CN202876994U - 一种环保切削液喷雾设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种环保切削液喷雾设备，该设备包括：气动脉冲阀、微量油泵和气冷装置，气动脉冲阀与微量油泵、微量油泵与气冷装置之间通过气管连接；气动脉冲阀控制气体的脉冲输出，微量油泵能够控制油雾浓度以及气量，气冷装置能够对油雾进行冷却最后以极高的速度喷向切削区。微量油泵输出的油量、气冷装置喷出的油量与实际输送到刀具有起润滑作用的油量是不同的，使用者能够调节输出的油雾用量以及油雾浓度，令使用更切合实际需要。另外本实用新型中所采用的微量润滑剂是一种专用的切削油，无矿物油成份，不含游离氯及其衍生物，安全无毒，人体安全性达到最高环保要求，有效的保护环境。

Description

一种环保切削液喷雾设备

技术领域：

本实用新型涉及切削设备技术领域，特指一种环保切削液喷雾设备。

背景技术：

在机械制造领域，切削加工中使用的切削液对提高加工效率与加工质量具有重要作用，但切削液在制造、使用、处理和排放的各个时期均会对环境造成严重污染，而在加工过程完成以后，清除零件表面切削液附着物时还会产生所谓的“二次污染效应”。据统计，切削液的使用成本相当昂贵，把切削液和有关设备的购置费用、能耗费、处理费、人工费、维修费及材料费加在一起达到了全部制造费用的7%-17%，而全部刀具费用仅为总制造费用的2%-4%。为了降低生产成本，改善生产条件和满足可持续发展对环境保护的要求，人们不断寻找出代替原有切削液浇注方法的绿色加工技术：生物稳定型切削液、喷雾冷却、液氮冷却、低温风冷切削、MQL及干切削等。

MQL技术是一种较新技术，将压缩气体与极微量润滑液混合汽化后，喷射到加工区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑。MQL可以大大减少“刀具-工件”和“刀具-切屑”之间的摩擦，起到抑制温升、降低刀具磨损、防止粘连和提高工件表面光洁度的作用，使用的润滑液很少，而效果却十分显著，既提高了功效，又不会对环境造成污染。本实用新型是针对MQL技术设备进行改进的，而根据专利号为“200720055269.5”的中国专利，该技术中的切削液雾化冷却设备包括有一液气储罐，液气储罐外部连接进气管，液气储罐通过出气管、出液管与雾化器连接，雾化器上安装有一雾化喷管。在使用时，从液气储罐的灌水口把兑好的环保型水溶性切削液灌入液气储罐，至容积的2/3，把进气管接到带压力表的进气口，进气管另一端接压缩空气源，压缩空气进入液气储罐中，切削液流体受到压力被压进出液管并到达雾化器，同时部分压缩空气通过气管到达雾化器，压缩空气在雾化器中把切削液流体形成颗粒细微的油雾，并以极高的流速通过雾化喷管喷向切削区。上述设备中结构较为简单，但是无法控制喷出的油雾浓度和气量，并且在工作过程中会产生大量的热量，此结构的设备无法降低油雾的温度以达到更好的效果。

本实用新型提出的一种环保切削液喷雾设备，该喷雾设备由气动脉冲阀、微量油泵和气冷装置组成，能够很好地控制所形成的油雾浓度及气量，并且该气冷装置通过空吸原理能够对进入气冷装置中的油雾进行冷却，让油雾更好地带走工具与工件之间的摩擦热和切削热量。另外，本实用新型中采用一种新的润滑油，能够更好地降低刀具与工件之间的摩擦并且对环境污染极小。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，一种环保切削液喷雾设备，该设备包括：气动脉冲阀、微量油泵和气冷装置，气动脉冲阀与微量油泵、微量油泵与气冷装置之间通过气管连接；所述的气动脉冲阀包括一阀体，阀体上开设有进气通道和出气通道，阀体上安装有用于调节出气速度的气流调节装置以及一推动装置，该推动装置于阀体内部往复移动以对进气通道进行开/闭，实现气体以脉冲形式向微量油泵输出；所述的微量油泵包括一泵体，泵体设置有进油口、出油口、第一气管口及第二气管口，第一气管口与气动脉冲阀的出气通道连接；泵体上还设置有用于调节第一气管口的气流量的调节阀；泵体前端安装一调节油量的调节组件；所述的气冷装置包括一喷嘴本体，喷嘴本体内部安装有一旋转气流发生器，喷雾进入喷嘴本体后通过该旋转气流发生器形成冷热两股气流并分别从喷嘴本体前端的冷气出口以及后端的热气出口喷出。

