】
[0020]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0021]請(qǐng)參閱圖1，，本發(fā)明氣液兩相流混合式低溫氮?dú)馍淞靼l(fā)生裝置包括自增壓液氮供給系統(tǒng)1、耐高壓低溫軟管2、往復(fù)式低溫增壓泵3、常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)4、耐高壓常溫軟管5、干燥過濾器6、內(nèi)混腔7、壓力表8、截留閥9、三通閥10和噴嘴11。
[0022]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，所述自增壓液氮供給系統(tǒng)I通過耐高壓低溫軟管2連接于往復(fù)低溫增壓泵3的入口，產(chǎn)生低壓液氮(< 0.1MPa)并通過耐高壓低溫軟管2輸送給往復(fù)式低溫增壓泵3，在本實(shí)施方式中，自增壓液氮供給系統(tǒng)I由存儲(chǔ)有液氮的自增壓液氮罐19、增壓閥20、放空閥21、安全泄壓閥22、壓力表23、進(jìn)/排液截止閥24構(gòu)成，其中，所述增壓閥20連接于自增壓液氮罐19，所述放空閥21連接于增壓閥20和自增壓液氮罐19，所述安全泄壓閥22連接于壓力表23和自增壓液氮罐19，所述進(jìn)/排液截止閥24連接于所述自增壓液氮罐19和所述耐高壓低溫軟管2，其產(chǎn)生低壓液氮的過程如下:關(guān)閉放空閥21，旋松增壓閥20，自增壓液氮罐中19的表層液氮會(huì)瞬時(shí)氣化并形成壓力環(huán)境，此時(shí)觀測(cè)壓力表23，當(dāng)壓力指示滿足要求時(shí)旋松進(jìn)/排液截止閥24，即可輸出一定壓力和流量的低壓液氮。其中，當(dāng)自增壓液氮罐中19中的壓力高于許可容限時(shí)，安全閥22可起到泄流保護(hù)作用。
[0023]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，所述往復(fù)式低溫增壓泵3對(duì)低溫液氮增壓而產(chǎn)生高壓液氮(彡0.6MPa)并通過出口輸出高壓液氮至內(nèi)混腔7。所述常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)4通過耐高壓常溫軟管5連接于內(nèi)混腔7 (在本實(shí)施方式中，通過耐高壓常溫軟管5和干燥過濾器6連接于內(nèi)混腔7，產(chǎn)生常溫高壓氮?dú)釵 0.6MPa)，輸出該常溫高壓氮?dú)庵羶?nèi)混腔7，在本實(shí)施方式中，常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)4由存儲(chǔ)有常溫高壓氮?dú)獾牡獨(dú)馄?5、壓力表26和進(jìn)/排氣截止閥27構(gòu)成，其中，進(jìn)/排氣截止閥27通過連接有壓力表26的管路連接于所述氮?dú)馄?5，其產(chǎn)生常溫高壓氮?dú)獾倪^程如下:旋松進(jìn)/排氣截止閥27上的閥門，氮?dú)馄?5即可輸出常溫高壓氮?dú)?，觀測(cè)壓力表26并通過控制閥門大小以調(diào)節(jié)輸出氣體的壓力和流量。
[0024]請(qǐng)參閱圖1和圖2，所述內(nèi)混腔7與所述截留閥9、三通閥10和噴嘴11串聯(lián)，混合所述常溫高壓氮?dú)夂透邏阂旱a(chǎn)生低溫氮?dú)?，該低溫氮?dú)庠谒鼋亓糸y9和三通閥10打開的狀態(tài)下通過所述噴嘴11向外噴出低溫氮?dú)馍淞鳎诒緦?shí)施方式中，所述內(nèi)混腔7由高壓液氮入口組件12、常溫高壓氮?dú)馊肟诮M件13、左端蓋14、氣液通道盤15、缸體16、右端蓋17和低溫氮?dú)獬隹诮M件18構(gòu)成，其中，所述高壓液氮入口組件12連接于往復(fù)式低溫增壓泵
