CN110280775A - 浮动密封机构及具有该浮动密封机构的旋转制粉装置 - Google Patents

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汪丰林
丁笑
李华城
李敬
袁晓波
李军旗
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Abstract

本发明提出一种浮动密封机构，用于浮动支撑雾化室待加工的棒材，浮动密封机构包括支撑座及气压调节件，支撑座设置于雾化室的壁面上，支撑座上贯穿开设有容置孔，容置孔一侧与雾化室相通，另一侧与外界相通，容置孔用于放置棒材，容置孔的周壁上沿轴向依次开设有多个第一浮动孔及第三浮动孔，多个第一浮动孔环绕容置孔的周向分布且靠近雾化室，多个第三浮动孔环绕容置孔的周向分布且靠近外界，第一浮动孔及第三浮动孔分别与一压缩气源相连通，气压调节件用于调节通入第一浮动孔及第三浮动孔的气体的气压，使得雾化室的气压>第一浮动孔的气压>第三浮动孔的气压。本发明还提出一种具有上述浮动密封机构的旋转制粉装置。

Description

浮动密封机构及具有该浮动密封机构的旋转制粉装置
技术领域
本发明涉及3D打印金属粉末制造领域，特别是一种浮动密封机构及具有该浮动密封机构的旋转制粉装置。
背景技术
金属球形粉末主要用于金属3D打印、激光融覆及金属注射成型等，受到越来越多的关注。目前，主流制取金属球形粉末的方式有：等离子旋转电极雾化(PREP)，等离子雾化和气雾化法，以上几种方法均有其不足之处，PREP方法制得的粉末品质高，但细粉收率太低；等离子雾化法成本过高，工艺难度大，无法实现普及；气雾化粉末细粉收率较高，但球形度差，粉末品质差。等离子旋转电极雾化设备主要由于棒料高速旋转进给时跳动大，动密封装置部件易损坏，且棒料送进时与内轴承接触时产生的噪声比较大的问题，使得细粉收率低。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种浮动密封机构及具有该浮动密封机构的旋转制粉装置，以解决上述问题。
一种浮动密封机构，用于浮动支撑雾化室待加工的棒材，所述浮动密封机构包括支撑座及气压调节件，所述支撑座设置于所述雾化室的壁面上，所述支撑座上贯穿开设有容置孔，所述容置孔一侧与所述雾化室相通，另一侧与外界相通，所述容置孔用于放置所述棒材，所述容置孔的周壁上沿轴向依次开设有多个第一浮动孔及第三浮动孔，多个所述第一浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近所述雾化室，多个所述第三浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近外界，所述第一浮动孔及所述第三浮动孔分别与一压缩气源相连通，所述气压调节件用于调节通入所述第一浮动孔及所述第三浮动孔的气体的气压，使得所述雾化室的气压>所述第一浮动孔的气压>所述第三浮动孔的气压。
一种旋转制粉装置，所述旋转制粉装置包括雾化室、浮动密封机构及驱动机构，所述雾化室用于对棒材进行熔炼，所述浮动密封机构包括支撑座及气压调节件，所述支撑座设置于所述雾化室的壁面上，所述支撑座上贯穿开设有容置孔，所述容置孔一侧与所述雾化室相通，另一侧与外界相通，所述容置孔用于放置所述棒材，所述容置孔的周壁上沿轴向依次开设有多个第一浮动孔及第三浮动孔，多个所述第一浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近所述雾化室，多个所述第三浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近外界，所述第一浮动孔及所述第三浮动孔分别与一压缩气源相连通，所述气压调节件用于调节通入所述第一浮动孔及所述第三浮动孔的气体的气压，使得所述雾化室的气压>所述第一浮动孔的气压>所述第三浮动孔的气压，所述驱动机构用于驱动所述棒材旋转向所述雾化室进给。
