CN108543434B - 一种用于螺旋式切削液多组分在线混合机构的混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于螺旋切削液多组分在线混合机构的混合装置，包括混合管、螺旋混合器、引流器，螺旋混合器为截面为螺旋线的层状结构、外层自由端为外端面、内层自由端为内端面；螺旋混合器内等距设有在外端面形成溶质进孔、内端面形成溶质出孔的溶质通道，溶质通道上设有混合片微孔；引流器一端沿混合管轴向穿过混合管并通过液管与切削液组分容器相连、另一端套设在外端面外与之过盈连接；引流器内设有等距的在引流器两端形成孔道出孔和孔道进孔的内孔道，溶质出孔和孔道进孔通过液管各自相连使得内孔道和溶质通道沟通形成3条通道并在内端面被堵头密封。本发明的混合装置能够同时在线混合多种不同的切削液组分，混合均匀性好，使用方便。

Description

一种用于螺旋式切削液多组分在线混合机构的混合装置

技术领域

本发明属于切削液在线混合领域，具体涉及一种用于螺旋式切削液多组分在线混合机构的混合装置。

背景技术

目前，金属机床切削加工基本上离不开切削液，切削液在切削中，主要起到冷却、润滑、防锈和清洗的作用。工件材料不同、刀具材料和类型不同通常需要不同的加工操作，每个操作都有自己特定的切削液要求。为了满足加工需要，由复杂的化学配方组合而成的切削液，已经衍生出数以百计不同功能的切削液来满足工程师对不同机床采用最佳切削液的要求。因此切削液在生产和使用中存在以下问题：切削液种类繁多；切削液存贮困难；切削液使用量巨大，对环境的污染严重。

切削液在使用中，各种原液通常需要与水或其他辅助液体混合均匀后才能使用。但是混合的方式一般有预混式和在线式，传统切削液混合主要采用预混式，而在线式混合可以实现随用随配，避免了预混式配比随意性和原液的滥用，可最大限度地减小各种原液对操作者产生的危害，降低对环境的污染，而且在施用后更有利于清洗，可拆卸、回收和翻新或安全废弃并长期无虑。

因此，如果切削液在使用中能根据加工对象的变化及加工精度的要求，实现切削液原液按切削液配方要求实现即用即配，精量供给，那么切削液由于用量大且种类繁多而导致的生产、存储和运输困难，污染环境等诸多问题就会迎刃而解。由于切削液的组成成分包括：基础油、油性剂、极压剂、防锈剂、铜合金防蚀剂、抗氧抗腐剂、降凝剂和烟雾抑制剂等，因此金属切削液在线混合组分一般不会少于5种，如何将含量不同的切削液各组成成分在线混合时能均匀混合，解决现有金属加工中切削液存在的问题，提高切削液的有效利用和环境保护是本专利的目的。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种混合装置，在螺旋薄壁上建立多孔介质模型实现切削液在线多相混合，主要应用于金属切削类加工机床，冷却和润滑切削刀具，改善切削加工质量，提高切削效率。

本发明的技术方案如下：一种用于螺旋切削液多组分在线混合机构的混合装置，包括混合管、设置在混合管内与之相配的螺旋混合器、与穿过混合管螺旋混合器相连的引流器，所示螺旋混合器为混合片卷曲形成截面为螺旋线的层状结构，所述螺旋混合器外层自由端为外端面、内层自由端为内端面；所述混合片内并列设有等距的溶质通道，所述溶质通道上设有穿过混合片侧壁的混合片微孔，所述溶质通道在外端面上形成溶质进孔、在内端面上形成溶质出孔；所述引流器沿混合管轴向竖直设置在混合管内，引流器截面为L型结构，引流器的长杆端分别穿过混合管通过液管与切削液组分容器相连、短杆端套设在螺旋混合器的外端面外与外端面过盈连接；引流器内并列设有等间距的L型内孔道，内孔道在引流器短杆端面上形成与混合器外端面上的溶质进孔相对应的孔道出孔、在引流器长杆端面上形成孔道进孔，螺旋混合器的内端面上的溶质出孔通过液管相连、引流器的长杆端面上的孔道进孔通过液管相连引流器内的内孔道和螺旋混合器内的溶质通道沟通形成迂回相通的3条通道并在螺旋混合器的内端面被堵头密封；

