气/油雾发生器的制作方法

本发明涉及一种气/油雾发生器。特别地，本发明涉及在润滑系统中使用的雾发生器。

背景技术：

在润滑领域，已知应用文丘里管原理的雾发生器。这些系统之一目前由申请人以商品名nebol销售。

它包括一根向其轴向注入加压空气的文丘里管。在文丘里管的咽喉部分(最小通路部分)，有一个设想用于吸油的喷嘴。在实践中，通过由文丘里管效应在最小通路部分产生的真空而经由喷嘴抽吸油。

替代性雾发生系统也是众所周知的，例如在其中不使用文丘里管系统而进行混合但通过所谓的涡旋系统进行混合的那些雾发生系统，例如在专利us4,335,804中描述的系统。

涡旋系统相对于文丘里管系统的优势在于它们更加灵活。实际上，涡旋在更宽的气压和流速范围内是有效的(因此是自支撑的，并且会产生雾)。

在实践中，系统用来产生雾的压力源自雾化器的供应压力(无论是文丘里管型还是涡旋型)与雾存储腔室内的压力之间的差。

例如，如果(通路的)供应压力为6巴，而腔室的压力为4巴，则雾发生系统将以2巴的压力运行。

与文丘里管系统相比，涡旋系统允许在更大的压力和流速范围内运行。

在所有情况下，产生雾的雾化器(无论是文丘里管还是涡旋类)都供应到蓄积腔室，该蓄积腔室通过出口连接至一个或多个用户设备。

已知系统遇到的一个问题是以下事实：这些系统被校准以在接近正常管线压力(即，6巴)的压力范围内工作。实际上，当用户设备需要一定的空气流时，由于需要的流量，在横跨雾化器的部分中产生的压力差会在蓄积腔室中产生真空，从而使雾化器能够工作。

当用户设备需要非常低的空气流量时，蓄积腔室中的压力不会充分下降以使雾化器高效运行。实际上，在横跨雾化器的部分中的压力差不足以产生足以用于润滑的雾。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种气/油雾发生器，其相对于公知技术得到了改进。

本发明的另一个目的是提供一种发生器，该发生器能够给用户设备供应气/油雾流，其中及时需要非常低的空气流量，油颗粒也能以极其均匀的方式精细地分散在空气流中。

附图说明

本发明的其他特征和优点在对设备的优选的但非排他的实施例的描述中将变得显而易见，所述实施例通过非限制性示例在所附附图中示出，其中：

图1是作为根据本发明的发生器的一部分的雾化器的截面图；

图2是沿图1的ii-ii线截取的简化截面图；

图3是发生器细节的简化截面图；

图4是图3中圈出的细节的分解图；

图5是根据本发明的发生器的整体透视图；

图6是包括图5中的发生器的润滑系统的示意图；

图7是根据本发明的发生器的变型的截面图，其具体具有有两个雾化器，一个高压雾化器和一个低压雾化器；

图8是图7中的高压雾化器的细节的平面图；

图9是图7中的发生器的透视图；和

图10是用于图7和9中的发生器的供应系统的示意图。

具体实施方式

参考上述附图，附图标记1总体上表示气/油雾发生器。

首先必须参考图5，该图示出了发生器的可能构造。它可以包括第一板30和第二板31，该第一板30和第二板31通过拉杆32以密封的方式(通过垫圈t)夹持在中空圆柱形元件35(或不同截面的元件)，从而形成蓄积腔室2。在蓄积腔室2中形成气/油雾，同时它可以充当油罐。

可以设想在蓄积腔室2的外部安装一个量规37(图6)，以示出存在于蓄积腔室中的油位。该量规可以是柱型的，由小透明管形成，其示出蓄积腔室2中的液位。有利地，还可以有一个电子液位传感器(设想而未示出)，其连接到门33，该液位传感器测量存在于腔室中的油位。传感器可以适当地与一控制单元连接，该控制单元经由另一门36(例如配备有手动阀)或经由未示出的其他通往腔室的通路来加满到液位。