上述旋转制粉装置通过采用浮动密封机构，通过浮动孔浮动支撑棒材，可避免常规机械轴承支撑棒材产生的硬摩擦式接触，减少棒材及驱动机构的振动，可有效降低噪音、减少粉尘污染；并且提高了棒材的旋转速度，避免了常规装置中因机械轴承损坏、更换而带来的生产效率降低，从而提高金属粉末的质量及生产效率。同时浮动密封机构通过调节不同浮动孔内压缩气体的压力，确保了雾化室中的气氛。
附图说明
图1是本发明的一个实施例中的旋转制粉装置的示意图。
主要元件符号说明
旋转制粉装置 100
雾化室 10
电极 11
侧壁 12
浮动密封机构 20
支撑座 21
容置孔 211
第一浮动孔 212
第二浮动孔 213
第三浮动孔 214
棒材 200
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明提供一种旋转制粉装置100。旋转制粉装置100包括雾化室10、浮动密封机构20及驱动机构(图未示)。浮动密封机构20设置于雾化室10上。浮动密封机构20用于安装待制粉的棒材200。雾化室10用于对棒材200进行熔炼。驱动机构用于驱动棒材200旋转以使熔融的棒材200在离心力的作用下雾化，得到球形金属粉末。
雾化室10中设置有对棒材200进行电弧熔化处理的电极11。浮动密封机构20相对所述电极11设置于所述雾化室10的侧壁12上。
电极11采用业界常用的钨电极等。
雾化室10密闭设置，其内填充有惰性气体。本实施例中，所述惰性气体为氩气，但不限于此。
浮动密封机构20包括支撑座21及气压调节件(图未示)。支撑座21设置于所述雾化室10的壁面上。支撑座21上贯穿开设有容置孔211。所述容置孔211一侧与雾化室10相通，另一侧与外界相通。所述容置孔211用于放置棒材200，棒材200的一端伸入雾化室10内与电极11相对，另一端伸出容置孔211。
容置孔211的周壁上沿轴向依次开设有多个第一浮动孔212、第二浮动孔213及第三浮动孔214。多个第一浮动孔212环绕容置孔211的周向均匀分布且靠近所述雾化室10。第一浮动孔212与一压缩惰性气体源相连通。多个第二浮动孔213环绕容置孔211的周向均匀分布且与一压缩空气源相连通。多个第三浮动孔214环绕容置孔211的周向均匀分布且靠近外界。第三浮动孔214与一压缩空气源相连通。
本实施例中，第一浮动孔212与一压缩氩气源相连通。多个第一浮动孔212环绕容置孔211周向设置为相邻的两圈，多个第二浮动孔213环绕容置孔211周向设置为相邻的两圈，多个第三浮动孔214环绕容置孔211周向设置为一圈，但不限于此。
气压调节件用于调节通入所述第一浮动孔212、第二浮动孔213及第三浮动孔214的气体的气压，使得雾化室10的气压>第一浮动孔212的气压>第二浮动孔213的气压>第三浮动孔214的气压。
本实施例中，雾化室10与第一浮动孔212的气压差为0.02MPa。第一浮动孔212与第二浮动孔213的气压差为0.02MPa。第二浮动孔213与第三浮动孔214的气压差为0.02MPa。由于雾化室10与第一浮动孔212内惰性气体的气压较大，因此第二浮动孔213与第三浮动孔214内的空气不会朝向雾化室10内进入，以此实现对雾化室10的动密封。
驱动机构与棒材200远离雾化室10的一端相连以驱动棒材200旋转，并沿棒材200轴向向雾化室10进给。
加工时，将棒材200放置于容置孔211内，向第一浮动孔212、第二浮动孔213及第三浮动孔214中分别通气，棒材200被容置孔211周壁上第一浮动孔212、第二浮动孔213及第三浮动孔214吹出的气体吹起浮于容置孔211中。驱动机构驱动棒材200旋转，电极11通电对棒材200进行加工，随之驱动机构驱动棒材200沿棒材200轴向进给。
