CN107512563A

CN107512563A - 一种制备混合粉层的铺粉设备

Info

Publication number: CN107512563A
Application number: CN201710577637.0A
Authority: CN
Inventors: 刘富林; 黄灿超
Original assignee: Hubei Sunny Electromechanical Technology Co Ltd
Current assignee: Xuzhou Fengyuan Cement Co.,Ltd.
Priority date: 2017-07-16
Filing date: 2017-07-16
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2037-07-16
Also published as: CN107512563B

Abstract

本发明提供一种制备混合粉层的铺粉设备，该装置由供粉料斗、粉料定量供给装置、斜面震动落料装置、旋转撒粉装置、微量出粉装置、静电发生器、水平运动工作台等组成；所述的自动供粉料斗固定在支架上，料斗左右两侧斜面角度分别为45°、90°；所述的粉料定量供给装置包括粉料区和放料区；所述斜面震动落料装置由粉料滑落斜面和震动发生器组成；所述旋转撒粉装置由圆柱型滚筒、伺服电机及皮带皮带轮组件组成；所述微量出粉装置，位于旋转撒粉装置下方，包括固定的半圆形弧面及沿半圆弧面左右摆动的毛刷组件组成；所述离子静电发生器，位于精确微量出粉装置与运动平台之间；所述左右运动水平工作台位于出粉口下方。

Description

一种制备混合粉层的铺粉设备

技术领域

本发明涉及一种混合粉层的铺粉设备，特别针对制备复合材料用微小混合粉末层铺在水平工作台上形成均匀的超薄粉层。

背景技术

在许多精密复合材料薄片的制备过程中，通过制备层层厚度可控的复合材料单元薄片，然后层压成型的方式能够获得理性力学性能的复合材料。因此，在粉料成型过程中，如何将粉料颗粒直径微小的不同混合粉末均匀铺平，且粉层厚度极薄可控，是一个急需攻克的技术难题，作为该工艺的重要组成部分，铺粉设备对复合材料薄片的质量有极其重要的影响。

目前，在粉料成形技术领域，常用的供粉铺粉方式有刮板式，辊子式，移动料斗式和振动式、皮带输送落料式五种。专利1(申请号03213749. 4)公开了一种移动料斗式的铺粉装置，其铺粉的实现过程为：移动式原料箱装上适量粉末，从工作平台一端运动到另一端，实现铺粉功能。专利2(申请号99237635. 1)公开了一种辊子式的铺粉装置，其铺粉的实现过程为:当送粉机构定量落料后，送料棍将粉末推赶到工作平台的工件加工区内，在推的过程中将粉末压实，实现铺粉功能。专利3(申请号201010178060. 4公开了一种非接触式粉末自动供给及铺平装置，落粉铺粉的实现过程为：当送粉机构定量落料铺粉筛中后，铺粉步进电机加速度正反向交替转动，从而打破粉料结拱实现铺粉。专利4（申请号201410068366.2）公开了一种非接触式防堵塞皮带输送铺平装置，落粉铺粉的实现过程为：旋转针轴梳理、分散粉料防止堵塞，两个对称同步运行的皮带输送粉料至出粉口。上述铺粉装置有着各白的缺点：当粉末堆积且粉末粒径教小时，由于表面能的作用粉末易产生团聚，采取刮平和辊压无法实现微粉铺平;当粉末自身的流动性较差时，因架桥现象粉末不能从料斗狭缝中顺利流出，这使得移动料斗式铺粉方式应用范围受限;对于振动式供粉铺粉装置，当多种粉末混合在一起，采取振动筛加速度正反向交替转动易破坏其混合状态，形成分层现象；而皮带输送铺粉的粉层厚度较厚，不易形成薄层，且落粉口平行度不易保证，粉层厚度及均匀性并不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种制备混合粉层的铺粉设备，从而解决现有铺粉设备存在的不足。

本发明的技术方案如下：

一种制备混合粉层的铺粉设备，该装置包括供粉料斗，粉料定量供给装置，斜面震动落料装置，旋转撒粉装置，微量出粉装置，静电发生器，水平运动工作台。

所述的自动供粉料斗固定在支架上，料斗左右两侧斜面角度分别为45°、90°。

所述粉料定量供给装置包括粉料区和放料区，所述粉料区为具有一定深度的矩形槽，槽口平面与放料区底面水平对齐，粉料区底面为可转一定角度的百叶窗结构。所述放料区位于粉斗正下方，放料区侧面装有可测粉料有无的光电传感器，放料区端面装有水平推板。

所述斜面震动落料装置由粉料滑落斜面和震动发生器组成，所述粉料滑落斜面位于粉料盒下方，斜面为水平倾角40°的金属板，金属板上均匀溅射有聚四氟乙烯薄膜。所述震动发生器位于粉料滑落斜面正下方，用于施加震动频率。振动发生器施加的震动振幅及时长均可编程输入。

