一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮及其使用方法，包括刀柄，所述刀柄的下方设有冷凝部，所述冷凝部的下方设有绝缘部，所述绝缘部的下方设有蒸发部，所述冷凝部、所述绝缘部以及蒸发部内设有装载纳米流体的热管空腔，所述热管空腔内设有扰动所述纳米流体的聚焦分散装置，解决成型热管砂轮内部纳米流体沉积在砂轮与工件的接触区域阻碍换热的问题，将促进纳米流体作为工质在成型热管砂轮中的应用。中的应用。中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮及其使用方法，属于磨削热管


技术介绍

[0002]缓进给磨削和高效深切磨削技术已成为磨削加工领域的主流，磨削技术在不断地追求更高的材料去除率，这将会导致更多磨削热量的产生。这些热量在磨削弧区不断地产生并聚集，若不能及时地疏导出去就会烧伤工件材料，损坏磨削砂轮，从而限制磨削技术的发展。
[0003]旋转热管作为一种高性能传热元件得到广泛地应用，目前越来越多的研究人员发现纳米流体取代传统工质可以提高成型热管砂轮的换热能力。通过在基液中分散纳米粒子形成纳米流体，与基础液体相比，纳米粒子具有小尺寸效应，纳米粒子一直在做无规则运动，破坏流体流动层的稳定性，从而减小了传热热阻，提高成型热管砂轮的换热能力。然而，由于纳米粒子易发生团聚现象，纳米流体的分散稳定性差以及纳米粒子在很高的离心力作用下部分沉积在蒸发段壁面等情况，抑制了纳米流体旋转热管的换热效果。目前国内外广泛研究证实超声振动在提高工件表面质量、提高材料去除率、降低切削力以及工件表面损伤、延长工具使用寿命等方面具有显著的优势，其中超声换能器是将交变的高频电信号转换成高频机械振动信号的能量转换器件，将超声换能器的超声能量振动信号聚焦在固定区域可以很好地做到分散纳米流体沉积，因此急需一种能够实时分散纳米流体中纳米粒子的成型热管砂轮装置，解决成型热管砂轮内部纳米流体沉积在砂轮与工件的接触区域阻碍换热的问题，将促进纳米流体作为工质在成型热管砂轮中的应用。