配备有阀(例如手动阀)的门36也可以用于完全排空蓄积腔室2。

第一板30具有多个通孔(可能是有螺纹的，用于与塞子或快速联接器4a联接)，其限定了各种气/油雾出口4。实际上，当出口4打开时，其与蓄积腔室2的内部连通，并且(参见图6)通过其中的每一个，将气/油雾经由合适的管道t1、t2输送到用户设备u1、u2。有利地，管道t1、t2可以被适当控制的电磁阀e1、e2或手动阀拦截。

根据本发明，发生器包括至少一个直接馈送到所述蓄积腔室2中的雾化器3。

在所示的情况下，雾化器3是“中/低压”雾化器，在图1中清晰可见。

在本文的措辞中，术语“中/低压”是指其被构造成在进气压力为4至8巴、优选在5至6巴之间的情况下以最佳方式工作。

可以看出，雾化器3可以包括第一喷嘴7，该第一喷嘴例如经由通过通路41供应的环形凹槽40供应加压空气，该通路41直接连接到压力调节器r的出口。

喷嘴7可以具有第一通道8，该第一通道8由来自调节器r的加压空气供应。

通道8在图2中清晰可见，并且每个通道在第一喷嘴的表面70上配备有出口8a，该表面70至少部分地限定了相对于轴线a轴对称的第一腔室9。

具体地，出口8a可被设想在第一喷嘴7的“圆柱形”部分上，该截面与这将在后面讨论的会聚部分接合。

通道8定位成产生馈送到第一腔室9中的空气绕所述轴线a的旋转(参见图1中的箭头)；优选地，这些通道相对于表面70相切地馈送，该表面70在出口8a处的截面为圆形。

如图所示，通道8可以具有恒定的截面，或者可以朝向出口8a会聚。

如图1所示，第一喷嘴的表面70具有至少一个朝向(所述喷嘴的)出口孔10会聚的部分。

有利地，出口孔10的面积应大于出口8a的总面积，以允许在腔室9内产生“真空”，其作用将在后面说明。

有利地，出口8a的总面积与出口孔10的面积之比可以小于0.7，优选地包括在0.3至0.5之间。这是为了在腔室9中形成真空区域，其允许第二喷嘴6抽吸润滑剂。

在所示的构造中，喷嘴可以制成为单件，并且具有肩部41，该肩部41为了组装而与第一板30上的挡块42邻接。

在第一喷嘴7朝向蓄积腔室2的下游，设想有一发散通道11，第一喷嘴7的出口孔10供给到该发散通道中。有利地，发散通道可以由在第一板30中产生的具有截头圆锥形部分的通路限定。

回到图1，已知发散通道11可以由(例如第一板30的)壁120限定，该壁120至少在包括所述孔10的出口部分的一个表面上与出口孔11的周边间隔开(图中所示的测量值m1)。

