用于微量润滑的降噪装置及喷射系统.pdf

《用于微量润滑的降噪装置及喷射系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于微量润滑的降噪装置及喷射系统.pdf（13页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010389091.8 (22)申请日 2020.05.09 (71)申请人 北京航空航天大学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 袁松梅张文杰朱光远孔晓瑶 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 李文丽 (51)Int.Cl. B23Q 11/10(2006.01) B23Q 11/00(2006.01) (54)发明名称 用于微量润滑的降噪装置及喷射系统 (57)摘要 本发明涉及降噪装置， 尤其涉及用于微量润 。

2、滑的降噪装置及喷射系统； 该用于微量润滑的降 噪装置包括降噪装置本体， 所述降噪装置本体设 有用于装设油雾喷嘴的开口以及围绕所述开口 设置的降噪气体出口， 所述降噪气体出口用于提 供降低油雾的湍流影响范围的降噪气体， 所述降 噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴的油雾的中 心喷出方向平行、 相交或交叉。 本发明提供的降 噪装置和喷射系统的降噪气体出口能够明显减 小整体喷射流场湍流强度的分布范围， 使喷射流 场湍流强度的分布明显呈收缩趋势， 将较大湍流 强度控制在狭窄的区域内， 同时显著减小射流混 合区长度， 减小了湍流向周围的扩散， 实现总声 压级的降低。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN。

3、 111590386 A 2020.08.28 CN 111590386 A 1.一种用于微量润滑的降噪装置， 其特征在于， 包括降噪装置本体， 所述降噪装置本体 设有用于装设油雾喷嘴的开口以及围绕所述开口设置的降噪气体出口， 所述降噪气体出口 用于提供降低油雾的湍流影响范围的降噪气体， 所述降噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴 的油雾的中心喷出方向平行、 相交或交叉。 2.根据权利要求1所述的用于微量润滑的降噪装置， 其特征在于， 所述降噪气体出口的 数量为多个， 多个所述降噪气体出口以所述开口为中心环状阵列地设置。 3.根据权利要求1或2所述的用于微量润滑的降噪装置， 其特征在于， 所述降噪气。

4、体出 口的降噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴的油雾的中心喷出方向相交。 4.根据权利要求1所述的用于微量润滑的降噪装置， 其特征在于， 所述降噪气体出口通 过供气通路连接一降噪气体供气装置， 所述降噪气体供气装置独立于所述油雾喷嘴的供气 装置设置。 5.根据权利要求4所述的用于微量润滑的降噪装置， 其特征在于， 所述供气通路包括与 所述降噪气体供气装置连通的进气口、 与所述进气口连通的一个环形流道和与所述环形流 道连通的多个流道分支， 每一所述降噪气体出口设于每一所述流道分支。 6.根据权利要求4所述的用于微量润滑的降噪装置， 其特征在于， 所述降噪装置本体是 剖分式结构， 其包括内结构体和外结。

5、构体； 所述内结构体和所述外结构体均为回转体， 所述 外结构体的一侧形成有内凹表面， 所述内结构体的一侧形成有外凸表面， 所述内凹表面与 所述外凸表面配合形成供气通路， 所述降噪气体出口为所述供气通路朝向所述油雾喷嘴的 端口。 7.一种用于微量润滑的喷射系统， 其特征在于， 包括油雾喷嘴， 围绕所述油雾喷嘴设有 降噪气体出口， 所述降噪气体出口用于提供降低油雾的湍流影响范围的降噪气体， 所述降 噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴的油雾的中心喷出方向平行、 相交或交叉。 8.根据权利要求7所述的用于微量润滑的喷射系统， 其特征在于， 所述降噪气体出口的 数量为多个， 多个所述降噪气体出口以所述油雾喷。

6、嘴为中心环状阵列地设置。 9.根据权利要求7或8所述的用于微量润滑的喷射系统， 其特征在于， 所述降噪气体出 口的降噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴的油雾的中心喷出方向相交。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111590386 A 2 用于微量润滑的降噪装置及喷射系统 技术领域 0001 本发明涉及降噪装置， 尤其涉及一种用于微量润滑的降噪装置及喷射系统。 背景技术 0002 微量润滑技术通常指将压缩气体(空气、 氮气、 二氧化碳等)与极微量的润滑油或 切削液混合汽化后形成雾滴尺寸达毫、 微米级的油雾， 通过喷嘴高速喷射到切削区域或运 动副， 从而对切削区域或运动副进行有效的冷却和润滑的技术。。

