CN108636727A - 一种高压振动式送粉器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压振动式送粉器，包括：粉筒体，其上密封设置有粉筒盖；以及螺旋上升凹槽，其设置在所述粉筒体内壁上；混粉凹槽，其设置在所述粉筒体上部一侧且与所述螺旋上升凹槽的终端连通；电磁振动器，其与所述粉筒体底部连接，用于振动所述粉筒体；进气口，其设置在所述粉筒盖上，用于向所述粉筒体内送气；送粉口，其设置在所述粉筒体上部且与所述混粉凹槽连通，用于送出粉料。本发明所述的高压振动式送粉器，能够在高压下送粉，对粉末粒度要求不高，送粉量较大且送粉稳定。本发明还提供一种高压振动式送粉器的控制方法，能够根据粉筒体内的平衡气压、振动盘底座的振动频率和振幅对送粉量进行控制，送粉精度高且稳定，不易发生堵粉。

Description

一种高压振动式送粉器及其控制方法

技术领域

本发明涉及超音速等离子喷涂材料供给装置，更具体的是，本发明涉及一种高压振动式送粉器及其控制方法。

背景技术

热喷涂制备技术是一种利用某种热源将喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，雾化后形成的熔滴以一定速度喷射到经过预处理的基体表面形成具有一定结合强度涂层，进而使基体达到防腐、耐磨、隔热、绝缘、抗高温、抗氧化、导电、防微波辐射等一系列多种不同功能。涂层功能的多样性是由不同喷涂材料的性能所决定的，所以喷涂材料是热喷涂技术的核心。目前，热喷涂材料主要分为粉末、丝材和棒材，而粉末是热喷涂使用最广泛的喷涂材料。

送粉器作为热喷涂系统中的核心组成部分，它是按工艺要求定量地向喷枪输送粉末的装置，其送粉过程的连续性、均匀性、稳定性直接影响到涂层的质量。由于每种热喷涂工艺方法使用的粉末材料有所不同，对送粉特性的需求不同，因此热喷涂专用的送粉器种类较多，但常用送粉器基本类型大致可分为螺杆式送粉器、转盘式送粉器、盘孔式送粉器、鼓轮式送粉器。

常用的(1)螺杆式送粉器的缺点：1.螺杆容易折断。2.靠螺纹间隙送粉，要求送粉量不能太小，故不能实现微量送粉，如送粉量太大容易造成送粉器堵塞。3.螺杆与粉筒内壁产生机械摩擦，容易对送粉精度产生影响，螺杆挤压力容易破坏粉末形状，例如铝粉、Ni基粉末容易烧结。(2)转盘式送粉器的缺点：1.对于流动性差的粉末落不下去。2.粉筒体积有限，每次加入粉末量不能超过3Kg。3.滑块由树脂材料制成，耐磨性差，磨损后使用时间短。4.对于输送较软的粉末容易发生粘结。5.粉筒不易清扫，输粉时存在瞬时脉动现象，送粉精度提升空间小。(3)盘孔式送粉器的缺点：1.送粉量较大时，粉末输送不连续。2.对流动性差的粉末无法输送。(4)鼓轮式送粉器的缺点：对粉末干燥程度要求高，微湿粉末和超细粉末容易堵塞粉勺，使送粉不稳定精度降低。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发一种高压振动式送粉器，能够在高压下送粉，对粉末粒度要求不高，送粉量较大且送粉稳定。

本发明的另一个目的是设计开发一种高压振动式送粉器的控制方法，能够根据粉筒体内的平衡气压、振动盘底座的振动频率和振幅对送粉量进行控制，送粉精度高且稳定，不易发生堵粉。