已经发现，该距离m1可以改善馈送到蓄积腔室2中的颗粒的尺寸，这可能是由于直接在孔10的下游形成的湍流因为压力马上就恢复了而分离的缘故。

距离m1明显影响颗粒的质量和尺寸，并且已经发现最小距离至少是出口的直径d1的一半，优选地，最小距离m1至少等于出口的直径d1。

m1的最佳测量值基本上包括在出口直径的一倍半到出口直径的4.5倍之间。

然后，发散壁120与由第一喷嘴7的通道(并且因此由空气)产生的旋转一起优化了排出的油颗粒的尺寸。

影响油颗粒尺寸的另一个特征是发散通道11的壁120的粗糙度。该部分越粗糙，被有效地从流中去除的较大尺寸颗粒的聚结性越好。

实际上，据推测，当遇到表面上的“峰”时，微粒进一步分裂，变得更小。同时，一部分较大的颗粒停在表面的槽中，因此被排除在流之外。

发散通道11的壁的最佳粗糙度值优选为1.2μmra或以上。

优选地，通过在表面上产生螺旋线的处理来获得粗糙度，该螺旋线理想地与空气和油的涡旋的旋转方向相反地旋转。

第一腔室9可以进一步由中间元件44的平坦表面限定，该中间元件44可以通过合适的螺纹元件45压靠在喷嘴7上，例如拧到第一板30上。

显然，在中间元件与第一板30之间，但也在第一喷嘴7与后者之间，存在各种or环，以将加压空气限制在所需位置内。密封件在图1中清晰可见。

有利地，通道8可以由喷嘴7以及由喷嘴7所倚靠的平坦表面限定。

众所周知，为了油的流入，雾化器3还具有第二喷嘴6，该第二喷嘴6馈送到所述第一腔室9中。

例如，第二喷嘴6被轴向地插入具有适当的or环的中间元件44中的孔中，并且具有相对于面向腔室9的(中间元件的)上述平坦表面略微突出的尖端(在其中形成有输送孔6a)。

有利地，如图1所示，第二喷嘴6具有相对于轴线a同轴的第二输送孔6a。此外，第二喷嘴6与供应通道ca相关联，该供应通道ca可以抽吸存在于蓄积腔室2内部的油。例如，供应通道具有连接至小抽吸管51的通路500，该抽吸管51吸取了积累在蓄积腔室2的底部附近的油。供应通道可以具有阀50，用于对到达第二喷嘴6的油的流速进行微调；有利地，流动可视地表示在量规34上。

已经发现，为了获得最佳的雾化器性能，优选第二喷嘴6在所述通道8的出口8a处输出，优选在该出口8a的中心线处输出。

此外，第二喷嘴相对于喷嘴7轴向输出是有用的。

根据本发明的一个方面，第一喷嘴7的出口孔10面对设想在蓄积腔室2内部的冷凝器5，该冷凝器优选地位于发散通道11的下游。

该冷凝器可以具有确保通过圆锥形壁120的延伸而获得的压痕i完全包含在冷凝器中的尺寸。

应当提及的是，在本文的措辞中，术语“冷凝器”5用于限定板状元件5，该板状元件5位于雾化器3的出口的前面(有利地由固定到第一板30上的螺钉和螺栓46支撑)。

即使冷凝器5通过撞击它的空气流入而冷却，其作用也不是“冷凝”(从物理意义上来说)撞击它的油颗粒。

它充其量充当了一种屏蔽罩，该屏蔽罩促进较大尺寸油颗粒的聚结，所述较大尺寸油颗粒撞击冷凝器5并且由于其重量大而无法通过空气将其运送到蓄积腔室2中的所述冷凝器周围的空间中。

稍后将在该说明书中特别参考图7，说明示出雾化器3的其他可能的构造，但其可以具有与先前描述的构造相同的基本尺寸。而且，这也适用于将参考图7描述的另一雾化器3a。

本发明的操作根据上面的描述而变得显而易见，基本上如下。

蓄积腔室2中预先填充有一定量的油，以能够供给足够长至到达腔室底部的引管(primer)51。

当用户设备需要润滑时，调节器r将加压空气送至喷嘴7(例如通过凹槽40和源41)。

加压空气流经喷嘴通道8。在到达腔室9后，由于通道8的构型和布置，加压空气绕着雾化器3的轴线a呈涡旋运动。

在第一喷嘴7内部，旋转的空气通过所述喷嘴的会聚部分70朝向孔10传送，从而增加了其速度并减小了其压力。

而且，由于出口8a的总面积与孔10的总面积之间的关系，在腔室9内部形成真空，该真空通过第二喷嘴6抽吸油，并且所抽吸的油与在腔室9中涡旋地旋转的空气混合，成为粉末。

一旦混有油的空气通过孔10排出，发散部分(由m1间隔开)就会随着涡旋的形成而产生空气压力的突然恢复，并同时在发散部分的壁120上蓄积较重的油颗粒，其因此被从空气/油流中分出。

