RU142164U1 - Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания - Google Patents
Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания Download PDFInfo
- Publication number
- RU142164U1 RU142164U1 RU2014105232/02U RU2014105232U RU142164U1 RU 142164 U1 RU142164 U1 RU 142164U1 RU 2014105232/02 U RU2014105232/02 U RU 2014105232/02U RU 2014105232 U RU2014105232 U RU 2014105232U RU 142164 U1 RU142164 U1 RU 142164U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- supplying
- outlet
- output part
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
1. Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания, содержащее продольный канал, включающий цилиндрическую входную и сложносоставную выходную части, отличающееся тем, что входная и выходная части сопряжены между собой ступенчато с переходом цилиндрической входной части в плоскую, перпендикулярную оси сопла площадку, переходящую в выходную часть с увеличением диаметра последней, при этом выходная часть выполнена в виде сферической поверхности, плавно сопряженной с вогнутой торовой поверхностью вращения, суженной в сторону подачи смазочно-охлаждающей жидкости и с выпускным отверстием, плавно расширенным к торцу сопла.2. Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания по п. 1, отличающееся тем, что диаметры сферической поверхности dи выпускного отверстия dвыбраны из соотношений:d=(3,0 - 4,2)d; d= d,где d- диаметр цилиндрической входной части сопла.
Description
Полезная модель относится к области технологии машиностроения, точнее к устройствам для охлаждения режущего инструмента и обрабатываемого материала смазочно-охлаждающими жидкостями, в частности к конструкциям сопел для подачи жидкости в зону резания. Кроме того, полезная модель относится к области устройств струйной техники, в которых используется сопла для преобразования потенциальной энергии жидкости или газа в кинетическую энергию скоростной струи на выходе из сопла или преобразования кинетической энергии в потенциальную энергию всасывания или нагнетания.
Одним из крупных недостатков, сопел для подачи различных газов, жидкостей, аэрозолей и т.д., является обледенение внутренней поверхности сопел и закупоривание канала сопла, в результате чего технологический процесс нарушается. Это явление характерно для многих устройств, в частности, и для устройств в которых для получения аэрозоля смазочно-охлаждающей жидкости используется вихревая труба.
Известно сопло устройства для охлаждения зоны резания по патенту на полезную модель RU №125915 (МПК B23Q 11/10, МПК F25B 9/02, 20.03.2013) [1]. В известном устройстве для получения смазочно-охлаждающего аэрозоля использована вихревая труба, обеспечивающая эффективное образование аэрозоля смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) с низкой температурой (до -10°C).
Сопло известного устройства выполнено диффузорным. В зоне сопла смонтирована поперечная перфорированная перегородка для достижения ударной ионизации частиц СОЖ. Недостатком известной конструкции сопла является обледенение внутренней поверхности сопла, что нарушает процесс подачи СОЖ в зону резания. Обледенение вызвано наличием в канале сопла не продуваемых зон, в которых накапливается частицы инея и льда, перекрывающие канал для выхода СОЖ.
Известно сопло (патрубок) для сброса компонента в окружающую среду по патенту RU №2176355 (МПК F17C 13/10, 27.11.2001) [2]. При сбросе криогенных компонентов в окружающую среду наблюдается обледенение сопла, особенно при быстром аварийном сбросе.
В известном изобретении сопло (патрубок) для сброса компонента в окружающую среду снабжено дополнительным патрубком, установленным коаксиально основному патрубку. В кольцевой зазор между патрубками подают теплый вспомогательный компонент или инертный газ. Это обеспечивает тепловую изоляцию сбрасываемого компонента от окружающей атмосферы и позволяет вынести процесс возможного обледенения за пределы устройства сброса в окружающую среду.
Недостатком известного сопла является сложность конструкции, необходимость использования оборудования для подачи вспомогательного компонента в сопло при повышенном давлении компонента.
Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели по технической сущности является сопло жидкостно-газового эжектора (варианты) по патенту RU №2142073 (МПК F04F 5/46 27.11.1999) [3].
Сопло содержит канал, имеющий сопряженные между собой входную, сужающую по ходу потока часть, и выходную часть в виде различных поверхностей. Входная и выходная части сопряжены между собой острой кромкой или участком кривой поверхности.
В известном изобретении представлено шесть вариантов конструкции сопел. Входная часть сопел выполнена в виде конической, цилиндрической или криволинейной поверхностей. Выходная часть сопел выполнена в виде цилиндрической, конической (конфузорной или диффузорной) или сложно-составной из нескольких поверхностей.
Представленные в изобретение варианты сопел обеспечивают эффективное преобразование потенциальной энергии давлении среды на входе, в кинетическую энергию струи на выходе из сопла с минимальными потерями энергии.