进一步而言，上述技术方案中，所述的阀体内部形成安装推动装置的安装位以及一气腔，所述的进气通道贯通该安装位以及气腔。

进一步而言，上述技术方案中，所述的推动装置包括：推动杆、推动杆前盖、推动杆后盖和弹簧，高压气体推动推动装置前移，推动杆后盖对气腔进行密闭；所述的弹簧提供推动装置后移的恢复力。

进一步而言，上述技术方案中，所述的气流调节装置包括：调节块、出气块和调节杆；出气块安装于调节块上方，调节块上安装有气槽和气槽口，该气槽口与出气通道连通；所述的调节块与调节杆通过盘头螺钉连接并与调节杆连动。

进一步而言，上述技术方案中，所述的泵体中设置有连通进油口的油腔以及连通油腔和出油口的第一通道；所述的第二气管口与油腔之间通过泵体设置的安装孔连通，调节组件安装于该安装孔中，调节组件中的旋钮显露于泵体外；所述的第一气管口与出油口连通。

进一步而言，上述技术方案中，所述的调节阀包括：固定安装于泵体上的座体及螺旋相接于座体中的调节杆，该调节杆包括：固为一体的施力端、螺旋部及轴体，该轴体末端成型有与所述锥形槽相匹配的锥形面。

进一步而言，上述技术方案中，所述的调节组件包括：与所述安装孔末端螺旋相接的旋钮、镶嵌于安装孔中并与旋钮相抵触的活塞及套接于活塞上的弹簧，该活塞前端穿过所述的油腔并落入所述的第一通道中，活塞前端设置有油槽，令第一通道与所述的出油口连通。

进一步而言，上述技术方案中，所述的喷嘴本体内部形成一贯通喷嘴本体的空腔，所述的旋转气流发生器下端呈螺旋结构开设有若干旋气槽，气体经过旋气槽形成漩涡气流进入空腔中；于喷嘴本体的外表面一体成型有若干散热片。

进一步而言，上述技术方案中，所述气动脉冲阀的出气通道与微量油泵的第一气管口连通；所述的微量油泵的出油口与气冷装置的进气口连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述的微量油泵的进油口与一油箱连接；所述微量油泵的第二气管口和气动脉冲阀的进气通道与一电磁阀连接。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、本实用新型中包括气动脉冲阀以及微量油泵，该微量油泵能够调节油量，气动脉冲阀调节气量，两者配合能够很好地调节所形成的油雾浓度及气量，MQL技术中微量油泵输出的油量、气冷装置喷出的油量与实际输送到刀具有起润滑作用的油量是不同的，使用者能够调节输出的油雾用量以及油雾浓度，使用更切合实际需要。

2、MQL技术能够提供和浇注切削相当甚至更好的润滑性能，但是其冷却效果却不尽人意，加工材料时产生大量热量不能及时散去，使得切削温度迅速增高，而本实用新型中的气冷装置应用了空吸原理，能够使通过其中的油雾分为冷热两股气流，并根据需要进行应用。

