CN107399618A - 可视化载气式滚轮送粉器及送粉系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可视化载气式滚轮送粉器及送粉系统，包括：自上而下布置有送粉器、真空吸附装置和喷焊枪。送粉器自上而下设置的储粉筒、漏斗座、滚轮给料装置；通过储粉筒透明可视结构，直观感知送粉的情况，具有不停机加料功能；漏斗座中设有玻璃筒，增加了粉末输送流动过程中可视化功能，有助于机器调试时对送粉量调节的观察和控制，以及正常作业时送粉量的稳定性观察和防堵塞观察；真空吸附装置能够有效地避免合金粉末粘结、堵塞输送管道和送粉不流畅等问题，从而实现连续、均匀、稳定送粉的要求。本发明尤其适用于水平长臂喷焊枪作业和喷焊枪伸入加工工件内部而不利于观察的作业环境之中，工作气压0.1～0.5Map。

Description

可视化载气式滚轮送粉器及送粉系统

技术领域

本发明涉及热喷涂、等离子熔覆和3D打印等领域，具体的说是一种可视化载气式滚轮送粉器及送粉系统。

背景技术

送粉器是热喷涂或喷焊设备中用于储存合金粉末并根据相应工艺要求向喷焊枪输送金属粉末的一种不可或缺的装置。根据送粉方式的不同，现有送粉装置主要分为螺杆式、刮板式、鼓轮式等结构形式。不同热喷涂或喷焊工艺对送粉器的要求也不一样，但能否精确、稳定、均匀输送粉末却是考察各类送粉器性能的标准，可以说送粉器性能的好坏对热喷涂或喷焊层的质量起着非常重要的作用。

常用的等离子喷焊粉末材料主要有镍基、钴基和铁基三种合金粉末，其比重一般在7.2～7.5g/cm3之间，粉末粒度通常在60～150目之间，目数越大，说明物料颗粒越细。此外，由于合金粉末的生产工艺不同，粉末颗粒的外形也不尽相同。合金粉末颗粒的外形主要有规则和不规则状两大类。规则状的有球状、泪滴状、椭圆状、葱头状结构等；不规则的有海绵状、多角状、复杂状、树枝状等。规则状粉末的流动性比不规则状粉末的流动性要好，其中以球状的粉末流动性最佳。粉末的比重、粉末粒度以及颗粒形状直接影响粉末输送粉末的稳定性、流畅性和一致性。此外，合金粉末的湿度也将影响着粉末的流动性，粉末由于存储不当而出现返潮或回潮，流动性就变差，从而影响喷焊层质量。

常见的热喷涂或喷焊设备对合金粉末输送具有以下几点要求：①粉末的流动性要较好。热喷涂或喷焊过程能顺利进行的必要条件是要保证合金粉末能从送粉器顺利进入喷焊枪并最终到达熔池。②合金粉末的含氧量要少。在喷焊过程中，如果合金粉末的含氧量高，由于包围着合金粉末的氧化物的熔点较高，因而在喷焊过程中这些氧化物就会进入熔池，可能产生气孔和夹渣。③送粉量大小需根据热喷涂或喷焊工艺可调。

现有送粉器及其送粉系统缺点：送粉器及其送粉系统易堵塞；不停机加料装置结构复杂；机器在送粉调试时无法直观感知对送粉量的调节情况，以及正常作业时送粉流量的稳定性观察，防堵塞观察等。

发明内容

本发明的目的是提供一种可视化载气式滚轮送粉器及其送粉系统，能够实现不停机加料功能，粉末在输送过程中能够可视化观察和控制，避免合金粉末粘结、输送管道堵塞和送粉不流畅等问题，实现连续、均匀、稳定送粉的要求。

为了实现上述目的，本发明提出一种可视化载气式滚轮送粉器及其送粉系统，包括：

自上而下设置的储粉筒、漏斗座、滚轮给料装置；

所述储粉筒为透明可视结构，所述储粉筒上部设有进料口，内部设有倒勾形导气管；

所述漏斗座的锥斗与所述储粉筒下部连接，所述漏斗座下部设有漏嘴；

所述滚轮给料装置上端与所述漏嘴连接，下端设有送粉口，侧边设有进气口，内部设有滚轮工作腔；所述滚轮工作腔与所述漏嘴和送粉口相通，所述滚轮工作腔下侧面设有与之相切的切向进气通道，所述倒弯勾导气管和切向进气通道与进气口相通。