本发明提供的技术方案为：

一种高压振动式送粉器，包括：

粉筒体，其上密封设置有粉筒盖；以及

螺旋上升凹槽，其设置在所述粉筒体内壁上；

混粉凹槽，其设置在所述粉筒体上部一侧且与所述螺旋上升凹槽的终端连通；

电磁振动器，其与所述粉筒体底部连接，用于振动所述粉筒体；

进气口，其设置在所述粉筒盖上，用于向所述粉筒体内送气；

送粉口，其设置在所述粉筒体上部且与所述混粉凹槽连通，用于送出粉料。

优选的是，所述电磁振动器包括：

振动板，其顶部与所述所述粉筒体底部连接，底部设置有电磁线圈；

底座，其与所述振动板间隔设置；

电磁铁，其设置在所述振动板和底座之间，所述电磁铁底部固定设置在所述底座中心，顶部与所述振动板间隙设置；

弹簧片，其周向连接所述振动板和底座。

优选的是，所述进气口依次连接有气体流量计和减压阀，用于保持所述粉筒体内压力平稳。

优选的是，还包括：

进粉口，其设置在所述粉筒盖中心；

预加粉筒，其设置在所述粉筒体上方且与所述进粉口连通；

送气口，其设置在所述预加粉筒的盖上，用于向所述预加粉筒送气；

控制阀，其设置在所述预加粉筒和进粉口连通处，用于控制进粉量；

其中，所述气体流量计通过三通阀与所述送气口连通，用于保持所述预加粉筒内压力平稳。

优选的是，还包括观察窗，其设置在所述混粉凹槽与所述螺旋上升凹槽的终端连通处的正上方。

优选的是，所述粉筒体内侧底部呈圆锥式凸起。

优选的是，所述螺旋上升凹槽的槽深、槽宽和槽距均相等。

优选的是，还包括：

压力传感器，其设置在所述粉筒体内壁上，用于检测粉筒体内部气压；

振动传感器，其设置在所述粉筒体底部，用于检测所述粉筒体的振动频率和振幅；

控制器，其与所述压力传感器、振动传感器和电磁振动器连接，用于接收所述压力传感器和振动传感器的检测数据并控制所述电磁振动器工作。

相应地，本发明还提供一种高压振动式送粉器的控制方法，包括：

控制器接收压力传感器和振动传感器检测的粉筒体内部气压、振动频率和振幅，对送粉口的送粉量进行控制：

其中，m为送粉口的送粉量，n为螺旋上升凹槽的圈数，b为螺旋上升凹槽的槽距，π为圆周率，D为粉筒体的内径，h螺旋上升凹槽的槽深，d为螺旋上升凹槽的槽宽，ρ为粉料的密度，H为粉筒体的振动频率，P为粉筒体内的平衡气压，P₀为标准大气压，A为粉筒体的振幅。

优选的是，还包括：

控制预加粉筒和进粉口连通处的控制阀，保持粉筒体内的粉料的体积为：

其中，V_p为粉筒体内的粉料的体积，V₀为粉筒体的体积。

本发明所述的有益效果为：

(1)本发明所述的高压振动式送粉器，能够在高压下送粉，最高可达到1MPa；任何粉末均可送出，特别是流动性差强度不高的粉末；对粉末粒度要求不高，任何粒度粉末都可均匀连续送出；送粉过程稳定，不会发生堵粉；送粉量较大，可长时间持续供粉，保证热喷涂作业不间断；还设置有混粉凹槽，省去二次混粉操作。

(2)本发明所述的高压振动式送粉器的控制方法，能够根据粉筒体内的平衡气压、振动盘底座的振动频率和振幅对送粉量进行控制，送粉精度高且稳定，不易发生堵粉。

附图说明

图1为本发明所述高压振动式送粉器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。

如图1所示，本发明提供一种高压振动式送粉器，包括：粉筒体100，其上密封设置有粉筒盖200(通过螺栓250密封连接)，所述粉筒盖200和粉筒体100之间设置有O型密封圈210，用于进一步密封粉筒体100，所述粉筒体100内侧底部呈圆锥式凸起140，有利于粉料上到粉筒体100内壁的螺旋上升凹槽110中；螺旋上升凹槽110，其设置在所述粉筒体100内壁上，本实施例中，所述螺旋上升凹槽110的槽深、槽宽和槽距均相等；混粉凹槽120，其设置在所述粉筒体100上部一侧且与所述螺旋上升凹槽110的终端111连通，所述连通处正上方设置有观察窗121，用于方便观察筒内出粉情况，所述观察窗121的材料采用5mm厚耐压有机玻璃；电磁振动器130，其与所述粉筒体100底部连接，用于振动所述粉筒体100，使得粉料沿着粉筒体100内壁上的螺旋上升凹槽110连续均匀上升至混粉凹槽120进而到达送粉口150，还能避免送粉口150发生堵粉；进气口210，其设置在所述粉筒盖200上，用于向所述粉筒体100内送气；送粉口150，其设置在所述粉筒体100上部且与所述混粉凹槽120连通，用于送出粉料，所述进气口210和送粉口150形成气路通道。