7、 在机械加工中， 微量润滑技 术较传统的切削液注入方式显著减少了切削液的使用量， 降低了切削液对环境和人体的危 害， 而较干式切削而言由于引入了冷却润滑介质， 提升了切削加工性能。 0003 采用微量润滑技术的润滑系统一般包括压缩机、 油泵、 控制阀、 喷嘴及管路附件； 切削液和压缩气体分别由油泵和压缩机供给， 油雾从现有喷嘴出口处的微小空间高速喷射 出会产生高分贝的噪音， 导致人注意力不集中、 工作效率低下。 若长期处于噪声超过85分贝 的工作环境中， 工作人员的听觉疲劳难以恢复， 会造成听力损失， 甚至导致噪声性耳聋， 因 此使用微量润滑技术造成的噪音问题需要引起重视。 发明内容 0004。

8、 本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。 0005 本发明第一方面提供一种用于微量润滑的降噪装置， 包括降噪装置本体， 所述降 噪装置本体设有用于装设油雾喷嘴的开口以及围绕所述开口设置的降噪气体出口， 所述降 噪气体出口用于提供降低油雾的湍流影响范围的降噪气体， 所述降噪气体的喷出方向与所 述油雾喷嘴的油雾的中心喷出方向平行、 相交或交叉。 0006 在一个实施例中， 所述降噪气体出口的数量为多个， 多个所述降噪气体出口以所 述开口为中心环状阵列地设置。 0007 在一个实施例中， 所述降噪气体出口的降噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴的油 雾的中心喷出方向相交。 0008 在。

9、一个实施例中， 所述降噪气体出口通过供气通路连接一降噪气体供气装置， 所 述降噪气体供气装置独立于所述油雾喷嘴的供气装置设置。 0009 在一个实施例中， 所述供气通路包括与所述降噪气体供气装置连通的进气口、 与 所述进气口连通的一个环形流道和与所述环形流道连通的多个流道分支， 每一所述降噪气 体出口设于每一所述流道分支。 0010 在一个实施例中， 所述降噪装置本体是剖分式结构， 其包括内结构体和外结构体； 所述内结构体和所述外结构体均为回转体， 所述外结构体的一侧形成有内凹表面， 所述内 结构体的一侧形成有外凸表面， 所述内凹表面与所述外凸表面配合形成供气通路， 所述降 噪气体出口为所述供。

10、气通路朝向所述油雾喷嘴的端口。 0011 本发明的第二方面提供一种用于微量润滑的喷射系统， 包括油雾喷嘴， 围绕所述 油雾喷嘴设有降噪气体出口， 所述降噪气体出口用于提供降低油雾的湍流影响范围的降噪 说明书 1/6 页 3 CN 111590386 A 3 气体， 所述降噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴的油雾的中心喷出方向平行、 相交或交叉。 0012 在一个实施例中， 所述降噪气体出口的数量为多个， 多个所述降噪气体出口以所 述油雾喷嘴为中心环状阵列地设置。 0013 在一个实施例中， 所述降噪气体出口的降噪气体的喷出方向与所述油雾喷嘴的油 雾的中心喷出方向相交。 0014 本发明的有益效果是。

11、： 本发明提供的降噪装置和喷射系统的降噪气体出口能够明 显减小整体喷射流场湍流强度的分布范围， 使喷射流场湍流强度的分布明显呈收缩趋势， 将较大湍流强度控制在狭窄的区域内， 同时显著减小射流混合区长度， 减小了湍流向周围 的扩散， 实现总声压级的降低。 附图说明 0015 图1是本发明一实施例的用于微量润滑的降噪装置的结构示意图； 0016 图2是图1中的降噪装置本体的主视图； 0017 图3是图2的A-A剖视图； 0018 图4是本发明又一实施例的用于微量润滑的降噪装置的结构示意图； 0019 图5是图4中的端盖的立体结构示意图； 0020 图6是图5所示端盖的主视图； 0021 图7是图6。

12、的B-B剖视图； 0022 图8是图4中的外结构体的立体结构示意图； 0023 图9是图8所示外结构体的主视图； 0024 图10是图9的C-C剖视图； 0025 图11是图4中的内结构体的立体结构示意图； 0026 图12是图11所示内结构体的主视图； 0027 图13是图12的D-D剖视图； 0028 图14是图4中的连接体的立体结构示意图； 0029 图15是图14所示的连接体的主视图； 0030 图16是图15的E-E剖视图； 0031 附图标记说明： 1、 端盖； 11、 锥状通孔； 2、 降噪装置本体； 21、 降噪气体出口； 22、 进 气口； 23、 流道分支； 24、 外结构。

