CN104561993A - 一种用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光熔覆技术领域，公开了一种用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法。其中，该装置包括：至少两个料仓、至少两个物位监测元件、至少两条输送管道、空气过滤器、至少两个气体流量计、至少两个阀门及喷头；输送管道与料仓连接，输送管道连接喷头；物位监测元件设置在料仓上；阀门设置在输送管道上；空气过滤器通入输送管道；气体流量计设置在输送管道上。当物位监测元件监测到料仓中的物料下降到预设位置时，开启其余料仓送料，实现了物料的连续输送。在物料的输送过程中，通过气体流量计对输送管道中的气体流量进行控制，实现了对各料仓的输送量的控制，使混合后物料达到所需的配比。本发明满足了用户对物料输送的需求。

Description

一种用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，主要适用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法。

背景技术

目前，在对金属粉末进行激光熔覆作业的过程中，往往需要将金属粉末输送到激光熔池内。目前国内普遍使用气载式送粉器来实现粉末的输送。现有送粉器的料仓的体积一般小于1.5升，在一罐粉末输送完后，必须停车加装粉末。之后再次启动送粉器继续送粉，这便导致了熔覆作业的中断，从而影响了产品质量。

此外，在对特殊合金粉末进行激光熔覆作业的过程中，往往需要将两种或者两种以上的金属粉末输送到激光熔池内。现有的输送方法是：在使用送粉器进行送粉前，将两种或多种金属粉末人工按比例搅拌均匀；然后装入送粉器的粉仓内，再启动送粉器进行送粉。这种方法有两点不足：

1、人工混合粉末的均匀性因人而异。

2、事先以固定的混合比例混合金属粉末，不能根据需要在加工过程中及时改变比例。

综上所述，在物料的激光熔覆作业中，现有的送粉器已不能满足实际的生产需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法，它能够满足实际的生产需求。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置，包括：至少两个料仓、至少两个物位监测元件、至少两条输送管道、空气过滤器、至少两个气体流量计、至少两个阀门及喷头；所述输送管道的第一端各自分别一一对应地与所述料仓的输出口连接，所述输送管道的第二端连接所述喷头的输入端；所述物位监测元件各自分别设置在所述料仓上；所述阀门各自分别设置在所述输送管道上；所述空气过滤器的输出端通入所述输送管道；所述气体流量计各自分别设置在所述输送管道上。

进一步地，在每条所述输送管道上至少包括两个所述阀门，且所述阀门设置在所述料仓的输出口与所述喷头之间，其余的阀门设置在所述料仓的输出口与所述空气过滤器的输出端之间。

进一步地，还包括：可编程控制器；所述物位监测元件的信号输出端与所述可编程控制器的信号输入端连接；所述可编程控制器的信号输出端与所述阀门的信号输入端连接；所述可编程控制器的信号输出端还与所述空气过滤器的信号输入端连接；所述可编程控制器的信号输入端还与所述气体流量计的信号输出端连接。

进一步地，还包括：报警装置；所述报警装置的信号输入端与所述可编程控制器的信号输出端连接。

本发明提供的基于上述装置的物料连续输送方法，包括：

开启至少一个料仓的阀门，并通过所述喷头进行物料的输送；

若所述料仓上的物位监测元件监测到所述料仓中的物料下降到预设值时，发出响应；

开启其他料仓的阀门，并通过所述喷头进行物料的输送，实现物料的连续输送。

本发明提供的基于上述装置的物料混合输送方法，包括：

开启所述料仓的阀门，并通过所述喷头进行物料的混合输送；

通过由所述气体流量计监测到的各输送管道中的气体流量对各输送管道中的物料流量进行控制。

进一步地，所述通过由所述气体流量计监测到的各输送管道中的气体流量对各输送管道中的物料流量进行控制，包括：

通过所述气体流量计对所述输送管道中的气体流量进行控制，实现对所述料仓的输送量的精确控制，并使输送管道中物料的总流量恒定不变。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法，通过至少2条输送管道连接喷头和至少2个料仓，在输送管道上设置有阀门和气体流量计，并在料仓上设置有物位监测元件。当物位监测元件监测到料仓中的物料下降到预设位置时，可以提示工作人员该料仓中的物料快输送完，需要开启其余料仓继续送料，实现了物料的连续输送，避免了熔覆作业的中断，从而保证了产品质量。另外，在物料的输送过程中，还可以通过气体流量计对输送管道中的气体流量进行控制，不仅实现了对各料仓的输送量的精确控制，从而使混合后物料达到所需的配比，而且还可以保证输送管道中物料的总流量恒定不变，满足了用户对物料混合输送的需求。本发明提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法能够满足激光熔覆作业中物料的连续输送和混合输送的需求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置的结构示意图。

其中，1-第一截止阀，2-第一气体流量计，3-第二截止阀，4-第一料仓，5-第二料仓，6-第三截止阀，7-第二气体流量计，8-第四截止阀，9-空气过滤器，10-喷头。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

