CN110369169A - 雾化喷嘴及雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雾化喷嘴及雾化装置，雾化喷嘴包括介质引流管件、第一气体引流管件及第二气体引流管件，第一气体引流管件的内壁与介质引流管件的外壁的至少部分间隙构成第一气流流道，第一气体引流管件的外壁与第二气体引流管件的内壁的至少部分间隙构成第二气流流道，通过第一气流流道、第二气流流道使得压缩气体形成内外分布的内圈气流、外圈气流向外喷射，充分利用射流的柯恩达效应及卷吸作用，控制射流方向并卷吸环境空气以增大气流减少压缩气体消耗；而且，冷却润滑介质经介质引流管件引流喷出经内圈气流作用能够雾化形成油雾，并能够被外圈气流包裹束流处于内部，如此有效减少油雾向外逸散，实现油雾的集中喷射。

Description

雾化喷嘴及雾化装置

技术领域

本发明涉及喷嘴技术领域，特别涉及雾化喷嘴及雾化装置。

背景技术

近年来微量润滑技术因其较于传统切削液冷却润滑技术在同等情况下具有更低的表面粗糙度，更高的刀具寿命，更清洁环保的性质得到人们的关注。由于微量润滑系统需要在任何切削加工中保持工作状态，那就意味着大量的压缩气体消耗量。现有用于微量润滑技术的喷嘴，通常通过增大压缩气体使用量来提高喷射距离，造成气体消耗严重，成本较高。

现有技术中提出通过柯恩达效应将周围环境空气拉动以产生冲击气流，进而解决气体消耗的问题，如专利CN 204159466 U公开的一种复合雾化喷嘴及雾化喷雾器，虽然该种喷嘴结构一定程度上降低气体损耗，但是，容易造成润滑油雾逸散到环境空气中，难以实现集中喷射；而且，该种喷嘴结构也存在结构设计复杂，加工难度高，难以维护拆装更换等问题。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种结构简单紧凑、能够有效减少油雾逸散的雾化喷嘴及雾化装置。

根据本发明的第一方面，提供一种雾化喷嘴，包括介质引流管件；第一气体引流管件，套装在所述介质引流管件外侧，所述第一气体引流管件的内壁与所述介质引流管件的外壁的至少部分间隙构成第一气流流道；以及第二气体引流管件，套装在所述第一气体引流管件外侧，所述第一气体引流管件的外壁与所述第二气体引流管件的内壁的至少部分间隙构成第二气流流道；其中，所述第一气体引流管件的端部至少部分相对于所述第二气体引流管件向外伸出，所述第一气体引流管件的伸出部分的至少部分前侧外壁为第一锥形斜壁，所述第二气体引流管件的至少部分前侧外壁为第二锥形斜壁，所述第一锥形斜壁与轴线方向之间的夹角大于所述第二锥形斜壁与轴线方向之间的夹角。

上述雾化喷嘴至少具有以下有益效果：通过第一气流流道、第二气流流道使得压缩气体形成内外分布的内圈气流、外圈气流向外喷射，充分利用射流的柯恩达效应及卷吸作用，控制射流方向并卷吸环境空气以增大气流减少压缩气体消耗；而且，冷却润滑介质经介质引流管件引流喷出经内圈气流作用能够雾化形成油雾，并能够被外圈气流包裹束流处于内部，如此有效减少油雾向外逸散，实现油雾的集中喷射。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，所述第一气体引流管件的伸出部分还包括与所述第一锥形斜壁相连的柱形直壁，所述柱形直壁的长度定义为L1，所述第一气体引流管件处于所述柱形直壁的区域范围内的直径定义为L2，满足：0.2＜L1/L2＜0.3。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，所述介质引流管件的外壁的其中一部分与第一气体引流管件的内壁之间过盈配合连接，所述介质引流管件的外壁的其余部分与第一气体引流管件的内壁之间具有间隙。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，位于过盈配合连接部位，所述第一气体引流管件的内壁横向截面为圆形且所述介质引流管件的外壁横向截面为正多边形。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，所述第一气体引流管件的外壁的其中一部分与第二气体引流管件的内壁之间过盈配合连接，所述第一气体引流管件的外壁的其余部分与第二气体引流管件的内壁之间具有间隙。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，位于过盈配合连接部位，所述第二气体引流管件的内壁横向截面为圆形且所述第一气体引流管件的外壁横向截面为正多边形。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，所述介质引流管件沿介质流动方向划分为后端部分、中间部分及前端部分，所述介质引流管件的中间部分径向向外延伸形成用于与所述第一气体引流管件过盈配合连接的凸缘部分，所述介质引流管件的前端部分与所述第一气体引流管件之间形成环形间隙。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，所述介质引流管件的端部相对于所述第一气体引流管件的端部伸出。

根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴，所述介质引流管件的端部外壁为抛物面。

根据本发明的第二方面，提供一种雾化装置，包括根据本发明第一方面所述的雾化喷嘴、输气管道及输液管道，所述输液管道与所述介质引流管件连通以输送冷却润滑介质，所述输气管道与所述第一气流流道、第二气流流道连通以输送压缩气体。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例雾化喷嘴的结构示意图；