3、本实用新型中所采用的微量润滑剂是一种专用的切削油，无矿物油成份，不含游离氯及其衍生物，安全无毒，人体安全性达到最高环保要求，能有效的保护环境。

附图说明：

图1是本实用新型中气动脉冲阀的立体图；

图2是本实用新型的中气动脉冲阀的立体分解图；

图3是本实用新型中推动装置的分解图；

图4是本实用新型中微量油泵的立体图；

图5是本实用新型中微量油泵的俯视图；

图6是图5中沿A-A线的剖视图；

图7是图5中沿B-B线的剖视图；

图8是本实用新型中气冷装置的立体图；

图9是本实用新型中气冷装置的剖视图；

图10是本实用新型中旋转气流发生器的平面图；

图11是本实用新型的框架示意图。

附图标记说明：

1气动脉冲阀        11推动装置        111推动杆

113推动杆前盖      114推动杆后盖     115弹簧

12气流调节装置     121调节块         122出气块

123调节杆          2微量油泵         201进油口

202出油口          203第一气管口     204第二气管口

21油腔             22第一通道        23调节阀

231座体            232调节杆         233施力端

234螺旋部          235轴体           24调节组件

241旋钮            242活塞           243弹簧

3气冷装置        31旋转气流发生器        311旋气槽

32空腔           33散热片                4油箱

5电磁阀

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

见图1-11所示，一种环保切削液喷雾设备，该设备包括：气动脉冲阀1、微量油泵2和气冷装置3，气动脉冲阀1与微量油泵2、微量油泵2与气冷装置3之间通过气管连接。气动脉冲阀1包括一阀体，阀体上开设有进气通道和出气通道，阀体上安装有用于调节出气速度的气流调节装置12以及一推动装置11，该推动装置11于阀体内部往复移动以对进气通道进行开/闭，实现气体以脉冲形式向微量油泵2输出；微量油泵2包括一泵体，泵体设置有进油口201、出油口202、第一气管口203及第二气管口204，第一气管口203与气动脉冲阀1的出气通道连接；泵体上还设置有用于调节第一气管口203的气流量的调节阀23，通过该调节阀23控制进入泵体中的气量；泵体前端安装一调节油量的调节组件24，通过调节组件24控制进油量的多少；气冷装置3包括一喷嘴本体，喷嘴本体内部安装有一旋转气流发生器31，喷雾进入喷嘴本体后通过该旋转气流发生器31形成冷热两股气流并分别从喷嘴本体前端的冷气出口以及后端的热气出口喷出。

具体而言，所述的阀体内部形成一安装位以及一气腔，进气通道贯通该安装位以及气腔。推动装置11安装于安装位中，推动装置11包括：推动杆111、推动杆前盖113、推动杆后盖114和弹簧115，高压气体推动推动装置11前移，推动杆后盖114对气腔12进行密闭；弹簧115提供推动装置11后移的恢复力。

气流调节装置12包括：调节块121、出气块122和调节杆123；出气块122安装于调节块121上方，调节块121上安装有气槽和气槽口，该气槽口与出气通道连通；所述的调节块121与调节杆123通过盘头螺钉连接并与调节杆123连动。气腔开设于阀体的中部，推动装置11安装于阀体的底部，气流调节装置12安装于阀体的顶部，气体从阀体的底部进入进气通道，依次穿过安装位、气腔达到气槽，通过调节杆123调节出气块122与调节块121之间的间隙以控制出气量的大小，在进气量大于出气量的时候，气体在气腔中聚集，气腔中形成高气压，气体进入安装位后由于气腔中气压较高，气体不能进入气腔中而在安装位中聚集，并推动推动装置11前移，此时推动装置11对气腔进行密闭。在阀体上对应于安装位的位置还开设有一个气体出口，当气体不断地通过进气通道进入到安装位时，一部分的气体沿进气通道进入气腔中，另一部分气体通过安装位上的气体出口排出，当调节气流调节装置12使得进气量大于排气量时，推动装置11前移对气腔进行密闭，此时进入安装位中的气体则全部经过气体出口排出。

