CN110042388B - 激光熔覆载气式送粉器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光熔覆载气式送粉器，包括粉筒，所述粉筒内设有供粉料容置的空腔，所述粉筒倾斜设置以使粉料堆积于粉筒底部，所述粉筒底部转动设置有粉盘，所述粉盘沿周向间隔设置有若干送粉孔，所述粉盘的下部露置于粉筒底部以供粉料进入，所述粉盘的上部设有出粉机构，所述出粉机构包括同轴设置的进气孔和出粉孔，所述进气孔连接有进气管，所述粉盘将送粉孔转动至出粉孔位置，进气孔通气与粉料混合并同时吹入出粉孔内形成稳定的气粉流以进行出粉，本发明能够实现粉料均匀连续稳定的输送，并且精确控制出粉量，获得高质量的熔覆层。

Description

激光熔覆载气式送粉器

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体涉及一种激光熔覆载气式送粉器。

背景技术

激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷，是一种新的表面改性技术，它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面同时发生熔化并凝固，在基材表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，送粉式激光熔覆是利用送粉器通过高压惰性气体来输送合金粉末，形成一定刚度的气粉流直接进入熔覆的熔池，具有刚性的气粉流可以用在同步式侧向或同轴送粉喷嘴，实现三维激光熔覆。

目前常见的激光熔覆送粉器为负压式送粉器，通过电机和减速机带动粉盘，粉盘上开有沟槽，粉筒内粉料通过粉盘进入沟槽内，通过外部通入气体将沟槽内的粉末吸出至出粉口，这种方式容易在粉筒内的出粉口发生堵塞，使得粉料的输送不连续，造成出粉不均匀，稳定性差，导致激光熔层不均匀，激光熔覆效果欠佳，并且，通过负压式吸粉，出粉量往往难以精确控制，不利于优化熔覆工艺。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种激光熔覆载气式送粉器，以实现均匀、连续的粉料输送，获得高质量的熔覆层。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种激光熔覆载气式送粉器，包括粉筒，所述粉筒内设有供粉料容置的空腔，所述粉筒倾斜设置以使粉料堆积于粉筒底部，所述粉筒底部转动设置有粉盘，所述粉盘沿周向间隔设置有若干送粉孔，所述粉盘的下部露置于粉筒底部以供粉料进入，所述粉盘的上部设有出粉机构，所述出粉机构包括同轴设置的进气孔和出粉孔，所述进气孔连接有进气管，所述粉盘将送粉孔转动至出粉孔位置后进气孔通气与粉料混合并同时吹入出粉孔形成稳定的气粉流以进行出粉。

本发明的优点在于：粉筒倾斜设置，使得粉料堆积在底部，以使得粉料能够更好的进入粉盘下部的送粉孔内，随着粉盘转动，送粉孔将粉料运输至出粉孔位置，进气孔通气与送粉孔内的粉料混合并同时吹入出粉孔内形成稳定的气粉流；粉盘上多个送粉孔的设置，在粉盘转动至出粉孔时，以粉孔为单位进行连续稳定的出粉；通过改变粉盘的送粉孔大小、送粉孔的布置间距、进气流量大小以及电机的转速可以控制气粉流的粉料密度，能够灵活的适应不同的加工需求。

进一步，所述粉筒下部固定设有壳体，所述壳体内设有供粉盘转动的电机，所述壳体上设有供壳体翻转的支架，所述支架上穿设有用于固定壳体的限位杆，通过以上改进，粉筒与壳体固定连接，壳体与支架转动连接，并设置限位杆固定，使得粉筒能够在一定角度内翻转，当需要更换粉筒内的粉料时，需要将粉筒内的粉料完全清除，通过翻转粉筒可以更加方便、高效的清理粉筒内的粉料，同时，通过倾斜粉筒将粉料堆积至底部，方便粉料进入粉盘下部的送粉孔中。

