[实用新型]嵌套式水、油和气三相混合喷嘴及包含该喷嘴的喷嘴系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷嘴装置，特别涉及一种嵌套式水、油和气三相混合喷嘴及包含该喷嘴的喷嘴系统。 

背景技术

传统机加工领域里金属加工通常涉及切削、打磨、钻孔和攻丝等容易导致加工件急剧升温的加工过程，这类加工需要工件之间的摩擦接触，通常应当进行适时的润滑处理。 

目前，现有的金属冷加工润滑和冷却多采用冷却剂、乳化液或切削油等润滑剂，这些种类的润滑剂在金属加工时被大量喷洒在加工部位，通常是采取不间断冲淋的方式进行，这样在其他不需要冷却和润滑的部位也进行了同样的冷却和润滑，造成冷却介质用量大，引起浪费，而且污染环境。 

近年对微量润滑技术的研究取得很大的进展，减少了大量切削油液的排放对环境造成的危害，但在很多加工过程中往往冷却问题难以有效解决，还有微量润滑装置由于主要使用压缩空气带走因摩擦而产生的热量和加工产生的碎屑，空气使用量大，如果一个加工车间使用多套微量润滑装置，往往需要增加气源，因而使得设备和电力成本的上升。同时微量润滑装置由于使用压缩空气为动力，往往使喷出润滑剂雾化严重，影响工人的身体健康和环境。 

此外，当水、油两相混合输入时，会产生水油分离混合不均匀等问题，从而导致出液效果不佳，当用于微量润滑装置时，无法达到良好的润滑冷却效果。因此，在现有应用中，当涉及需使用水油两相混合的润滑液时，往往采用添加表面活性剂制备成乳化液或微乳液预先混合后喷出的方法，这样常导致混合不完全及工序复杂，提高生产成本的问题。 

实用新型内容

鉴于以上缺陷，本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种嵌套式水、油和气三相混合喷嘴。本实用新型所涉及的嵌套式水、油和气三相混合喷嘴设计简单、适用于多种油品和用于金属加工的微量润滑装置中。 

本实用新型提供嵌套式水、油和气三相混合喷嘴，包括喷嘴本体、嵌套环和混合室，其特征在于， 

喷嘴本体包括头部、中部和底部； 

喷嘴本体的头部为圆锥体，顶端设有喷射孔； 

喷射孔的大小根据实际需要进行调整。 

喷嘴本体的中部为圆柱体，柱体上均匀的设置有至少两个气孔； 

为保证气体的均匀流出以及考虑到嵌套环的受力均匀，往往采用在前后左右四个面上分别设置对称的气孔。 

值得注意的是，该圆柱体与上述圆锥体应当被加工为顺滑的无接缝表面。该圆柱体与圆锥体之间的倾斜角度为15°-30°。 

喷嘴本体的底部为螺纹结构； 

该螺纹结构在使用时，用于将该喷头固定于用于金属加工的润滑装置上。 

该螺纹结构一般为内螺纹，喷嘴本体底部的外形为外径大于本体中部的六角棱柱体，其相对应位置的内部结构为螺纹结构。 

由于底部的外径大于本体中部的外径，因此，在外观上，喷嘴本体的底部和中部的交界处形成一个置物平台。 

嵌套环与喷嘴本体的中部相匹配的形成间隙结构； 

一般来说，嵌套环的长度不大于喷嘴本体的中部，能完全遮盖气孔。 

该嵌套环优选与喷嘴本体的中部等高。 

当嵌套环与喷嘴本体安装完毕，完全契合后，嵌套环的底端紧密的契合于上述置物平台上，形成一个下端密封的环境。 

由于嵌套环的上端为开口状，当嵌套环与喷嘴本体安装完毕后，因而形成了一个下端密封，上端呈环状缝隙的间隙结构，由于该间隙结构的存在，当喷嘴本体内部充满压缩气体时，压缩气体通过喷嘴本体表面的气孔流入嵌套环与喷嘴本体的缝隙中，在环形流道内加速，以达到接近音速的速度高速从环形喷嘴处吹出，束状的高速气流会在喷嘴侧面形成强真空区，从而实现拉动周围的大量空气一起工作的节气原理。 

由于气体经过了一个压缩放大的过程，因此，能将压缩空气流放大至少20倍，平均减少70%-90%的压缩空气消耗量。 

由于喷嘴本体的头部与其中部有一个呈一定角度的倒角，因此， 当气体流出后，由于当气流与它流过的喷嘴本体表面之间存在一定的表面摩擦，会导致气流的流速减慢。由于在本实用新型中圆锥体的曲率很小，依据流体力学中的伯努利原理，气流流速的减缓会导致该气流被吸附在物体表面上流动。因此，上述急速流出的气体在流出间隙结构后，会沿喷嘴本体头部的方向继续前进。 

另外，喷嘴本体的内部还设有一顶部为锥体的内腔室； 

该顶部锥体剖面的夹角为100°-120°的钝角。 

内腔室顶部为斜面，当气体流速过快，气体量过于饱和的状态下，顶部的斜面能起到一个缓冲的作用。