13、体； 25、 内结构体； 26、 供气通路； 261、 内凹表面； 262、 外凸表 面； 27、 环形流道； 3、 连接体； 4、 喷嘴内芯连接管； 5、 喷嘴内芯。 具体实施方式 0032 为使发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合发明中的附图， 对发明中 的技术方案进行清楚地描述， 显然， 所描述的实施例是发明一部分实施例， 而不是全部的实 施例。 基于发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例， 都属于发明保护的范围。 0033 在本发明实施例的描述中， 需要说明的是， 术语 “中心” 、“纵向” 、“横向” 、“上” 、 “下”。

14、 、“前” 、“后” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 等指示的方位或位置 关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述， 而 说明书 2/6 页 4 CN 111590386 A 4 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此 不能理解为对本发明实施例的限制。 此外， 术语 “第一” 、“第二” 、“第三” 仅用于描述目的， 而 不能理解为指示或暗示相对重要性。 0034 在本发明实施例的描述中， 需要说明的是， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “相 连” 、“连接” 。

15、应做广义理解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或一体连接； 可以 是机械连接， 也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连。 对于本领 域的普通技术人员而言， 可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。 0035 在本发明实施例中， 除非另有明确的规定和限定， 第一特征在第二特征 “上” 或 “下” 可以是第一和第二特征直接接触， 或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。 而且， 第 一特征在第二特征 “之上” 、“上方” 和 “上面” 可是第一特征在第二特征正上方或斜上方， 或 仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。 第一特征在第二特征 “之下”。

16、 、“下方” 和 “下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方， 或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特 征。 0036 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示 例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特 点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中， 对上述术语的示意性 表述不必须针对的是相同的实施例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可 以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 此外， 在不相互矛盾的情况下， 本领 域的技术人员可以将本说明书中。

17、描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征 进行结合和组合。 0037 如图1至图16所示， 本发明第一方面提供一种用于微量润滑的降噪装置， 包括降噪 装置本体2， 降噪装置本体2设有用于装设油雾喷嘴的开口以及围绕开口设置的降噪气体出 口21， 降噪气体出口21 用于提供降低油雾的湍流影响范围的降噪气体， 降噪气体与油雾喷 嘴的油雾喷出方向的中心平行、 相交或交叉。 其中， 降噪气体出口 21的具体喷出方向可以 根据实际需要设计； 降噪气体的类型可以是多种多样的， 比如可以是空气、 氮气、 二氧化碳 等常用于雾化油雾的气体。 0038 本发明提供的用于微量润滑的降噪装置基于油雾混合的原理。

18、实现降噪效果， 不仅 可以对用于微量润滑的油雾喷嘴(或切削液喷嘴) 实现降噪， 其也可以用于其他气体喷嘴、 液体喷嘴或气液混合式喷嘴。 0039 如图2至图3所示， 在一个实施例中， 降噪气体出口21的数量为多个， 多个降噪气体 出口21以开口为中心环状阵列地设置。 多个降噪气体出口21喷出的降噪气体可以围绕油雾 喷嘴形成锥形或环形的气幕， 以对油雾喷嘴喷出的油雾进行影响。 0040 如图1至图3所示， 在一个实施例中， 降噪气体出口21的降噪气体的喷出方向与油 雾喷嘴的油雾的中心喷出方向相交。 在喷出方向与油雾喷出方向相交的情况下， 降噪气体 可以显著减小油雾喷嘴喷出的油雾的整体喷射流场的湍。

19、流强度分布范围， 从而减小影响工 作人员的噪声的总声压级。 比如， 降噪气体出口21与油雾喷嘴的中轴线的夹角 可以为60 。 0041 在一个实施例中， 降噪气体出口21通过供气通路26连接一降噪气体供气装置， 降 噪气体供气装置独立于油雾喷嘴的供气装置设置。 为降噪气体出口21设置独立于油雾喷嘴 的供气装置， 便于根据油雾喷出情况调节降噪气体的流量。 调节油雾喷嘴的喷出的油雾流 说明书 3/6 页 5 CN 111590386 A 5 量(即主射流流量)与降噪气体的流量的比例会对降噪效果产生影响。 0042 降噪气体的流量与油雾喷嘴的主射流流量的比值范围即降噪流量比， 在合适的降 噪流量比的。

