雾化喷嘴及微量润滑系统

技术领域

本发明涉及微量润滑技术领域，具体而言，涉及一种雾化喷嘴及微量润滑系统。

背景技术

随着国内制造技术的飞速发展和市场规模的不断扩大，对于生产加工所需的数控机床的需求也在不断扩大，目前数控机床已被广泛应用于汽车、模具、航天、军工等领域。

数控机床在加工过程中，通常会使用到冷却液/切削液，切削液在切削加工中主要起润滑、冷却、出屑和防腐作用，有利于提高刀具寿命，降低工件热变形，保证工件表面质量，然而切削液的大量使用不仅会导致生产成本增加，还会给环境和操作工人的健康造成较大的潜在损害。

微量润滑技术可以有效的解决上述问题。其工作原理是在金属加工过程中将压缩气体(空气，氮气，二氧化氮等)与极微量的润滑油(环保植物性油液)混合后形成微米级的液滴，以每小时5cc至50cc的极少量通过微型油泵的驱动喷射到加工区，以进行有效的润滑。

微量润滑油除了能起到减小刀具和工件之间的摩擦，降低切削温度、改善切屑的流动方向和降低金属加工油的购买成本等作用外，其更加明显的优势是具有极高的环保效能，不仅能很大改善操作现场环境的整洁和干净，有效保护操作工人的健康，而且具有可生物降解的特性，能让加工中心轻松放入应对国家对于金属加工中废液处理的环保要求和当地环保部门的环境测评。

然而，微量润滑技术在使用时也存在不足，例如噪音问题，微量润滑系统在工作时，为了保证雾化效果，雾化喷嘴喷出的雾化的油和喷射的空气的混合流速较大，它们与周围空气之间的摩擦振动会产生较大的噪音，且噪音数值往往超过车间作业规定的噪音标准范围，长此以往，将会对操作工人的健康造成潜在的损害。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种雾化喷嘴及微量润滑系统，以解决现有技术中的微量润滑系统的雾化喷嘴无法在降低噪音的同时不影响雾化效果的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种雾化喷嘴，包括：进气部，进气部包括进气腔和分别位于进气腔的相对两端且均与进气腔连通的进气入口和进气出口；消音部，消音部包括容纳腔和分别位于容纳腔的相对两端且均与容纳腔连通的安装开口和喷射口，进气部的具有进气出口的一端通过安装开口插设在容纳腔内；其中，容纳腔内设置有扰流结构。

进一步地，进气腔包括沿流体流动方向依次连接的第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体，第一腔体、第二腔体和第四腔体均为圆柱腔，第三腔体为圆锥腔，第二腔体的内径大于第一腔体的内径且大于第四腔体的内径，第三腔体的最大内径等于第二腔体的内径，第三腔体的最小内径等于第四腔体的内径。

进一步地，进气部与消音部之间螺纹连接。

进一步地，容纳腔包括沿流体流动方向依次连接的安装腔、扰流腔、雾化加强腔和出口腔，进气部位于安装腔内，扰流结构包括位于扰流腔内的主扰流部和位于雾化加强腔内的雾化加强部，出口腔与喷射口连通。

进一步地，安装腔包括沿流体流动方向依次连接的第五腔体和第六腔体，第五腔体为圆柱腔，第六腔体为圆锥腔；其中，第五腔体的内径等于第六腔体的最大内径，第六腔体的内径沿远离第五腔体的方向逐渐减小，第五腔体内设置有内螺纹；进气部的外周面包括沿流体流动方向依次连接的第一圆柱面、第二圆柱面和第一圆锥面，第一圆柱面的外径小于第二圆柱面的外径，第一圆柱面位于容纳腔外，第二圆柱面上设置有与内螺纹螺纹连接的外螺纹，第一圆锥面与第六腔体插接配合。