进一步，所述进气孔上设有与粉筒连通的补偿气管，所述补偿气管用于维持粉筒内部气压，通过以上改进，补偿气管的设置，当粉筒内的粉料随着粉盘转动均匀出粉，气体通过补偿气管进入粉筒内以使粉筒内的气压保持平衡，保证粉料进入粉盘上的每个送粉孔的速率相同，同时粉筒内的气体对粉料进入送粉孔起到辅助作用。

进一步，所述粉筒的上部设有安全阀，通过以上改进，安全阀的设置，使得当进气压力超过规定值时，安全阀打开并将一部分气体排出，以使粉筒内的气压保持在安全气压范围内，保证整体的安全性。

进一步，所述粉筒的空腔内还设有与粉盘同轴设置的搅拌盘，所述搅拌盘设于粉盘与安装板之间，所述搅拌盘外周间隔设置有搅拌棒，通过以上改进，搅拌盘的设置，在搅拌盘转动时将结块的粉料打散，增加粉料的流动性，使得粉料均匀的进入粉盘上的送粉孔内，搅拌棒的设置，更进一步地加强了对粉料的搅拌效果。

进一步，所述粉盘的上端设有与电机的输出轴间隙配合的压板，所述压板设于粉盘的下部并将粉料压入送粉孔内，通过以上改进，安装板与电机的输出轴间隙设置，电机工作时，粉盘与压板发生相对转动，压板将粉筒内的粉料压入粉盘上的送粉孔内，以使经过压板的送粉孔充满粉料，同时对送粉孔上的多余粉料进行初次清理。

进一步，所述安装板的下端面设有顶块，所述顶块下端设有斜面，所述搅拌棒转动时与斜面相顶，以使压板上下抖动，通过以上改进，顶块的设置，当搅拌盘在随电机转动时，搅拌盘上的搅拌棒与顶块相顶，使安装板随着搅拌棒与顶块的配合顶升和落下，令压板随安装板上下抖动，对送粉孔内的粉料起到压紧压实的作用，保证各个送粉孔内的粉料密度一定。

进一步，所述压板的端部设有供粉料进入送粉孔的引粉结构，所述引粉结构由至少一个楔面构成，所述楔面与粉盘形成开口，所述开口沿粉盘转动方向减小，通过以上改进，引粉结构的设置，起到对粉料进入送粉孔内的引导作用；楔面的设置，使得粉料能更加方便的进入送粉孔内，并且随着粉盘的转动，压板在送粉孔上的开口逐渐变小，使得进入送粉孔内的粉料逐渐减少，使得粉料均匀的进入各个粉孔内，并且随着压板的抖动将进粉孔内的粉料压实，保证各个粉孔之间的粉料密度均匀，从而保证对送粉孔内的粉量的精确控制，更进一步保证出粉的连续稳定性。

进一步，所述粉筒的外周壁上设有加热带，通过以上改进，加热带的设置，对粉筒进行加热保温，避免因粉料在粉筒中搁置过久，出现吸湿结块的现象，保证送粉的流畅和精度。

进一步，所述粉盘的上部置于粉筒的空腔外部，所述粉筒的空腔底部设有第一挡粉环，所述第一挡粉环与粉盘上端面相抵，通过以上改进，第一挡粉环的设置，避免粉料从粉盘与粉筒之间的间隙中进入导致粉盘卡顿，同时，粉盘的上部置于粉筒外，使得在粉盘转动时，第一挡粉环的下端将露置在粉筒的空腔内的送粉孔上多余的粉料进行二次刮除，并保证每个送粉孔内的粉量一致。

进一步，所述粉盘的下端设有出粉基座，所述出粉孔穿设于出粉基座上，所述出粉基座的上端还设有用于与粉盘的下端相抵的第二挡粉环，所述第二挡粉环上设有与出粉孔同轴设置的通孔，通过以上改进，粉筒安装在出粉基座上，第二挡粉环与粉盘下端面相抵，防止粉料从粉盘与出粉孔之间的间隙中漏出，提高了送粉可靠型，同时避免粉盘转动时与出粉基座摩擦从而引起磨损。