所述旋转撒粉装置由圆柱型滚筒、伺服电机及皮带皮带轮组件组成，所述圆柱型滚筒位于斜面震动落料装置下方，由伺服电机及皮带皮带轮组件驱动。滚筒表面分布有4条进粉线槽和多条撒粉线槽，所述四个进粉线槽宽度均为3mm，其相邻夹角分别为89°、91°、89°、91°。所述撒粉线槽为宽度0.05mm，均匀分布在圆柱型滚筒。

所述微量出粉装置，位于旋转撒粉装置下方，包括固定的半圆形弧面及沿半圆弧面左右摆动的毛刷组件组成。所述半圆形弧面上均匀分布有间距相同、宽度相等的线性槽出粉口。所述沿半圆弧面左右摆动的毛刷组件包括驱动杆、毛刷及连接杆组成。

所述离子静电发生器，位于精确微量出粉装置与运动平台之间，用于给粉末施加静电。

所述左右运动水平工作台位于出粉口下方，水平工作台下面设置有皮带，水平工作台随着皮带的移动而移动，皮带经皮带轮带动。

本发明与现有技术相比，具有以下优点:

(1)可实现混合粉层厚度的精确控制。通过调整百叶窗开合角度、旋转滚筒速度及同步皮带轮前进速度可实现定量输送，进而实现厚度可控。

(2)可制备粉料厚度均匀的超薄粉层。通过百叶窗结构、旋转滚筒、半圆弧、同步皮带，利用有限元思想，在保证皮带宽度方向粉料厚度均匀的同时，将厚度方向粉量四次层层细分，从而制备厚度均匀的超薄粉层。

(3)可防止粉料形成拱桥效应。将定量粉末在厚度方向经过四次层层细分，使得粉料厚度非常薄，采用机械力将其推出，避免了传统的移动料斗式因拱桥效应而不能从料仓出口中顺利流出。

(4)可避免混合粉料分层。整个粉料下料过程中依靠机械力层层撒粉，从而避免了正反交替强力振动落料引起的混合粉末分层的现象。

(5)可形成致密的粉层。采用供粉过程和铺粉过程相互独立，依靠自重及静电吸附力撒落在传送带上，可实现致密粉粉层，避免刮板及辊压方式产生的分子力形成的粘附效应。

附图说明：

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的轴视图；

图3是本发明的粉料定量供给装置的轴视图；

图4是本发明的百叶窗落粉结构的轴视图；

图5是本发明的斜面震动落料装置，旋转撒粉装置的轴视图；

图6是本发明的滚筒机半圆弧面的截面视图；

图7是本发明的微量出粉装置的主视图；

图8是本发明的微量出粉装置的轴视图；

图9是本发明的水平运动工作台的轴视图；

其中：1、供粉料斗，2、粉料定量供给装置，3、斜面震动落料装置，4、旋转撒粉装置，5、微量出粉装置，6、静电发生器，7水平运动工作台。

2-1、粉料推送杆,2-2、百叶窗落料结构

3-1、滑粉斜面，3-2、震动装置

4-1、圆柱撒粉滚筒，4-2、电机组件，4-3皮带皮带轮组件

5-1、半圆弧面，5-2、连接杆1，5-3、光杆，5-4、连接杆2，5-5毛刷

7-1、水平板，7-2、皮带组件，7-3、机架

具体实施方式：

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示：一种制备混合粉层的铺粉设备，该装置主要由自动供粉料斗（1）、粉料定量供给装置（2）、斜面震动落料装置（3）、旋转撒粉装置（4）、微量出粉装置（5）、静电发生器（6）、水平运动工作台（7）等组成。

所述的自动供粉料斗（1）固定在支架上，料斗左右两侧斜面角度分别为45°、90°，粉斗（1）内装满混合粉料，料斗（1）设有自动控制出粉口开合装置。

所述粉料定量供给装置（2）包括粉料区和放料区，所述粉料区为具有一定深度的矩形槽，槽口平面与粉料盒底面水平对齐，粉料盒底面为可转一定角度的百叶窗结构（2-2，图4），用于控制粉末滑动的速度及出粉量。所述放料区位于粉斗（1）正下方，放料区侧面装有可测粉料有无的光电传感器，放料区端面装有粉料推送杆（2-1）。当光电传感器检测到放料区没有粉料，放料区上方的料斗（1）打开，掉下定量粉末后闭合，放料区端面的粉料推送杆（2-1）将粉料推至百叶窗（2-2）处并推平。百叶窗结构（2-2）受控制指令，打开适当角度，长条形厚度均匀的粉料沿百叶窗结构（2-2）滑落至斜面（3-1）。