优选地，所述滚轮给料装置还包括分粉器，所述分粉器上部为锥形收集槽，下端设有多个分粉管，所述锥形收集槽与所述送粉口连接。

优选地，所述送粉口中心线相对所述滚轮工作腔中心线偏离。

优选地，所述漏斗座一侧设有斜向下的排粉管，所述排粉管与所述锥斗相通。

优选地，所述漏斗座中部设有玻璃筒，所述玻璃筒上端与所述锥斗相通，下端与所述漏嘴相通。

优选地，所述玻璃筒两侧设有观察孔。

优选地，所述滚轮工作腔内设有滚轮，所述滚轮通过传动轴与电机连接。

优选地，所述滚轮设有网纹状送粉槽。

优选地，一种送粉系统，包括：

真空吸附装置，所述真空吸附装置包括阀体、拉瓦尔喷管、接气管；所述拉瓦尔喷管上部设有送粉气入口，下部插入所述阀体上部；所述接气管上部与所述阀体下部连接，所述拉瓦尔喷管与接气管在所述阀体内形成带负压的锥形腔室，所述锥形腔室一侧的所述阀体设有斜向进粉口；所述接气管下部设有出粉口，所述出粉口与喷焊枪连接；

所述送粉口与所述进粉口通过所述分粉器连接；

所述送粉气入口、倒弯勾导气管和切向进气通道通过三通阀与气源连接。

优选地，所述阀体与所述进粉口呈45°连接。

本发明提供可视化载气式滚轮送粉器及送粉系统，通过储粉筒透明可视结构，直观感知送粉的情况，具有不停机加料功能；漏斗座中设有玻璃筒，增加了粉末输送流动过程中可视化功能，有助于机器调试时对送粉量调节的观察和控制，以及正常作业时送粉量的稳定性观察和防堵塞观察；真空吸附装置能够有效地避免合金粉末粘结、堵塞输送管道和送粉不流畅等问题，从而实现连续、均匀、稳定送粉的要求。本发明尤其适用于水平长臂喷焊枪作业和喷焊枪伸入加工工件内部而不利于观察的作业环境之中，工作气压0.1～0.5Map。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本发明一个实施例中的可视化载气式滚轮送粉器主剖视图。

图2为本发明一个实施例中的可视化载气式滚轮送粉器左剖视图。

图3为本发明一个实施例中的滚轮给料装置底座示意图。

图4为本发明一个实施例中的滚轮给料装置滚轮结构示意图。

图5为本发明一个实施例中的漏嘴示意图。

图6为本发明一个实施例中的真空吸附装置。

图7为本发明一个实施例中的送粉系统原理图。

附图标记说明：

1、加粉盖；2、端盖；3、储粉筒；4、导气管；5、密封圈；6、漏斗座；；7、玻璃筒；8、螺套；9、漏嘴；10、底座；11、进气嘴；12、螺塞；13、分粉器；14、滚轮；15、螺钉；16、螺盖；17、排粉管；18、连接杆；19、球形螺母；20、沉头垫片；21、螺钉；22、传动轴；23、轴承；24、减速器；25、电机；30、送粉气入口；31、拉瓦尔喷管；32、接气管；33、螺帽；34、吸附腔；35、阀体；36、进粉口；601、导气孔；602、缓冲室；603、观察孔；604、漏斗孔；605、卸粉孔；606、锥斗；607、法兰；1001、滚轮工作腔；1002、定位止口；1003、落粉口；1004、向上进气通道；1005、进气口；1006、切向进气通道；1007、送粉口；1301、锥形收集槽；1302、分流口；1401、凸沿；1402、送粉槽；1403、网纹；2901、氩气瓶；2902、电磁气阀；2903、三通；2904、调节阀；2905、玻璃转子流量计；2906、储粉仓室；2907、送粉滚轮；2908、真空吸附装置；2909、喷焊枪；3101、进气通道；3102、收缩喷嘴；3201、锥形腔室；3202、出粉口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明，而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明的实施例提供一种可视化载气式滚轮送粉器，包括：

自上而下设置的储粉筒、漏斗座、滚轮给料装置；储粉筒为透明可视结构，储粉筒上部设有进料口，内部设有倒勾形导气管；漏斗座的锥斗与储粉筒下部连接，漏斗座下部设有漏嘴；滚轮给料装置上端与漏嘴连接，下端设有送粉口，侧边设有进气口，内部设有滚轮工作腔；滚轮工作腔与漏嘴和送粉口相通，滚轮工作腔下侧面设有与之相切的切向进气通道，倒弯勾导气管和切向进气通道与进气口相通。

