[發(fā)明專利]多出口可控溫磨料射流冷卻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710747740.5
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN107378801B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫玉利;婁元帥;劉志剛;盧文壯;徐洋;湯蘇揚(yáng);左敦穩(wěn)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B24C9/00
• 分類號(hào): B24C9/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

1.一種多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于：它包括冷卻箱和多出口蛇形管；所述的冷卻箱主要包括冷卻箱體（1）、箱體蓋板（2）和進(jìn)液管（3），冷卻箱體（1）和箱體蓋板（2）形成一個(gè)能開閉的液氮存儲(chǔ)腔，該液氮存儲(chǔ)腔通過與其相連通的進(jìn)液管（3）與液氮源相連，液氮源能連續(xù)或間斷地為液氮存儲(chǔ)腔供應(yīng)液氮以保證液氮存府腔內(nèi)的溫度處于設(shè)定范圍內(nèi)；所述的多出口蛇形管浸沒在所述的液氮存儲(chǔ)腔的液氮中，它的射流入口（5）伸出箱體外與磨料供應(yīng)管相連通，多出口蛇形管位于液氮存儲(chǔ)腔中的部分連接有多個(gè)射流出口管（6），射流出口管（6）的出口端伸出冷卻箱體（1）外以便對(duì)被加工件進(jìn)行射流加工，且離射流入口（5）越遠(yuǎn)的射流出口管（6）流出的磨料的溫度越低；所述的多個(gè)射流出口管（6）能單獨(dú)、部分或全部進(jìn)行射流加工；所述的多出口蛇形管根據(jù)所需的射流溫度來設(shè)計(jì)；對(duì)于不同的射流出口管對(duì)應(yīng)的射流出口溫度T_fi，out，磨料射流在多出口蛇形管中流經(jīng)的長度為：

式中，h為對(duì)流換熱系數(shù)，T_w為壁面溫度，T_f為定性溫度，l為管道長度，ρ為空氣密度，c_ρ為定壓比熱容，A為管道橫截面積，v為射流入口速度，T_f,in為射流入口溫度，T_fi，out為不同的射流出口管對(duì)應(yīng)的射流出口溫度，取進(jìn)出口平均溫度為空氣的定性溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于所述的箱體蓋板（2）上設(shè)有用于觀察冷卻箱體內(nèi)部情況的觀察口（4）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于所述的射流出口管（6）配有密封芯棒（8）和密封帽（9）以使所述的射流出口管（6）不工作時(shí)能及時(shí)密封，密封芯棒（8）插入射流出口管（6）中，密封帽（9）旋裝在射流出口管（6）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于在所述的多出口蛇形管上、相鄰的兩個(gè)射流出口管（6）之間均安裝有低溫球閥（7），以便于對(duì)射流出口管（6）通斷的控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于：所述的冷卻箱體（1）的箱壁和箱體蓋板（2）均為真空結(jié)構(gòu)，在冷卻箱體（1）和箱體蓋板（2）外部包裹有發(fā)泡保溫材料，從而實(shí)現(xiàn)冷卻箱雙層保溫。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于：所述的多出口蛇形管設(shè)有七個(gè)射流出口（6），當(dāng)磨料射流從不同的射流出口（6）流出時(shí)，其被液氮冷卻的時(shí)間也不相同，因此可以得到不同溫度的低溫磨料射流。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于：所述的磨料射流從某一個(gè)射流出口管（6）流出時(shí)，其余的射流出口管（6）均處于密封狀態(tài)，射流出口管（6）由密封芯棒（8）和密封帽（9）進(jìn)行密封，密封芯棒（8）采用PCTFE材料，密封芯棒（8）的長度大于射流出口管（6）處管道的長度，從而避免磨料射流流入除出口處以外的管道，密封帽（9）和射流出口管（6）采用螺紋連接，密封帽（9）結(jié)構(gòu)與尼龍自鎖螺母相同，能通過尼龍被擠壓后產(chǎn)生的回彈力防松。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于：所述的多出口蛇形管為銅管，由六個(gè)低溫球閥（7）進(jìn)行連接，低溫球閥（7）通過轉(zhuǎn)動(dòng)閥門來控制開啟和關(guān)閉，當(dāng)磨料射流從某一個(gè)射流出口管（6）流出時(shí)，位于該射流出口之前的低溫球閥（7）全部打開，位于該射流出口管（6）之后的低溫球閥全部關(guān)閉，確保磨料射流只能從該射流出口管（6）流出，從而得到特定溫度的低溫磨料射流；所述的低溫球閥（7）和射流出口管（6）一一對(duì)應(yīng)，低溫球閥（7）和對(duì)應(yīng)的射流出口管（6）之間的水平距離小于1cm，當(dāng)?shù)蜏厍蜷y（7）關(guān)閉時(shí)，可保證磨料射流直接流入對(duì)應(yīng)的射流出口管（6），減少了磨料射流的能量損失；所述的冷卻箱的箱體蓋板（2）可打開，冷卻箱和多出口蛇形管采用焊接的方式連接，因此多出口蛇形管不可拆卸，打開箱體蓋板（2）可觀察冷卻箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)損壞，打開箱體蓋板（2）還可維修和更換低溫球閥（7）。