进一步的，所述混合管包括安装座和与安装座固连的筒体，安装座和筒体连接处设有引流器孔；安装座四角设有通过螺栓固连的固定孔，筒体内设混合腔；

进一步的，所述混合腔为圆形或锥形，所述为圆形螺旋混合器或锥形混合器，所述引流器为方形引流器或梯形引流器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的混合装置设置了螺旋混合器和引流器，实现多种不同的切削液组分的在线混合，现用现配，用多少配多少，避免的切削液生产中存在的由于切削液种类繁多而导致储存困难，运输成本高等问题；且通过螺旋混合器和引流器上独特的液管连接和螺旋混合器上的混合片微孔实现切削液多组分在线混合的均匀性，大大减少切削液的使用数量，降低环境污染，同时也精简了传统切削液混合机构中的机床冷却液机构，减少切削液多设备的污染，使用方便，适合后续推广使用。

附图说明

图1是实施例1中第一混合管的装配图

图2是实施例1中第一混合管的结构示意图

图3是实施例1中圆形螺旋混合器的结构示意图

图4是实施例1中圆形螺旋混合器和第一引流器的装配图

图5是实施例1中圆形螺旋混合器和第一引流器的俯视图

图6是图5中A-A面的剖视图

图7是图4中局部E的放大图

图8是图4中局部F的放大图

图9是实施例1中第一引流器的结构示意图

图10是实施例1中第一端盖的结构示意图

图11是实施例2中第二混合管的装配图

图12是实施例2中第二混合管的结构示意图

图13是实施例2中锥形螺旋混合器的结构示意图

图14是实施例2中第二引流器的结构示意图

图15是实施例2中第二端盖的结构示意图

图16是实施例3的外部结构示意图

图17是实施例3的剖视图

图18是实施例3中箱体内部结构的示意图

图19是实施例3中箱体内部结构的装配图

图20是实施例3中混合管的装配图

图21是实施例3中箱体的结构示意图

图22是实施例3中第三混合管的结构示意图

图23是实施例3中入口接头的结构示意图

图24是实施例3中出口接头的结构示意图

图25是实施例3中瓶座的结构示意图

图26是实施例3中液体瓶的结构示意图

实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，对本领域技术人员来说，在没有创造性的前提下获得的其他技术方案，都属于本发明的保护范围。

实施例

如图1所示，一种用于螺旋切削液多组分在线混合机构的混合装置，包括第一混合管1设置在第一混合管1内与之相配的圆形螺旋混合器9、与穿过第一混合管1与圆形螺旋混合器9相连的第一引流器7，如图2所示，第一混合管1包括安装座和与安装座固连的第一筒体，安装座和第一筒体连接处设有第一引流器孔；安装座四角设有通过螺栓固定的固定孔，第一筒体为中空管状结构、内设第一混合腔，第一筒体两端分别设有凹槽和凸起；第一混合腔内设有圆形螺旋混合器9，如图3所示，圆形螺旋混合器9为方形混合片逆时针卷曲形成截面为螺旋线的三层结构，圆形螺旋混合器9外层自由端为圆形外端面91、内层自由端为圆形内端面92；圆形螺旋混合器9内并列设有等距的溶质通道93，溶质通道

93在圆形外端面91上形成等距的溶质进孔（911、912、913、914、915、916、917、918、919）、在圆形内端面92上形成等距的溶质出孔（921、922、923、924、925、926、927、928、929），如图6、7所示，溶质出孔921与溶质出孔924、溶质出孔922与溶质出孔925、溶质出孔923与溶质出孔926之间分别通过液管170连接，溶质出孔927、928和929通过堵头81密封；溶质通道93上设有穿过圆形螺旋混合器9侧壁的混合片微孔94，溶质通道93内的切削液组分通过混合片微孔94渗出进入圆形螺旋混合器9层状结构的间隙与流经的主流体混合；