技术实现思路

[0004]基于上述问题，设计一种能够实时分散纳米流体中纳米粒子的成型热管砂轮装置，解决成型热管砂轮内部纳米流体沉积在砂轮与工件的接触区域阻碍换热的问题，将促进纳米流体作为工质在成型热管砂轮中的应用。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮，包括刀柄，所述刀柄的下方设有冷凝部，所述冷凝部的下方设有绝缘部，所述绝缘部的下方设有蒸发部，所述冷凝部、所述绝缘部以及蒸发部内设有装载纳米流体的热管空腔，所述热管空腔内设有扰动所述纳米流体的聚焦分散装置。
[0006]进一步的，所述聚焦分散装置包括台阶空心轴，所述空心轴顶部、底部分别与所述冷凝部、蒸发部转动连接，所述台阶空心轴的同一侧设置有多个微型超声换能器，与所述微型超声换能器连接的微型超声换能器引线穿过所述台阶空心轴与外部电源连接，所述台阶空心轴的底端还设有定向装置。
[0007]进一步的，所述定向装置包括强力磁针，所述强力磁针的底部设有螺母，所述螺母与所述台阶空心轴螺纹连接，且处于所述热管空腔外部的所述台阶空心轴上设有指示凹
点，所述指示凹点与所述微型超声换能器处于同一方向上。
[0008]进一步的，所述台阶空心轴的顶端和底部分别通过滚动轴承与所述蒸发部以及所述蒸发部转动连接，底部的所述滚动轴承上方设置有挡油环，下方设有轴承端盖，所述轴承端盖的下方还设有梯形毛毡圈。
[0009]进一步的，所述微型超声换能器与所述台阶空心轴的连接处设有密封圈。
[0010]进一步的，处于所述蒸发部内的热管空腔截面直径大于所述冷凝部以及所述绝缘部内的热管空腔截面直径。
[0011]进一步的，所述蒸发部的侧壁设有弧形结构，所述台阶空心轴安装有所述微型超声换能器的位置对应所述弧形结构也设有弧度结构。
[0012]进一步的，所述冷凝部周侧均布有散热翅片。
[0013]进一步的，所述绝缘部为上下两部分组成且通过螺栓固定连接。
[0014]一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮的使用方法，包括以下步骤：将刀柄安装在机床主轴上，转动台阶空心轴使得台阶空心轴上的指示凹点指向蒸发部外侧壁与工件磨削的区域，从而使得微型超声换能器都对准蒸发部外侧壁与工件磨削的区域，末端强力磁针的到达平衡位置后拧紧螺母，从而固定强力磁针与台阶空心轴的位置关系，然后将微型超声换能器的外接电源打开，启动机床带动刀柄旋转，强力磁针受到地球磁场作用始终保持同一指向，使台阶空心轴保持静止，从而使得台阶空心轴上的超声换能器始终聚焦在热管空腔对应的的磨削弧区，实现该磨削弧区局部区域纳米流体的靶向分散，加快换热循环。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术的有益效果是通过磁力作用驱动外置强力磁针保持内置台阶轴上的微型超声换能器聚焦在砂轮与工件接触的纳米流体沉积弧区，外置磁力与内置超声换能器装置体积小，节省空间便于安装，不影响成型热管的正常换热工作。
[0017]2、通过外置强力磁针保持超声能量总是聚焦在工件与砂轮接触的弧区，实现了成型热管砂轮工作同时通过内置超声换能器击散砂轮
‑
工件接触弧形区域的纳米流体沉积，从而分散堆积在接触弧区的纳米颗粒，确保纳米流体成型热管砂轮的换热能力和磨削性能。
[0018]3、超声聚焦分散纳米流体的旋转热管装置采用磁力保持超声能量靶向聚焦在某一区域，实现磨削弧区位置纳米流体的实时分散，既能确保换热效果又能节约能源。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构剖视图。
[0020]图2为图1中A处放大图。
[0021]图3为本专利技术台阶空心轴结构示意图。
[0022]图4为图3中B处放大图。
[0023]图5为图3中C处放大图。
[0024]图中：刀柄1、滚动轴承2、台阶空心轴3、微型超声换能器4、纳米流体5、强力磁针6、螺母7、指示凹点8、螺栓9、微型超声换能器引线10、挡油环11、轴承端盖12、密封圈13、梯形毛毡圈14、冷凝部15、绝缘部16、蒸发部17。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]请参阅图1
‑
5所示，一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮，包括刀柄1，刀柄1的下方设有冷凝部15，冷凝部15的下方设有绝缘部16，绝缘部16的下方设有蒸发部17，冷凝部15、绝缘部16以及蒸发部17内设有装载纳米流体5的热管空腔，热管空腔内设有扰动纳米流体5的聚焦分散装置；聚焦分散装置包括台阶空心轴3，空心轴3顶部、底部分别与冷凝部15、蒸发部17转动连接，台阶空心轴3的同一侧设置有多个微型超声换能器4，与微型超声换能器4连接的微型超声换能器引线10穿过台阶空心轴3与外部电源连接，台阶空心轴3的底端还设有定向装置；定向装置包括强力磁针6，强力磁针6的底部设有螺母7，螺母7与台阶空心轴3螺纹连接，且处于热管空腔外部的台阶空心轴3上设有指示凹点8，指示凹点8与微型超声换能器4处于同一方向上；台阶空心轴3的顶端和底部分别通过滚动轴承2与蒸发部17以及蒸发部17转动连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮，其特征在于：包括刀柄(1)，所述刀柄(1)的下方设有冷凝部(15)，所述冷凝部(15)的下方设有绝缘部(16)，所述绝缘部(16)的下方设有蒸发部(17)，所述冷凝部(15)、所述绝缘部(16)以及蒸发部(17)内设有装载纳米流体(5)的热管空腔，所述热管空腔内设有扰动所述纳米流体(5)的聚焦分散装置。2.根据权利要求1所述的一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮，其特征在于：所述聚焦分散装置包括台阶空心轴(3)，所述空心轴(3)顶部、底部分别与所述冷凝部(15)、蒸发部(17)转动连接，所述台阶空心轴(3)的同一侧设置有多个微型超声换能器(4)，与所述微型超声换能器(4)连接的微型超声换能器引线(10)穿过所述台阶空心轴(3)与外部电源连接，所述台阶空心轴(3)的底端还设有定向装置。3.根据权利要求2所述的一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮，其特征在于：所述定向装置包括强力磁针(6)，所述强力磁针(6)的底部设有螺母(7)，所述螺母(7)与所述台阶空心轴(3)螺纹连接，且处于所述热管空腔外部的所述台阶空心轴(3)上设有指示凹点(8)，所述指示凹点(8)与所述微型超声换能器(4)处于同一方向上。4.根据权利要求3所述的一种靶向超声聚焦分散纳米流体热管砂轮，其特征在于：所述台阶空心轴(3)的顶端和底部分别通过滚动轴承(2)与所述蒸发部(17)以及所述蒸发部(17)转动连接，底部的所述滚动轴承(2)上方设置有挡油环(11)，下方设有轴承端盖(12)，所述轴承端盖(12)的下方还设有梯形毛毡圈(14)。5.根据权利要求2所述的一种靶向超声聚焦分散纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳佳，刘松炎，杨勇，袁冬冬，吉蔚黄，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：