进一步，所述第一挡粉环和第二挡粉环的材料均为耐磨材料，通过以上改进，使得第一挡粉环和第二挡粉环具有较好的耐磨性，减少粉盘的磨损，增加粉盘的使用寿命。

进一步，所述出粉基座上设有第一密封环和第二密封环，所述第一密封环设于粉盘底部并与出粉基座相抵，所述第二密封环设于第二挡粉环内周并与粉盘底部相抵，通过以上改进，第一密封环的设置，为穿设在出粉基座上的电机输出轴提供密封，避免粉料进入电机输出轴与出粉基座之间，第二密封环的设置，进一步增加了粉盘与出粉基座之间的密封，采用羊毛毡密封，当粉料进入后不易泄露，并具有适当的硬度，压缩性和回弹性好，永久变形小。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的剖视示意图；

图3为发明的I处的放大图；

图4为本发明的出粉机构剖视示意图；

图5为本发明的引粉结构的第一种实施例的示意图；

图6为本发明的引粉结构的第二种实施例的示意图；

图中：1、支架；2、壳体；2.1、出粉接口；3、出粉基座；3.1、出粉孔；3.2、出粉管；3.3、凹槽；3.4、第一密封环；3.5、第二密封环；4、粉筒；4.1、筒体座；4.2、进气孔；4.3、进气嘴；4.4、补偿气管；4.5、安全阀；4.6、进气管；4.7、进气接口；5、加热带；6、出粉机构；6.1、粉盘；6.1.1、送粉孔；6.2、电机；6.3、搅拌盘；6.4、安装板；6.5、压板；6.6、第一挡粉环；6.7、第二挡粉环；6.8、进粉孔；7、顶块；8、引粉结构；8.1、第一楔面；8.2、第二楔面；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解尽管在本文中出现了术语上、中、下、外等以描述各种元件，但这些元件不被这些术语限制。这些术语仅用于将元件彼此区分开以便于理解，而不是用于定义任何方向或顺序上的限制。

如图1-5所示，一种激光熔覆载气式送粉器，壳体2上部设有出粉基座3，包括粉筒4，粉筒4的底部设置有筒体座4.1，筒体座4.1的通孔与粉筒4的通孔形成供粉料容置的空腔，筒体座4.1下端通过螺栓固定连接有出粉基座3，粉筒4底部设有粉盘6.1，粉盘6.1具体设置在筒体座4.1与出粉基座3之间，筒体座4.1和出粉基座3均设有供粉盘6.1转动的转动腔，粉盘6.1转动设置在出粉基座3与筒体座4.1的转动腔内，粉盘6.1沿周向间隔设置有若干送粉孔6.1.1，粉盘6.1的下部露置在粉筒4的空腔内的底部，以使粉料进入送粉孔6.1.1中，粉盘6.1的上部置于粉筒4的空腔的外部并位于筒体座4.1与出粉基座3之间，粉盘6.1的上部设有出粉机构6，出粉机构6包括设于筒体座4.1上的进气孔4.2和设于出粉基座3上的出粉孔3.1，出粉孔3.1连接有出粉接口2.1，出粉接口2.1连接有出粉管3.2，出粉管3.2穿设于壳体2内并在壳体2的下部伸出，进气孔4.2与出粉孔3.1同轴设置，粉盘6.1转动以将充满粉料的送粉孔6.1.1运输至进气孔4.2位置，同时进气孔4.2吹气与送粉孔6.1.1内的粉料混合，并同时吹入出粉孔3.1内形成稳定的气粉流以进行出粉。

其中，粉盘6.1在出粉基座3上转动时，粉盘6.1上至少一个送粉孔6.1.1位于粉筒4内，以使粉筒4内的粉料能够进入送粉孔6.1.1内，且粉盘6.1上的其余送粉孔6.1.1位于粉筒4外并处于筒体座4.1与出粉基座3之间，在出粉时，壳体2在支架1上倾斜，粉料堆积在粉筒4内的送粉孔6.1.1上，以使送粉孔6.1.1与出粉基座3上的出粉孔3.1同轴时进行连续、均匀、定量的出粉。