本实施例中，所述电磁振动器130包括：振动板131，其顶部与所述所述粉筒体100底部连接，底部设置有电磁线圈；底座132，其与所述振动板131间隔设置；电磁铁133，其设置在所述振动板131和底座132之间，所述电磁铁133底部固定设置在所述底座132中心，顶部与所述振动板131间隙设置；弹簧片134，其周向连接所述振动板131和底座132。向所述电磁线圈通电，与所述电磁铁133产生相互吸引的力，通过控制电磁振动器130的输入电压进而控制电磁线圈和电磁铁133吸引力的大小，使得振动板131上下振动，所述电磁振动器130可以为CUH SDVC31-M数字调频振动控制器。

本实施例中，所述进气口210依次连接有气体流量计211(所述气体流量计可以为1000L/H浮子气体流量计)和减压阀212，用于保持所述粉筒体100内压力平稳。

本实施例中，还包括：进粉口220，其设置在所述粉筒盖200中心；预加粉筒230，其设置在所述粉筒体100上方且与所述进粉口220连，所述预加粉筒230的盖上中心设置有送料口232，用于送入原料；送气口231，其设置在所述预加粉筒230的盖上，用于向所述预加粉筒230送气，便于预加粉筒内的原料经过进粉口220进入粉筒体100内；控制阀240，其设置在所述预加粉筒230和进粉口220连通处，用于控制进粉量，所述气体流量计211通过三通阀213与所述送气口231连通，用于保持所述预加粉筒230内压力平稳，所述三通阀213和送气口231之间设置有气体开关214，用于控制气体进入预加粉筒230内。

本实施例中，还包括：压力传感器，其设置在所述粉筒体100内壁上，用于检测粉筒体100内部气压；振动传感器，其设置在所述粉筒体100底部，用于检测所述粉筒体100的振动频率和振幅；控制器300，其与所述压力传感器、振动传感器和电磁振动器130连接，用于接收所述压力传感器和振动传感器的检测数据并控制所述电磁振动器130工作。

工作原理：

通过预加粉筒230向粉筒体100内加入粉料，电磁振动器130工作使粉筒体100上下振动，进气口210向粉筒体100内送气同时保持粉筒体100内气压平稳，粉料沿着粉筒体100内壁上的螺旋上升凹槽110连续均匀上升至混粉凹槽120进而到达送粉口150，进气口210送入的气体把送粉口的粉料送入喷枪。

本发明所述的高压振动式送粉器，能够在高压下送粉，最高可达到1MPa；任何粉末均可送出，特别是流动性差强度不高的粉末；对粉末粒度要求不高，任何粒度粉末都可均匀连续送出；送粉过程稳定，不会发生堵粉；送粉量较大，可长时间持续供粉，保证热喷涂作业不间断；还设置有混粉凹槽，省去二次混粉操作。

本发明还提供一种高压振动式送粉器的控制方法，包括：

步骤1：控制预加粉筒和进粉口连通处的控制阀，保持粉筒体内的粉料的体积为：

其中，V_p为粉筒体内的粉料的体积(m³)，V₀为粉筒体的体积(m³)。

步骤2：控制器接收压力传感器和振动传感器检测的粉筒体内部气压、振动频率和振幅，对送粉口的送粉量进行控制：

其中，m为送粉口的送粉量(g/min)，n为螺旋上升凹槽的圈数，b为螺旋上升凹槽的槽距(m)，π为圆周率，D为粉筒体的内径(m)，h螺旋上升凹槽的槽深(m)，d为螺旋上升凹槽的槽宽(m)，ρ为粉料的密度(g/m³)，H为粉筒体的振动频率(次/min)，P为粉筒体内的平衡气压(Pa)，P₀为标准大气压(Pa)，A为粉筒体的振幅(m)。