所述斜面震动滑料装置（3）由粉料滑落斜面（3-1）和震动发生器（3-2）组成，粉料滑落斜面（3-1）为水平倾角40°的金属板，可防止粉末依靠重力滑动，金属板上均匀溅射有聚四氟乙烯薄膜，可减少粉末与斜面的摩擦力。震动发生器（3-2）位于粉料滑落斜面（3-1）正下方，用于施加震动频率。当需要送粉给旋转撒粉装置（4）时，输入固定震动振幅及时长的控制程序至振动发生器（3-2），贴附在滑落斜面（3-1）的粉料薄层缓缓滑至下一工序。

所述旋转撒粉装置（4）为一定速度旋转的圆柱撒粉滚筒（4-1，图6）及驱动滚筒旋转的电机组件（4-2）、皮带皮带轮组件（4-3），滚筒表面切割4条进粉线槽和多条撒粉线槽，所述四个进粉线槽宽度均为3mm，其相邻夹角分别为89°、91°、89°、91°，槽口开有进料坡口。所述撒粉线槽为宽度0.2mm，均匀分布在圆柱撒粉滚筒（4-1）。当滚筒（4-1）表面进粉线槽旋转至粉料滑落斜面（3-1）端面处时，振动器（3-2）按固定控制程序施加斜面震动，定量粉料落入进粉线槽，圆柱撒粉滚筒（4-1）继续旋转，振动器（3-2）按固定控制程序停止震动，落入进粉线槽的粉料随滚筒（4-1）转速，均匀从撒粉线槽洒出至半圆形弧面（5-1），直至下一个滚筒（4-1）表面进粉线槽旋转至粉料滑落斜面（3-1），振动器（3-2）按固定控制程序施加斜面（3-1）震动。

所述微量出粉装置（5），包括固定的半圆形弧面（5-1）及左右旋转摆动的毛刷组件（图8），所述半圆形弧面（5-1）上均匀分布有间距相同、宽度为0.05mm的线性槽出粉口。所述毛刷组件由连接杆1（5-2），光杆（5-3），连接杆2（5-4），毛刷（5-5）组成，连接杆1（5-2）一端与皮带轮连接（4-3），另一端连接光杆（5-3），光杆穿过位于半圆形弧面（5-1）侧面的U型槽，另一端与连接杆2（5-4）侧面相联，连接杆2（5-4）上端分别连接滚筒（4-1）轴端，下端与毛刷（5-5）固定。所述毛刷（5-5）位于弧面的上方，与凹面接触。沿着弧面（5-1）摆动的毛刷（5-5）将均匀洒落在弧面（5-1）的粉料推送至线性槽出粉口，流至运动水平工作台（7）。

所述离子静电发生器（6），位于微量出粉装置（5）与运动水平工作台（7）之间，用于给粉末施加静电。当粉料从出粉口流出时，静电发生器发射静电，带有静电的粉末依靠吸附力及自身重力吸附在水平工作台（7）上，使得粉层间隙缩小，粉末压实。

所述运动水平工作台（7）位于出粉口下方，水平工作台由水平板（7-1），皮带组件（7-2），机架（7-3）组成。

通过控制粉料铺平部分的移动速度可适用于不同粒度大小的细微混合粉料的铺平。

本发明的具体工作过程如下：

将粉斗（1）内装满混合粉料。启动设备，光电传感器检测到放料区没有粉料，放料区上方的料斗（1）自动打开，掉下定量粉末后闭合，放料区端面的粉料推送杆（2-1）将粉料推至百叶窗（2-2）处并推平。百叶窗（2-2）打开适当角度，长条形厚度均匀的粉料沿百叶窗结构（2-2）滑落至斜面（3-1）。当滚筒（4-1）表面进粉线槽旋转至粉料滑落斜面（3-1）端面处时，感应器传送信号，振动器（3-2）按固定控制程序施加斜面震动，定量粉料落入进粉线槽，圆柱撒粉滚筒（4-1）继续旋转，振动器（3-2）按固定控制程序停止震动，落入进粉线槽的粉料随滚筒（4-1）转速，均匀从撒粉线槽洒出至半圆形弧面（5-1），左右旋转摆动的毛刷（5-5）沿着弧面（5-1）将均匀洒落在弧面（5-1）的粉料推送至线性槽出。当粉料从出粉口流出时，静电发生器（6）发射静电，带有静电的粉末依靠吸附力及自身重力吸附在水平工作台（7）上，皮带组件（7-2）带水平接料板（7-1）向前运动至下一工序。

试验验证:

选用颗粒大小范围在50目~80目、密度在0. 3g/cm3~3.5g/cm3的15种混合粉末作为试验样品，落料区槽深度为2mm,槽长100mm，宽度80mm，百叶窗落料时打开角度为45°，震动发生器的震动频率为45HZ,圆形滚筒转速为10r/s,50次铺粉试验结果显示：粉层厚度在0.22-0.34mm之间，将铺粉区域划分为100个小区域，测得每个小区域粉末的质量和铺粉厚度一致。