进一步地，扰流腔包括沿流体流动方向依次连接的第七腔体、第八腔体和第九腔体，第七腔体和第九腔体均为圆锥腔，第八腔体为圆柱腔，第八腔体的内径、第七腔体的最大内径以及第九腔体的最大内径相同，第七腔体的内径和第九腔体的内径均沿远离第八腔体的方向逐渐减小；主扰流部的外周面包括沿流体流动方向依次连接的第二圆锥面、第三圆柱面和第三圆锥面，第二圆锥面与第七腔体的内壁面间隔设置，第三圆柱面与第八腔体的内壁面之间通过环绕主扰流部的周侧间隔设置的多个连接块连接，以形成多个过流通孔；第三圆锥面与第九腔体的内壁面间隔设置。

进一步地，主扰流部为空心结构，主扰流部的内孔包括沿靠近进气部的方向依次连接的第十腔体和第十一腔体，第十腔体和第十一腔体均为圆锥腔；其中，沿远离第十腔体的方向，第十一腔体的内径逐渐增大；沿远离第十一腔体的方向，第十腔体的内径逐渐增大。

进一步地，出口腔为锥形腔，出口腔的内径沿靠近喷射口的方向逐渐减小。

进一步地，雾化加强部为设置在雾化加强腔的内壁面上的螺旋流道。

根据本发明的另一方面，提供了一种微量润滑系统，包括压力控制阀、电磁阀、油箱、油泵和雾化喷嘴，雾化喷嘴为上述的雾化喷嘴；其中，油泵的压缩空气入口通过进气管路与空气压缩机连通，油泵的润滑油入口通过进液管路与油箱连接，油泵的出口与雾化喷嘴连接；压力控制阀和电磁阀依次设置在进气管路上。

应用本发明的技术方案，本发明的雾化喷嘴包括：进气部，进气部包括进气腔和分别位于进气腔的相对两端且均与进气腔连通的进气入口和进气出口；消音部，消音部包括容纳腔和分别位于容纳腔的相对两端且均与容纳腔连通的安装开口和喷射口，进气部的具有进气出口的一端通过安装开口插设在容纳腔内；其中，容纳腔内设置有扰流结构。这样，本发明的雾化喷嘴通过设置进气部、消音部和扰流结构，以通过扰流结构来降低雾化喷嘴内的油气混合物的流速和噪音并保证雾化效果，解决了现有技术中的微量润滑系统的雾化喷嘴无法在降低噪音的同时不影响雾化效果的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的雾化喷嘴的实施例的结构示意图；

图2示出了图1所示的雾化喷嘴的侧视图；

图3示出了图1所示的雾化喷嘴的主视图；

图4示出了图3所示的雾化喷嘴沿E-E方向的剖视图；

图5示出了图3所示的雾化喷嘴沿B-B方向的剖视图；

图6示出了图1所示的雾化喷嘴的进气部的剖视图；

图7示出了图1所示的雾化喷嘴的消音部的剖视图；

图8示出了包括图1所示的雾化喷嘴的微量润滑系统的结构示意图；

图9示出了图1所示的雾化喷嘴内的流体流动过程的过程示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、压力控制阀；2、电磁阀；3、油箱；4、油泵；5、频率控制器；6、雾化喷嘴；7、空气压缩机；

10、进气部；

11、进气腔；111、第一腔体；112、第二腔体；113、第三腔体；114、第四腔体；115、第一圆柱面；116、第二圆柱面；117、第一圆锥面；

12、进气入口；13、进气出口；

20、消音部；

21、容纳腔；211、安装腔；2111、第五腔体；2112、六腔体；212、扰流腔；2121、第七腔体；2122、第八腔体；2123、第九腔体；213、雾化加强腔；214、出口腔；

22、安装开口；23、喷射口；

30、扰流结构；

31、主扰流部；311、第二圆锥面；312、第三圆柱面；313、第三圆锥面；314、第十腔体；315、第十一腔体；

32、雾化加强部；320、螺旋流道；33、连接块；34、过流通孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图7所示，本发明提供了一种雾化喷嘴，包括：进气部10，进气部10包括进气腔11和分别位于进气腔11的相对两端且均与进气腔11连通的进气入口12和进气出口13；消音部20，消音部20包括容纳腔21和分别位于容纳腔21的相对两端且均与容纳腔21连通的安装开口22和喷射口23，进气部10的具有进气出口13的一端通过安装开口22插设在容纳腔21内；其中，容纳腔21内设置有扰流结构30。

