[发明专利]一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生装置、方法及其应用

权利要求书

1.一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生装置，其特征在于，包括空气压缩机（1），空气压缩机（1）的输出口依次连接气体干燥过滤器（2）、气压调节阀（3）、气体增压器（4），并连接至四通后分为三个支路，分别为固体输送支路、气体输送支路、液体输送支路；

所述固体输送支路经管道连接至气压调节阀（5），气压调节阀（5）的出口连接纳米颗粒螺旋式送粉装置，送粉装置出口连接粉气混合腔（17）的固体入口端；

所述气体输送支路经管道依次连接气压调节阀（6）调节气压，冷却装置、电磁阀（14）后连接粉气混合腔（17）的气体入口端，与固体输送支路出口端汇合于粉气混合腔（17），粉气混合腔（17）出口端再经管道连接气动雾化喷嘴（18）的气固输入端口；

所述液体输送支路经管道依次连接气压调节阀（7）、密封良好的装有切削液的切削液存储容器（8）、液压调节阀（9）后管道连接气动雾化喷嘴（18）的液体入口端。

2.根据权利要求1所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生装置，其特征在于，所述纳米颗粒螺旋式送粉装置包括：粉斗（12）、粉腔（16）、螺杆（13）、步进电动机（11），所述粉斗（12）内储存有大量的纳米粉末（15），粉斗（12）的底部出口为粉腔（16），粉腔（16）中具有螺杆（13），螺杆连接步进电动机（11），步进电动机（11）带动螺杆转动，粉腔（16）的出口连接粉气混合腔（17）。

3.一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生方法，其特征在于，采用权利要求2所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生装置，采用低温气体、一定比例的纳米粉末和切削液在气动雾化喷嘴处混合均匀后，高压喷射形成气液固三相低温喷雾射流。

4.根据权利要求1所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生方法，其特征在于，所述气体经过气压调节阀三后，气体压力为0.6~42MPa，再经涡旋装置冷却后，该支路气体温度为-5~-15℃。

5.根据权利要求1所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生方法，其特征在于，所述切削液为0-5℃可降解的绿色冷却润滑剂。

6.根据权利要求5所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生方法，其特征在于，所述切削液为0-5℃低温的水或植物油。

7.根据权利要求1所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生方法，其特征在于，所述的纳米粉末为金属纳米粒子、氧化物纳米粒子、碳化物和WS₂、MoS₂等其中的一种或其组合，粒度为20-50nm，粉末保持干燥，送粉速度大小由步进电动机的转速调节。

8.根据权利要求1所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生方法，其特征在于，纳米粉末的比重通过送粉速度调节，其在气动雾化喷嘴处与切削液充分均匀混合，其质量比重范围在0.5-10%。

9.根据权利要求1所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生方法，其特征在于，进入粉气混合腔中的气体为低温气体，最低温为-20℃。

10.一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生装置及方法的应用，其特征在于，将权利要求1-权利要求9中任意一项权利要求所述的一种气液固三相均匀混合纳米流体低温喷雾射流产生装置或方法，应用在切削或磨削加工时刀具与工件的润滑和冷却。