CN110270241B - 多场耦合驱动式混粉器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速混粉器，尤其涉及一种多场耦合驱动式混粉器，多场耦合驱动式混粉器包括筒体、安装在筒体的一端的第一盖板、安装在筒体的另一端的第二盖板、安装在第一盖板上的进粉嘴和安装在第二盖板上的出粉嘴；第一盖板、第二盖板安装在筒体的两端并共同形成混粉筒，多场耦合驱动式混粉器还包括安装在混粉筒内的多块扰流板和安装在筒体的外部周围的多组电磁驱动器，粉末从进粉嘴进入混粉筒并在扰流板上进行混粉，粉末混粉完成后从出粉嘴流出，扰流板使得混粉的均匀度得到保证，同时电磁驱动器为混粉的过程提供了电磁驱动力，极大地提高了混粉效率。

Description

多场耦合驱动式混粉器

技术领域

本发明涉及一种快速混粉器，尤其涉及一种多场耦合驱动式混粉器。

背景技术

功能梯度零件是一种是指构成材料的要素(组成、结构)沿某一方向由一侧向另一侧呈连续梯度变化，从而使材料的性质和功能也呈梯度变化的一种新型材料。目前，采用实时送粉的激光熔覆成形技术制造金属功能梯度零件是一种新型加工方法，其送粉灵活易控，适于梯度渐变结构的控形/控性一体化制造。但该加工方法对金属粉末的混合时效性要求较高，在保证设计混粉均匀度的前提下，需要一种能够连续、实时混合多种物化属性粉末的快速混粉器。

现有的混粉装置主要分为两类，一类为预置式混粉器，通过球磨、滚动等方法对多种粉末进行长时间的预混合，混合均匀度高但混合效率不能满足功能梯度材料零件的实时变比例成形要求。另一类为以气流驱动式混粉器为代表的实时混粉装置，混合效率高但混合均匀度、一致性较差，粉体均化状态紊乱易产生偏析。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种多场耦合驱动式混粉器，旨在解决混分均匀度差且不能满足混粉度需求的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明多场耦合驱动式混粉器，其包括筒体、安装在所述筒体的一端的第一盖板、安装在所述筒体的另一端的第二盖板、安装在所述第一盖板上的进粉嘴和安装在所述第二盖板上的出粉嘴；所述第一盖板、所述第二盖板安装在所述筒体的两端并共同形成混粉筒，所述多场耦合驱动式混粉器包括安装在所述混粉筒内的多块扰流板和安装在所述筒体的外部周围的多组电磁驱动器。

优选地，所述第一盖板和所述第二盖板的侧面均匀设有多个卡口，所述电磁驱动器的端部分别安装在所述第一盖板和所述第二盖板设置的卡口内。

优选地，所述每组所述电磁驱动器连接有时间继电器。

优选地，所述多场耦合驱动式混粉器还包括支撑杆，所述支撑杆位于所述混粉筒内并且安装在所述第二盖板上，所述扰流板安装在所述支撑杆上且能够沿所述支撑杆上下移动。

优选地，多块所述扰流板包括第一扰流板和第二扰流板，多块所述扰流板同轴布置且按自上向下的顺序依次安装在所述支撑杆；所述第一扰流板的中部向上凸起且所述第一扰流板的上表面沿圆周方向间隔分布有多块第一导流片，且所述第一扰流板与所述筒体之间形成有流通槽；所述第二扰流板的中部向下凹陷且所述第二扰流板的上表面沿圆周方向间隔分布有多块第二导流片，且所述第二扰流板的中心设置有流通孔。

优选地，离所述出粉口或所述进粉口最近的扰流片均为所述第一扰流板，且所述第一扰流板和所述第二扰流板按自上向下的顺序交替安装在所述支撑杆上。

优选地，所述进粉嘴通过第一导流管与第一流量控制阀相连；所述出粉嘴通过第二导流管与第二流量控制阀相连。

优选地，所述第一盖板和所述第二盖板的端面上开设有凹槽，所述筒体的两端分别安装在所述第一盖板的凹槽和所述第二盖板的凹槽内，所述筒体与所述第一盖板以及所述筒体与所述第二盖板的安装处均设有密封件。

优选地，所述筒体、所述第一盖板和所述第二盖板通过连接螺栓组连接夹紧。

优选地，所述多场耦合驱动式混粉器还包括与所述第二盖板的底部连接的调平螺栓。

(三)有益效果

本发明的有益效果是将筒体、第一盖板和第二盖板组装形成一个混粉筒，在混粉筒的两端分别安装有进粉嘴和出粉嘴，使得粉末从进粉嘴进入混粉筒内，在载气和自身重力的作用下完成混粉过程，在混粉筒内设置有用于混粉的扰流板，使得混粉的均匀度得到了保证；同时在混粉筒的外部加入了多组电磁驱动器，为混粉的过程提供了电磁驱动力，使混粉的效率得到了提高。与现有技术相比，本发明的整体技术方案通过载气、扰流板和电磁驱动器的联合作用使得整个混粉过程在满足混粉度的前提下又极大地提高了混粉效率。