20、情况下， 降噪效果更佳； 对于主射流流量Q020L/min、 Q030L/min和Q040L/ min时， 分别在降噪流量比0.075、 0.005和0.075的情况下获得了多方位的最优综合降噪效 果。 0043 如图1至图3所示， 在一个实施例中， 供气通路26包括与降噪气体供气装置连通的 进气口22、 与进气口22连通的一个环形流道 27和连通于环形流道27的多个流道分支23， 每 一降噪气体出口21 设于每一流道分支23。 0044 如图4至图13所示， 在一个实施例中， 降噪装置本体2是剖分式结构； 降噪装置本体 2包括内结构体25和外结构体24； 内结构体 25和外结构体24均为回转。

21、体， 外结构体24的一 侧形成有内凹表面 261， 内结构体25的一侧形成有外凸表面262， 内凹表面261与外凸表面 262配合形成供气通路26， 降噪气体出口21为供气通路26朝向油雾喷嘴的端口； 供气通路26 的另一侧连接供气装置， 该供气装置可以为上述降噪气体供气装置。 剖分式结构的降噪装 置本体2， 其中的供气通路26便于加工， 从而可以节省制造成本和维修成本。 便于图8至图10 展示的是外结构体24， 图11至图13展示的是内结构体25； 内结构体25与外结构体24通过分 设于两者的可配合的螺纹段相连接。 0045 在一个实施例中， 降噪装置本体2设有用于与油雾喷嘴相固定的螺纹紧固。

22、部。 由于 油雾喷嘴的形状多种多样， 螺纹紧固部的形态不受限制， 其可以是多个围绕降噪装置本体2 设置的螺纹孔， 也可以设于降噪装置本体2的中心孔的螺纹段。 降噪装置本体2与油雾喷嘴 的连接方式并不限于螺纹连接， 也可以采用焊接、 胶接等方式， 但采用螺纹连接的方式更便 于降噪装置本体2与油雾喷嘴可拆卸固定。 0046 如图1至图16所示， 本发明的第二方面提供一种用于微量润滑的喷射系统， 包括油 雾喷嘴， 围绕油雾喷嘴设有降噪气体出口21， 降噪气体出口21用于提供降低油雾的湍流影 响范围的降噪气体， 降噪气体与油雾喷嘴的油雾喷出方向的中心平行、 相交或交叉。 其中， 降噪气体出口21的具体。

23、喷出方向可以根据实际需要设计； 降噪气体的类型可以是多种多样 的， 比如可以是空气、 氮气、 二氧化碳等常用于雾化油雾的气体。 0047 在一个实施例中， 降噪气体出口21的数量为多个， 多个降噪气体出口21以油雾喷 嘴为中心环状阵列地设置。 多个降噪气体出口21 可以围绕油雾喷嘴形成锥形或环形的气 幕， 以对油雾喷嘴进行影响； 多个较小直径的降噪气体出口21组合使用， 在降噪气体的流量 一定的情况下， 使得降噪气体出口21组合产生的噪音更小， 利于减少喷射系统的总声压级。 0048 在一个实施例中， 降噪气体出口21的降噪气体的喷出方向与油雾喷嘴的油雾的中 心喷出方向相交。 在喷出方向与油雾。

24、喷出方向相交的情况下， 降噪气体可以显著减小油雾 喷嘴喷出的油雾的整体喷射流场的湍流强度分布范围， 从而减小影响工作人员的噪声的总 声压级。 如图1所示， 降噪气体出口21与油雾喷嘴的中轴线的夹角 可以为60 。 0049 在一个实施例中， 降噪气体出口21通过供气通路26连接一降噪气体供气装置， 降 噪气体供气装置独立于油雾喷嘴的供气装置设置。 0050 在一个实施例中， 降噪气体出口21通过供气通路26连接降噪气体供气装置， 供气 通路26包括与降噪气体供气装置连通的进气口 22、 与进气口22连通的环形流道27和与环 形流道27连通的多个流道分支23， 降噪气体出口21设于流道分支23。。