通过储粉筒的透明可视结构，可直观感知送粉的情况，当储粉筒内快用尽时，从进料口添加粉料，不停机加料；对储粉筒内的倒勾形导气管通气，可防止储粉筒内送粉不流畅；漏斗座下部的漏嘴伸入滚轮给料装置，将粉料均匀输送到滚轮上，滚轮带动粉料转动，对滚轮工作腔下侧的切向进气通道通气，将滚轮上的粉料吹落到滚轮给料装置下端的送粉口。

送粉器内部输送量调节和输送稳定性的观察：可通过观察孔透过玻璃筒查看漏斗座中粉末从锥形漏斗孔口流入的流线的稳定性，以及粉末在缓冲室内堆积高度的变化，从而观察送粉器内部输送量的调节情况，可以判断粉末输送的稳定性，以及是否有堵塞等异常情况。如果粉末流线断断续续或缓冲室内粉末堆积高度急剧增加，说明整个输送管道出现异常，应尽快予以排除。

作为优选方案，滚轮给料装置还包括分粉器，分粉器上部为锥形收集槽，下端设有多个分粉管，锥形收集槽与送粉口连接。锥形收集槽用于收集滚轮上落下的粉料，多个分粉管与真空吸附装置的进粉口相连，粉料沿进粉口管壁均匀分散落下，有利于连续、均匀、稳定送粉。

作为优选方案，送粉口中心线相对滚轮工作腔中心线偏离，有利于切向进气通道将粉料吹落入送粉口。

作为优选方案，漏斗座一侧设有斜向下的排粉管，排粉管与锥斗相通，排粉管出口端通过螺盖封堵，以便清理漏斗内残余粉末，防止漏斗堵塞。

作为优选方案，漏斗座中部设有玻璃筒，玻璃筒上端与锥斗相通，下端与漏嘴相通，有助于观察漏斗座内粉料流动情况。

作为优选方案，玻璃筒两侧设有观察孔，增加了粉末输送流动过程中可视化功能，有助于机器调试时对送粉量调节的观察和控制，以及正常作业时送粉量的稳定性观察和防堵塞观察。

作为优选方案，滚轮工作腔内设有滚轮，滚轮通过传动轴与电机连接，滚轮转速在0～100r/min之间，速度可调。

送粉量大小一般根据粉末等离子喷焊工艺要求进行调节，调节范围为0～150g/min。使用者可以通过调节滚轮转速、改变漏嘴的孔径以及与滚轮间的间隙来控制送粉量。为简化送粉器结构，根据送粉量大小和颗粒特性，漏嘴按照大中小进行系列化设计，便于实际使用时选配。正常工作时，以调节滚轮转速进行微量调节为主。

作为优选方案，滚轮设有网纹状送粉槽，有助于滚轮带动粉料转动，使粉料均匀落入送粉口。

作为优选方案，一种送粉系统，包括：

真空吸附装置，真空吸附装置包括阀体、拉瓦尔喷管、接气管；拉瓦尔喷管上部设有送粉气入口，下部插入阀体上部；接气管上部与阀体下部连接，拉瓦尔喷管与接气管在阀体内形成带负压的锥形腔室，锥形腔室一侧的阀体设有斜向进粉口；接气管下部设有出粉口，出粉口与喷焊枪连接；

送粉口与进粉口通过分粉器连接；送粉气入口、倒弯勾导气管和切向进气通道通过三通阀与气源连接。

送粉系统由送粉器、真空吸附装置和气路三部分组成。送粉器主要用来定量化输送喷焊时所需的合金粉末；真空吸附装置主要用于疏通上游粉路的堵塞；气路则为送粉器和真空吸附装置提供气源，保证粉筒内的气压平衡以及实现合金粉末的顺畅流动。送粉器、真空吸附装置和喷焊枪通常采用自上而下布置。当焊枪臂水平位移较长时，气力输送显得尤为重要。

作为优选方案，阀体与进粉口呈45°连接，可充分利用粉末自重，使粉末更加流畅地输送至焊枪。

实施例1

图1为本发明一个实施例中的可视化载气式滚轮送粉器主剖视图，图2为本发明一个实施例中的可视化载气式滚轮送粉器左剖视图，图3为本发明一个实施例中的滚轮给料装置底座示意图，图4为本发明一个实施例中的滚轮给料装置滚轮结构示意图，图5为本发明一个实施例中的漏嘴示意图。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，发明的实施例提供一种可视化载气式滚轮送粉器，自上而下设置的储粉筒3、漏斗座6、滚轮给料装置；储粉筒3为透明可视结构，通过拉杆18和螺母19，储粉筒3与端盖2和漏斗座6上法兰607连接固定，储粉筒3上下两端设有环形密封5，端盖2上设有进料口，进料口通过加粉盖1加以密封，加粉盖1与端盖2之间设有环形密封，储粉筒2内部设有倒勾形导气管4。