具体的，出粉基座3的底部设有壳体2，壳体2内设有供粉盘6.1转动的电机6.2，壳体2转动连接有支架1，壳体2在支架1上处于倾斜状态，并且倾斜角度固定在45°，壳体2通过转动轴设置在支架1上，并且支架1上设有限位杆以固定壳体2在支架1上的位置，支架1上设有多个限位杆安装以使壳体2能在支架1上不同角度范围内进行翻转，这样，方便了粉筒4内粉料的清理和倾倒。

具体的，筒体座4.1上设有出粉气路，出粉气路包括进气管4.6和与进气管4.6连接的进气接口4.7，进气接口4.7设置在筒体座4.1的外壁，进气接口4.7与进气孔4.2连接，进气孔4.2向内延伸并与出粉孔3.1同轴，且筒体座4.1内位于进气孔4.2的出口位置还设有进气嘴4.3，高压的惰性气体通过进气管4.6和进气接口4.7进入筒体座4.1内，再通过进气嘴4.3将送粉孔6.1.1内的粉料吹入出粉孔3.1中。

具体的，出粉气路上连接有用于保持粉筒4内部气压的补偿气管4.4，补偿气管4.4与粉筒4连通，当粉筒4内的粉料随着粉盘6.1转动均匀出粉，气体通过补偿气管4.4进入粉筒4内以使粉筒4内的气压保持平衡，保证粉料进入粉盘6.1上的每个送粉孔6.1.1的速率相同，同时粉筒4内的气体对粉料进入送粉孔6.1.1起到辅助作用。

具体的，粉筒4的上部设有安全阀4.5，当粉筒4内的气压超过规定值时，安全阀4.5打开并将一部分气体从安全阀4.5中排出，使粉筒4内的气压恒定并保持在安全气压范围内，保证整体的安全性。

具体的，粉盘6.1的上部设有与电机6.2的输出轴间隙配合的安装板6.4，安装板6.4的端部连接有用于将粉料刮入送粉孔6.1.1内的压板6.5，压板6.5设于送粉孔6.1.1的运动轨迹上，电机6.2工作时，粉盘6.1与压板6.5发生相对转动，压板6.5将粉筒4内的粉料压入粉盘6.1上的送粉孔6.1.1内，以使经过压板6.5的送粉孔6.1.1充满粉料，同时对送粉孔6.1.1上的多余粉料进行初次清理。

具体的，电机6.2的输出轴上还设有搅拌盘6.3，搅拌盘6.3设于粉盘6.1与压板6.5之间并随粉盘6.1同步转动，在搅拌盘6.3转动时将结块的粉料打散，增加粉料的流动性，使得粉料均匀的进入粉盘6.1上的送粉孔6.1.1内，搅拌盘6.3外周还间隔设置有搅拌棒，以加强搅拌效果。

具体的，安装板6.4的下端面还设有顶块7，顶块7通过螺栓固定安装，顶块7的下端设有斜面并置于相邻的搅拌棒之间，在搅拌棒随搅拌盘6.3转动时，搅拌棒与斜面相顶以将安装板6.4顶起后落下，使得压板6.5随安装板6.4在电机6.2的输出轴上进行上下抖动，对送粉孔6.1.1内的粉料起到压紧压实的作用，保证各个送粉孔6.1.1内的粉料密度一定。

具体的，压板6.5呈弧状的立板，压板6.5的端部设有供粉料进入送粉孔6.1.1的引粉结构8，引粉结构8由至少一个楔面构成，楔面与粉盘6.1形成开口，并且开口的大小沿粉盘6.1转动方向减小。

