本實用新型涉及低溫冷風(fēng)射流機。

背景技術(shù)：

低溫冷風(fēng)冷卻切削技術(shù)是一種應(yīng)用于機械加工中的新冷卻潤滑技術(shù)，其原理是，通過冷風(fēng)射流機將壓縮空氣的溫度降低并混入微量潤滑劑，以此對切削點實施冷卻、潤滑和排屑的目的，實現(xiàn)了綠色、環(huán)保、高效的清潔加工，取代了傳統(tǒng)的油性或水溶性切削液。通過低溫冷風(fēng)冷卻切削技術(shù)的原理可知，其技術(shù)的實現(xiàn)和效果優(yōu)劣，主要取決于冷風(fēng)射流機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

目前，常見的冷風(fēng)射流機主要由空氣制備系統(tǒng)、空氣制冷系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成。由于此種冷風(fēng)射流機通過單一的空氣制冷系統(tǒng)進(jìn)行冷風(fēng)制備，所制冷風(fēng)的溫度范圍較為有限，通常在0～-25℃之間、不會低于-30℃。因而，此種冷風(fēng)射流機的使用范圍有限，無法適用于高速和高精度的數(shù)控機床使用。

中國專利文獻(xiàn)公開了名稱為“低溫冷風(fēng)雙級制冷系統(tǒng)及其冷風(fēng)射流機” （公開號為：CN 102003823，公開日：2011年4月6日）的發(fā)明專利文獻(xiàn)，該專利文獻(xiàn)披露了一種將一級制冷系統(tǒng)和二級制冷系統(tǒng)聯(lián)機運行的冷風(fēng)射流機技術(shù)。雖然該技術(shù)以一級制冷系統(tǒng)和二級制冷系統(tǒng)聯(lián)機運行的方式實現(xiàn)了最低可達(dá)-60℃的冷風(fēng)制備，但其對0～-60℃范圍內(nèi)的冷風(fēng)制備只能通過單一的二級制冷系統(tǒng)實現(xiàn)，聯(lián)機的一級制冷系統(tǒng)僅用于對二級制冷系統(tǒng)的制冷劑進(jìn)行再次冷凝。由此可見，該冷風(fēng)雙級制冷技術(shù)存在以下主要技術(shù)問題：1.成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；2.兩套聯(lián)機的制冷系統(tǒng)不管制備哪種溫度的冷風(fēng)，均需同時運行，運行成本亦高；3.所制備冷風(fēng)的溫度波動范圍大，導(dǎo)致冷風(fēng)的調(diào)節(jié)可靠性和穩(wěn)定性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的技術(shù)目的在于：針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)不同溫度范圍靈活調(diào)整、調(diào)整穩(wěn)定性和可靠性高、使用范圍廣、使用方便、經(jīng)濟(jì)性好的低溫冷風(fēng)射流機。

本實用新型實現(xiàn)其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種低溫冷風(fēng)射流機，包括一級制冷系統(tǒng)、二級制冷系統(tǒng)和冷風(fēng)排放總管，所述一級制冷系統(tǒng)的一級冷風(fēng)排出管引出兩路，一級冷風(fēng)排出管的一路通過一級冷風(fēng)排放控制閥與冷風(fēng)排放總管連接、另一路通過一/二級制冷系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制閥與二級制冷系統(tǒng)的一級冷風(fēng)引入管連接，所述二級制冷系統(tǒng)的二級冷風(fēng)輸送管與一級冷風(fēng)排放控制閥下游的冷風(fēng)排放總管連接。

作為優(yōu)選方案，所述一級制冷系統(tǒng)主要由按制冷劑循環(huán)流程依次連通的一級制冷壓縮機、一級冷凝器、一級電子節(jié)流膨脹閥和一級蒸發(fā)器組成；

所述二級制冷系統(tǒng)主要由按制冷劑循環(huán)流程依次連通的二級制冷壓縮機、深冷凝結(jié)器、二級電子節(jié)流膨脹閥和二級蒸發(fā)器組成；