漏斗座6的锥斗606与储粉筒3下部连接，漏斗座6下部设有漏嘴9；如图5所示，漏嘴9的孔径尺寸按照大中小进行系列化设计，可以调节送粉量，便于实际使用时选配。漏斗座6一侧设有斜向下的排粉孔605，排粉孔605与锥斗606相通，以便清理漏斗内残余粉末。排粉孔605外接有排粉管17，排粉管17出口端通过螺盖16密封。漏斗座6中部设有抗压玻璃筒7，玻璃筒7嵌入缓冲室602内，漏斗座6两侧沿玻璃筒7水平方向开设有观察孔603，玻璃筒7上端与锥斗通过漏斗口604相通，漏斗口604孔径通常为1.5-2.5mm。玻璃筒上下两端设有密封垫，下端通过螺套8固定锁紧，螺套8与漏嘴9相连，漏斗嘴9内设有与漏斗口604孔径一致的垂直孔口，通常为1.5-2.5mm。漏嘴9下端伸入与漏斗座6相连的滚轮给料装置底座10落粉口1003中。漏斗座6下端与底座10通过止口1001定位，并通过螺钉15紧固，止口1002上设有环形密封。漏斗座6中还设有导气孔601，其下端与底座进气通道1004联通，上端与倒勾形导气管4一端相通。

滚轮给料装置由底座10，滚轮14，传动轴22，电机25，减速器24和分粉器13等组成。滚轮14的结构如图4所示，滚轮14两边具有凸沿1401，中间圆柱表面具有滚压成型的网纹1403，由两边凸沿1401和中间网纹面1403之间形成环形送粉槽1402。滚轮14置于底座10的滚轮工作腔1001中，位于漏嘴9的正下方。滚轮14通过垫片20和螺钉21与水平传动轴22相连。传动轴22两端由轴承23支承，并通过电机25连接减速器24驱动。滚轮的转速在0～100r/min之间，速度可调。分粉器13与底座10的送粉口1007相连，并在连接处通过密封环密封。滚轮给料装置的底座10上端设有落粉口1003，下端设有送粉口1007，右侧边设有进气口1005，内部设有滚轮工作腔；落粉口1003与漏嘴9连接，滚轮工作腔与落粉口1003和送粉口1007相通，送粉口1007的中心相对滚轮工作腔的中心偏移距离a。滚轮工作腔下侧面设有与之相切的切向进气通道1006，进气口1005与切向通道1006相通，进气口1005还通过通道1004与漏斗座6上的通道601相通。分粉器13内设有锥形收集槽1301和两路分粉管1302，分粉器13上端与送粉口1007连接，锥形收集槽用于收集滚轮上落下的粉末，两路分流出口通过输送管道与喷焊枪的进粉口相连通，有利于焊枪均匀受粉。

可视化载气式滚轮送粉器的工作原理：打开储粉仓上面的加料盖1，将合金粉末装入储粉筒3中，然后盖上加料盖1。进气嘴11一端插入进气口1005内，一端接通氩气等惰性气体(通常0.2MPa)。启动电机，粉末经过锥形漏斗孔口流入缓冲室602，进而流经漏嘴9孔口，落入滚轮14圆周上的环形凹槽1402内。在电机25的带动下，滚轮14进行旋转继而凹槽内的粉末落入送粉器底座下端的分粉漏斗13中。

进气嘴11接通送粉气体后，气体分为两路：一路通过倒勾形导气管4进入送粉器的储粉筒3内，用于平衡储粉筒内部气压，使粉末容易下落；一路进入送粉器底座，用于冲刷滚轮上的合金粉末，并通过气力将合金粉末输送至送粉口1007。

图6为本发明一个实施例中的真空吸附装置。

如图6所示，真空吸附装置包括阀体35、拉瓦尔喷管31、接气管32；拉瓦尔喷管31上部设有送粉气入口30，下部插入阀体35上部；接气管32上部与阀体35下部连接，拉瓦尔喷管31与接气管32在阀体35内形成带负压的锥形腔室，锥形腔室一侧的阀体35设有斜向进粉口36，阀体35与进粉口呈45°连接；接气管32下部设有出粉口3202，出粉口3202与喷焊枪通过输送管道连接。