仅较轻的颗粒保持悬浮在流过发散部分的空气中，并且这些细颗粒在蓄积腔室2内扩散。

假定冷凝器5面对雾化器3的出口，则前者收集部分重油颗粒并将它们在其上凝结，然后落到蓄积腔室2的底部上。

上述结构在蓄积腔室2内产生直径约小于1μm的极细的悬浮油颗粒雾，所述雾由流过出口4的空气传送。

出口4在腔室顶上的位置使油颗粒经受进一步选择，只有极小且轻的颗粒才能由从出口4出来的压缩空气传送。

上述系统设法产生极小的油颗粒，该油颗粒形成非常细的雾并且可以通过由发生器1输送的压缩空气进行传送，因此提供了出色的润滑性。

显然，凝结在发散壁120上、冷凝器5上或由于它们太重而无法到达出口4的颗粒沉淀到蓄积腔室2的底部上，并与已经存在于其中的油混合。

有利地，蓄积腔室2与压差调节器12相关联，当蓄积腔室2中的内部压力与供应压力之间的差超过预设阈值时，压差调节器12将压缩空气供给到该腔室中。

如果用户设备对润滑空气的需求特别高，并且超出了雾化器可以直接处理的需求，则会发生这种情况。

在这种情况下，压差调节器12(图3和图4)携带了在蓄积腔室2内的多余加压空气，因此允许向用户设备u1、u2供应。

在所描述的示例中，压差调节器12可包括阀元件13，该阀元件13由弹簧14向与加压空气供应源(即调节器r)连通的开口15施加负荷；同时，弹簧14和阀元件13的一部分与蓄积腔室2连通，从而导致当蓄积腔室2中的压力下降到低于根据弹簧施加到阀元件13的负荷而预先设定的阈值(例如设定为2巴)时，阀元件13释放开口15，从而允许空气从加压空气供应源流向蓄积腔室2。

为了防止空气进入腔室中而对存在于其中的雾产生负面影响，蓄积腔室2内部的压差调节器12的出口具有消音器16，该消音器“破碎”了所供给的空气，从而防止了与存在于腔室内的雾的明显干扰。

在上面的描述中，描述了具有单个雾化器3的发生器1，该雾化器3优选地在中/低压(即通过许多工业园区中常见的供应管线的压力，所述压力大约为6巴)下工作。

诸如上述系统之类的系统适合于为机器(例如切割机)提供中程工具，因此也需要中等润滑空气流速，即处于2-8m³/小时的范围内的流速。

在使用需要较低雾流速的工具进行润滑和冷却的作业中，发现上述系统几乎不适用。更具体地说，已经发现，在低流速的情况下，即低于2m³/小时的流速，产生细颗粒雾的能力明显下降。这是因为存在于蓄积腔室2中的背压太高而不能使雾化器3的涡旋系统保持工作。

如图7至图10所示，发生器1a被设计用于以高度可变的空气流速更有效地供应具有用户设备的系统，并且在低流速时也保持油颗粒的浓度尽可能恒定。

在所述附图中，使用与用于表示具有与已经描述的功能相似的功能的部件相同的附图标记。

从对图7的分析中可以特别注意到，该发生器基本类似于先前所述的发生器，并且还具有其功能与所描述的功能相同的雾化器3。

例如，对于雾的产生起作用的雾化器3的尺寸是先前描述的尺寸。

然而，在该特定构造中，所述雾化器具有喷嘴7，该喷嘴除了限定腔室9之外还补充或更好地限定了发散通道11。

如前所述，用于雾化器3的腔室9和发散通道11的特性与已经描述的特性完全相同，因此不需要再次报告。

通过在同一部件中同时添加腔室9和发散通道11而引入的简化是显而易见的。实际上，如果与图1中所描述的情形相比，在该变型中板30为了容纳雾化器3而必需的处理，如果与图1中所描述的相比，则要简单得多，因为所述板仅具有带有圆柱形部分的通孔，其容纳并支撑(也借助于肩部41和台阶42)新的喷嘴构造。

显然，同样在图1所示的情况下，即在发生器1中存在单个雾化器3的情况下，可以使用喷嘴7(包括发散通道11)和此处描述的板30的简化版本。

现在，回到发生器1a的描述，与针对单雾化器版本所述的发生器相比，更明显的区别在于，存在另一雾化器3a，该另一雾化器3a被构造成从相对于雾化器3的较高压力开始产生雾。