图2为本发明实施例雾化喷嘴的分解结构示意图；

图3为本发明实施例雾化喷嘴的横向截面示意图；

图4为图3中A-A线的纵向截面示意图；

图5为图3中B-B线的纵向截面示意图；

图6为本发明另一实施例雾化喷嘴的纵向截面示意图；

图7为本发明实施例雾化喷嘴中L1/L2比值与雾化角度的关系曲线图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图5，本发明实施例雾化喷嘴包括由内向外依次设置的介质引流管件10、第一气体引流管件20、第二气体引流管件30及基体管件40。

介质引流管件10用于输送引流冷却润滑介质向外喷出，介质引流管件10沿冷却润滑介质流动方向，即由后向前划分为后端部分11、中间部分12及前端部分13，中间部分12相对于后端部分11、前端部分13径向向外延伸凸出一段距离，以构成呈六棱柱状的凸缘部分，即凸缘部分的外壁的横向截面呈正六边形，介质引流管件10的前端部分13呈圆柱状，即前端部分13的外壁的横向截面为圆形。

其中，“横向截面”为沿垂直于轴线方向的截面，“纵向截面”为穿过轴线方向的截面。

第一气体引流管件20套装在介质引流管件10外侧，第一气体引流管件20内部具有容纳介质引流管件10的中间部分12及前端部分13的阶梯内腔，介质引流管件10的中间部分12的外壁与第一气体引流管件20的内壁之间接触并留有间隙，介质引流管件10的前端部分13的外壁与第一气体引流管件20的内壁之间不接触并构成环形间隙14。

具体地，第一气体引流管件20的阶梯内腔均为圆柱形阶梯内腔，凸缘部分的六条棱边与第一气体引流管件20的内壁接触，并构成过盈配合连接，使得介质引流管件10能够稳定固定安装在第一气体引流管件20的内部，凸缘部分的六个侧面与第一气体引流管件20的内壁之间分别构成六个间隔分开的第一气槽15，第一气槽15均与环形间隙14相连通并构成第一气流流道，压缩气体经过第一气流流道向外喷出能够形成内圈气流。

在另外的一些实施例中，介质引流管件10也可以设置为全长均是六棱柱状的结构形式，即全长的横向截面均呈正六边形，当然，介质引流管件10的后端部分11的端部接口111仍然为圆形接口的结构形式，便于与输液管道相连接，相应地，第一气体引流管件20的内腔设置为圆柱状内腔，同样能够形成第一气流流道，进而使得压缩气流喷出形成内圈气流。

介质引流管件10仅中间部分设置为径向向外延伸凸出的六棱柱状结构形式，使得结构更为紧凑，便于固定套装在第一气体引流管件20内部，也便于机械加工成型，降低制造成本。

第二气体引流管件30套装在第一气体引流管件20外侧，第一气体引流管件20的前端端部相对于第二气体引流管件30伸出预定距离，第一气体引流管件20的外壁与第二气体引流管件30的内壁之间接触并留有间隙，同样地，第一气体引流管件20的中间部分呈六棱柱状，即第一气体引流管件20的外壁的横向截面呈正六边形，第二气体引流管件30的内腔为圆柱形内腔，第一气体引流管件20的外壁的六条棱边与第二气体引流管件30的内壁接触，并构成过盈配合连接，使得第一气体引流管件20能够稳定固定安装在第二气体引流管件30的内部，第一气体引流管件20的外壁的六个侧面与第二气体引流管件30的内壁之间分别构成六个间隔分开的第二气槽21，第二气槽21共同组成第二气流流道，压缩气体经过第二气流流道向外喷出能够形成外圈气流。

在本实施例中，第一气体引流管件20的伸出部分的至少部分前侧外壁设置为第一锥形斜壁22，第二气体引流管件30的前端端部的前侧外壁设置为第二锥形斜壁32，压缩气体经第一气流流道、第二气流流道向外喷出，分别形成内外分布的内圈气流、外圈气流，由于第一锥形斜壁22、第二锥形斜壁32的存在，内圈气流、外圈气流产生的射流充分利用柯恩达效应及卷吸作用，控制射流方向并卷吸环境空气以增大气流减少压缩气体消耗。

其中，第一锥形斜壁22与轴线方向之间的夹角α大于第二锥形斜壁32与轴线方向之间的夹角β，使得内圈气流、外圈气流形成层流状态，减少外圈气流与内圈气流干扰碰撞，降低气体内耗，进一步地提高输送距离，当冷却润滑介质经介质引流管件10引流喷出经内圈气流作用下雾化形成油雾，产生的油雾被包裹束流处于外圈气流的内部，有效减少油雾向外逸散，实现油雾的集中喷射。

在其中一些实施例中，第一气体引流管件20的伸出部分的外壁前后划分为两部分，分别为第一锥形斜壁22和柱形直壁23，该伸出部分为完全伸出第二气体引流管件30的部分，其中，柱形直壁23的长度定义为L1，第一气体引流管件20处于柱形直壁23的区域范围内的直径定义为L2，如图4所示，限定：0.2＜L1/L2＜0.3，如此能够保证油雾喷射更为集中，喷嘴雾化角度更小，雾化角度越小，越容易实现对加工区域的集中喷射，为了验证0.2＜L1/L2＜0.3对喷嘴的雾化角度影响，其他参数不变情形下，调整L1/L2的比值进行测试，具体结果如下表：

