CN107469504B - 一种适用于铝合金粉末的金属3d打印机过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印领域，特别涉及一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，包括成型室、稳流装置、收尘装置和过滤装置，所述收尘装置包括有水平设置在成型室上方的第一连通管道、叶轮风机和若干个竖直设置的收尘管道，过滤装置包括有收容室、一级过滤网和二级过滤网，叶轮风机、一级过滤网和二级过滤网均设置在收容室内，稳流装置包括有风速传感器、电动风阀和稳流机构，成型室旁侧设置有粉尘浓度检测装置，本发明的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，粉尘浓度检测装置采用闭环控制实时监测工作室粉尘浓度，六组收尘装置保证成型室内全方位无死角收走粉尘，过滤装置对收到收容室的气流进行过滤，有效的降低粉尘浓度。

Description

一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统
技术领域
本发明涉及3D打印领域，特别涉及一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统。
背景技术
在金属3D打印设备的应用过程中，工作室内由于高功率激光对金属粉末的熔化过程会生成粉尘，任何超细固体燃料粉尘都会引起爆炸事故，铝粉尘由于其爆炸极限值相交普通金属粉低，又极易引起火灾、爆炸事故。因为铝的密度小、铝粉尘相对其他金属如不锈钢，高温合金等粉尘质量较轻，空气中悬浮的铝粉粉状可燃物完全可能发生扩散，铝粉尘在与足够的空气混合后，并在一定的火源(激光、电气短路、静电火花等)作用下发生爆炸。所以对金属3D打印设备尤其是铝合金粉末金属3D打印设备工作室的粉尘过滤装置提出更高更安全的要求。
传统金属3D打印过滤装置一般为一次内循环过滤设计，其特点是设计简单，装配容易，可满足一般金属材料粉尘的过滤要求。缺点是过滤循环系统收尘装置无法完全覆盖工作室，且细微颗粒无法完全过滤。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统。
为解决上述问题，本发明 提供以下技术方案：
一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，包括成型室、稳流装置、收尘装置和过滤装置，所述收尘装置包括有水平设置在成型室上方的第一连通管道、叶轮风机和若干个竖直设置的收尘管道，所述收尘管道的底端贯穿成型室顶部延伸至成型室内，收尘管道的顶端与第一连通管道连通，过滤装置包括有收容室、一级过滤网和二级过滤网，叶轮风机、一级过滤网和二级过滤网均设置在收容室内，第一连通管道通过第一连接管道与收容室连通，一级过滤网和二级过滤网平行且设置叶轮风机的排风侧，二级过滤网远离风机的排风侧设置，稳流装置包括有风速传感器、电动风阀和稳流机构，风速传感器设置在第一连通管道的靠近收容室的一端，电动风阀与第一连接管道配合，成型室旁侧设置有粉尘浓度检测装置。
进一步的，所述收容室在二级过滤网远离一级过滤网的一侧设置有出风口，收容室在靠近第一连通管道的一侧设置有与第一连通管道配合的进风口，第一连通管道设置有两个，每个第一连通管道与三个收尘管道相连通。
进一步的，所述稳流机构包括有第二连通管道、第一节流堵头、第二节流堵头、第三节流堵头、第二连接管道和第三连通管道，所述第三节流堵头填充在第一连接管道靠近收容室的一端，第二连通管道的一端与收容室出风口连通，第二连通管道的另一端与第二连接管道的一端固定连接，第一节流堵头填充在第二连通管道靠近第二连接管道的一端，第三连通管道的一端与第二连接管道远离第二连通管道的一端固定连接，第二节流堵头填充在第三连通管道靠近第二连接管道的一端，其中第二连通管道第二连接管道和第三连通管道设置在收容室的下方。