附图说明

图1为本发明的多场耦合驱动式混粉器的整体示意图；

图2为本发明的多场耦合驱动式混粉器的正视半剖图；

图3为本发明的多场耦合驱动式混粉器的俯视半剖图。

【附图标记说明】

1：进粉嘴；2：第一盖板；21：连接螺栓组；3：电磁驱动器；4：筒体；5：扰流板；6：第一扰流板；61：流通槽；62：第一导流片；7：第二扰流板；71：流通孔；72：第二导流片；8：支撑杆；9：密封件；10：固定螺钉；11：第二盖板；12：调平螺栓；13：出粉嘴。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，本发明提供一种多场耦合驱动式混粉器，其包括筒体4、安装在筒体4的一端的第一盖板2、安装在筒体4的另一端的第二盖板11、安装在第一盖板2上的进粉嘴1和安装在第二盖板11上的出粉嘴13；在优选的方案中，如图2所示，进粉嘴1和出粉嘴13均通过螺纹连接的方式分别安装在第一盖板2和第二盖板11上，进粉嘴1与粉末运送管道和载气运送管道相连、出粉嘴13与粉末排出管相连，进粉嘴1和出粉嘴13使外部管道更加容易的与多场耦合驱动式混粉器的连接，方便了粉末在多场耦合驱动式混粉器内的出入。第一盖板2、第二盖板11安装在筒体4的两端并共同形成混粉筒，多场耦合驱动式混粉器包括安装在混粉筒内的多块扰流板5和安装在筒体4的外部周围的多组电磁驱动器3。粉末经进粉嘴1流入混粉筒内，在重力、载气和电磁驱动器3的作用下经过多块扰流板5的层层混合后经出粉嘴13流出，在重力、载气、电磁驱动和多块扰流板5的作用下，粉末混合效率高且混合均匀。载气在优选的方案中可以选为压缩的氮气，载气为驱动粉末及混合的主要介质。

进一步地，第一盖板2和第二盖板11的侧面均匀设有多个卡口，电磁驱动器的端部分别安装在第一盖板2和第二盖板11设置的卡口内，在更加优选的实施方案中，电磁驱动器的两端通过固定螺钉10分别固定在第一盖板2和第二盖板11上，使得电磁驱动器更加的稳固，提升了整个装置的稳定性。每组电磁驱动器3连接一个时间继电器以独立控制，通过设定每个时间继电器的初始工作时间、触发时长及频率控制每组电磁驱动器3工作时长、频率及强度；多组电磁驱动器3在多个时间继电器的控制下周期性的通电，电磁驱动器3在通电的情况下产生磁场，进而在混粉腔内形成周期性变化的磁场，为粉末的搅拌提供电磁搅拌力，以增加粉末混合的剪切和扩散作用，作用机制等效于“虚拟搅拌叶片”，防止粉末的局部团聚，极大的提高了粉末混合的效率和混合度。

更进一步地，多场耦合驱动式混粉器还包括支撑杆8，支撑杆8位于混粉筒内并且安装在第二盖板11上在优选的方案中，支撑杆8的端部开设有外螺纹，第二盖板11上开设有与支撑杆8上外螺纹相配合的内螺纹孔，将支撑杆8拧入第二盖板11上的内螺纹孔内就能够完成支撑杆8的安装，安装方式简单易于操作。扰流板5安装在支撑杆8上且扰流板5能够沿支撑杆8上下移动。

接着，扰流板5包括第一扰流板6和第二扰流板7，多块扰流板5同轴布置且按自上向下的顺序依次安装在支撑杆8；如图3所示，第一扰流板6的中部向上凸起且第一扰流板6的上表面沿圆周方向间隔分布有多块第一导流片62，且第一扰流板6与筒体4之间形成有流通槽61；粉末在重力的作用下从第一扰流板6的中部凸起的位置落在第一扰流板6上，在重力、载气和电磁驱动5力的作用下沿第一导流片62流向第一扰流板6的四周并通过流通槽61流向下方，第一扰流板6主要起将粉末混合并将混合后的粉末分散的作用。如图2所示，第二扰流板7的中部向下凹陷且第二扰流板7的上表面沿圆周方向间隔分布有多块第二导流片72，且第二扰流板7的中心设置有流通孔71。粉末在重力的作用下沿第二扰流板7的四周流向第二扰流板7，在重力、载气和电磁驱动5力的作用下沿第二导流片72流向第二扰流板7的中心并通过流通孔71流向下方，第二扰流板7主要起将粉末混合并将混合后的粉末聚合的作用。设置多块扰流板5能够将粉末混合后多次聚合和分散，使得粉末充分混合，达到需要的粉末混合度。

在优选的实施方案中，离出粉口或进粉口最近的扰流片均为第一扰流板6，且第一扰流板6和第二扰流板7按自上向下的顺序交替安装在支撑杆8上，粉末从进粉嘴1进入后落在第一扰流板6上，在第一扰流板6上分散后又在第二扰流板7上聚合，如此往复多次，达到了对混粉筒内空间的充分利用，使得粉末混合更具效率。