3的出口和所述左端蓋14且具有高壓液氮進(jìn)入通道121，所述常溫高壓氮?dú)馊肟诮M件13連接于常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)4和所述左端蓋14且具有高壓氮?dú)膺M(jìn)入通道131，所述左端蓋14具有連通所述高壓氮?dú)膺M(jìn)入通道131的氣體容納腔141且連接于所述氣液通道盤15，所述氣液通道盤15具有連通所述高壓液氮進(jìn)入通道121的液氮通道151和連通所述氣體容納腔141的斜向氮?dú)馔ǖ?52，該斜向氮?dú)馔ǖ?52相對(duì)于液氮通道151傾斜且與液氮通道151軸線相交，所述左端蓋14、氣液通道盤15、缸體16和右端蓋17圍成空腔且所述低溫氮?dú)獬隹诮M件18的排出通道181與該空腔相通。上述內(nèi)混腔7的輸出射流溫度(室溫~_196°C)、壓力O 0.6MPa)、流量的調(diào)節(jié)，可通過協(xié)調(diào)控制增壓閥20、進(jìn)/排液截止閥24、進(jìn)/排氣截止閥27、截止閥9得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明內(nèi)混腔7中的氣液通道盤15采用三通道氣液通道盤結(jié)構(gòu)，單一液氮通道151居中間，斜向氮?dú)馔ǖ?52分列兩側(cè)并與液氮通道軸線相交，可使得液氮與常溫氮?dú)獬浞纸佑|、混合，瞬時(shí)形成低溫氮?dú)馍淞?，因而低溫氮?dú)馍淞鞯纳蓵r(shí)間快，更進(jìn)一步的，所述斜向氮?dú)馔ǖ老鄬?duì)于液氮通道的傾角范圍是30~45°，這樣，氮?dú)夂鸵旱佑|更充分，低溫液氮射流的生成時(shí)間更快。
[0025]在上述方案中，所述自增壓液氮供給系統(tǒng)I輸出低壓液氮(彡0.1MPa)，經(jīng)往復(fù)式低溫增壓泵3增壓后輸出高壓液氮O 0.6MPa)，然后與內(nèi)混腔7相連；所述常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)4輸出常溫高壓氮?dú)釵 0.6MPa)，經(jīng)干燥過濾器5后與內(nèi)混腔7相連；高壓液氮與常溫高壓氮?dú)庠趦?nèi)混腔7中形成低溫氮?dú)猓筛鶕?jù)壓力表23、壓力表26和壓力表8的指示，協(xié)調(diào)控制增壓閥20、進(jìn)/排液截止閥24、進(jìn)/排氣截止閥27和截止閥9，并通過標(biāo)定試驗(yàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)混腔7的輸出射流溫度(室溫~-196°C)、壓力O 0.6MPa)、流量的綜合調(diào)節(jié)，由此，本發(fā)明提供的低溫氮?dú)馍淞鳒囟仍谑覝?196°C可調(diào)，射流壓力> 0.6MPa且可調(diào)，流量可調(diào)，可用于鈦合金、高溫合金、高強(qiáng)度鋼等難加工材料的切削加工，以實(shí)現(xiàn)對(duì)切削區(qū)的冷卻、潤(rùn)滑、排屑以及隔氧保護(hù)等作用，且施加過程綠色環(huán)保。此外，本發(fā)明還可用于其它一些需要低溫氮?dú)馍淞鞯墓I(yè)作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.氣液兩相流混合式低溫氮?dú)馍淞靼l(fā)生裝置，其特征是:該裝置包括自增壓液氮供給系統(tǒng)、耐高壓低溫軟管、往復(fù)式低溫增壓泵、常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)、耐高壓常溫軟管、內(nèi)混腔、截留閥、三通閥和噴嘴，其中， 所述自增壓液氮供給系統(tǒng)通過耐高壓低溫軟管連接于往復(fù)低溫增壓泵的入口，產(chǎn)生低壓液氮并通過耐高壓低溫軟管輸送給往復(fù)式低溫增壓泵； 所述往復(fù)式低溫增壓泵對(duì)低溫液氮增壓而產(chǎn)生高壓液氮并通過出口輸出高壓液氮至內(nèi)混腔； 所述常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)通過耐高壓常溫軟管連接于內(nèi)混腔，產(chǎn)生常溫高壓氮?dú)?，輸出該常溫高壓氮?dú)庵羶?nèi)混腔； 所述內(nèi)混腔與所述截留閥、三通閥和噴嘴串聯(lián)，混合所述常溫高壓氮?dú)夂透邏阂旱a(chǎn)生低溫氮?dú)?