这样，本发明的雾化喷嘴通过设置进气部10、消音部20和扰流结构30，以通过扰流结构30来降低雾化喷嘴内的油气混合物的流速和噪音并保证雾化效果，解决了现有技术中的微量润滑系统的雾化喷嘴无法在降低噪音的同时不影响雾化效果的问题。

如图6所示，进气腔11包括沿流体流动方向依次连接的第一腔体111、第二腔体112、第三腔体113和第四腔体114，第一腔体111、第二腔体112和第四腔体114均为圆柱腔，第三腔体113为圆锥腔，第二腔体112的内径大于第一腔体111的内径且大于第四腔体114的内径，第三腔体113的最大内径等于第二腔体112的内径，第三腔体113的最小内径等于第四腔体114的内径。

本发明的雾化喷嘴进气部10与消音部20之间螺纹连接。

如图7所示，容纳腔21包括沿流体流动方向依次连接的安装腔211、扰流腔212、雾化加强腔213和出口腔214，进气部10位于安装腔211内，扰流结构30包括位于扰流腔212内的主扰流部31和位于雾化加强腔213内的雾化加强部32，出口腔214与喷射口23连通。

如图4至图7所示，安装腔211包括沿流体流动方向依次连接的第五腔体2111和第六腔体2112，第五腔体2111为圆柱腔，第六腔体2112为圆锥腔；其中，第五腔体2111的内径等于第六腔体2112的最大内径，第六腔体2112的内径沿远离第五腔体2111的方向逐渐减小，第五腔体2111内设置有内螺纹；进气部10的外周面包括沿流体流动方向依次连接的第一圆柱面115、第二圆柱面116和第一圆锥面117，第一圆柱面115的外径小于第二圆柱面116的外径，第一圆柱面115位于容纳腔21外，第二圆柱面116上设置有与内螺纹螺纹连接的外螺纹，第一圆锥面117与第六腔体2112插接配合。

如图4至图7所示，扰流腔212包括沿流体流动方向依次连接的第七腔体2121、第八腔体2122和第九腔体2123，第七腔体2121和第九腔体2123均为圆锥腔，第八腔体2122为圆柱腔，第八腔体2122的内径、第七腔体2121的最大内径以及第九腔体2123的最大内径相同，第七腔体2121的内径和第九腔体2123的内径均沿远离第八腔体2122的方向逐渐减小；主扰流部31的外周面包括沿流体流动方向依次连接的第二圆锥面311、第三圆柱面312和第三圆锥面313，第二圆锥面311与第七腔体2121的内壁面间隔设置，第三圆柱面312与第八腔体2122的内壁面之间通过环绕主扰流部31的周侧间隔设置的多个连接块33连接，以形成多个过流通孔34；第三圆锥面313与第九腔体2123的内壁面间隔设置。

其中，主扰流部31、连接块33和过流通孔34之间一体成型。

如图4至图7所示，主扰流部31为空心结构，主扰流部31的内孔包括沿靠近进气部10的方向依次连接的第十腔体314和第十一腔体315，第十腔体314和第十一腔体315均为圆锥腔；其中，沿远离第十腔体314的方向，第十一腔体315的内径逐渐增大；沿远离第十一腔体315的方向，第十腔体314的内径逐渐增大。

具体地，主扰流部31、连接块33和过流通孔34的设置能够改变部分油气混合物的流向，使得油气混合物不仅仅通过主扰流部31的内孔流通，还能通过过流通孔34从主扰流部31的边缘流出，然后到达雾化加强部32处，以通过雾化加强部32再次对油气混合物进行扰流降噪，能够在加强降噪效果的同时，使得油和气充分混合，不会影响雾化效果。