Однако существенным недостатком известных сопел является возможность обледенения канала и его закупоривание, так как в конструкции сопел не предусмотрено никаких антиобледенительных конструктивных элементов.
Предлагаемая полезная модель сопла для подачи СОЖ в зону резания направлена на устранение обледенения продольного канала сопла за счет оптимальной геометрии канала и выноса возможных частиц льда вместе с потоком смазочно-охлаждающей жидкости.
Поставленная задача решена тем, что в сопле для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания, содержащем продольный канал, включающем цилиндрическую входящую и сложносоставную выходную части, входная и выходная части сопряжены между собой ступенчато с переходом цилиндрической входной части в плоскую перпендикулярную оси сопла площадку, переходящую в выходную часть с увеличением диаметра последней, при этом выходная часть выполнена в виде сферической поверхности, плавно сопряженной с вогнутой торовой поверхностью вращения, сужающейся в сторону подачи смазочно-охлаждающей жидкости и заканчивающейся выпускным отверстием, плавно расширяющимся к торцу сопла.
Задача решена также за счет того, что диаметры сферической поверхности d2 и выпускного отверстия d3 выбирают исходя из соотношений:
d2=(3,0-4,2)d1; d3=d1
где d1 - диаметр цилиндрической входной части сопла.
Предлагаемая конструкция сопла для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания иллюстрируется чертежом. На фигуре 1 представлена схема сопла в продольном разрезе. На фигуре показано движение потока СОЖ во входной и выходной частях сопла.
Сопло представляет собой литую или прессованную конструкцию с элементами токарной обработки, выполненную из черных, цветных сплавов или полимерных материалов. Внешняя форма сопла - цилиндрическая с коническим сужением. По оси сопла выполнен продольный канал, состоящий из входной части 1 и выходной части 2. Входная часть 1 выполнена цилиндрической с диаметром d1. Диаметр d1 определяется производительностью устройства, обеспечивающего приготовление аэрозоли смазочно-охлаждающей жидкости. Выходная часть 2 выполнена сложносоставной и представляющей собой канал в виде поверхности вращения с криволинейной образующей сложной формы. Входная часть 1 и выходная часть 2 сопряжены между собой ступенчато.
Цилиндрическая входная часть 1 заканчивается плоской площадкой 3, перпендикулярной оси сопла. Площадка 3 образует ступенчатый переход входной части 1 в выходную часть 2 в виде «внезапного расширения».
Плоская площадка 3 переходит в выходную часть 2 с увеличение диаметра последней. На начальном участке выходная часть выполнена в виде сферической поверхности 4, диаметром d2. Сферическая поверхность затем плавно сопрягается с вогнутой торовой поверхностью вращения 5, которая образует сужающийся в сторону подачи СОЖ канал криволинейной формы.
Поверхность 5 заканчивается выпускным отверстием 6, диаметром d3. На конечном участке отверстие 6 выполнено плавно расширяющиеся в сторону выхода СОЖ с целью снижения скорости потока аэрозоля.
Диаметры d2 сферической поверхности канала и выпускного отверстия d3 выбирают исходя из соотношений:
d2=(3,0-4,2)d1; d3=d1,
где - диаметр цилиндрической входной части сопла.
В целом, продольный канал сопла характеризуется двумя особенностями: ступенчатым переходом входной части 1 в выходную часть 2 и плавной аэродинамичной геометрией выходной части 2.
Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания работает следующим образом.
Полученная в устройстве для охлаждения зоны резания смазочно-охлажденная смесь в виде аэрозоли через цилиндрическую входную часть 1 поступает в сферическую зону, образованную сферической поверхностью 4. В этой зоне температура потока резко снижается из-за внезапного расширения зоны сферической поверхности. Согласно законам аэродинамики благодаря внезапному расширению по периферии потока происходит интенсивное образование турбулентных вихрей, имеющих вращательное движение в противоположную сторону потока СОЖ. Вихревое движение аэрозольного потока наблюдается по всем объемам сферической зоны. Центральная же часть потока поступает в сужающуюся часть канала, образованную торовой вогнутой поверхностью вращения 5.
Скорость потока аэрозоля при этом снова возрастает, его температура несколько повышается. На входе выпускного отверстия 6 потока аэрозольного СОЖ стабилизируется, плавно расширяется с потерей скорости и доставляется в зону резания для его охлаждения.
В предлагаемой конструкции сопла образуются условия для предотвращения обледенения продольного канала и его закупоривания образующимся инеем или льдом. Это обеспечивается следующим образом.
В связи с низкой температурой подаваемой СОЖ (до -10°C) возможно образование частиц льда и инея в потоке аэрозоля, что может способствовать накоплению частиц на стенках канала сопла и его закупориванию. Однако в предлагаемой конструкции сопла образующиеся вдоль стенок турбулентные вихри аэрозольного потока исключают возможность накопления льдинок и инея и образования наледи за счет удаления частиц льда из периферийных зон канала и возврата их в общий центральный поток СОЖ.