进一步的，所述第三节流堵头设置有第三锥形孔，第三锥形孔的轴线与第一连接管道的轴线重合，第三锥形孔的大头端靠近收容室的进风口，第一节流堵头设置有第一锥形孔，第一锥形孔的轴线与第二连接管道的轴线重合，第一锥形孔的大头端靠近第二连接管道，第二节流堵头设置有第二锥形孔，第二锥形孔的轴线与第二连接管道的轴线重合，第二锥形孔的小头端靠近成型室。
进一步的，所述第一锥形孔、第二连接管道的内孔和第二锥形孔形成一个轴向贯通的腔室。
进一步的，所述第一节流堵头与第二连通管道过盈配合，第二节流堵头与第三连通管道过盈配合，第三节流堵头与第一连接管道过盈配合。
进一步的，所述第一锥形孔和第二锥形孔的母线均与第二连接管道的轴线所呈夹角均为 135°，第三锥形孔的母线与第一连接管道的轴线所呈的夹角均为135°。
进一步的，还包括控制器，所述风速传感器、电动风阀、叶轮风机和粉尘浓度检测装置均与控制器电性连接。
进一步的，所述控制器为工控机，所述工控机包括有报警模块。
进一步的，所述收容室设置有两组供一级过滤网和二级过滤网滑动配合的滑道。
有益效果：本发明的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，粉尘浓度检测装置将检测到粉尘的浓度信号传送给工控机，对浓度信号做出判断，当粉尘浓度过高，工控机开始报警，然后控制叶轮风机转动，与收尘管道配合对成型室进行吸尘，气流从成型室到收容室，经过一级过滤网和二级过滤网，再从稳流机构经过返回成型室内，粉尘浓度检测装置采用闭环控制实时监测工作室粉尘浓度，六组收尘装置保证成型室内全方位无死角收走粉尘，过滤装置对收到收容室的气流进行过滤，有效的降低粉尘浓度，避免粉尘爆炸的可能性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为图1的A处放大图；
图3为本发明的剖视图；
图4为图3的B处放大图；
图5为本发明的稳流机构的剖视图；
图6为本发明的结构分解示意图；
图7为本发明的系统框图；
附图标记说明：成型室1，风速传感器2a，电动风阀2b，稳流机构2c，第二连通管道2c1，第一节流堵头2c2，第二节流堵头2c3，第三节流堵头2c4，第二连接管道2c5，第三连通管道 2c6，第一锥形孔2c7，第二锥形孔2c8，第三锥形孔2c9，第一连通管道3a，叶轮风机3b，收容室3c，收尘管道3d，第一连接管道3d，过滤装置4，一级过滤网4a，二级过滤网4b，粉尘浓度检测装置5，控制器6，风速传感器7，滑道8，避让孔9。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
参照图1至图7所示的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，包括成型室1、稳流装置、收尘装置和过滤装置4，所述收尘装置包括有水平设置在成型室1上方的第一连通管道3a、叶轮风机3b和若干个竖直设置的收尘管道3d，所述收尘管道3d的底端贯穿成型室1 顶部延伸至成型室1内，收尘管道3d的顶端与第一连通管道3a连通，过滤装置4包括有收容室3c、一级过滤网4a和二级过滤网4b，叶轮风机3b、一级过滤网4a和二级过滤网4b均设置在收容室3c内，第一连通管道3a通过第一连接管道3e与收容室3c连通，一级过滤网4a和二级过滤网4b平行且设置叶轮风机3b的排风侧，二级过滤网4b远离风机的排风侧设置，稳流装置包括有风速传感器2a、电动风阀2b和稳流机构2c，风速传感器2a设置在第一连通管道3a 的靠近收容室3c的一端，电动风阀2b与第一连接管道3e配合，成型室1旁侧设置有粉尘浓度检测装置5，一级过滤网4a采用传统滤网设计，能过滤直径5微米以上的金属粒子及杂质。二级过滤网4b采用了等离子吸附式网设计，能过滤直径0.1微米以上的烟尘，粉尘浓度检测装置 5对成型室1内的粉尘浓度进行实时监测，稳流装置具有稳流和节流的功能。
工作原理：粉尘浓度检测装置5将检测到粉尘的浓度信号传送给工控机，对浓度信号做出判断，当粉尘浓度过高，工控机开始报警，然后控制叶轮风机3b转动，与收尘管道3d配合对成型室1进行吸尘，气流从成型室1到收容室3c，经过一级过滤网4a和二级过滤网4b，再从稳流机构2c经过返回成型室1内。