如图4至图7所示，出口腔214为锥形腔，出口腔214的内径沿靠近喷射口23的方向逐渐减小。

如图4和图7所示，雾化加强部32为设置在雾化加强腔213的内壁面上的螺旋流道320。

如图8所示，本发明提供了一种微量润滑系统，包括压力控制阀1、电磁阀2、油箱3、油泵4和雾化喷嘴6，雾化喷嘴6为上述的雾化喷嘴；其中，油泵4的压缩空气入口通过进气管路与空气压缩机7连通，油泵4的润滑油入口通过进液管路与油箱3连接，油泵4的出口与雾化喷嘴6连接；压力控制阀1和电磁阀2依次设置在进气管路上。

这样，通过在微量润滑系统使用本发明的雾化喷嘴6，有效地降低了微量润滑系统在作业时的噪音，且保证了微量润滑系统的润滑效果。

如图8所示，本发明的微量润滑系统还包括频率控制器5，频率控制器5的一端与进气管路连接，频率控制器5的另一端与油泵4连接。

具体地，本发明的微量润滑系统中的流体流动过程为：经空气压缩机7压缩后的压缩空气通过压力控制阀1、电磁阀2和油泵4中到达雾化喷嘴6中，被油泵4抽取的油箱3中的油液也到达雾化喷嘴6中以进行降噪和雾化，压缩空气与雾化后的油气会相互混合，然后从雾化喷嘴6的喷射口23向外喷出，保证了在实现降噪的同时不会降低油气的雾化效果。

其中，经空气压缩机7压缩后的压缩空气的压强为0.6MPa至1.0MPa。

本发明的雾化喷嘴至少包括以下实施例：

实施例一

本实施例一的雾化喷嘴包括：进气部10，进气部10包括进气腔11和分别位于进气腔11的相对两端且均与进气腔11连通的进气入口12和进气出口13；消音部20，消音部20包括容纳腔21和分别位于容纳腔21的相对两端且均与容纳腔21连通的安装开口22和喷射口23，进气部10的具有进气出口13的一端通过安装开口22插设在容纳腔21内；其中，容纳腔21内设置有扰流结构30。

本实施例一的雾化喷嘴的进气腔11包括沿流体流动方向依次连接的第一腔体111、第二腔体112、第三腔体113和第四腔体114，第一腔体111、第二腔体112和第四腔体114均为圆柱腔，第三腔体113为圆锥腔，第二腔体112的内径大于第一腔体111的内径且大于第四腔体114的内径，第三腔体113的最大内径等于第二腔体112的内径，第三腔体113的最小内径等于第四腔体114的内径。

本实施例一的雾化喷嘴的进气部10与消音部20之间螺纹连接。

本实施例一的雾化喷嘴的消音部20的容纳腔21包括沿流体流动方向依次连接的安装腔211、扰流腔212、雾化加强腔213和出口腔214，进气部10位于安装腔211内，扰流结构30包括位于扰流腔212内的主扰流部31和位于雾化加强腔213内的雾化加强部32，出口腔214与喷射口23连通。

本实施例一的雾化喷嘴的消音部20的容纳腔21的安装腔211包括沿流体流动方向依次连接的第五腔体2111和第六腔体2112，第五腔体2111为圆柱腔，第六腔体2112为圆锥腔；其中，第五腔体2111的内径等于第六腔体2112的最大内径，第六腔体2112的内径沿远离第五腔体2111的方向逐渐减小，第五腔体2111内设置有内螺纹；进气部10的外周面包括沿流体流动方向依次连接的第一圆柱面115、第二圆柱面116和第一圆锥面117，第一圆柱面115的外径小于第二圆柱面116的外径，第一圆柱面115位于容纳腔21外，第二圆柱面116上设置有与内螺纹螺纹连接的外螺纹，第一圆锥面117与第六腔体2112插接配合。