具体的，粉筒4外周壁上设有加热带5，加热带5对粉筒4内的粉料进行加热保温，避免因粉料在粉筒4中搁置过久，出现吸湿结块的现象，保证送粉的流畅和精度。

具体的，粉盘6.1的两端分别设有第一挡粉环6.6和第二挡粉环6.7，第一挡粉环6.6设于筒体座4.1的通孔底部的内壁并与粉盘6.1相抵，以使得在粉盘6.1转动时，第一挡粉环6.6的下端将粉盘6.1上的送粉孔6.1.1上多余的粉料刮除，即第一挡粉环6.6与粉盘6.1偏心设置，出粉基座3的上端面设有供第二挡粉环6.7嵌入并使第二挡粉环6.7与粉盘6.1的下端面相抵的凹槽3.3，避免粉盘6.1与出粉基座3摩擦引起磨损的同时防止粉料进入粉盘6.1与筒体座4.1之间的转动间隙中，影响粉盘6.1连续定量的出粉，第二挡粉环6.7上设有与基座上的出粉孔3.1同轴设置的进粉孔6.8，其中，第一挡粉环6.6和第二挡粉环6.7的均为耐磨材料。

具体的，出粉基座3上设有第一密封环和第二密封环，第一密封环设于粉盘6.1底部并与出粉基座3相抵，第二密封环设于第二挡粉环6.7内周并与粉盘6.1底部相抵，为穿设在出粉基座3上的电机6.2输出轴提供密封，避免粉料进入电机6.2输出轴与出粉基座3之间，第二密封环的设置，进一步增加了粉盘6.1与出粉基座3之间的密封，采用羊毛毡密封，当粉料进入后不易泄露，并具有适当的硬度，压缩性和回弹性好，永久变形小。

工作时，首先将粉筒4倾斜，以将粉料堆积至粉筒4底部，电机6.2启动带动粉盘6.1转动，搅拌盘6.3将堆积粉料搅拌均匀，压板6.5将粉料压入送粉孔6.1.1中，送粉孔6.1.1随粉盘6.1转动至与出粉孔3.1同轴时，进气孔4.2吹气与送粉孔6.1.1内的粉料混合成稳定的气粉流，并同时吹入出粉孔3.1内并通过出粉管3.2进行出粉，补偿气管4.4通气保持粉筒4内恒压。

作为引粉结构8的第一种实施例，如图5所示，引粉结构8具体包括第一楔面8.1和第二楔面8.2，其中，第一楔面8.1设于压板6.5端部的外周端并与粉盘6.1.1形成均匀的第一进粉区域，第二楔面8.2设于压板6.5端部且靠近粉盘6.1转动方向的一侧并与粉盘6.1.1形成第二进粉区域，且第二进粉区域和送粉孔6.1.1之间形成的开口逐渐变小，在送粉孔6.1.1进粉过程中，第一楔面8.1和第二楔面8.2对粉料起到导向作用，粉料分别从第一进粉区域和第二进粉区域进入送粉孔6.1.1内，使得送粉孔6.1.1内的粉料更加均匀，此外，随着粉盘6.1.1转动，第二进粉区域内的粉料较慢并且均匀的进入进粉孔6.1.1内，同时，压板6.5通过顶块7和搅拌棒相顶在粉盘6.1上抖动，以压紧压实送粉孔6.1.1内的粉料，保证各个送粉孔6.1.1内的粉料密度一定，从而进一步提高了送粉孔6.1.1内的粉料均匀和稳定性，并且加工方便。