例如，所述另一雾化器3a具有与雾化器3相同的概念性功能，但是被构造成在较高压力水平和较低流量下工作。

因此，与雾化器3的重要区别在于孔10a的面积和出口8a的总面积(其中只能有一个)。

即，第一喷嘴7可具有出口孔10，该出口孔10的面积大于所述另一第一喷嘴7a的另一出口孔10a的面积。

此外，第一喷嘴7可以具有供应有加压空气的第一通道8，所述另一第一喷嘴7a可以具有单个另一第一通道(80)，或者在任何情况下可以相对于供应有加压空气的第一喷嘴7的通道8数量具有更少数量的另一第一通道80。。

所述另一雾化器3可以被构造成以在管线压力(通常大约为6巴)的2-4倍之间的供应压力(优选大约为管线压力的3倍)工作。

实际上，两个雾化器3、3a在几何上相似，但是所述另一雾化器3a(特别是喷嘴7')具有已被优化以在较低气流下工作(产生雾)的尺寸。

通过分析图8，这是显而易见的，图8示出了限定腔室9的部分中的喷嘴7a的构型。实际上，这是单个喷嘴7a的俯视图。

这具有单个通道80(或者在任何情况下，相对于雾化器3而较少数量的通道8)。而且，通道80的通路截面(因此出口8a的面积)小于雾化器3的通道8的出口8a。这可以在分析图7时清楚地看出，其中与第一雾化器的通道相比，所述另一雾化器3a的通道80的出口8a几乎是不可见的。

所述另一雾化器3a的其余尺寸基本上与雾化器3的其余尺寸对应(或至少成比例)，但已被优化以在更高的压力下工作。

具体地，再次根据图7，已知雾化器3的发散部分11的开口的半角α1可以对应于所述另一雾化器3a的角α2。角α1和/或α2可以介于10°至35°之间，优选地为15°。

雾化器3的发散部分11的高度h1可以对应于所述另一雾化器3a的所述部分的高度h2。

该高度h1和/或h2优选为出口直径d1、d2的1.5倍。优选地，高度h1、h2基本上是出口直径d1的两倍和/或出口直径d2的四倍。

上述值特别重要；实际上，这些特定的测量值和角度是基于反复试验通过相当长且复杂的优化过程获得的。上述范围和尺寸是使设备性能最佳的范围和尺寸。

可以通过管线al获得向所述另一雾化器3a的空气供应，在管线al上可以存在增压器800(参见图10中的可能的供应图)，其对高压空气的储罐801加压。代替增压器，显然可以使用高压压缩机。

增压器可被供应到合适的空气处理单元803，并且供应管线上可设想有压力计804。

所述另一雾化器3a(高压)可以具有经由上述的所述引管51提供的油源。有利地，用于向所述另一雾化器供油的管线ca不具有任何精细调节系统。

为了完成图10中的示意图的描述，请注意，雾化器3的供应管线ba与前面所述的完全相同，唯一的其他特征是(可能是)止回阀807，其位于向中/低压雾化器3供气的空气源上。

图7-10中的发生器1a基本上如下操作。

预先供给预定量的油，其沉积在蓄积腔室2的底部。

然后，向雾化器3提供管线压力(例如6巴)，并且向所述另一雾化器3a提供较高压力，例如20巴。

如果其他用户设备u1或u2不需要空气，则蓄积腔室2内的压力稳定在大约20巴。止回阀807防止空气从蓄积腔室2到通向雾化器3的供应管线ba的通路。

当用户设备需要空气时，蓄积腔室2内的压力根据所需的空气流速而降低。

对于标准的空气流速(例如在处理标准尺寸的工具时)，储罐的内部压力降低到与管线压力相同的水平(即大约5-6巴)。

在这种情况下，雾化器3和所述另一雾化器3a都在工作。然而，与由实际上在压力/流速的最佳范围内因而在雾产生方面具有最大效率下工作的雾化器3提供的雾(和空气)的流速相比，由所述另一雾化器3a提供的雾(和空气)的流速较低(或可忽略)。

实际上，所述另一雾化器3a(其配置为相对于所述雾化器在更高的压力水平和低流速下工作)在任何情况下都可在管线压力(低)下工作，但其对雾量的贡献有限，并且远小于也被优化以在正常压力水平下工作的雾化器3的贡献。

