CN114909592A - 可精确定量的实验室用微量润滑液供给*** - Google Patents
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Abstract
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***涉及一种用于调整气液比例的***。其目的是为了提供一种能够满足实验室级调节精度、便于拆卸清洗的实验室用微量润滑液供给***。本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***包括气源机构、压力控制模块、油箱、注液机构和喷嘴,气源机构连接压力控制模块,压力控制模块用于调整气流压力,油箱连接注液机构,注液用于调整润滑液的流量,压力控制模块和注液机构分别连接喷嘴,喷嘴用于混合压力气流和润滑液,形成润滑液喷雾。
Description
技术领域
本发明涉及微量润滑技术领域,特别是涉及一种可精确定量的实验室用微量润滑液供给***。
背景技术
微量润滑MQL技术融合了干式切削与传统湿式切削两者的优点:一方面,MQL将切削液的用量降低到极微量的程度,不仅显著降低切削液的使用成本,而且通过使用自然降解性高的合成酯类作为润滑剂,最大限度地降低了切削液对环境和人体的危害;另一方面,与干式切削相比,MQL由于引入了冷却润滑介质,使得切削过程的冷却润滑条件大大改善,刀具、工件和切屑之间的磨损显著减小,有助于降低切削力、切削温度和刀具的磨损。
在生产加工领域中,微量润滑的润滑液供给装置种类繁多,但几乎所有的供给装置的主要工作目的都是以一个确切的适合的压力、流量参数使微量润滑顺利进行,而目的不在于科学性的探究不同的温度、压力、流量等条件对于微量润滑作用机理的深度影响。在实验室级别的测试以及使用中,尤其是对于含有纳米颗粒的微量润滑液,一些微小的实验条件差异就会对最终实验的结果造成扰动,这给微量润滑液的功能试验造成了很大的阻碍。在实验使用中,经常需要更换润滑液的种类与参数,但由于现有的设备都按照工业生产的方式设计,油液更换非常不便,油箱极难清洗,对实验检测结果造成了很大的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够满足实验室级调节精度、便于拆卸清洗的实验室用微量润滑液供给***。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,包括气源机构、压力控制模块、油箱、注液机构和喷嘴,气源机构连接压力控制模块,压力控制模块用于调整气流压力,油箱连接注液机构,注液用于调整润滑液的流量,压力控制模块和注液机构分别连接喷嘴,喷嘴用于混合压力气流和润滑液,形成润滑液喷雾。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中还包括设备外壳,油箱上设置有两块锁板,锁板与设备外壳固定连接。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中所述气源机构包括螺杆主机,螺杆主机上连接有减荷阀,减荷阀连接有过滤器,过滤器上设置有进气口。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中还包括油气分离装置,减荷阀和螺杆主机均与油气分离装置连接,油气分离装置连接有滤油温控阀,滤油温控阀与散热器连接,滤油温控阀与螺杆主机之间连接有节流阀。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中所述油气分离装置连接有压力阀,压力阀连接散热器,散热器连接有分离器,分离器连接压力控制模块。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中所述油气分离装置的底部连接有排油阀。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中所述压力控制模块包括两个调压阀,调压阀的出气口连接喷嘴。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中所述注液机构包括两个蠕动泵,蠕动泵的出液口连接喷嘴。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中所述油箱连接有恒温装置。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其中所述喷嘴上连接有多个万向节。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***与现有技术不同之处在于,本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***通过外置压力控制模块,对气压进行精确调节,并且通过注液泵可以精确定量调整微量润滑润滑液的流量,通过恒温***精确设定润滑液的温度,从而完全控制微量润滑的气雾形态。本装置的油箱可拆卸便于清洗,并且能够满足极小量润滑液的正常工作,充分满足各种特殊条件下的实验要求。
下面结合附图对本发明的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***作进一步说明。
附图说明
图1为本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***的结构示意图;
图中标记示意为:1-螺杆主机;2-减荷阀;3-过滤器;4-进气口;5-油气分离装置;6-压力阀;7-滤油温控阀;8-散热器;9-分离器;10-压力控制器;11-调压阀;12-喷嘴;13-万向节;14-变频调速器;15-电动机;16-蠕动泵;17-排油阀;18-油箱;19-半圆锁板;20-节流阀;21-恒温装置;22-电动机。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1所示,本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***包括设备外壳、气源机构、压力控制模块、油箱、注液机构和喷嘴。气源机构连接压力控制模块,用于压缩空气,形成高压气流;注液机构连接油箱,用于精确定量输送润滑液;喷嘴连接气路和润滑液管路,用于产生所需求的微量润滑雾状液滴。
气源机构包括第一电动机,第一电动机的输出端通过传动机构连接螺杆主机,螺杆主机上连接有减荷阀,减荷阀连接有过滤器,过滤器上设置有进气口。第一电动机带动螺栓主机工作,使外界空气经由进气口进入。外界空气通过过滤器过滤,再经过减荷阀减小进气载荷后,进入油气分离装置。