如图4所示，圆形外端面91与第一引流器7过盈连接，圆形内端面92设有第一

端盖8，第一端盖8罩设在圆形内端面92上保护圆形内端面92上的液管170；

第一引流器7沿第一混合管1轴向竖直设置在第一混合管1内，如图9所示，第一引流器7截面为L型结构，第一引流器7的长杆端穿过第一引流器孔通过液管与切削液组分容器相连、短杆端套设在圆形外端面91与圆形外端面91过盈连接；第一引流器7内并列设有等距的L型内孔道71，内孔道71第一引流器7短杆端面上形成与圆形外端面91上的溶质进孔（911、912、913、914、915、916、917、918、919）相对应的孔道出孔、在第一引流器7长杆端面上形成等距的孔道进孔（711、712、713、714、715、716、717、718、719），如图5、8所示，孔道进孔714和孔道进孔717、孔道进孔715和孔道进孔718、孔道进孔716和孔道进孔719通过液管170连接，孔道进孔（711、712、713）通过液管170分别与切削液组分容器相连；

如图10所示，第一端盖8为截面为L型的腔体结构，端盖8的L型短杆端

为开口端，罩设在内端面92上。

使用前，先装配混合装置，将第一引流器7和圆形螺旋混合器9安装在第一混合管1内，使第一引流器7的短杆端与和圆形螺旋混合器9的圆形外端面91配合连接、长杆端穿过第一混合管1上的第一引流器孔，

使用时，主流体（压缩空气或水）在第一混合管1被圆形螺旋混合器9的层状结构分割，在层状结构的间隙中与各种切削液各组分混合后流入后续装置中；而切削液组分从切削液组分容器中通过液管170定量注入第一引流器7，再被第一引流器7导入圆形螺旋混合器9中，在第一混合管1中同主流体混合；

为了叙述清晰，以3种组分的切削液在第一混合管1中的在线混合为例来详细说明，若切削液的组分多于3种或少于3种，其原理和3种相同，切削液中3种组分分别为原液1、原液2和原液3，分别存储在不同的切削液容器中，分别被液管170导入第一引流器7，原液1从孔道进孔711进入、原液2从孔道进孔712进入、原液3从孔道进孔713进入，原液1从孔道进孔711进入圆形螺旋混合器9外端面的溶质进孔911，从溶质出孔921通过导液管170流入溶质出孔924中，再从第一引流器7的孔道进孔714通过导液管170流入孔道进孔717中，孔道进孔717中的原液1通过溶质进孔917流到孔927，孔927通过堵头81堵死；原液2通过第一引流器7的孔道进孔712进入圆形螺旋混合器9外端面的溶质进孔912，从溶质出孔922通过导液管170流入溶质出孔925中，再从第一引流器7的孔道进孔715通过导液管170流入孔道进孔718中，孔道进孔718中的原液2通过溶质进孔918流到孔928，孔928通过堵头81堵死；原液3通过第一引流器7的孔道进孔713进入圆形螺旋混合器9外端面的溶质进孔913，从溶质出孔923通过导液管170流入溶质出孔926中，再从第一引流器7的孔道进孔716通过导液管170流入孔道进孔719中，孔道进孔719中的原液3通过溶质进孔919流到溶质出孔929，溶质出孔929通过堵头81堵死。

因此，圆形螺旋混合器9的溶质通道93中，原液按照“原液1原液2原液3原液1原液2原液3”的组分顺序排列，保证各组分原液和主流体混合的均匀性；溶质通道93中各组分原液在沿通道传输过程中从混合片微孔94渗出与主流体在圆形螺旋混合器9层状结构的间隙中均匀混合。