本发明所述的高压振动式送粉器的控制方法，能够根据粉筒体内的平衡气压、振动盘底座的振动频率和振幅对送粉量进行控制，送粉精度高且稳定，不易发生堵粉。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种高压振动式送粉器，其特征在于，包括：

粉筒体，其上密封设置有粉筒盖；以及

螺旋上升凹槽，其设置在所述粉筒体内壁上；

混粉凹槽，其设置在所述粉筒体上部一侧且与所述螺旋上升凹槽的终端连通；

电磁振动器，其与所述粉筒体底部连接，用于振动所述粉筒体；

进气口，其设置在所述粉筒盖上，用于向所述粉筒体内送气；

送粉口，其设置在所述粉筒体上部且与所述混粉凹槽连通，用于送出粉料。

2.如权利要求1所述的高压振动式送粉器，其特征在于，所述电磁振动器包括：

振动板，其顶部与所述所述粉筒体底部连接，底部设置有电磁线圈；

底座，其与所述振动板间隔设置；

电磁铁，其设置在所述振动板和底座之间，所述电磁铁底部固定设置在所述底座中心，顶部与所述振动板间隙设置；

弹簧片，其周向连接所述振动板和底座。

3.如权利要求1或2任意一项所述的高压振动式送粉器，其特征在于，所述进气口依次连接有气体流量计和减压阀，用于保持所述粉筒体内压力平稳。

4.如权利要求3所述的高压振动式送粉器，其特征在于，还包括：

进粉口，其设置在所述粉筒盖中心；

预加粉筒，其设置在所述粉筒体上方且与所述进粉口连通；

送气口，其设置在所述预加粉筒的盖上，用于向所述预加粉筒送气；

控制阀，其设置在所述预加粉筒和进粉口连通处，用于控制进粉量；

其中，所述气体流量计通过三通阀与所述送气口连通，用于保持所述预加粉筒内压力平稳。

5.如权利要求1、2或4任意一项所述的高压振动式送粉器，其特征在于，还包括观察窗，其设置在所述混粉凹槽与所述螺旋上升凹槽的终端连通处的正上方。

6.如权利要求5所述的高压振动式送粉器，其特征在于，所述粉筒体内侧底部呈圆锥式凸起。

7.如权利要求1、2或6任意一项所述的高压振动式送粉器，其特征在于，所述螺旋上升凹槽的槽深、槽宽和槽距均相等。

8.如权利要求7所述的高压振动式送粉器，其特征在于，还包括：

压力传感器，其设置在所述粉筒体内壁上，用于检测粉筒体内部气压；

振动传感器，其设置在所述粉筒体底部，用于检测所述粉筒体的振动频率和振幅；

控制器，其与所述压力传感器、振动传感器和电磁振动器连接，用于接收所述压力传感器和振动传感器的检测数据并控制所述电磁振动器工作。

9.一种高压振动式送粉器的控制方法，其特征在于，包括：

控制器接收压力传感器和振动传感器检测的粉筒体内部气压、振动频率和振幅，对送粉口的送粉量进行控制：

其中，m为送粉口的送粉量，n为螺旋上升凹槽的圈数，b为螺旋上升凹槽的槽距，π为圆周率，D为粉筒体的内径，h螺旋上升凹槽的槽深，d为螺旋上升凹槽的槽宽，ρ为粉料的密度，H为粉筒体的振动频率，P为粉筒体内的平衡气压，P₀为标准大气压，A为粉筒体的振幅。

10.如权利要求9所述的高压振动式送粉器的控制方法，其特征在于，还包括：

控制预加粉筒和进粉口连通处的控制阀，保持粉筒体内的粉料的体积为：

其中，V_p为粉筒体内的粉料的体积，V₀为粉筒体的体积。