所述一級制冷系統(tǒng)的一級冷凝器和一級蒸發(fā)器之間的制冷劑管線上，通過第二截止閥引出有與二級制冷系統(tǒng)的深冷凝結(jié)器連通的再次冷凝輸出旁路，所述一級蒸發(fā)器和一級制冷壓縮機之間的制冷劑管線上通過混合器連接有與二級制冷系統(tǒng)的深冷凝結(jié)器連通的再次冷凝回收旁路。進(jìn)一步的，所述第二截止閥與一級蒸發(fā)器之間的制冷劑管線上設(shè)有第一截止閥。

所述一級制冷系統(tǒng)的一級冷風(fēng)排出管上設(shè)有溫度變送器，所述溫度變送器用于向射流機的PLC控制系統(tǒng)輸送所采集的溫度信號。

所述冷風(fēng)排放總管上設(shè)有溫度變送器，所述溫度變送器用于向射流機的PLC控制系統(tǒng)輸送所采集的溫度信號。

所述冷風(fēng)射流機還包括有空氣制備系統(tǒng)，所述空氣制備系統(tǒng)主要由按空氣輸送流程依次連接的進(jìn)口流量計、過濾器、干燥機和出口流量計組成，所述空氣制備系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口通過壓縮空氣輸送管與壓縮空氣機連接、出風(fēng)口通過凈化空氣輸送管與一級制冷系統(tǒng)連接。

本實用新型的有益技術(shù)效果是：

1. 本實用新型將兩套能夠制備不同冷風(fēng)溫度的空氣制冷系統(tǒng)進(jìn)行既能單機運行、又能聯(lián)機運行的結(jié)構(gòu)布局，從而在使用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)不同溫度范圍（通常一級制冷系統(tǒng)用于制備0～-25℃溫度的冷風(fēng)，二級制冷系統(tǒng)用于制備-25℃～-60℃溫度的冷風(fēng)）的靈活調(diào)整制備，每一溫度范圍的波動范圍較小，其調(diào)整的穩(wěn)定性和可靠性高，使用范圍廣；相較公開號為CN 102003823的技術(shù)而言，在實現(xiàn)冷風(fēng)可制備范圍較大的基礎(chǔ)上，使其結(jié)構(gòu)簡單化，制造成本低，在服役時可以根據(jù)不同的切削使用要求而進(jìn)行靈活的空氣制冷運行，運行成本低，使用靈活、方便、可靠，從而其整體經(jīng)濟(jì)性好，實用性強；

2. 本實用新型的一級制冷系統(tǒng)的制冷劑二級制冷系統(tǒng)的制冷劑，能夠通過二級制冷系統(tǒng)內(nèi)的深冷凝結(jié)器進(jìn)行彼此熱交換的再次冷凝，從而使制冷劑的制冷效果得以高效且優(yōu)異的實現(xiàn)，使制冷劑的剩余能源得到有效地、高效利用，進(jìn)一步增強了其經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中代號含義：1—空氣制備系統(tǒng)；11—過濾器；12—干燥機；13—進(jìn)口流量計；14—出口流量計；2—一級制冷系統(tǒng)；21—一級蒸發(fā)器；22—一級制冷壓縮機；23—一級冷凝器；24—一級電子節(jié)流膨脹閥；25—混合器；26—第一截止閥；27—第二截止閥；28—溫度變送器；29—一級冷風(fēng)排放控制閥；210—一級冷風(fēng)排出管；211—再次冷凝輸出旁路；212—再次冷凝回收旁路；3—二級制冷系統(tǒng)；31—二級蒸發(fā)器；32—二級制冷壓縮機；33—深冷凝結(jié)器；34—二級電子節(jié)流膨脹閥；35—一級冷風(fēng)引入管；36—二級冷風(fēng)輸送管；4—壓縮空氣輸送管；5—凈化空氣輸送管；6—冷風(fēng)排放總管；61—溫度變送器；7—一/二級制冷系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制閥。

具體實施方式

本實用新型為低溫冷風(fēng)切削技術(shù)用的低溫冷風(fēng)射流機，現(xiàn)對照附圖對本實用新型的技術(shù)方案內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1所示，本實用新型包括PLC控制系統(tǒng)和按冷風(fēng)制備流程連接的壓縮空氣輸送管4、空氣制備系統(tǒng)1、凈化空氣輸送管5、一級制冷系統(tǒng)2、二級制冷系統(tǒng)3、冷風(fēng)排放總管6。