实施例

如图11所示，一种用于螺旋切削液多组分在线混合机构的混合装置，包括第二混合管2、设置在第二混合管2内与之相配的锥形螺旋混合器6、与穿过第二混合管2与锥形螺旋混合器6相连的第二引流器4；如图12所示，第二混合管2包括安装座和与安装座固连的第二筒体，安装座和第二筒体连接处设有第二引流器孔；安装座四角设有通过螺栓固定的固定孔，第二筒体内设锥形的第二混合腔，第二混合腔直径较大端设有凹槽、直径较小端设有凸起；第二混合腔内设有与之相配并同向设置的锥形螺旋混合器6，锥形螺旋混合器6为扇形混合片卷曲形成截面为螺旋线的三层结构，如图13所示，锥形螺旋混合器6外层自由端为锥形外端面61、内层自由端为锥形内端面62；锥形螺旋混合器6内并列设有间距相同的溶质通道63，溶质通道63在锥形外端面61上形成等距的溶质进孔、在锥形内端面62上形成等距的溶质出孔；溶质出孔与溶质出孔之间分别通过液管170连接，溶质出孔和通过堵头81密封，溶质通道63上设有穿过锥形螺旋混合器6侧壁的混合片微孔64，溶质通道63内的切削液组分通过混合片微孔64渗出进入锥形螺旋混合器6层状结构的间隙与流经的主流体混合；锥形外端面61与第二引流器4过盈连接，锥形内端面62设有第二端盖5，第二端盖5罩设在锥形内端面62上保护锥形内端面62上的液管170；

第二引流器4沿第二混合管2轴向竖直设置设置在第二混合管2内，如图14所示，第二引流器4为直角梯形板和平行四边形板固连形成的截面为L型结构，直角梯形板的斜边与平行四边形板的平行边相连，设置在第二混合管2内的梯形板端穿过第二引流器孔通过液管与切削液组分容器相连、四边形板端套设在锥形外端面61外与锥形外端面61过盈连接；第二引流器4内并列设有等距的L型内管道41，内管道41在第二引流器4四边形端侧壁上形成与锥形外端面61上的溶质进孔相对应的管道出孔、在第二引流器4梯形端侧壁上形成等距的管道进孔，管道进孔和管道进孔通过导液管170连接，管道进孔通过液管170分别与切削液组分容器相连；

如图15所示，第二端盖5为截面为L型的腔体结构，端盖5的L型短杆端

为开口端，罩设在内端面62上。

使用前，先装配混合装置，将第二引流器4和锥形螺旋混合器6安装在第二混合管2内，使第二引流器4的四边形端与锥形螺旋混合器6的锥形外端面61配合连接、梯形端分别穿过第二混合管2上的第二引流器孔，

使用时，主流体（压缩空气或水）在第二混合管2被锥形螺旋混合器6的层状结构分割，在层状结构的间隙中与各种切削液各组分混合后流入后续装置中；而切削液组分从切削液组分容器中通过液管170定量注入第二引流器4，再被第二引流器4导入锥形螺旋混合器6中，在第二混合管2中同主流体混合；

为了叙述清晰，以3种组分的切削液在第二混合管2中的在线混合为例来详细说明，若切削液的组分多于3种或少于3种，其原理和3种相同，切削液中3种组分分别为原液4、原液5和原液6，分别存储在不同的切削液容器中，分别被液管170导入第二引流器4，原液4从孔道进孔进入、原液5从孔道进孔进入、原液6从孔道进孔进入，原液4从孔道进孔进入锥形螺旋混合器6外端面的溶质进孔，从溶质出孔通过导液管170流入溶质出孔中，再从第二引流器4的孔道进孔通过导液管170流入孔道进孔中，孔道进孔中的原液4通过溶质进孔流到孔，孔通过堵头81堵死；原液5通过第二引流器4的孔道进孔进入锥形螺旋混合器6外端面的溶质进孔，从溶质出孔通过导液管170流入溶质出孔中，再从第二引流器4的孔道进孔通过导液管170流入孔道进孔中，孔道进孔中的原液5通过溶质进孔流到孔，孔通过堵头81堵死；原液6通过第二引流器4的孔道进孔进入锥形螺旋混合器6外端面的溶质进孔，从溶质出孔通过导液管170流入溶质出孔中，再从第二引流器4的孔道进孔通过导液管170流入孔道进孔中，孔道进孔中的原液6通过溶质进孔流到溶质出孔，溶质出孔通过堵头81堵死。