随后，进粉嘴1通过第一导流管与第一流量控制阀相连；出粉嘴13通过第二导流管与第二流量控制阀相连，通过调节第一流量控制阀和第二流量控制阀进而控制进粉量和出粉量。

再接着，第一盖板2和第二盖板11的端面上开设有凹槽，筒体4的两端分别安装在第一盖板2的凹槽和第二盖板11的凹槽内，筒体4与第一盖板2以及筒体4与第二盖板11的安装处均设有密封件9。筒体4、第一盖板2和第二盖板11通过连接螺栓组21连接夹紧，并通过密封件9从而形成气密空腔，有利于粉末的混合且不发生泄漏。在优选的实施方案中密封件9可以为密封垫圈或是O型圈等。

最后，多场耦合驱动式混粉器还包括有与第二盖板11的底部连接的调平螺栓12，调平螺栓12与第二盖板11螺纹连接，通过旋转调平螺栓12可以调节调平螺栓12的伸缩使得多场耦合驱动式混粉器适应多种状况的地面。

以下通过对本发明多场耦合驱动式混粉器的工作过程进行描述，来对本发明的技术方案作进一步说明。

首先，将本发明多场耦合驱动式混粉器的进粉嘴1经第一流量控制阀与多路送粉器相连接，出粉嘴13经第二流量控制阀与激光熔覆末端相连接，调节第一流量控制阀和第二流量控制阀控制混粉器内的气体压力及流速，并检查混粉器及导流管路的气密性。

接着，对多组时间继电器进行编程，使混粉器的多组电磁驱动器3在时间继电器的控制下按照设定的时序、频率进行周期性通断，在混粉筒内形成周期性变化的磁场，提供电磁搅拌力，增加粉末混合的剪切和扩散作用。

最后，如图2所示，启动多路送粉器和混粉器，粉末在载气、电磁力及重力的驱动下由进粉口自上向下流入混粉筒内，在第一扰流板6作用下，气粉流沿第一导流片62扩散至流通槽61，向下流向第二扰流板7；在第二扰流板7的作用下，沿第二导流片72收敛汇聚至扰流板中心的流通孔71，向下流向第一扰流板6；粉末在第一扰流板6作用下，气粉流沿第一导流片62扩散至流通槽61，最后向下流向出粉口，至此完成粉末的快速混合。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种多场耦合驱动式混粉器，其特征在于，所述多场耦合驱动混粉器包括筒体、安装在所述筒体的一端的第一盖板、安装在所述筒体的另一端的第二盖板、安装在所述第一盖板上的进粉嘴和安装在所述第二盖板上的出粉嘴，所述进粉嘴与粉末运送管道和载气运送管道相连，其中，载气为压缩的氮气；所述第一盖板、所述第二盖板安装在所述筒体的两端并共同形成混粉筒，所述多场耦合驱动式混粉器还包括安装在所述混粉筒内的多块扰流板和安装在所述筒体的外部周围的多组电磁驱动器；

所述多场耦合驱动式混粉器还包括支撑杆，所述支撑杆位于所述混粉筒内并且安装在所述第二盖板上，所述扰流板安装在所述支撑杆上且能够沿所述支撑杆上下移动；多块所述扰流板包括第一扰流板和第二扰流板，多块所述扰流板同轴布置且按自上向下的顺序依次安装在所述支撑杆；所述第一扰流板的中部向上凸起且所述第一扰流板的上表面沿圆周方向间隔分布有多块第一导流片，且所述第一扰流板与所述筒体之间形成有流通槽；所述第二扰流板的中部向下凹陷且所述第二扰流板的上表面沿圆周方向间隔分布有多块第二导流片，且所述第二扰流板的中心设置有流通孔；离所述出粉嘴 或所述进粉嘴 最近的扰流片均为所述第一扰流板，且所述第一扰流板和所述第二扰流板按自上向下的顺序交替安装在所述支撑杆上。

2.如权利要求1所述的多场耦合驱动式混粉器，其特征在于，所述第一盖板和所述第二盖板的侧面均匀设有多个卡口，所述电磁驱动器的端部分别安装在所述第一盖板和所述第二盖板设置的卡口内。

3.如权利要求1所述的多场耦合驱动式混粉器，其特征在于，每组所述电磁驱动器连接有时间继电器。

4.如权利要求1-3中任一项所述的多场耦合驱动式混粉器，其特征在于，所述进粉嘴通过第一导流管与第一流量控制阀相连；所述出粉嘴通过第二导流管与第二流量控制阀相连。

5.如权利要求1-3中任一项所述的多场耦合驱动式混粉器，其特征在于，所述第一盖板和所述第二盖板的端面上开设有凹槽，所述筒体的两端分别安装在所述第一盖板的凹槽和所述第二盖板的凹槽内，所述筒体与所述第一盖板以及所述筒体与所述第二盖板的安装处均设有密封件。

6.如权利要求1-3中任一项所述的多场耦合驱动式混粉器，其特征在于，所述筒体、所述第一盖板和所述第二盖板通过连接螺栓组连接夹紧。

7.如权利要求1-3中任一项所述的多场耦合驱动式混粉器，其特征在于，所述多场耦合驱动式混粉器还包括与所述第二盖板的底部连接的调平螺栓。

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