其中，壓縮空氣輸送管4的一端與壓縮空氣機連接，另一端與空氣制備系統(tǒng)1的進(jìn)風(fēng)口相連接。

空氣制備系統(tǒng)1主要由按空氣輸送流程依次連接的進(jìn)口流量計13、過濾器11、干燥機12和出口流量計14組成。空氣制備系統(tǒng)1的進(jìn)風(fēng)口與壓縮空氣輸送管4連接，空氣制備系統(tǒng)1的進(jìn)口流量計13布置于壓縮空氣輸送管4上（或者，直接布置于空氣制備系統(tǒng)1的進(jìn)風(fēng)口上）；空氣制備系統(tǒng)1的出風(fēng)口與凈化空氣輸送管5連接，空氣制備系統(tǒng)1的出口流量計14布置于凈化空氣輸送管5上（或者，直接布置于空氣制備系統(tǒng)1的出風(fēng)口上）。

凈化空氣輸送管5的一端與空氣制備系統(tǒng)1連接，另一端與一級制冷系統(tǒng)2的進(jìn)風(fēng)口（即一級蒸發(fā)器21上的進(jìn)風(fēng)口）相連接。

一級制冷系統(tǒng)2主要由按制冷劑循環(huán)流程依次連通的一級制冷壓縮機22、一級冷凝器23和一級蒸發(fā)器21組成。一級冷凝器23和一級蒸發(fā)器21之間的制冷劑管線上依次設(shè)有一級電子節(jié)流膨脹閥24和第一截止閥26，一級電子節(jié)流膨脹閥24和第一截止閥26之間的制冷劑管線上，通過第二截止閥27再次冷凝輸出旁路211，該再次冷凝輸出旁路211與二級制冷系統(tǒng)3的制冷劑進(jìn)口相連接。一級蒸發(fā)器21和一級制冷壓縮機22之間的制冷劑管線上設(shè)有混合器25，通過混合器25連接有再次冷凝回收旁路212，該再次冷凝回收旁路212與二級制冷系統(tǒng)3的制冷劑出口相連接。前述一級蒸發(fā)器21的進(jìn)風(fēng)口與凈化空氣輸送管5相連接，一級蒸發(fā)器21的出風(fēng)口連接有一級冷風(fēng)排出管210，在一級冷風(fēng)排出管210上設(shè)有監(jiān)測其內(nèi)部所輸送冷風(fēng)溫度的溫度變送器28；溫度變送器28下游的一級冷風(fēng)排出管210引出有兩路，其中一路通過一級冷風(fēng)排放控制閥29（具體為電磁磁止閥）與冷風(fēng)排放總管6連接，另一路通過一/二級制冷系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制閥7（具體為電磁磁止閥）與二級制冷系統(tǒng)3進(jìn)風(fēng)口上的一級冷風(fēng)引入管35相連接。一般的，一級制冷系統(tǒng)2內(nèi)的制冷劑采用R410A冷媒（當(dāng)然，僅為優(yōu)選，不排除其它冷媒的使用），采用此冷媒的一級制冷系統(tǒng)2的冷風(fēng)輸出溫度范圍為0～-25℃。

二級制冷系統(tǒng)3主要由按制冷劑循環(huán)流程依次連通的二級制冷壓縮機32、深冷凝結(jié)器33和二級蒸發(fā)器31組成。深冷凝結(jié)器33與二級制冷壓縮機32之間的制冷劑管線上設(shè)有二級電子節(jié)流膨脹閥34。深冷凝結(jié)器33具有兩套凝結(jié)回路-即凝結(jié)主回路和凝結(jié)旁回路；凝結(jié)主回路的制冷劑進(jìn)口通過制冷劑管線與二級制冷壓縮機32相通、制冷劑出口通過制冷劑管線與二級蒸發(fā)器31相通；凝結(jié)旁回路的制冷劑進(jìn)口與一級制冷系統(tǒng)2的再次冷凝輸出旁路211相連接，凝結(jié)旁回路的制冷劑出口與一級制冷系統(tǒng)2的再次冷凝回收旁路212相連接。前述二級蒸發(fā)器31的進(jìn)風(fēng)口連接有一級冷風(fēng)引入管35，通過該一級冷風(fēng)引入管35與一級制冷系統(tǒng)2的冷風(fēng)制備、輸送管路相連接，二級蒸發(fā)器31的出風(fēng)口連接有二級冷風(fēng)輸送管36，通過二級冷風(fēng)輸送管36與一級冷風(fēng)排放控制閥29下游的冷風(fēng)排放總管6相連接。二級制冷系統(tǒng)3是對一級制冷系統(tǒng)2所制備冷風(fēng)的再次制冷，一般的，二級制冷系統(tǒng)3內(nèi)的制冷劑采用R23冷媒（當(dāng)然，僅為優(yōu)選，不排除其它冷媒的使用），采用此冷媒的二級制冷系統(tǒng)3的冷風(fēng)輸出溫度范圍為-25℃～-60℃（即對一級制冷系統(tǒng)2所輸出的溫度為0～-25℃范圍內(nèi)冷風(fēng)進(jìn)行的再次制冷）。