作为引粉结构8的第二种实施例，如图6所示，引粉结构8具体包括第一楔面8.1，其中，第一楔面8.1设于压板6.5端部的外周端并且沿粉盘6.1.1的转动方向连续且过渡的减小，第一楔面8.1在压板6.5的端部上形成开口逐渐减小的第一进粉区域，在送粉孔6.1.1进粉过程中，第一楔面8.1对粉料起到导向作用，粉料通过第一进粉区域进入送粉孔6.1.1内，随着粉盘6.1转动，第一进粉区域与送粉孔6.1.1形成的进粉开口逐渐变小，使得粉料进入第一进粉区域内的速率随粉盘6.1.1转动减小，且更加均匀的进入进粉孔6.1.1内，同时，压板6.5通过顶块7和搅拌棒相顶在粉盘6.1上抖动，以压紧压实送粉孔6.1.1内的粉料，更进一步的保证了各个送粉孔6.1.1内的粉料密度一定。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：包括粉筒(4)，所述粉筒(4)内设有供粉料容置的空腔，所述粉筒(4)倾斜设置以使粉料堆积于粉筒(4)底部，所述粉筒(4)底部转动设置有粉盘(6.1)，所述粉盘(6.1)沿周向间隔设置有若干送粉孔(6.1.1)，所述粉盘(6.1)的下部露置于粉筒(4)底部以供粉料进入，所述粉盘(6.1)的上部设有出粉机构(6)，所述出粉机构(6)包括同轴设置的进气孔(4.2)和出粉孔(3.1)，所述进气孔(4.2)连接有进气管(4.6)，所述粉盘(6.1)将送粉孔(6.1.1)转动至出粉孔(3.1)位置，进气孔(4.2)通气与粉料混合并同时吹入出粉孔(3.1)内形成稳定的气粉流以进行出粉;

所述粉盘(6.1)的上端设有与电机(6.2)的输出轴间隙配合的安装板(6.4)，所述安装板(6.4)的端部连接有压板(6.5)，所述压板(6.5)设于粉盘(6.1)的下部并将粉料压入送粉孔(6.1.1)内。

2.根据权利要求1所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述粉筒(4)的下部固定设有壳体(2)，所述壳体(2)内设有供粉盘(6.1)转动的电机(6.2)，所述壳体(2)上设有供壳体(2)翻转的支架(1)，所述支架(1)上穿设有用于固定壳体(2)的限位杆。

3.根据权利要求1所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述粉盘(6.1)的上部置于粉筒(4)的空腔外部，所述粉筒(4)的空腔底部设有第一挡粉环(6.6)，所述第一挡粉环(6.6)与粉盘(6.1)上端面相抵。

4.根据权利要求3所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述粉盘(6.1)的下端设有出粉基座(3)，所述出粉孔(3.1)穿设于出粉基座(3)上，所述出粉基座(3)的上端还设有用于与粉盘(6.1)的下端相抵的第二挡粉环(6.7)，所述第二挡粉环(6.7)上设有与出粉孔(3.1)同轴设置的送粉孔(6.8)。

5.根据权利要求1所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述压板(6.5)的端部设有供粉料进入送粉孔(6.1.1)的引粉结构，所述引粉结构(8)由至少一个楔面构成，所述楔面与粉盘(6.1)形成开口，所述开口沿粉盘(6.1)转动方向减小。

6.根据权利要求1所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述粉筒(4)的空腔内还设有与粉盘(6.1)同轴设置的搅拌盘(6.3)，所述搅拌盘(6.3)设于粉盘(6.1)与安装板(6.4)之间，所述搅拌盘(6.3)外周间隔设置有搅拌棒。

7.根据权利要求1所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述进气孔(4.2)上设有与粉筒(4)连通的补偿气管(4.4)，所述补偿气管(4.4)用于维持粉筒(4)内部气压。

8.根据权利要求6所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述安装板(6.4)的下端面设有顶块(7)，所述顶块(7)下端设有斜面，所述搅拌棒转动时与斜面相顶，以使压板(6.5)上下抖动。

9.根据权利要求4所述的激光熔覆载气式送粉器，其特征在于：所述出粉基座(3)上设有第一密封环(3.4)和第二密封环(3.5)，所述第一密封环(3.4)设于粉盘(6.1)底部并与出粉基座(3)相抵，所述第二密封环(3.5)设于第二挡粉环(6.7)内周并与粉盘(6.1)底部相抵。

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