本实施例一的雾化喷嘴的消音部20的容纳腔21的扰流腔212包括沿流体流动方向依次连接的第七腔体2121、第八腔体2122和第九腔体2123，第七腔体2121和第九腔体2123均为圆锥腔，第八腔体2122为圆柱腔，第八腔体2122的内径、第七腔体2121的最大内径以及第九腔体2123的最大内径相同，第七腔体2121的内径和第九腔体2123的内径均沿远离第八腔体2122的方向逐渐减小；主扰流部31的外周面包括沿流体流动方向依次连接的第二圆锥面311、第三圆柱面312和第三圆锥面313，第二圆锥面311与第七腔体2121的内壁面间隔设置，第三圆柱面312与第八腔体2122的内壁面之间通过环绕主扰流部31的周侧间隔设置的多个连接块33连接，以形成多个过流通孔34；第三圆锥面313与第九腔体2123的内壁面间隔设置。

本实施例一的雾化喷嘴的消音部20的容纳腔21的主扰流部31为空心结构，主扰流部31的内孔包括沿靠近进气部10的方向依次连接的第十腔体314和第十一腔体315，第十腔体314和第十一腔体315均为圆锥腔；其中，沿远离第十腔体314的方向，第十一腔体315的内径逐渐增大；沿远离第十一腔体315的方向，第十腔体314的内径逐渐增大。

本实施例一的雾化喷嘴的消音部20的容纳腔21的出口腔214为锥形腔，出口腔214的内径沿靠近喷射口23的方向逐渐减小。

本实施例一的雾化喷嘴的扰流结构30的雾化加强部32为设置在雾化加强腔213的内壁面上的螺旋流道320。

本发明的微量润滑系统至少包括以下实施例：

实施例二

本实施例二的微量润滑系统包括压力控制阀1、电磁阀2、油箱3、油泵4和雾化喷嘴6，雾化喷嘴6为上述的雾化喷嘴；其中，油泵4的压缩空气入口通过进气管路与外部环境连通，油泵4的润滑油入口通过进液管路与油箱3连接，油泵4的出口与雾化喷嘴6连接；压力控制阀1和电磁阀2依次设置在进气管路上。

如图9所示，本发明的雾化喷嘴能够通过多重降速达到降噪目的，雾化喷嘴内部的流体流动过程如下：

(1)油气混合物通过进气部10进入消音部20中，此时油气混合物的流通路径包括主扰流部31的内孔和过流通孔34这两条，一部分通过主扰流部31的内孔部分以直线运动到雾化加强腔213，另一部分通过过流通孔34以非直线运动到雾化加强腔213；

(2)到达雾化加强腔213内的两部分油气混合物将会相交，相交之后流速会降低，以实现第一次降速降噪扰流的效果；且由于两部分油气混合物是以相交的方式到达雾化加强腔213内的，因此他们雾化加强腔213内会向四面八方流动，以使油和气充满该雾化加强腔213，从而使得油和气充分混合。

(3)由于雾化加强腔213的内壁并不是平整光滑的，而是设置有用于扰流的螺旋流道320的，部分与螺旋流道320接触的油气混合物将会沿着螺旋流道320螺旋前进，以再次降低流速，以达到第二次降速降噪扰流的效果。

(4)由于喷射口23的口径较小，其喷出的油气混合物的流速将会降低，且在雾化加强腔213内的大部分油气混合物不能直接通过喷射口23喷出，而是会因撞到出口腔214的内壁而改变方向以返回雾化加强腔213内，以进一步降低流速，从而达到第三次降速降噪扰流的效果。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的雾化喷嘴包括：进气部10，进气部10包括进气腔11和分别位于进气腔11的相对两端且均与进气腔11连通的进气入口12和进气出口13；消音部20，消音部20包括容纳腔21和分别位于容纳腔21的相对两端且均与容纳腔21连通的安装开口22和喷射口23，进气部10的具有进气出口13的一端通过安装开口22插设在容纳腔21内；其中，容纳腔21内设置有扰流结构30。这样，本发明的雾化喷嘴通过设置进气部10、消音部20和扰流结构30，以通过扰流结构30来降低雾化喷嘴内的油气混合物的流速和噪音并保证雾化效果，解决了现有技术中的微量润滑系统的雾化喷嘴无法在降低噪音的同时不影响雾化效果的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。