减荷阀和螺杆主机均与油气分离装置连接,油气分离装置连接有滤油温控阀,滤油温控阀与散热器连接,滤油温控阀与螺杆主机之间连接有节流阀。气源装置内部的油液由螺杆主机处进入油气分离装置,经由滤油温控阀过滤后进入散热器,再返回滤油温控阀,适宜温度的油液返回螺杆主机,返回途中须经过节流阀,从而实现气源装置内部油液循环。
油气分离装置连接压力阀,压力阀连接散热器,散热器连接有分离器。经过过滤后气体通过压力阀保证最小压力值,然后进入散热器,最终通过分离器提取出多余水分,进入压力控制模块。散热器中气相与液相为分开散热,不会进行混合。
油气分离装置的底部连接有排油阀,当此部分需要调试时,油液可以经由排油阀从油气分离装置中排出。
压力控制模块包括压力控制器和调压阀。分离器同时连接有两组调压阀,从分离器中产生的压缩气体进入调压阀进行微量润滑气雾的压力控制,调压阀压力控制的具体参数通过压力控制器进行设定。设备中设定有两组调压阀,可分别精确控制两个通道的气压,最终输出稳定且能够精确定量的气压。调压阀的出气口连接喷嘴。在一些实施例中,此气压值一般不小于0.7MPa。
油箱由PTFE材料制作。油箱上卡接有两块半圆锁板,半圆锁板通过螺栓与设备外壳固定连接。当需要更换润滑液种类时,将螺栓卸下,拆下半圆锁板,即可取出油箱。可拆卸的油箱既能方便在多次实验中更换润滑液,也有利于油箱的清洁工作。
油箱体积较小,实验使用时部分原液价值较高,设备在箱内润滑液不小于10ml时仍能正常工作。为保障实验的精确性,油箱在长时间使用后需要定期更换。
油箱连接有恒温装置,恒温装置包含制冷***与制热***,制冷***的制冷方式为机械制冷以及辅助液氮制冷;制热***主要由大功率电阻丝组成。恒温装置的精度可以通过温度传感器与控制***进行控制。恒温装置既能够避免外界环境对实验结果造成的扰动,也可以研究人员深入探究不同温度条件对气雾机理的影响。
油箱上连接有出油管,出油管连接注液机构。注液机构包括蠕动泵,本实施例中,蠕动泵采用转速型蠕动泵,可达到医用级精度,对于润滑液的流量控制可精确至0.1ml/h。蠕动泵连接有变频调速器和第二电动机。第二电动机带动变频调速器工作,变频调速器用于实现蠕动泵流量的精确控制,由蠕动泵实现润滑液的供给。在本实施例中,油管连接有两组蠕动泵、变频调速器和第二电动机,以满足双通道的设置。双通道的形式可以保证除实验变量外其他参数高度一致。
蠕动泵的出油口连接喷嘴,润滑液由变频调速器精确控制流量后经由蠕动泵进入喷嘴。同时,气体由压力控制精确控制气压后经由调压阀进入喷嘴。喷嘴可以精确生成各个流量与压力条件下的润滑气雾,从而满足微量润滑润滑液性能测试实验的要求。
喷嘴上连接有多个万向节,可以实现喷嘴向各个方向转向。通过喷嘴与高速气流,使微量润滑润滑液分散成微小液滴,并呈雾状喷射。根据压力雾化作用原理,通过调节流量与气压的大小,实现对于微量润滑气雾的完全控制。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***在使用时,包括以下步骤:
(1)拆下半圆锁板与油箱,对油箱进行清洁;
(2)根据实验需求,选择合适的润滑液注入油箱中,并装回油箱,锁紧半圆锁板;
(3)启动恒温装置,设定需求的实验温度;
(4)待温度达到设定值后,打开进气口,启动第一电动机;
(5)调节调压阀,根据气压需求设定压力控制器;
(6)启动第二电动机,根据流量需求设定变频调速器;
(7)待喷嘴产生稳定的气雾后,调整喷嘴方向与角度,使加工区充分接受润滑雾滴;
(8)进行实验,检测微量润滑性能;
(9)实验完成后,按顺序关闭第一电动机,关闭第二电动机,关闭恒温装置,关闭进气口。
本发明可精确定量的实验室用微量润滑液供给***通过外置压力控制模块,对气压进行精确调节,并且通过注液泵可以精确定量调整微量润滑润滑液的流量,通过恒温***精确设定润滑液的温度,从而完全控制微量润滑的气雾形态。本装置的油箱可拆卸便于清洗,并且能够满足极小量润滑液的正常工作,充分满足各种特殊条件下的实验要求。供给***设置有双通道,可以最大程度上避免其他无关因素对润滑作用效果的影响,从而实现对于微量润滑中在不同工作条件下的作用机理的深度研究。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:包括气源机构、压力控制模块、油箱、注液机构和喷嘴,气源机构连接压力控制模块,压力控制模块用于调整气流压力,油箱连接注液机构,注液用于调整润滑液的流量,压力控制模块和注液机构分别连接喷嘴,喷嘴用于混合压力气流和润滑液,形成润滑液喷雾。
2.根据权利要求1所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:还包括设备外壳,油箱上设置有两块锁板,锁板与设备外壳固定连接。
3.根据权利要求1所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:所述气源机构包括螺杆主机,螺杆主机上连接有减荷阀,减荷阀连接有过滤器,过滤器上设置有进气口。
4.根据权利要求3所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:还包括油气分离装置,减荷阀和螺杆主机均与油气分离装置连接,油气分离装置连接有滤油温控阀,滤油温控阀与散热器连接,滤油温控阀与螺杆主机之间连接有节流阀。
5.根据权利要求4所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:所述油气分离装置连接有压力阀,压力阀连接散热器,散热器连接有分离器,分离器连接压力控制模块。
6.根据权利要求4所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:所述油气分离装置的底部连接有排油阀。
7.根据权利要求1所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:所述压力控制模块包括两个调压阀,调压阀的出气口连接喷嘴。
8.根据权利要求1或7所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:所述注液机构包括两个蠕动泵,蠕动泵的出液口连接喷嘴。
9.根据权利要求1所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:所述油箱连接有恒温装置。
10.根据权利要求1所述的可精确定量的实验室用微量润滑液供给***,其特征在于:所述喷嘴上连接有多个万向节。
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