由上表可知，L1/L2比值大小不宜过大，不宜过小，当优选为0.2＜L1/L2＜0.3时，能够达到最小的雾化角度，有利于油雾集中喷射，根据以上测试结果得出L1/L2比值与雾化角度的关系曲线图，具体参见图7。

基体管件40为套筒结构，第二气体引流管件30后端端部螺纹连接在基体管件40的内部，使得整个喷嘴结构安装固定方便快捷，当然，还可以通过其他密封连接结构形式使得第二气体引流管件30与基体管件40之间形成可拆卸式密封连接。

介质引流管件10的端部与第一气体引流管件20的端部设置为齐平结构形式，如图4和图5所示。

参照图6，在其中一些实施例中，介质引流管件10的端部相对于第一气体引流管件20的端部伸出一小段距离，即略微凸出，能够使得油雾喷射更为集中。此外，介质引流管件10向外伸出的端部外壁可以设置为抛物面，即介质引流管件10的端部外壁的纵向截面为抛物线，可以提高卷吸环境气体的效率，并有助于形成微米级的油雾颗粒。

本发明实施例雾化装置，包括上述雾化喷嘴、输气管道及输液管道，其中，输气管道用于向雾化喷嘴输送供应压缩气体，输液管道用于向雾化喷嘴输送供应润滑油液、切削液等，输气管道与基体管件40连通，输气管道输送的压缩气体分别进入第一气流流道、第二气流流道并向外喷射形成内圈气流、外圈气流，输液管道与介质引流管件10连通，润滑油液经介质引流管件10向外喷射，并在内圈气流作用下雾化形成油雾，产生的油雾被包裹束流处于外圈气流的内部，能够减少油雾向外逸散，实现油雾的集中喷射。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种雾化喷嘴，其特征在于，包括：

介质引流管件；

第一气体引流管件，套装在所述介质引流管件外侧，所述第一气体引流管件的内壁与所述介质引流管件的外壁的至少部分间隙构成第一气流流道；以及

第二气体引流管件，套装在所述第一气体引流管件外侧，所述第一气体引流管件的外壁与所述第二气体引流管件的内壁的至少部分间隙构成第二气流流道；

其中，所述第一气体引流管件的端部至少部分相对于所述第二气体引流管件向外伸出，所述第一气体引流管件的伸出部分的至少部分前侧外壁为第一锥形斜壁，所述第二气体引流管件的至少部分前侧外壁为第二锥形斜壁，所述第一锥形斜壁与轴线方向之间的夹角大于所述第二锥形斜壁与轴线方向之间的夹角。

2.根据权利要求1所述雾化喷嘴，其特征在于：所述第一气体引流管件的伸出部分还包括与所述第一锥形斜壁相连的柱形直壁，所述柱形直壁的长度定义为L1，所述第一气体引流管件处于所述柱形直壁的区域范围内的直径定义为L2，满足：0.2＜L1/L2＜0.3。

3.根据权利要求1或2所述的雾化喷嘴，其特征在于：所述介质引流管件的外壁的其中一部分与第一气体引流管件的内壁之间过盈配合连接，所述介质引流管件的外壁的其余部分与第一气体引流管件的内壁之间具有间隙。

4.根据权利要求3所述的雾化喷嘴，其特征在于：位于过盈配合连接部位，所述第一气体引流管件的内壁横向截面为圆形且所述介质引流管件的外壁横向截面为正多边形。

5.根据权利要求1或2所述的雾化喷嘴，其特征在于：所述第一气体引流管件的外壁的其中一部分与第二气体引流管件的内壁之间过盈配合连接，所述第一气体引流管件的外壁的其余部分与第二气体引流管件的内壁之间具有间隙。

6.根据权利要求5所述的雾化喷嘴，其特征在于：位于过盈配合连接部位，所述第二气体引流管件的内壁横向截面为圆形且所述第一气体引流管件的外壁横向截面为正多边形。

7.根据权利要求3所述的雾化喷嘴，其特征在于：所述介质引流管件沿介质流动方向划分为后端部分、中间部分及前端部分，所述介质引流管件的中间部分径向向外延伸形成用于与所述第一气体引流管件过盈配合连接的凸缘部分，所述介质引流管件的前端部分与所述第一气体引流管件之间形成环形间隙。

8.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于：所述介质引流管件的端部相对于所述第一气体引流管件的端部伸出。

9.根据权利要求8所述的雾化喷嘴，其特征在于：所述介质引流管件的端部外壁为抛物面。

10.一种雾化装置，其特征在于，包括：权利要求1至9任意一项所述的雾化喷嘴、输气管道及输液管道，所述输液管道与所述介质引流管件连通以输送冷却润滑介质，所述输气管道与所述第一气流流道、第二气流流道连通以输送压缩气体。