所述的泵体中设置有连通进油口201的油腔21以及连通油腔21和出油口202的第一通道22；所述的第二气管口204与油腔21之间通过泵体设置的安装孔连通，调节组件24安装于该安装孔中，调节组件24中的旋钮241显露于泵体外；所述的第一气管口203与出油口201连通。调节阀23包括：固定安装于泵体上的座体231及螺旋相接于座体231中的调节杆232，该调节杆232包括：固为一体的施力端233、螺旋部234及轴体235，该轴体234末端成型有与所述锥形槽相匹配的锥形面。调节阀13可在泵体上实现上下移动，轴体135末端锥形面与所述锥形槽相接，以实现对泵体中流通的气流量进行调节。调节组件24包括：与所述安装孔末端螺旋相接的旋钮241、镶嵌于安装孔中并与旋钮相抵触的活塞242及套接于活塞242上的弹簧243，该活塞243前端穿过油腔21并落入所述的第一通道22中，活塞242前端设置有油槽，令第一通道22与出油口202连通。调节组件24通过扭动旋钮241，当旋钮241不断地旋进泵体时，与旋钮241相抵触的活塞242随之不断地向第一通道22靠近，第一通道22中流通的油慢慢的减少，活塞242前端设置的油槽完全伸入第一通道22时，第一通道22与油腔21隔绝，不再进油。当旋钮241不断地旋出泵体时，与旋钮241相抵触的活塞242由于弹簧243的作用先不断的远离所述的第一通道22，此时，第一通道22中流通的油慢慢的增加，活塞242前端设置的油槽完全脱离第一通道22时，第一通道22与油腔21之间间隔最大，进油量最大。润滑剂和压缩空气在微量油泵2中混合形成油雾，油雾进一步进入到气冷装置3中。

所述的喷嘴本体内部形成一贯通喷嘴本体的空腔32，旋转气流发生器31安装于该空腔32中，旋转气流发生器31下端呈螺旋结构地开设有若干旋气槽311，油雾经过旋气槽311进入空腔32中形成漩涡气流，油雾在形成旋涡气流并且在高速转动的过程中，由于空吸作用，旋涡气流中心的气压会比周围的气压更低，因此旋涡气流中心的温度会降低。根据能量守恒定律而言，油雾的热焓量与冷、热出口两股油雾的总热焓量是不变的，在旋转的过程中，旋涡气流中心的油雾温度降低了，那旋涡气流外围的油雾温度必然升高，如此就形成了冷、热两种油雾，冷油雾从喷嘴本体前端的冷气出口喷出，由于气流高速喷出时会产生较大噪声，于冷气出口上还安装一消声器。喷嘴本体的外表面一体成型有若干散热片33。

本实用新型中各个部件之间通过气管连接，气动脉冲阀1的出气通道与微量油泵2的第一气管口203连接；微量油泵2的出油口202与气冷装置3的进气口连接，微量油泵2的进油口201与一油箱4连接；微量油泵2的第二气管口204和气动脉冲阀1的进气通道与一电磁阀5连接，与电磁阀和机床的启动开关同步工作，电磁阀5向微量油泵2和气动脉冲阀1提供0.6MP的压缩气体，气动脉冲阀1向微量油泵2以脉冲形式输送气体，通过微量油泵2的调节组件24以及调节阀23控制输油量以及气量，进一步控制油雾浓度以及气量。使用时，油箱4往微量油泵2中输油，通过调节组件24调节油量的多少，当旋钮241不断转动旋进泵体时，进油量慢慢减少，当旋钮241不断旋出泵体时，进油量不断增加。油与气体在微量油泵中混合形成油雾，通过调节组件24和调节阀23改变油量和气量而随时调整润滑和冷却效果。油雾从微量油泵2输送至气冷装置，在气冷装置3的旋转气流发生器31作用下形成高速运转的漩涡流，漩涡流外部为热油雾，中心为冷油雾，冷油雾从气冷装置1的冷气出口以极高的速度喷向切削区，气流装置3与微量油泵2之间是通过气管连接的，使用者可以随意的改变气冷装置的喷射角度，使其处于最适合的喷射方位，冷油雾喷向切削区，能够大大降低刀具与工件之间的摩擦，并且油雾中的细小质量颗粒在高温作用下发生汽化相变，吸走大量热量，压缩空气也吸走大量的热量，能够降低“刀具-工件”和“刀具-切屑”之间产生的摩擦热，起到抑制温升、降低刀具磨损，防止粘连和提高工件加工质量的作用。另外，本实用新型中所采用的微量润滑剂是一种专用的切削油，无矿物油成份，不含游离氯及其衍生物，安全无毒，人体安全性达到最高环保要求，能有效的保护环境，该微量润滑剂的主要由润滑剂、抗氧剂、油性剂、抗雾剂、极压及和防锈剂等多种功能添加剂及基础组分组成，该基础组分为：动植物油、合成酯、醇类等，此种微量润滑剂能生物降解，更符合绿色环保要求。一般一台电性的加工中心在进行湿切削使，切削液用量高达20-100L/MIN，而本设备用量一般为0.03-0.2L/H,而且只要使用得当，加工后的刀具、工件和切削都是干燥的，避免了后期的处理，清洁和干净的切屑经过压缩后还可以回收使用，完全不污染环境。