因此，锥形螺旋混合器6的溶质通道63中，原液按照“原液4原液5原液6原液4原液5原液6”的组分顺序排列，保证各组分原液和主流体混合的均匀性；溶质通道63中各组分原液在沿通道传输过程中从混合片微孔64渗出与主流体在锥形螺旋混合器6层状结构的间隙中均匀混合。

实施例

在实施例1和实施例2的混合装置组合使用的基础上，一种含有混合装置的螺旋切削液多组分在线混合机构，如图16、17所示，包括箱体110、隔板113，液体瓶140，柱塞泵150，瓶座160，入口接头130，第一混合管1，第一引流器7，圆形螺旋混合器9，第一端盖8，第二混合管2、第二引流器4，锥形螺旋混合器6，第二端盖5，第三混合管3，出口接头120，

如图21所示，箱体110内四角的同一高度设有与之固连的角板112，角板112上设有螺钉孔，隔板113设置在角板112上、将箱体110分隔成上箱体和下箱体，隔板113四角上与角板112螺钉孔相应位置处设有螺钉孔，隔板113通过螺钉、螺钉孔与角板112固连，隔板113中心线上顺次设有第一引流器孔和第二引流器孔，隔板113上顺次设有3组固定混合管的固定孔组，固定孔组为对称设置在隔板113中心线两侧的两个固定孔，上箱体内设有液体瓶140、柱塞泵150、瓶座160，如图18、19所示，瓶座160和柱塞泵150顺次间隔设置在隔板113上，液体瓶140内设切削液组分，如

图26所示，液体瓶140底部设有内螺纹、顶部设有与柱塞泵150相连的导液管170，如图25所示，瓶座160四角设有定位孔、中部设有外螺纹，瓶座160通过螺钉、定位孔与隔板113固连，液体瓶140通过内螺纹、外螺纹与瓶座160螺纹连接；柱塞泵150通过第一引流器7与混合管1相连、通过第二引流器4与相连混合管2，柱塞泵150与引流器（7，4）之间通过导液管170相连；

如图20所示，下箱体内设有顺次卡接的入口接头130、第一混合管1、第二混合管2、第三混合管3和出口接头120，下箱体侧壁与入口接头130相应位置处设有流体入口111、与出口接头120相应位置处设有总出口114，入口接头130套设在流体入口111内与之卡接，出口接头120套设在总出口114内与之卡接；第一混合管1、第二混合管2、第三混合管3与隔板113下端面通过螺钉和固定孔组固连；

如图22所示，第三混合管3包括安装座和与安装座固连的第三筒体，安装座四角设有与固定孔组相应的固定孔，安装座通过螺栓、安装座固定孔和隔板固定孔与隔板固连，第三筒体内顺次设有相连的喉管腔和锥形管腔，第三筒体锥形管腔端设有凹槽、与第二混合管2的凸起卡合相连，喉管腔端设有凸起与出口接头120相连；