本发明实施例提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置，包括：至少两个料仓、至少两个物位监测元件、至少两条输送管道、至少两个阀门、至少两个气体流量计、空气过滤器及喷头；输送管道的第一端各自分别一一对应地与料仓的输出口连接，输送管道的第二端均连接喷头的输入端；物位监测元件各自分别设置在料仓上；阀门各自分别设置在输送管道上。空气过滤器的输出端通入输送管道。气体流量计各自分别设置在输送管道上。具体地，在每条输送管道上至少包括两个阀门，且阀门设置在料仓的输出口与喷头之间，用于防止物料的回流；其余的阀门设置在料仓的输出口与空气过滤器的输出端之间。在本发明实施例中，阀门为截止阀。

为了使本发明实施例提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置能够具备自动工作的功能，本发明实施例还包括：可编程控制器；物位监测元件的信号输出端与可编程控制器的信号输入端连接；可编程控制器的信号输出端与阀门的信号输入端连接。可编程控制器的信号输出端还与空气过滤器的信号输入端连接。可编程控制器的信号输入端还与气体流量计的信号输出端连接。

为了使本发明实施例提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置能够具备报警功能，使工作人员能够更好地了解到物料输送作业的进行情况，以便及时作出应对措施，本发明实施例还包括：报警装置；报警装置的信号输入端与可编程控制器的信号输出端连接。

本发明实施例提供的第一种基于上述用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置的物料连续输送方法，包括：

步骤S110：开启至少一个料仓的阀门，并通过一条管路喷头进行物料的输送；

步骤S120：若料仓上的物位监测元件监测到料仓中的物料下降到预设值时，说明该料仓中的物料快输送完，发出响应；

步骤S130：开启其他料仓的阀门，并通过喷头进行物料的输送，实现物料的连续输送，并对本料仓进行加料。

这里需要说明的是，可以通过以可编程控制器为核心的自动控制系统完成对物料物位的监测以及对阀门开闭的控制，实现对物料连续输送的自动控制，从而实现在降低工作人员的劳动强度的同时，提高生产率的效果。

本发明实施例提供的第二种基于上述用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置的物料输送方法，包括：

步骤S210：根据需求设定料仓转盘的转速，同时开启料仓的所有阀门，并通过喷头进行物料的混合输送；

步骤S220：通过由气体流量计监测到的各输送管道中的气体流量对各输送管道中的物料流量进行控制。

对本步骤进行说明，步骤S220具体包括：

通过气体流量计对输送管道中的气体流量进行控制，实现对料仓的输送量的精确控制，并使输送管道中物料的总流量恒定不变。

这里需要说明的是，可以通过以可编程控制器为核心的自动控制系统完成对气体流量、物料流量的控制以及对阀门开闭的控制，实现对物料混合输送的自动控制，从而实现在降低工作人员的劳动强度的同时，提高生产率的效果。

实施例1

将本发明实施例提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置按照定制的程序自动完成粉末的连续输送：

参见图1，先开启空气过滤器9、第一截止阀1和第二截止阀3，并使第一气体流量计2全开，将第一料仓1中的粉末通过喷头10喷出；当第一物位监测元件(未在图中示出)发出指示时，说明第一料仓1中的粉末快输送完毕，需要切换料仓。这时开启第四截止阀8，并将第二气体流量计7开启至正常流量的一半；然后开启第三截止阀6，同时将第一气体流量计2的流量降至一半，以保持从喷头10喷出的载粉气体总流量恒定。接着开启第二料仓5的转盘，开始转动出粉，同时关闭第一料仓4的转盘。接着将第二气体流量计7的流量逐步调大，同时逐步关闭第一气体流量计2、第一截止阀1和第二截止阀3，从而完成了料仓的切换，实现了粉末的连续输送。最后，打开第一料仓4的舱盖，加装粉末。在本发明实施例中，第一截止阀1和第四截止阀8分别控制第一料仓4和第二料仓5的物料输送管道气体的通断。第一气体流量计2和第二气体流量计7分别控制第一料仓4和第二料仓5的物料输送管道的载粉气体的流量大小。第二截止阀3和第三截止阀6用于防止载粉气体的回流。

本发明实施例能用恒定气流，平稳地连续输送大量金属粉末，避免了熔覆作业的中断，从而保证了产品质量。

实施例2

将本发明实施例提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置按照定制的程序自动完成两种粉末按所需比例混合输送，混合送粉被分为两种情形，即定比例混合送粉和动态比例混合送粉。

1)定比例混合送粉：完全按照所需的金属粉末的配比来设定第一料仓4和第二料仓5的转盘的转速；设定第一气体流量计2和第二气体流量计7为正常值的一半。最后开启所有截止阀、气体流量计和空气过滤器9，金属粉末分别按设定的流量被送出，再汇聚到喷头10，形成所需配比的合金粉末，实现了金属粉末的定比例混合输送。