当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：该设备包括：气动脉冲阀（1）、微量油泵（2）和气冷装置（3），气动脉冲阀（1）与微量油泵（2）、微量油泵（2）与气冷装置（3）之间通过气管连接；

所述的气动脉冲阀（1）包括一阀体，阀体上开设有进气通道和出气通道，阀体上安装有用于调节出气速度的气流调节装置（12）以及一推动装置（11），该推动装置（11）于阀体内部往复移动以对进气通道进行开/闭，实现气体以脉冲形式向微量油泵（2）输出；

所述的微量油泵（2）包括一泵体，泵体设置有进油口（201）、出油（202）、第一气管口（203）及第二气管口（204），第一气管口（203）与气动脉冲阀（1）的出气通道连接；泵体上还设置有用于调节第一气管口（203）的气流量的调节阀（23）；泵体前端安装一调节油量的调节组件（24）；

所述的气冷装置（3）包括一喷嘴本体，喷嘴本体内部安装有一旋转气流发生器（31），喷雾进入喷嘴本体后通过该旋转气流发生器（31）形成冷热两股气流并分别从喷嘴本体前端的冷气出口以及后端的热气出口喷出。

2.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的阀体内部形成安装推动装置（11）的安装位以及一气腔，所述的进气通道贯通该安装位以及气腔。

3.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的推动装置（11）包括：推动杆（111）、推动杆前盖（113）、推动杆后盖（114）和弹簧（115），高压气体推动推动装置（11）前移，推动杆后盖（114）对气腔进行密闭；所述的弹簧（115）提供推动装置（11）后移的恢复力。

4.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的气流调节装置（12）包括：调节块（121）、出气块（122）和调节杆（123）；出气块（122）安装于调节块（121）上方，调节块（121）上安装有气槽和气槽口，该气槽口与出气通道连通；所述的调节块（121）与调节杆（123）通过盘头螺钉连接并与调节杆（123）连动。

5.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的泵体中设置有连通进油口（201）的油腔（21）以及连通油腔（21）和出油口（202）的第一通道（22）；所述的第二气管口（204）与油腔（21）之间通过泵体设置的安装孔连通，调节组件（24）安装于该安装孔中，调节组件（24）中的旋钮（241）显露于泵体外；所述的第一气管口（203）与出油口（201）连通。

6.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的调节阀（23）包括：固定安装于泵体上的座体（231）及螺旋相接于座体（231）中的调节杆（232），该调节杆（232）包括：固为一体的施力端（233）、螺旋部（234）及轴体（235），该轴体（234）末端成型有与所述锥形槽相匹配的锥形面。

7.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的调节组件（24）包括：与所述安装孔末端螺旋相接的旋钮（241）、镶嵌于安装孔中并与旋钮相抵触的活塞（242）及套接于活塞（242）上的弹簧（243），该活塞（243）前端穿过所述的油腔（21）并落入所述的第一通道（22）中，活塞（242）前端设置有油槽，令第一通道（22）与所述的出油（202）连通。

8.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的喷嘴本体内部形成一贯通喷嘴本体的空腔（32），所述的旋转气流发生器（31）下端呈螺旋结构开设有若干旋气槽（311），气体经过旋气槽（311）形成漩涡气流进入空腔中；于喷嘴本体的外表面一体成型有若干散热片（33）。

9.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述气动脉冲阀（1）的出气通道与微量油泵（2）的第一气管口（203）连通；所述的微量油泵（2）的出油口（202）与气冷装置（3）的进气口连接。

10.根据权利要求1所述的一种环保切削液喷雾设备，其特征在于：所述的微量油泵（2）的进油口（201）与一油箱（4）连接；所述微量油泵（2）的第二气管口（204）和气动脉冲阀（1）的进气通道与一电磁阀（5）连接。

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