冷風(fēng)排放總管6用于向切削設(shè)備輸送冷風(fēng)。在二級冷風(fēng)輸送管36下游的冷風(fēng)排放總管6上一般至少設(shè)有溫度變送器61和微量油霧噴嘴，溫度變送器61用于監(jiān)測冷風(fēng)排放總管6內(nèi)部所輸送的冷風(fēng)溫度。

PLC控制系統(tǒng)用于控制并協(xié)調(diào)本實用新型的空氣壓縮機、空氣制備系統(tǒng)1、一級制冷系統(tǒng)2、二級制冷系統(tǒng)3和微量油霧噴射系統(tǒng)等設(shè)備的依序、正常運行，其控制動作根據(jù)外部指令進(jìn)行相應(yīng)信號數(shù)據(jù)的采集，這些信號數(shù)據(jù)包括但不限于進(jìn)口流量計13、出口流量計14、溫度變送器28、溫度變送器61等的信號，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行動作協(xié)調(diào)、控制，這些具體控制動作包括但不限于對一級電子節(jié)流膨脹閥24、第一截止閥26、第二截止閥27、一級冷風(fēng)排放控制閥29、二級電子節(jié)流膨脹閥34、一/二級制冷系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制閥7等的動作控制。

具體的，本實用新型的工作原理過程簡述如下：

空氣壓縮機制備的壓縮空氣經(jīng)空氣制備系統(tǒng)1的過濾器11和干燥機12處理后，有效去除了壓縮空氣中所含的油霧、粉塵等雜質(zhì)，并將壓縮空氣的露點降至-60℃以下；

若切削作業(yè)需要的冷風(fēng)為溫度較高（通常溫度范圍為0～-25℃）的冷風(fēng)，則PLC控制系統(tǒng)自動將一級制冷系統(tǒng)2和二級制冷系統(tǒng)3之間的一/二級制冷系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制閥7關(guān)閉，將一級冷風(fēng)排放控制閥29打開，此時的二級制冷系統(tǒng)3關(guān)閉、僅為一級制冷系統(tǒng)2啟動運行，壓縮空氣在一級制冷系統(tǒng)2內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換，得到最低至-25℃的冷風(fēng)輸出，該冷風(fēng)經(jīng)一級冷風(fēng)排放控制閥29和冷風(fēng)排放總管6直接排出；

若切削作業(yè)需要的冷風(fēng)為溫度較低（通常溫度范圍為-25～-60℃）的冷風(fēng)，則PLC控制系統(tǒng)自動將一級冷風(fēng)排放控制閥29關(guān)閉，將一/二級制冷系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制閥7打開，此時的一級制冷系統(tǒng)2和二級制冷系統(tǒng)3聯(lián)機運行，經(jīng)一級制冷系統(tǒng)2制備的較高溫度的冷風(fēng)經(jīng)二級制冷系統(tǒng)3進(jìn)行再次冷卻后，得到最低至-60℃的冷風(fēng)輸出；

一級制冷系統(tǒng)2和二級制冷系統(tǒng)3的制冷劑之間的熱交換，通過對第二截止閥27的動作實現(xiàn)，以提高制冷效率和能源再利用的經(jīng)濟(jì)性。

以上具體技術(shù)方案僅用以說明本實用新型，而非對其限制；盡管參照上述具體技術(shù)方案對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：本實用新型依然可以對上述具體技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型的精神和范圍。