，該低溫氮?dú)庠谒鼋亓糸y和三通閥打開的狀態(tài)下通過所述噴嘴向外噴出低溫氮?dú)馍淞鳌?.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液兩相流混合式低溫氮?dú)馍淞靼l(fā)生裝置，其特征是:所述自增壓液氮供給系統(tǒng)由存儲(chǔ)有液氮的自增壓液氮罐、增壓閥、放空閥、安全泄壓閥、壓力表和進(jìn)/排液截止閥構(gòu)成，其中，所述增壓閥連接于自增壓液氮罐，所述放空閥連接于增壓閥和自增壓液氮罐，所述安全泄壓閥連接于壓力表和自增壓液氮罐，所述進(jìn)/排液截止閥連接于所述自增壓液氮罐和所述耐高壓低溫軟管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液兩相流混合式低溫氮?dú)馍淞靼l(fā)生裝置，其特征是:所述常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)由存儲(chǔ)有常溫高壓氮?dú)獾牡獨(dú)馄?、壓力表和進(jìn)/排氣截止閥構(gòu)成，該進(jìn)/排氣截止閥通過連接有壓力表的管路連接于所述氮?dú)馄俊?.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液兩相流混合式低溫氮?dú)馍淞靼l(fā)生裝置，其特征是:所述內(nèi)混腔由高壓液氮入口組件、常溫高壓氮?dú)馊肟诮M件、左端蓋、氣液通道盤、缸體、右端蓋和低溫氮?dú)獬隹诮M件構(gòu)成，其中，所述高壓液氮入口組件連接于往復(fù)式低溫增壓泵的出口和所述左端蓋且具有高壓液氮進(jìn)入通道，所述常溫高壓氮?dú)馊肟诮M件連接于常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)和所述左端蓋且具有高壓氮?dú)膺M(jìn)入通道，所述左端蓋具有連通所述高壓氮?dú)膺M(jìn)入通道的氣體容納腔且連接于所述氣液通道盤，所述氣液通道盤具有連通所述高壓液氮進(jìn)入通道的液氮通道和連通所述氣體容納腔的斜向氮?dú)馔ǖ?，該斜向氮?dú)馔ǖ老鄬?duì)于液氮通道傾斜且與液氮通道軸線相交，所述左端蓋、氣液通道盤、缸體和右端蓋圍成空腔且所述低溫氮?dú)獬隹诮M件與該空腔相通。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述氣液兩相流混合式低溫氮?dú)馍淞靼l(fā)生裝置，其特征是:所述斜向氮?dú)馔ǖ老鄬?duì)于液氮通道的傾角范圍是30~45°。
【專利摘要】本發(fā)明公開氣液兩相流混合式低溫氮?dú)馍淞靼l(fā)生裝置。該裝置包括自增壓液氮供給系統(tǒng)、耐高壓低溫軟管、往復(fù)式低溫增壓泵、常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)、耐高壓常溫軟管、內(nèi)混腔、截留閥、三通閥和噴嘴。自增壓液氮供給系統(tǒng)輸出低壓液氮，經(jīng)往復(fù)式低溫增壓泵增壓后輸出高壓液氮，然后輸出高壓液氮至內(nèi)混腔。常溫氮?dú)夤┙o系統(tǒng)輸出常溫高壓氮?dú)獠⑤斔透邏旱獨(dú)庵羶?nèi)混腔；高壓液氮與常溫高壓氮?dú)庠趦?nèi)混腔中形成低溫氮?dú)?，低溫氮?dú)廨斔椭寥ㄩy與噴嘴而形成低溫氮?dú)馍淞鳌１景l(fā)明通過控制低溫液氮與常溫氮?dú)獾牧髁考捌浔壤?，可?shí)現(xiàn)低溫氮?dú)馍淞鞯臏囟仍谑覝貇-196℃范圍內(nèi)可調(diào)，射流壓力和射流流量可調(diào)。
【IPC分類】B01F13/06, B01J19/14, B23Q11/10, B01F5/02
【公開號(hào)】CN105498566
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410488423
【發(fā)明人】荊懷靖, 任斐, 張偉, 梁鑫光, 張余升, 唐春英, 湯駿, 楊天豪
【申請(qǐng)人】上海航天設(shè)備制造總廠
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年9月23日