2)动态比例混合送粉：先将第一料仓4中的基材粉末按正常设定参数送出。在收到混合送粉指令后，先开启第三截止阀6和第四截止阀8，并开启第二气体流量计7至正常流量的一半，同时将第一气体流量计2的流量降至一半，以保持从喷头10喷出的气体总流量恒定。接着按要求调整第一料仓4和第二料仓5的转盘的转速。两种粉末按设定流量送出后，汇聚到喷头10，形成所需配比的合金粉末。需要说明的是，在熔覆过程中，可以根据实际需求随时调整两个料仓送粉量的大小，以实现金属粉末的动态比例混合输送。

在本发明实施例中，第一截止阀1和第四截止阀8分别控制第一料仓4和第二料仓5的物料输送管道气体的通断。第一气体流量计2和第二气体流量计7分别控制第一料仓4和第二料仓5的物料输送管道的载粉气体的流量大小。第二截止阀3和第三截止阀6用于防止载粉气体的回流。

本发明实施例能用恒定气流，根据需求按比例混合输送金属粉末，满足了用户对物料混合输送的需求。

本发明实施例提供的用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置及方法，通过至少2条输送管道连接喷头和至少2个料仓，在输送管道上设置有阀门和气体流量计，并在料仓上设置有物位监测元件。当物位监测元件监测到料仓中的物料下降到预设位置时，可以提示工作人员该料仓中的物料快输送完，需要开启其余料仓继续送料，实现了物料的连续输送，消除了产生缺陷，保证了产品质量，降低了工件后续加工修复制造的成本。此外，本发明实施例还可以通过对可编程控制器的使用来实现多个料仓间的平稳送粉切换，不仅降低了工作人员的劳动强度，而且还提高了生产效率。此外，本发明实施例还可以用于物料的混合输送作业中，并通过可编程控制器对各物料的输送流量进行控制，不仅解决了人工混合粉末随意性强的问题，实现物料的按比例精确混合；而且还能使各物料分别以所需的流量输出，保证了物料在很均匀混合的状态下被输出，从而进一步地保证了物料混合比例的精确度。通过本发明实施例还可以根据需要在加工过程中及时对物料进行动态比例的混合输送，为金属成形和修复提供了有力的技术支持。

本发明实施例满足了物料在各类大型轧辊的修复作业、激光增材制造技术应用和金属3D快速成型的工艺中的大质量连续输送需求。在轧辊的修复作业中，不仅避免在熔覆表面留下多处接头，降低了后续加工修复制造成本；而且也避免了熔覆缺陷的产生，从而保证了产品质量。在金属3D快速成型的工艺中，不仅避免了由于中断送粉导致的工件报废的情况的发生；而且还保证了金属粉末以精确的比例混合输送，从而保证了成形工件达到所需的组织结构和性能。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于激光熔覆的物料连续或混合输送装置，其特征在于，包括：至少两个料仓、至少两个物位监测元件、至少两条输送管道、空气过滤器、至少两个气体流量计、至少两个阀门及喷头；所述输送管道的第一端各自分别一一对应地与所述料仓的输出口连接，所述输送管道的第二端连接所述喷头的输入端；所述物位监测元件各自分别设置在所述料仓上；所述阀门各自分别设置在所述输送管道上；所述空气过滤器的输出端通入所述输送管道；所述气体流量计各自分别设置在所述输送管道上。

2.如权利要求1所述的物料连续或混合输送装置，其特征在于，在每条所述输送管道上至少包括两个所述阀门，且所述阀门设置在所述料仓的输出口与所述喷头之间，其余的阀门设置在所述料仓的输出口与所述空气过滤器的输出端之间。

3.如权利要求1或2所述的物料输送装置，其特征在于，还包括：可编程控制器；所述物位监测元件的信号输出端与所述可编程控制器的信号输入端连接；所述可编程控制器的信号输出端与所述阀门的信号输入端连接；所述可编程控制器的信号输出端还与所述空气过滤器的信号输入端连接；所述可编程控制器的信号输入端还与所述气体流量计的信号输出端连接。

4.如权利要求3所述的物料输送装置，其特征在于，还包括：报警装置；所述报警装置的信号输入端与所述可编程控制器的信号输出端连接。

5.一种基于如权利要求1-4中任一项所述的装置的物料连续输送方法，其特征在于，包括：

开启至少一个料仓的阀门，并通过所述喷头进行物料的输送；

若所述料仓上的物位监测元件监测到所述料仓中的物料下降到预设值时，发出响应；

开启其他料仓的阀门，并通过所述喷头进行物料的输送，实现物料的连续输送。

6.一种基于如权利要求1-4中任一项所述的装置的物料混合输送方法，其特征在于，包括：

开启所述料仓的阀门，并通过所述喷头进行物料的混合输送；

通过由所述气体流量计监测到的各输送管道中的气体流量对各输送管道中的物料流量进行控制。

7.如权利要求6所述的物料输送方法，其特征在于，所述通过由所述气体流量计监测到的各输送管道中的气体流量对各输送管道中的物料流量进行控制，包括：

通过所述气体流量计对所述输送管道中的气体流量进行控制，实现对所述料仓的输送量的精确控制，并使输送管道中物料的总流量恒定不变。