CN101392372B - 一种脉冲式送粉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲式送粉装置，其结构为：电磁阀安装在导气管上，导气管与活塞的活塞缸连通，活塞的活塞杆上套有弹簧；支座上开有水平通孔、上、下垂直孔，上、下垂直孔分别位于所述水平通孔上、下方，且均与水平通孔相通；刮板位于水平通孔内，刮板上开有容积为1～30mm³的贮粉孔，粉斗的出粉口位于上垂直孔内，送粉管的进粉口位于下垂直孔内；调节旋钮和活塞分别位于刮板的两侧，刮板的一端与活塞的活塞杆相连；调节旋钮、刮板和活塞的活塞杆的中心线位于同一水平线上。本发明能充分满足激光熔覆领域对送粉器的特定要求，具有单次送粉量精确可控、粉末落点和形状精确可调的优点。

Description

一种脉冲式送粉装置

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，确切地说是一种脉冲式送粉装置，尤其适合于激光熔覆、焊接和电子封装中使用。

背景技术

激光熔覆技术的快速发展推动了激光器、金属粉末自动送粉器及控制系统等相关技术和设备的发展。金属粉末自动送粉器是激光熔覆设备的关键组成部分，送粉器性能的好坏直接关系到激光熔覆层的外观形貌和微观质量好坏。

目前国内外已有的送粉器种类很多，主要包括鼓轮式送粉器、刮板式送粉器、转盘式送粉器、螺旋式送粉器、电磁振动送粉器和超声振动送粉器等。近年来，多料仓混合的送粉器、熔覆材料组成及配比连续可调的送粉器以及高度集成带有信息反馈附件的送粉器等也均有报道。

现有送粉器的主要特点是都只能连续送粉，送粉量比较大，仅适合大面积激光熔覆应用和激光三维快速制造。然而，对于尺寸精度在毫米级以下的精密激光熔覆过程而言，现有送粉器在单位时间的送粉量都过大，容易造成激光熔覆面积过大、厚度过厚，增大后续加工量。当工件的熔覆部位很难或无法进行后续加工时，该类技术的应用就受到了限制。同时，有些工件表面的缺陷特别微小(如小的磨损坑、裂痕、小孔洞和腐蚀坑等)，当进行此类零件的激光熔覆修复时，大送粉量的送粉器根本无法满足工作的要求。另外，当频繁更换不同工件和熔覆位置时，必须不停地启动和停止送粉器，操作繁杂，送粉量精度也无法保证。因此，现有的连续送粉器无法满足精密激光熔覆工艺的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有设备的不足，提供一种脉冲式送粉装置，该装置的单次送粉量可达到毫克级别，送粉精度高，并且易于实现对送粉量的精确控制。

本发明提供的脉冲式送粉装置，其特征在于：

电磁阀安装在导气管上，导气管与活塞的活塞缸连通，活塞的活塞杆上套有弹簧；

支座上开有水平通孔、上垂直孔和下垂直孔，上垂直孔和下垂直孔分别位于所述水平通孔上、下方，且均与水平通孔相通；刮板位于水平通孔内，刮板上开有贮粉孔，贮粉孔的容积为1～30mm³；粉斗的出粉口位于上垂直孔内，送粉管的进粉口位于下垂直孔内；调节旋钮和活塞分别位于刮板的两侧，刮板的一端与活塞的活塞杆相连；

调节旋钮、刮板和活塞的活塞杆的中心线位于同一水平线上。

本发明能充分满足精密激光熔覆技术对送粉器的特定要求，填补了送粉器在这一领域的空白。具体而言，本发明具有以下的技术效果：

(1)、本发明在送粉过程中通过电磁阀的通断来实现脉冲式送粉；

(2)、当刮板上的贮粉孔设计的尺寸很小时，可精确控制流过的粉末量，实现微量送粉。通过改变贮粉孔的尺寸和电磁阀工作时间的长短就可以精确控制单次送粉量的大小。

(3)、本发明的送粉管口的形状有圆形、长方形或者其它形状，采用圆形的管口能实现点状送粉，而采用长方形的管口能实现线状送粉。也可以根据精密激光熔覆工艺的要求，采用其它形状的送粉管进行送粉。

采用本发明的设计方案——即采用电磁阀的通断和刮板上的贮粉孔来实现脉冲式微量送粉。该送粉器不但结构紧凑，操作方便，并能进行点状和线状等形式送粉，粉末在工件表面成形规则。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的脉冲式送粉器包括电磁阀1，活塞4、弹簧5、刮板6、粉斗7、贮粉孔8、调节旋钮9和送粉管10。

电磁阀1通过导气管2作用于活塞4的活塞缸。活塞4的活塞杆与刮板6相连，并通过弹簧5沿水平方向固定在支架3上。刮板6上开有贮粉孔8。调节旋钮9在刮板6向左运动时起限位作用，通过手动调节调节旋钮9能够改变刮板6的行程量。粉斗7垂直固定在支架3的上部，送粉管10垂直固定在支座11的下部。当向贮粉孔8中添加粉末时，粉斗7和贮粉孔8沿垂直方向保持连通，两者的轴心保持一致；送粉时，刮板6上的贮粉孔8与下垂直孔连通。

