一种超临界二氧化碳供给调控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超临界二氧化碳供给调控系统，包括超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置，超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置之间还设有超临界二氧化碳流量调节装置，超临界二氧化碳输出装置包括出料管，超临界二氧化碳流量调节装置包括中转管路，超临界二氧化碳流量调节装置通过切换中转管路以调节流量，中转管路的内径小于出料管的内径，在输送超临界二氧化碳之前，通过切换中转管路至其符合超临界二氧化碳的流量加工要求，通过改变中转管路的内径值和长度值，即可实现系统的超临界二氧化碳流量调节，不仅输出稳定，而且成本低廉、容易维护，此发明专利技术用于金属加工领域。

A Supercritical Carbon Dioxide Supply Control System

The invention discloses a supercritical carbon dioxide supply control system, which comprises a supercritical carbon dioxide generating device and a supercritical carbon dioxide output device. There is also a supercritical carbon dioxide flow regulating device between the supercritical carbon dioxide generating device and the supercritical carbon dioxide output device. The supercritical carbon dioxide output device includes a discharge pipe and a supercritical carbon dioxide flow rate. The regulating device includes a transfer pipeline. The supercritical carbon dioxide flow regulating device regulates the flow by switching the transfer pipeline. The inner diameter of the transfer pipeline is smaller than the inner diameter of the discharge pipeline. Before transporting supercritical carbon dioxide, the system can be realized by switching the transfer pipeline to meet the flow processing requirements of supercritical carbon dioxide. By changing the inner diameter and length of the transfer pipeline, the system can be realized. The conventional supercritical carbon dioxide flow regulation not only has stable output, but also has low cost and easy maintenance. The invention is used in the field of metal processing.