真空吸附装置的工作原理为：当进粉输入口36上游管道中粉末堵塞时，对送粉气入口30通气，气体进入拉瓦尔喷管31，气体经过进气通道3101靠近出口处喉部压缩，由出口3102喷射出，然后在吸附腔34内形成负压，将进粉口36上游管道中堵塞的粉末吸入腔内，粉末落入接气管32，与此同时实现负压吸送和正压压送，将合金粉末顺利的输送至喷焊枪。

实施例数据：真空吸附装置的拉瓦尔喷管最小通径为1.5mm，入口和出口直径分别为5.0mm和2.7mm，当供气压力为0.5MPa时，其真空度达到90％。

图7为本发明一个实施例中的送粉系统原理图。

如图7所示，送粉系统由送粉器、真空吸附装置和气路三部分组成。氩气经制取后存储在氩气瓶2901中。机器通电后，电磁气阀2902接通，氩气流出并与三通2903连接，流经调节阀2904和玻璃转子流量计2905。调节阀2904和玻璃转子流量计2905用于调节和稳定输送气体压力和流量。根据不同需求调节气体压力和流量，实现输送合金粉末的目的。经过调节后的送粉气体分为三路：一路进入送粉器的储粉仓室2906，用于平衡储粉仓室2906内部气压，使粉末容易下落；一路进入滚轮给料装置，用于冲刷送粉滚轮2907上的合金粉末并将合金粉末输送至喷焊枪2909；最后一路进入真空吸附装置2908，一方面进一步助推合金粉末输送至喷焊枪2909，另一方面当上游输送管道堵塞时产生真空，以疏通上游粉路。三路气体协同联动工作，使合金粉末能够均匀，稳定的送往喷焊枪2909。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种可视化载气式滚轮送粉器，其特征在于，包括：

自上而下设置的储粉筒、漏斗座、滚轮给料装置；

所述储粉筒为透明可视结构，所述储粉筒上部设有进料口，内部设有倒勾形导气管；

所述漏斗座的锥斗与所述储粉筒下部连接，所述漏斗座下部设有漏嘴；

所述滚轮给料装置上端与所述漏嘴连接，下端设有送粉口，侧边设有进气口，内部设有滚轮工作腔；所述滚轮工作腔与所述漏嘴和送粉口相通，所述滚轮工作腔下侧面设有与之相切的切向进气通道，所述倒弯勾导气管和切向进气通道与进气口相通。

2.根据权利要求1所述的可视化载气式滚轮送粉器，其中，所述滚轮给料装置还包括分粉器，所述分粉器上部为锥形收集槽，下端设有多个分粉管，所述锥形收集槽与所述送粉口连接。

3.根据权利要求1所述的可视化载气式滚轮送粉器，其中，所述送粉口中心线相对所述滚轮工作腔中心线偏离。

4.根据权利要求1所述的可视化载气式滚轮送粉器，其中，所述漏斗座一侧设有斜向下的排粉管，所述排粉管与所述锥斗相通。

5.根据权利要求1所述的可视化载气式滚轮送粉器，其中，所述漏斗座中部设有玻璃筒，所述玻璃筒上端与所述锥斗相通，下端与所述漏嘴相通。

6.根据权利要求5所述的可视化载气式滚轮送粉器，其中，所述玻璃筒两侧设有观察孔。

7.根据权利要求1所述的可视化载气式滚轮送粉器，其中，所述滚轮工作腔内设有滚轮，所述滚轮通过传动轴与电机连接。

8.根据权利要求7所述的可视化载气式滚轮送粉器，其中，所述滚轮设有网纹状送粉槽。

9.一种送粉系统，包括：

真空吸附装置，所述真空吸附装置包括阀体、拉瓦尔喷管、接气管；所述拉瓦尔喷管上部设有送粉气入口，下部插入所述阀体上部；所述接气管上部与所述阀体下部连接，所述拉瓦尔喷管与接气管在所述阀体内形成带负压的锥形腔室，所述锥形腔室一侧的所述阀体设有斜向进粉口；所述接气管下部设有出粉口，所述出粉口与喷焊枪连接；

如权利要求1-8任一所述的送粉器，所述送粉口与所述进粉口通过所述分粉器连接；

所述送粉气入口、倒弯勾导气管和切向进气通道通过三通阀与气源连接。

10.根据权利要求9所述的送粉系统，其中，所述阀体与所述进粉口呈45°连接。