如图23、24所示，入口接头130和出口接头120均为两个外径不同内径相同的管道形成的管状结构，入口接头130的内径与第一混合管1直径相同，入口接头130大外径端设有凹槽、小外径端设有与第一混合管1的凹槽卡合相连的凸起；出口接头120的内径与第三混合管3中喉管的直径相同，出口接头120大外径端设有与第三混合管3的凸起卡合连接的凹槽、小外径端设有凹槽；使用前，先安装螺旋式切削液多组分在线混合机构，将第一混合管1、第二混合管2和第三混合管3顺次卡接并安装在隔板113的下端面，通过固定孔固定，柱塞泵150和瓶座160顺次间隔安装在隔板113的上端面，通过螺钉、定位孔固定，液体瓶140螺纹固定在瓶座160上；再将第一引流器7和圆形螺旋混合器9安装在第一混合管1内，将第二引流器4和锥形螺旋混合器6安装在第二混合管2内，锥形螺旋混合器6和圆形螺旋混合器9的螺旋方向一致；使第一引流器7的短杆端与和圆形螺旋混合器9的圆形外端面91配合连接、长杆端分别穿过第一混合管1和隔板113上的第一引流器孔，第二引流器4的四边形端与锥形螺旋混合器6的锥形外端面61配合连接、梯形端分别穿过第二混合管2和隔板113上的第二引流器孔，将瓶座160与柱塞泵150、柱塞泵150与引流器（4、7）分别用液管170连通；然后将隔板113安装在箱体内的角板112上，通过螺钉、螺钉孔固定，将入口接头130套设在流体入口111内与第一混合管1卡接，出口接头120套设在总出口114内与第三混合管3卡接，

使用时，主流体（压缩空气或水）通过流体入口111进入螺旋式切削液多组分在线混合机构的入口接头130，顺次流经第一混合管1、第二混合管2、第三混合管3，通过出口接头120从总出口114流出；主流体在第一混合管1、第二混合管2中分别被圆形螺旋混合器9和锥形螺旋混合器6的层状结构分割，在层状结构的间隙中与各种切削液各组分混合后流入后续混合管中，最终在第三混合管3中总混；而液体瓶140中的切削液组分被柱塞泵150通过导液管170定量注入引流器（7，4），再被引流器（7，4）导入螺旋混合器（9，6)中，在混合管（1，2）中同主流体混合。

Claims (3)

1.一种用于螺旋切削液多组分在线混合机构的混合装置，其特征在于，包括混合管、设置在混合管内与之相配的螺旋混合器、与穿过混合管与螺旋混合器相连的引流器，所述螺旋混合器为混合片卷曲形成截面为螺旋线的层状结构，所述螺旋混合器外层自由端为外端面、内层自由端为内端面；

所述混合片内并列设有等距的溶质通道，所述溶质通道上设有穿过混合片侧壁的混合片微孔，所述溶质通道在外端面上形成溶质进孔、在内端面上形成溶质出孔；

所述引流器沿混合管轴向竖直设置在混合管内，引流器截面为L型结构，引流器的长杆端分别穿过混合管通过液管与切削液组分容器相连、短杆端套设在螺旋混合器的外端面外与外端面过盈连接；

引流器内并列设有等间距的L型内孔道，内孔道在引流器短杆端面上形成与混合器外端面上的溶质进孔相对应的孔道出孔、在引流器长杆端面上形成孔道进孔，螺旋混合器的内端面上的溶质出孔通过液管相连、引流器的长杆端面上的孔道进孔通过液管相连引流器内的内孔道和螺旋混合器内的溶质通道沟通形成迂回相通的3条通道并在螺旋混合器的内端面被堵头密封，所述圆形螺旋混合器外层自由端为圆形外端面、内层自由端为圆形内端面；

圆形螺旋混合器内并列设有等距的溶质通道，溶质通道在圆形外端面上形成等距的溶质进孔、在圆形内端面上形成等距的溶质出孔，溶质出孔与溶质出孔之间分别通过液管连接，溶质出孔通过堵头密封；溶质通道上设有穿过圆形螺旋混合器侧壁的混合片微孔。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋切削液多组分在线混合机构，其特征在于，所述混合管包括安装座和与安装座固连的筒体，安装座和筒体连接处设有引流器孔；安装座四角设有通过螺栓固连的固定孔，筒体内设混合腔。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋切削液多组分在线混合机构，其特征在于，所述混合腔为圆形或锥形，所述为圆形螺旋混合器或锥形混合器，所述引流器为方形引流器或梯形引流器。