Claims

1.一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：主要由自动供粉料斗（1）、粉料定量供给装置（2）、斜面震动落料装置（3）、旋转撒粉装置（4）、微量出粉装置（5）、静电发生器（6）、水平运动工作台（7）等组成。

2.如权利要求1所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述的自动供粉料斗（1）固定在支架上，料斗左右两侧斜面角度分别为45°、90°，粉斗（1）内装满混合粉料，料斗（1）设有自动控制出粉口开合装置。

3.如权利要求1所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述粉料定量供给装置（2）包括粉料区和放料区，所述粉料区为具有一定深度的矩形槽，槽口平面与粉料盒底面水平对齐。

4.如权利要求2所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述放料区位于粉斗（1）正下方，放料区侧面装有可测粉料有无的光电传感器，放料区端面装有粉料推送杆（2-1）；所述的当光电传感器检测到放料区没有粉料，放料区上方的料斗（1）打开，掉下定量粉末后闭合，放料区端面的粉料推送杆（2-1）将粉料推至百叶窗（2-2）处并推平；所述的百叶窗结构（2-2）受控制指令，打开适当角度，长条形厚度均匀的粉料沿百叶窗结构（2-2）滑落至斜面（3-1）。

5.如权利要求1所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述斜面震动滑料装置（3）由粉料滑落斜面（3-1）和震动发生器（3-2）组成，粉料滑落斜面（3-1）为水平倾角40°的金属板，可防止粉末依靠重力滑动，金属板上均匀溅射有聚四氟乙烯薄膜，可减少粉末与斜面的摩擦力；所述的震动发生器（3-2）位于粉料滑落斜面（3-1）正下方，用于施加震动频率；当需要送粉给旋转撒粉装置（4）时，输入固定震动振幅及时长的控制程序至振动发生器（3-2），贴附在滑落斜面（3-1）的粉料薄层缓缓滑至下一工序。

6.如权利要求1所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述旋转撒粉装置（4）为一定速度旋转的圆柱撒粉滚筒（4-1）及驱动滚筒旋转的电机组件（4-2）、皮带皮带轮组件（4-3），滚筒表面切割4条进粉线槽和多条撒粉线槽，所述四个进粉线槽宽度均为3mm，其相邻夹角分别为89°、91°、89°、91°，槽口开有进料坡口；所述撒粉线槽为宽度0.2mm，均匀分布在圆柱撒粉滚筒（4-1）；当滚筒（4-1）表面进粉线槽旋转至粉料滑落斜面（3-1）端面处时，振动器（3-2）按固定控制程序施加斜面震动，定量粉料落入进粉线槽，圆柱撒粉滚筒（4-1）继续旋转，振动器（3-2）按固定控制程序停止震动，落入进粉线槽的粉料随滚筒（4-1）转速，均匀从撒粉线槽洒出至半圆形弧面（5-1），直至下一个滚筒（4-1）表面进粉线槽旋转至粉料滑落斜面（3-1），振动器（3-2）按固定控制程序施加斜面（3-1）震动。

7.如权利要求1所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述微量出粉装置（5），包括固定的半圆形弧面（5-1）及左右旋转摆动的毛刷组件（图8），所述半圆形弧面（5-1）上均匀分布有间距相同、宽度为0.05mm的线性槽出粉口；所述毛刷组件由连接杆1（5-2），光杆（5-3），连接杆2（5-4），毛刷（5-5）组成，连接杆1（5-2）一端与皮带轮连接（4-3），另一端连接光杆（5-3），光杆穿过位于半圆形弧面（5-1）侧面的U型槽，另一端与连接杆2（5-4）侧面相联，连接杆2（5-4）上端分别连接滚筒（4-1）轴端，下端与毛刷（5-5）固定；所述毛刷（5-5）位于弧面的上方，与凹面接触；沿着弧面（5-1）摆动的毛刷（5-5）将均匀洒落在弧面（5-1）的粉料推送至线性槽出粉口，流至运动水平工作台（7）。

8.如权利要求1所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述离子静电发生器（6），位于微量出粉装置（5）与运动水平工作台（7）之间，用于给粉末施加静电；当粉料从出粉口流出时，静电发生器发射静电，带有静电的粉末依靠吸附力及自身重力吸附在水平工作台（7）上，使得粉层间隙缩小，粉末压实。

9.如权利要求1所述的一种制备混合粉层的铺粉设备，其特征在于：所述运动水平工作台（7）位于出粉口下方，水平工作台由水平板（7-1），皮带组件（7-2），机架（7-3）组成。