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳供给调控系统
本专利技术涉及金属加工领域，特别是涉及一种超临界二氧化碳供给调控系统。
技术介绍
随着现代先进制造技术的突飞猛进，各类新材料、新工艺应运而生，对机床切削速度，刀具寿命以及加工效率提出了更高的要求。清洁生产、绿色制造已成为发展先进制造技术的主题之一。采用低温冷却润滑切削技术，已被证实为解决高硬高强度材料强烈切削热冲击和振动以及塑性材料切削易产生加工毛刺等难加工特性有效方案。目前常用的低温切削技术主要为：低温冷风(-30℃)冷却技术、液氮(-179℃)冷却技术、液态二氧化碳(-78.5℃)冷却技术等。其中液态二氧化碳冷却技术采用压力为5.0-6.5MPa的液态二氧化碳经管路输送并在喷嘴前端释放，可在喷嘴处迅速膨胀吸热产生-78.5℃(理论值)低温，被成功应用于难加工材料切削冷却。为尽可能接近其理论低温值，需严格控制输送管路内部的液态二氧化碳压降速率，并且需对输送管路进行有效保温，以避免液态二氧化碳在管路内部因快速压降而结冰堵塞管路。由于液态二氧化碳冷却技术上述缺点，目前该技术尚未实现大面积推广应用。针对上述问题，近年来采用超临界二氧化碳流体进行切削加工的冷却润滑获得了关注。将低压的二氧化碳气体通过增压系统增压至7.4MPA以上并将其升温至31.7℃以上，二氧化碳即可处于超临界状态。将超临界状态的二氧化碳喷射出去，由于超临界二氧化碳流体的快速压降而瞬间吸热膨胀，从而使喷射区域达到瞬间低温(-78.5℃)的效果。虽然超临界二氧化碳已在制药工业、化学工程和半导体工业萃取、蚀刻和清洁过程中广泛应用，但将超临界二氧化碳应用于加工冷却，实现加工过程高效降温尚处于深入开发阶段。专利ZL200680022912.2公布了一种基于超临界二氧化碳的金属加工润滑方法，该方法涉及在超临界二氧化碳流体中掺入润滑剂以及在金属加工过程施加超临界二氧化碳的系统组成。专利201710867324.9公布了一种超临界二氧化碳集中供液系统，并描述了集中供液系统组成及集中供液方式。不同于液态二氧化碳冷却技术，超临界二氧化碳在输送管路内部需始终维持压力大于或等于7.4MPa以及温度大于或等于31.7℃，以确保超临界二氧化碳流体快速压降形成低温介质。现有超临界二氧化碳系统多涉及获得超临界二氧化碳流体方式，证实了超临界二氧化碳可有效应用于金属加工，对于如何控制超临界二氧化碳输出、如何确保管路中二氧化碳始终处于超临界状态以及如何控制超临界二氧化碳喷射流量等均未涉及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种流量控制精准、输送稳定性强的超临界二氧化碳供给调控系统。本专利技术所采取的技术方案是：一种超临界二氧化碳供给调控系统，包括超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置，超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置之间还设有超临界二氧化碳流量调节装置，超临界二氧化碳输出装置包括用于输送超临界二氧化碳流体的出料管，超临界二氧化碳流量调节装置包括中转管路，超临界二氧化碳流量调节装置通过切换中转管路以调节流量，中转管路的内径小于出料管的内径。进一步作为本专利技术技术方案的改进，超临界二氧化碳流量调节装置还包括进料转接模块和出料转接模块，进料转接模块连接超临界二氧化碳生成装置，出料转接模块连接超临界二氧化碳输出装置，还包括两端分别与进料转接模块和出料转接模块活动连接的中转管路。进一步作为本专利技术技术方案的改进，中转管路为定量毛细管，中转管路的内孔直径D的取值范围为0.05～2mm。进一步作为本专利技术技术方案的改进，进料转接模块和出料转接模块上各设有一卡孔，中转管路的两端均设有与卡孔可拆卸连接的卡头。进一步作为本专利技术技术方案的改进，卡头呈阶梯轴状，卡头中设有与中转管路相通的通孔。进一步作为本专利技术技术方案的改进，超临界二氧化碳输出装置包括与出料转接模块相连的出料管，出料管的末端设有喷嘴，还包括套设在出料管外的气管，气管的一端与喷嘴相连，气管与出料管之间留有空腔，气管的另一端设有气流入口。进一步作为本专利技术技术方案的改进，出料管为毛细管。进一步作为本专利技术技术方案的改进，还包括辅助气流装置，辅助气流装置包括辅助气源，辅助气源通过管路连接气流入口，辅助气源与气流入口之间还设有阀门和加热装置。进一步作为本专利技术技术方案的改进，辅助气源与气流入口之间还设有过滤装置。进一步作为本专利技术技术方案的改进，气管的一端与出料转接模块相连，出料转接模块上设有与气流入口相连通的气流转接口。本专利技术的有益效果：此超临界二氧化碳供给调控系统，在输送超临界二氧化碳之前，通过超临界二氧化碳流量调节装置切换中转管路至其符合超临界二氧化碳的流量加工要求，通过改变中转管路的内径值或长度值，即可实现系统的超临界二氧化碳流量调节，不仅输出稳定，而且成本低廉、容易维护。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的超临界二氧化碳输出装置和超临界二氧化碳流量调节装置的示意图；图3是本专利技术实施例的超临界二氧化碳流量调节装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例的超临界二氧化碳输出装置和超临界二氧化碳流量调节装置的爆炸示意图。具体实施方式参照图1～图4，本专利技术为一种超临界二氧化碳供给调控系统，包括超临界二氧化碳生成装置1和超临界二氧化碳输出装置2，超临界二氧化碳生成装置1和超临界二氧化碳输出装置2之间还设有超临界二氧化碳流量调节装置3，超临界二氧化碳输出装置2包括用于输送超临界二氧化碳流体的出料管21，超临界二氧化碳流量调节装置3包括中转管路31，超临界二氧化碳流量调节装置3通过切换中转管路31以调节流量，中转管路31的内径小于出料管21的内径。具体的，超临界二氧化碳生成装置1用于将低压的二氧化碳转变为超临界二氧化碳流体，主要包括二氧化碳源11、增压装置12、储存容器13、加热器14、输送管路及设置在输送管路上的开关阀门等。增压装置12用于对低压二氧化碳进行增压动作。为保证超临界二氧化碳流体状态及性质，二氧化碳增压上限值设定在7.5～30MPa，且增压上限值依据实际切削应用需求可调。加热器14用于对增压后的二氧化碳进行加温动作。为保证超临界二氧化碳冷却润滑系统所需超临界二氧化碳流体状态及性质，加热器14加热温度上限设定在31.7～100℃，且加热温度上限值依据实际切削应用需求可调。作为本专利技术优选的实施方式，超临界二氧化碳流量调节装置3还包括进料转接模块32和出料转接模块33，进料转接模块32连接超临界二氧化碳生成装置1，进料转接模块32具体是与超临界二氧化碳生成装置1的输送管路连接，进料转接模块32和出料转接模块33中均设有用于导通超临界二氧化碳的流道，且流道的两端分别设有用于连接其他部件的连接结构，连接结构可为螺纹。进料转接模块32具体是与超临界二氧化碳生成装置1的输送管路之间还设有密封接头34，用于防止超临界二氧化碳泄漏。出料转接模块33连接超临界二氧化碳输出装置2，出料转接模块33和超临界二氧化碳输出装置2之间也设有密封接头34，还包括两端分别与进料转接模块32和出料转接模块33活动连接的中转管路31。作为本专利技术优选的实施方式，中转管路31为定量毛细管，定量毛细管具有保压的功能，中转管路31的内孔直径D的取值范围为0.05～2mm，定量毛细管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界二氧化碳供给调控系统，其特征在于：包括超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置，所述超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置之间还设有超临界二氧化碳流量调节装置，所述超临界二氧化碳输出装置包括用于输送超临界二氧化碳流体的出料管，所述超临界二氧化碳流量调节装置包括中转管路，所述超临界二氧化碳流量调节装置通过切换所述中转管路以调节流量，所述中转管路的内径小于出料管的内径。

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳供给调控系统，其特征在于：包括超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置，所述超临界二氧化碳生成装置和超临界二氧化碳输出装置之间还设有超临界二氧化碳流量调节装置，所述超临界二氧化碳输出装置包括用于输送超临界二氧化碳流体的出料管，所述超临界二氧化碳流量调节装置包括中转管路，所述超临界二氧化碳流量调节装置通过切换所述中转管路以调节流量，所述中转管路的内径小于出料管的内径。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳供给调控系统，其特征在于：所述超临界二氧化碳流量调节装置还包括进料转接模块和出料转接模块，所述进料转接模块连接超临界二氧化碳生成装置，所述出料转接模块连接超临界二氧化碳输出装置，还包括两端分别与进料转接模块和出料转接模块活动连接的中转管路。3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳供给调控系统，其特征在于：所述中转管路为定量毛细管，所述中转管路的内孔直径D的取值范围为0.05～2mm。4.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳供给调控系统，其特征在于：所述进料转接模块和出料转接模块上各设有一卡孔，所述中转管路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜炳姜，李伟秋，莫大卓，王勇，
申请(专利权)人：广州汇专工具有限公司，汇专科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44