相对于在第一雾化器中产生涡旋所需的压力水平和流速，所述另一雾化器3a构造成以较高压力水平和较低流速而产生涡旋。

如果用户设备需要额外的空气流速，则腔室内的压力会降至预设值以下。这是由于以下事实：所需的空气流速超过了雾化器3和所述另一雾化器3a可输送的最大空气流速，因此蓄积腔室2中的压力降低了。

在这些条件下，雾化器3以其最大空气流速工作，并且由此产生的雾相对于简单地通过雾化器的空气流速所需的雾是过量的。

因此，在这些条件下，压差调节器12(也存在于该构造中)介入，清除了用于将空气直接馈送到蓄积腔室2中的附加通路，从而相对于存在于腔室中的所产生的油雾而增加了空气流速，因此优化了发生器1a输出的油/空气的比例；这完全如之前关于发生器1所述，防止了过浓润滑。

同时，如果所需的空气流速低于标准，并且例如当使用非常小的工具时发生这种情况，则蓄积腔室2中的压力会上升到雾化器3的最佳工作区域之上，然后逐渐产生越来越少的雾。同时，随着压力的升高，所述另一雾化器3a的效率增加，因为后者开始产生逐渐增加的雾流，进入其最佳工作范围。

当蓄积腔室2内的压力超过某个阈值(例如6.5)时，止回阀807(例如设置为0.5巴的压力差)介入，完全切断雾化器3。止回阀还防止空气经由到雾化器3的供应管线离开蓄积腔室2。

当雾化器3停止工作时，所需的所有雾都由所述另一雾化器3a产生，该另一雾化器在其最佳工作范围内工作，即在相当高的压力水平和非常低的流速下工作。

雾化器3的流速的逐渐减小以及所述另一雾化器3a的效率的提高是由于所需的低空气流速导致蓄积腔室2中的压力增加的自动结果。

因此，所示的系统会自动适应所需的空气流速，并在低流速时也保持用于润滑的最佳量的雾。

应该注意，润滑压力的增加不仅有助于产生非常细的雾，而且还可以使小工具更有效地冷却，这些小工具接收更多的空气和更多的油，从而有利于上述切割处理。较高的空气压力还改善了通过所述处理产生的刨花的去除。

根据发生器1a的一种变型，阀805可以是这样的特征(例如自动阀，其根据蓄积腔室2的压力来设置，或者由螺线管操作)，其可以在特定的操作条件下切断所述另一雾化器3a的操作。

这是有用的，因为供应到所述另一雾化器3的高压空气的生产成本非常昂贵。

因此，例如，阀805可被配置为当蓄积腔室2内的压力与向雾化器3供应的压力(例如6巴的管线压力)之间的差接近于支撑雾化器3中涡旋所需的最小压力(例如2巴)时自动打开。实际上，压力差的减小可以预示要么需要非常低的润滑流速(因此需要所述另一雾化器的干预)，要么可以中断对空气润滑的需要(在这种情况下除了将蓄积腔室2的压力升高至最大供给压力所需的少量空气外，不会浪费高压空气)。

显然，在简化的实施例中，可以简单地设想出阀(手动或自动，由控制单元控制)，其根据要执行的处理来激活雾化器3或所述另一雾化器3a或两者。

本文描述了本发明的各种实施例，但是也可以使用相同的创新概念来构思其他实施例。

例如，蓄积腔室2可以具有任何构造，并且还可以被实施为被构造成与上述构造不同的、具有任何横截面的加压罐。

此外，可以设想例如与蓄积腔室2分开的(并且适当地加压的)油罐，例如，其具有循环系统，该循环系统将蓄积在蓄积腔室2中的油携带到主罐中。

喷嘴7的构造就其实施例而言是最佳的，因为所述一个或多个通道8、80形成在喷嘴7与中间元件44的平坦表面之间。然而，喷嘴内的所述一个或多个通道也可以借助于通孔产生。

此外，本文所述的喷嘴7被制造为单个部件，其限定了配备有会聚部分70的腔室9。显然，在实施例的变型中，喷嘴7可以被制造为通过垫圈相互组装的多个部件。