25、 说明书 4/6 页 6 CN 111590386 A 6 0051 在一个实施例中， 喷射系统包括位于油雾喷嘴的喷射方向一侧的锥状环面， 降噪 气体出口21被设置在该锥状环面上。 锥状环面可以对油雾的湍流分布起到限制作用， 从而 进一步地降低该用于微量润滑的喷射系统的总声压级。 0052 在一个实施例中， 本发明提供的用于微量润滑的喷射系统包括降噪装置， 降噪气 体出口21被设置于降噪装置。 0053 如图5至图7所示， 在一个实施例中， 喷射系统包括端盖1， 端盖1沿油雾喷嘴的喷射 方向被设置在远离降噪气体出口21(在图4 中示出)处， 端盖1的中心设有供油雾喷出的锥 状通孔11。 锥状通。

26、孔11是该用于微量润滑的喷射系统的油雾所经过的最后出口， 锥状通孔 11可以进一步限制油雾的湍流影响范围， 从而降低该用于微量润滑的喷射系统的总声压 级。 0054 在一个实施例中， 油雾喷嘴包括喷嘴内芯连接管4和喷嘴内芯5； 由于设置了用于 提供降噪气体的降噪气体出口21， 当润滑油(或切削液)和降噪气体(如压缩空气等)分别自 喷嘴内芯连接管4进入喷嘴内芯5后， 经喷嘴内芯5的作用后在出口处混合雾化； 此时， 从降 噪装置的进气口22导入的降噪气体经过降噪装置中的供气通路， 到达前端的若干降噪气体 出口21并喷射而出， 降低油雾的湍流影响范围。 0055 如图1、 图4所示， 用于微量润滑的。

27、喷射系统包括依次连接的端盖1、 降噪装置、 连接 体3和喷嘴内芯连接管4， 喷嘴内芯5被包围在降噪装置、 连接体3和喷嘴连接管连接形成的 通孔中； 喷嘴内芯连接管4用于装设喷嘴内芯5的供气管路和/或供油管路(也可以是提供切 削液的管路)， 起到支持和固定的作用。 0056 图14至图16展示的是连接体3的结构。 连接体3用于将降噪装置本体2与喷嘴内芯 连接管4相互固定。 连接体3为回转体结构， 连接体3的两端分别设有用于与降噪装置本体2 和喷嘴内芯连接管4 相连接的螺纹段。 0057 降噪气体出口21产生的射流能够明显减小整体喷射流场湍流强度的分布范围， 使 喷射流场湍流强度的分布明显呈收缩趋。

28、势， 将较大湍流强度控制在狭窄的区域内， 同时显 著减小射流混合区长度， 减小了湍流向周围的扩散， 并可以在10倍喷嘴直径范围内减小了 剪切层宽度， 使剪切层内的湍流强度高且分布范围狭窄。 0058 在声场频率特性上， 本发明实施例提供的用于微量润滑的降噪装置以及用于微量 润滑的喷射系统可保持相当水平的低频噪声， 显著降低中频噪声， 在综合效果上实现总声 压级的降低。 0059 表1展示的是本发明实施例的用于微量润滑的降噪装置在为油雾喷嘴提供不同的 降噪流量时的降噪效果， 表中的降噪流量比指的是降噪气体的流量与油雾喷嘴的主射流流 量的比值， 方位角指的是测量位置相对于油雾喷嘴的方位角。 由于喷。

29、嘴内芯的油雾高速向 前喷出， 喷嘴内芯的正前方(即90 方位角时)的噪声总声压级最高。 在表1中， 随着方位角减 小(即随着测量方位向喷嘴内芯的侧面移动)总声压级总体呈现下降的趋势， 不同的降噪流 量比(主射流流量与环形通道流经的压缩空气量的比例)对降噪效果存在一定影响。 与原来 的油雾喷嘴相比， 本发明实施例的用于微量润滑的降噪装置在基于不同方位角的声压测试 中可达到0.704.88dB的降噪效果， 降噪百分比可以达到0.946.40。 考虑到总声压 级(OASPL)的单位dB是以对数为基础的， 因此本发明实施例的用于微量润滑的降噪装置可 实现的降噪效果是显著的。 说明书 5/6 页 7 C。

30、N 111590386 A 7 0060 0061 表1.不同降噪流量比下的最大降噪效果 0062 虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方案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。 说明书 6/6 页 8 CN 111590386 A 8 图1 图2 图3 说明书附图 1/5 页 9 CN 111590386 A 9 图4 图5 图6 图7 说明书附图 2/5 页 10 CN 111590386 A 10 图8 图9 图10 图11 说明书附图 3/5 页 11 CN 111590386 A 11 图12 图13 图14 图15 说明书附图 4/5 页 12 CN 111590386 A 12 图16 说明书附图 5/5 页 13 CN 111590386 A 13 。