芯2通过喷壳连接螺纹2-1与喷壳1上的喷芯固定螺纹1-3连接紧固，喷芯2通过附件连接螺纹2-2与不同的连接附件连接，喷壳1前端设置外引流锥面1-1，喷壳1后端内部设置连接固定螺纹1-2，喷壳1中部设置与喷芯2的连接紧固的喷芯固定螺纹1-3，喷壳1内置用于高压气流的快出喷出的内部导流孔1-4；喷芯2设置与喷壳1连接紧固的喷壳连接螺纹2-1，喷芯2设置用于连接润滑油液管路部件的附件连接螺纹2-2，喷芯2设置用于高压气体流通的后端通气槽2-3和前端通气槽2-6，喷芯2前部设置喷芯尖端2-7，喷芯2内置内油孔2-5，内油孔2-5为微量润滑油液的通道以联通附件连接螺纹孔2-2，喷芯2中部设置环流槽2-4，后端通气槽2-3是高压气体流向环流槽2-4的通道，环流槽2-4为直径小于环流面的圆柱，环流槽2-4对高压气体有导向作用并能形成高压气腔，使气体能够分为两路，一路360°包裹环流面，并从喷壳的内部导流孔范围内高速射出，另外一路经过前端通气槽360°包裹喷芯尖端2-7，并沿喷芯尖端与喷芯端盖内的自吸雾化孔的间隙高速喷出，前端通气槽2-6用于高压气体的流通使高压气体流向喷芯尖端2-7；喷芯端盖3设置环流面3-1，环流面3-1前端设置圆锥流面3-2，环流面3-1内部设置自吸高压腔3-4，圆锥流面3-2内部设置自吸雾化孔3-5，喷芯端盖3通过喷芯连接螺纹3-3与喷芯2连接紧固，圆锥流面3-2为圆锥状结构，圆锥流面3-2与环流面3-1交界处为圆弧倒角，气流可沿锥流面快速流动进行二次雾化从自吸雾化孔流出的微量润滑油雾。喷壳的外引流锥面的锥度角度α为12°-30°，表面光洁度为0.8-1.6；喷壳的内部导流孔表面光洁度为0.8-1.6。喷芯的喷芯尖端与喷芯端盖的自吸雾化孔之间的缝隙为0.04mm-0.4mm之间，喷芯尖端表面光洁度为0.8-1.6，喷芯尖端顶部设置倒角，倒角角度为12°-45°。圆锥流面3-2设置铣扁状圆锥流面3-2-1，铣扁状圆锥流面3-2-1的铣扁角度β为12°-30°；喷芯端盖的自吸雾化孔孔内壁表面光洁度为0.8-1.6。铣扁状圆锥流面喷雾效果为长带状，可用于大直径刀具，如盘刀、滚齿刀具等。
本发明喷头的工作原理：喷芯端盖前端设置铣扁状圆锥流面，且扁锥面角度大于圆锥面角度，导致在喷芯尖端存在方向相互交叉的两个不同气流、不同压力，所以润滑油液喷出并雾化后会沿压力低的方向扩宽，使喷雾覆盖面呈现长带状，以方便大直径刀具的微量冷却润滑。

Claims (5)

1.一种自吸式节能喷头，其特征是由喷壳、喷芯、喷芯端盖和连接附件组成，喷芯通过喷芯端盖连接螺纹连接紧固喷芯端盖，喷芯的喷芯尖端插入喷芯端盖的自吸雾化孔并与其保持同圆心，喷芯通过喷壳连接螺纹与喷壳上的喷芯固定螺纹连接紧固，喷芯通过附件连接螺纹与不同的连接附件连接，喷壳前端设置外引流锥面，喷壳后端内部设置连接固定螺纹，喷壳中部设置与喷芯的连接紧固的喷芯固定螺纹，喷壳内置用于高压气流的快出喷出的内部导流孔；喷芯设置与喷壳连接紧固的喷壳连接螺纹，喷芯设置用于连接润滑油液管路部件的附件连接螺纹，喷芯设置用于高压气体流通的后端通气槽和前端通气槽，喷芯前部设置喷芯尖端，喷芯内置内油孔，内油孔为微量润滑油液的通道以联通附件连接螺纹孔，喷芯中部设置环流槽，前端通气槽是高压气体流向环流槽的通道，环流槽为直径小于环流面的圆柱，环流槽对高压气体有导向作用并能形成高压气腔，使气体能够分为两路，一路360°包裹环流面，并从喷壳的内部导流孔范围内高速射出，另外一路经过前端通气槽360°包裹喷芯尖端，并沿喷芯尖端与喷芯端盖内的自吸雾化孔的间隙高速喷出，前端通气槽用于高压气体的流通使高压气体流向喷芯尖端；喷芯端盖设置环流面，环流面前端设置圆锥流面，环流面内部设置自吸高压腔，圆锥流面内部设置自吸雾化孔，喷芯端盖通过喷芯连接螺纹与喷芯连接紧固，圆锥流面为圆锥状结构，圆锥流面与环流面交界处为圆弧倒角，气流可沿锥流面快速流动进行二次雾化从自吸雾化孔流出的微量润滑油雾。
2.根据权利要求1所述的自吸式节能喷头，其特征是喷壳的外引流锥面的锥度角度α为12°-30°，表面光洁度为0.8-1.6；喷壳的内部导流孔表面光洁度为0.8-1.6。
3.根据权利要求1所述的自吸式节能喷头，其特征是喷芯的喷芯尖端与喷芯端盖的自吸雾化孔之间的缝隙为0.04mm-0.4mm之间，喷芯尖端表面光洁度为0.8-1.6，喷芯尖端顶部设置倒角，倒角角度为12°-45°。
4.根据权利要求1所述的自吸式节能喷头，其特征是喷芯端盖的圆锥流面锥面角度β为12°-30°，圆锥流面设置铣扁状圆锥流面，铣扁状圆锥流面的铣扁角度β为12°-30°；喷芯端盖的自吸雾化孔孔内壁表面光洁度为0.8-1.6。
5.根据权利要求1所述的自吸式节能喷头，其特征是连接附件为油管接头或双规格润滑油液管接头或多规格润滑油液管接头，油管接头设置用于插入油管并防止油管脱出的防脱接头、用于润滑油液的导通过油孔以及用于与喷芯的连接紧固的连接螺纹；双规格润滑油液管接头设置与油管接头的连接螺纹连接的接口螺纹、管插口、连接管、混合室以及与喷芯连接紧固的连接螺纹；多规格润滑油液管接头设置若干个管插口、若干个连接管、混合室以及与喷芯连接紧固的连接螺纹。
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