所述收容室3c在二级过滤网4b远离一级过滤网4a的一侧设置有出风口，收容室3c在靠近第一连通管道3a的一侧设置有与第一连通管道3a配合的进风口，第一连通管道3a设置有两个，每个第一连通管道3a与三个收尘管道3d相连通，六组收尘装置保证成型室1内全方位无死角收走粉尘。
所述稳流机构2c包括有第二连通管道2c1、第一节流堵头2c2、第二节流堵头2c3、第三节流堵头2c4、第二连接管道2c5和第三连通管道2c6，所述第三节流堵头2c4填充在第一连接管道3e靠近收容室3c的一端，第二连通管道2c1的一端与收容室3c出风口连通，第二连通管道2c1的另一端与第二连接管道2c5的一端固定连接，第一节流堵头2c2填充在第二连通管道 2c1靠近第二连接管道2c5的一端，第三连通管道2c6的一端与第二连接管道2c5远离第二连通管道2c1的一端固定连接，第二节流堵头2c3填充在第三连通管道2c6靠近第二连接管道2c5 的一端，其中第二连通管道2c1第二连接管道2c5和第三连通管道2c6设置在收容室3c的下方。气流经过第一节流堵头2c2、第二节流堵头2c3和第三节流堵头2c4基本上能消除气流的波动。
所述第三节流堵头2c4设置有第三锥形孔2c9，第三锥形孔2c9的轴线与第一连接管道3e 的轴线重合，第三锥形孔2c9的大头端靠近收容室3c的进风口，第一节流堵头2c2设置有第一锥形孔2c7，第一锥形孔2c7的轴线与第二连接管道2c5的轴线重合，第一锥形孔2c7的大头端靠近第二连接管道2c5，第二节流堵头2c3设置有第二锥形孔2c8，第二锥形孔2c8的轴线与第二连接管道2c5的轴线重合，第二锥形孔2c8的小头端靠近成型室1，气流经过第一锥形孔 2c7、第二锥形孔2c8和第三锥形孔2c9有一定的缓冲作用。
所述第一锥形孔2c7、第二连接管道2c5的内孔和第二锥形孔2c8形成一个轴向贯通的腔室，气流经过腔室能够使气流平缓过渡的同时有一定带节流的作用。
所述第一节流堵头2c2与第二连通管道2c1过盈配合，第二节流堵头2c3与第三连通管道 2c6过盈配合，第三节流堵头2c4与第一连接管道3e过盈配合，第一节流堵头2c2的外侧与第二连接管道2c5的内侧紧密贴合，第二节流堵头2c3的外侧与第二连接管道2c5的内侧紧密贴合，第三节流堵头2c4的外侧与第一连接管道3e的内侧紧密贴合，均具有密封的作用，避免漏风使稳流效果不佳的现象。
所述第一锥形孔和第二锥形孔2c8的母线均与第二连接管道2c5的轴线所呈夹角均为 135°，第三锥形孔2c9的母线与第一连接管道3e的轴线所呈的夹角均为135°，这样的过渡能够最好的消除气流的波动，使气流平稳过渡。
还包括控制器6，所述风速传感器2a、电动风阀2b、叶轮风机3b和粉尘浓度检测装置5 均与控制器6电性连接，风速传感器2a将对气流流速检测的信号传给控制器6，控制器6对流速的大小进行判断，当气流的流速过大的话，就会控制电动风阀2b对第一连通管道3a进行节流，降低叶轮风机3b的功率，使成型室1内的压强稳定。
所述控制器6为工控机，所述工控机包括有报警模块，工控机通过变频器控制叶轮风机3b 的功率，当粉尘浓度检测装置5检测粉尘浓度的信号传给工控机，当粉尘浓度过高时，工控机的报警模块会报警。
所述收容室3c设置有两组供一级过滤网4a和二级过滤网4b滑动配合的滑道7，收容室3c 的上方设置有两个供一级过滤网4a和二级过滤网4b贯穿的避让孔8，一级过滤网4a和二级过滤网4b均穿过避让孔8与滑道7滑动配合。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：包括成型室(1)、稳流装置、收尘装置和过滤装置(4)，所述收尘装置包括有水平设置在成型室(1)上方的第一连通管道(3a)、叶轮风机(3b)和若干个竖直设置的收尘管道(3d)，所述收尘管道(3d)的底端贯穿成型室(1)顶部延伸至成型室(1)内，收尘管道(3d)的顶端与第一连通管道(3a)连通，过滤装置(4)包括有收容室(3c)、一级过滤网(4a)和二级过滤网(4b)，叶轮风机(3b)、一级过滤网(4a)和二级过滤网(4b)均设置在收容室(3c)内，第一连通管道(3a)通过第一连接管道(3e)与收容室(3c)连通，一级过滤网(4a)和二级过滤网(4b)平行且设置叶轮风机(3b)的排风侧，二级过滤网(4b)远离风机的排风侧设置，稳流装置包括有风速传感器(2a)、电动风阀(2b)和稳流机构(2c)，风速传感器(2a)设置在第一连通管道(3a)的靠近收容室(3c)的一端，电动风阀(2b)与第一连接管道(3e)配合，成型室(1)旁侧设置有粉尘浓度检测装置(5)；