脉冲送粉器工作前，粉末储存在粉斗7中，粉末利用自身的重量进入贮粉孔8中并将贮粉孔8填满，此时的状态为送粉器的初始工作状态，如图1所示。脉冲送粉器工作时，电磁阀1上电导通，外部气流通过导气管2进入活塞缸冲击活塞4，压缩弹簧5推动刮板6向左运动，刮板6上所开的贮粉孔8与粉斗7的下端口逐渐脱开。当贮粉孔8与送粉管10的上端口部分或全部连通时，贮粉孔8中的粉末由于自重落入下面的送粉管10中被送出，完成一次送粉动作，并最后在工件表面上堆积成形，此时脉冲送粉器的工作情况如图2所示。当电磁阀断电断开后，外部气流被电磁阀1断开，弹簧5的回复力推动活塞4向右运动，并通过活塞杆带动刮板6向右运动，刮板6上的贮粉孔8与送粉管10的上端口脱离，送粉过程终止，刮板6回到图1所示的起点位置，粉斗7中的粉末利用自身的重量再次落下并将贮粉孔8填满，准备开始下一个送粉循环。这样，电磁阀1每一次的通断，粉斗7中的粉末只有落入贮粉孔8中的极少量粉末被送粉管10送往工件表面。利用外部程序控制电磁阀1连续进行通断的工作，贮粉孔8中的粉末间隔地落入送粉管10中被间隔送出，从而实现了脉冲式送粉。

由于单次送粉量与电磁阀1的工作时间和贮粉孔8的尺寸有关。单独改变电磁阀1的工作时间或贮粉孔8的尺寸，或同时改变电磁阀1的工作时间和贮粉孔8的尺寸都能精确控制单次送粉量的大小。当缩短电磁阀1的工作时间，并同时将调节旋钮9向右旋进缩短刮板6向左的运动行程量，使贮粉孔8与送粉管10的上端口只能部分连通，就能减少单次送粉量的大小。利用外部程序能够精确控制电磁阀1的工作时间。贮粉孔8的尺寸改变则利用机械设计和加工就能实现。

本发明可将不同种类和不同粒径的粉末脉冲式送出，而且送粉稳定性良好。当贮粉孔的容积在1～30mm³之间变化时，单次送粉量依据粉末种类的不同可以控制在10～100mg之间，送粉精度在±1mg之内。

本发明装置对送粉管10的管口形状没有限制，但通常采用圆形和长方形。采用圆形的管口能实现点状送粉，当管口直径在0.1～3mm之间变化时，点状粉末在工件表面的成形直径在0.1～5mm之间；而采用长方形的管口能实现线状送粉，当管口长度在0.1～7mm，宽度在0.1～3mm变化时，线状粉末在工件表面的成形长度在0.1～10mm，宽度在0.1～5mm之间。这种结构可以实现单次送粉量达到毫克级别，完全能够满足精密激光熔覆技术对送粉量和送粉落点尺寸范围的需求。

本发明的具体实施方式并不局限于上述举例的一种，上述举例是本发明的一种送粉量最大的极限工作情况。本发明的关键在于利用电磁阀的通断实现脉冲式送粉，并结合电磁阀的工作时间和贮粉孔的尺寸精确控制单次送粉量。贮粉孔的形状可以为圆孔、腰圆孔、方形孔或其它形状；至于活塞、弹簧、刮板、旋钮、粉斗、送粉管以及支架结构本领域技术人员可以采用多种方式加以具体实现，上面只是列举了其中一种实现方式。

Claims (3)

1.一种脉冲式送粉装置，其特征在于：

电磁阀(1)安装在导气管(2)上，导气管(2)与活塞(4)的活塞缸连通，活塞(4)的活塞杆上套有弹簧(5)；

支座(11)上开有水平通孔、上垂直孔和下垂直孔，上垂直孔和下垂直孔分别位于所述水平通孔上、下方，且均与水平通孔相通；刮板(6)位于水平通孔内，刮板(6)上开有贮粉孔(8)，贮粉孔(8)的容积为1～30mm³；粉斗(7)的出粉口位于上垂直孔内，送粉管(10)的进粉口位于下垂直孔内；调节旋钮(9)和活塞(4)分别位于刮板(6)的两侧，刮板(6)的一端与活塞(4)的活塞杆相连；

调节旋钮(9)、刮板(6)和活塞(4)的活塞杆的中心线位于同一水平线上。

2.根据权利要求1所述的脉冲式送粉装置，其特征在于：送粉管(10)的管口为圆形，其管口直径为0.1～3mm。

3.根据权利要求1所述的脉冲式送粉装置，其特征在于：送粉管(10)的管口为长方形，管口长度为0.1～7mm，宽度为0.1～3mm。

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