Кроме того наличие наледи в сужающемся канале, образованной вогнутой торовой поверхностью вращения 5, исключается за счет высокой скорости потока СОЖ и уноса частиц льда в атмосферу скоростным потоком.
Таким образом, предлагаемая конструкция сопла хотя и не устраняет возможность формирования инея и льдинок в потоке СОЖ, но исключает возможность образования наледи на внутренней поверхности продольного канала и его закупоривания.
Аэродинамическая форма продольного канала сопла кроме того обеспечивает устранение застойных зон в канале сопла, в которых было бы возможно образование наледей. Аэродинамическая геометрия канала сопла способствует также снижению энергетических потерь при транспортировке СОЖ к месту потребления.
Приведенные в описании соотношения между диаметрами входной и элементов выходной части канала сопла являются оптимальными, так как обеспечивают наиболее эффективную работу сопла. Если d2 будет меньше 3,0d1, то процесс вихреобразования затормаживается и вероятность обледенения сопла возрастает. При d2>4,2d1 возрастают габариты сопла без существенного улучшения антиобледенительных свойств сопла.
Источники информации
1. Патент на полезную модель RU №125915 «Устройство для охлаждения зоны резания», МПК B23Q 11/10, 20.03.2013.
2. Патент RU №2176355 «Способ предотвращения обледенения патрубка сброса компонента в окружающую среду и устройство для его реализации», МПК F17C 13/10, 27.11.2001.
3. Патент RU №2142073 «Сопло жидкостно-газового эжектора (варианты)», МПК F04F 5/46, 27.11.1999.
Claims (2)
1. Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания, содержащее продольный канал, включающий цилиндрическую входную и сложносоставную выходную части, отличающееся тем, что входная и выходная части сопряжены между собой ступенчато с переходом цилиндрической входной части в плоскую, перпендикулярную оси сопла площадку, переходящую в выходную часть с увеличением диаметра последней, при этом выходная часть выполнена в виде сферической поверхности, плавно сопряженной с вогнутой торовой поверхностью вращения, суженной в сторону подачи смазочно-охлаждающей жидкости и с выпускным отверстием, плавно расширенным к торцу сопла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105232/02U RU142164U1 (ru) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105232/02U RU142164U1 (ru) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU142164U1 true RU142164U1 (ru) | 2014-06-20 |
Family
ID=51219097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014105232/02U RU142164U1 (ru) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU142164U1 (ru) |
-
2014
- 2014-02-12 RU RU2014105232/02U patent/RU142164U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7581482B1 (en) | Supersonic turning vane | |
AU2020202262B2 (en) | Method and system for reducing drag in a vehicle | |
CN106064122B (zh) | 锯齿喷射式抽空器 | |
CN104772239B (zh) | 超音速菊花型喷嘴及安装有该喷嘴的气体喷射式真空泵 | |
RU146288U1 (ru) | Центробежный сепарационный элемент | |
CN108263638A (zh) | 一种高温低耗异形喷管 | |
RU142164U1 (ru) | Сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания | |
JP6918375B2 (ja) | 空気抵抗低減システムおよび車両が受ける空気抵抗を低減する方法 | |
WO2015105431A1 (ru) | Гидродинамическое устройство | |
Yao et al. | Influence of some geometrical parameters on the characteristics of prefilming twin-fluid atomization | |
WO2017116257A1 (ru) | Гидродинамическое устройство | |
CN201427226Y (zh) | 用于激光切割机的喷气嘴 | |
EP3363520B1 (en) | Gas-liquid separation device and method | |
CN216347209U (zh) | 一种核子器和造雪机 | |
CN104405532B (zh) | 真空射流保护罩 | |
CN106286420A (zh) | 波瓣抽空器 | |
RU2650913C1 (ru) | Газовый эжектор | |
RU2703119C1 (ru) | Вихревой эжектор | |
CN110529255B (zh) | 一种圆弧导流式航空发动机帽罩单孔冲击换热结构 | |
RU85949U1 (ru) | Дефлектор сопловой турбинной лопатки со шнековым завихрителем струи | |
Zhang et al. | Numerical Simulation and Experimental Study on Ejector of Lubricating Oil System of Gas Turbine Engine | |
CN115682493A (zh) | 一种核子器和造雪机 | |
CN201728166U (zh) | 一种低噪声耐低温亚音速喷射器 | |
Sugati et al. | Numerical Investigation of a Liquid Gas Ejector | |
RU96399U1 (ru) | Сверхзвуковой газовый эжектор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150213 |