所述收容室(3c)在二级过滤网(4b)远离一级过滤网(4a)的一侧设置有出风口，收容室(3c)在靠近第一连通管道(3a)的一侧设置有与第一连通管道(3a)配合的进风口，第一连通管道(3a)设置有两个，每个第一连通管道(3a)与三个收尘管道(3d)相连通；
所述稳流机构(2c)包括有第二连通管道(2c1)、第一节流堵头(2c2)、第二节流堵头(2c3)、第三节流堵头(2c4)、第二连接管道(2c5)和第三连通管道(2c6)，所述第三节流堵头(2c4)填充在第一连接管道(3e)靠近收容室(3c)的一端，第二连通管道(2c1)的一端与收容室(3c)出风口连通，第二连通管道(2c1)的另一端与第二连接管道(2c5)的一端固定连接，第一节流堵头(2c2)填充在第二连通管道(2c1)靠近第二连接管道(2c5)的一端，第三连通管道(2c6)的一端与第二连接管道(2c5)远离第二连通管道(2c1)的一端固定连接，第二节流堵头(2c3)填充在第三连通管道(2c6)靠近第二连接管道(2c5)的一端，其中第二连通管道(2c1)、 第二连接管道(2c5)和第三连通管道(2c6)设置在收容室(3c)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：所述第三节流堵头(2c4)设置有第三锥形孔(2c9)，第三锥形孔(2c9)的轴线与第一连接管道(3e)的轴线重合，第三锥形孔(2c9)的大头端靠近收容室(3c)的进风口，第一节流堵头(2c2)设置有第一锥形孔(2c7)，第一锥形孔(2c7)的轴线与第二连接管道(2c5)的轴线重合，第一锥形孔(2c7)的大头端靠近第二连接管道(2c5)，第二节流堵头(2c3)设置有第二锥形孔(2c8)，第二锥形孔(2c8)的轴线与第二连接管道(2c5)的轴线重合，第二锥形孔(2c8)的小头端靠近成型室(1)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：所述第一锥形孔(2c7)、第二连接管道(2c5)的内孔和第二锥形孔(2c8)形成一个轴向贯通的腔室。
4.根据权利要求3所述的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：所述第一节流堵头(2c2)与第二连通管道(2c1)过盈配合，第二节流堵头(2c3)与第三连通管道(2c6)过盈配合，第三节流堵头(2c4)与第一连接管道(3e)过盈配合。
5.根据权利要求4所述的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：所述第一锥形孔和第二锥形孔(2c8)的母线均与第二连接管道(2c5)的轴线所呈夹角均为135°，第三锥形孔(2c9)的母线与第一连接管道(3e)的轴线所呈的夹角均为135°。
6.根据权利要求1所述的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：还包括控制器(6)，所述风速传感器(2a)、电动风阀(2b)、叶轮风机(3b)和粉尘浓度检测装置(5)均与控制器(6)电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：所述控制器(6)为工控机，所述工控机包括有报警模块。
8.根据权利要求1所述的一种适用于铝合金粉末的金属3D打印机过滤系统，其特征在于：所述收容室(3c)设置有两组供一级过滤网(4a)和二级过滤网(4b)滑动配合的滑道(7)。
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