旋转制粉装置100通过采用浮动密封机构20，可避免常规机械轴承支撑棒材200产生的硬摩擦式接触，减少棒材200及驱动机构的振动，可有效降低噪音、减少粉尘污染；并且提高了棒材200的旋转速度，避免了常规装置中因机械轴承损坏、更换而带来的生产效率降低，从而提高金属粉末的质量及生产效率。同时浮动密封机构20通过调节不同浮动孔内压缩气体的压力，确保了雾化室10中的惰性气氛，保证了金属粉末的超低氧含量，并且第二浮动孔213及第三浮动孔214采用压缩空气，降低了惰性气体的消耗，节约了成本。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种浮动密封机构，用于浮动支撑雾化室待加工的棒材，其特征在于：所述浮动密封机构包括支撑座及气压调节件，所述支撑座设置于所述雾化室的壁面上，所述支撑座上贯穿开设有容置孔，所述容置孔一侧与所述雾化室相通，另一侧与外界相通，所述容置孔用于放置所述棒材，所述容置孔的周壁上沿轴向依次开设有多个第一浮动孔及第三浮动孔，多个所述第一浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近所述雾化室，多个所述第三浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近外界，所述第一浮动孔及所述第三浮动孔分别与一压缩气源相连通，所述气压调节件用于调节通入所述第一浮动孔及所述第三浮动孔的气体的气压，使得所述雾化室的气压>所述第一浮动孔的气压>所述第三浮动孔的气压。
2.如权利要求1所述的浮动密封机构，其特征在于：所述容置孔的周壁上沿轴向还开设有多个第二浮动孔，多个所述第二浮动孔位于所述第一浮动孔与所述第三浮动孔之间，多个所述第二浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且与一压缩气源相连通，所述气压调节件还用于调节通入所述第二浮动孔的气体的气压，使得所述第一浮动孔的气压>所述第二浮动孔的气压>所述第三浮动孔的气压。
3.如权利要求2所述的浮动密封机构，其特征在于：所述第一浮动孔通入与所述雾化室内相同的压缩气体，所述第二浮动孔及所述第三浮动孔分别与一压缩空气源相连通。
4.如权利要求3所述的浮动密封机构，其特征在于：多个所述第一浮动孔环绕所述容置孔周向设置为相邻的两圈，多个所述第二浮动孔环绕所述容置孔周向设置为相邻的两圈，多个所述第三浮动孔环绕所述容置孔周向设置为一圈。
5.如权利要求4所述的浮动密封机构，其特征在于：所述雾化室与所述第一浮动孔的气压差为0.02MPa，所述第一浮动孔与所述第二浮动孔的气压差为0.02MPa，所述第二浮动孔与所述第三浮动孔的气压差为0.02MPa。
6.一种旋转制粉装置，其特征在于：所述旋转制粉装置包括雾化室、浮动密封机构及驱动机构，所述雾化室用于对棒材进行熔炼，所述浮动密封机构包括支撑座及气压调节件，所述支撑座设置于所述雾化室的壁面上，所述支撑座上贯穿开设有容置孔，所述容置孔一侧与所述雾化室相通，另一侧与外界相通，所述容置孔用于放置所述棒材，所述容置孔的周壁上沿轴向依次开设有多个第一浮动孔及第三浮动孔，多个所述第一浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近所述雾化室，多个所述第三浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且靠近外界，所述第一浮动孔及所述第三浮动孔分别与一压缩气源相连通，所述气压调节件用于调节通入所述第一浮动孔及所述第三浮动孔的气体的气压，使得所述雾化室的气压>所述第一浮动孔的气压>所述第三浮动孔的气压，所述驱动机构用于驱动所述棒材旋转向所述雾化室进给。
7.如权利要求6所述的旋转制粉装置，其特征在于：所述容置孔的周壁上沿轴向还开设有多个第二浮动孔，多个所述第二浮动孔位于所述第一浮动孔与所述第三浮动孔之间，多个所述第二浮动孔环绕所述容置孔的周向分布且与一压缩气源相连通，所述气压调节件还用于调节通入所述第二浮动孔的气体的气压，使得所述第一浮动孔的气压>所述第二浮动孔的气压>所述第三浮动孔的气压。
8.如权利要求7所述的旋转制粉装置，其特征在于：所述第一浮动孔通入与所述雾化室内相同的压缩气体，所述第二浮动孔及所述第三浮动孔分别与一压缩空气源相连通。
9.如权利要求8所述的旋转制粉装置，其特征在于：多个所述第一浮动孔环绕所述容置孔周向设置为相邻的两圈，多个所述第二浮动孔环绕所述容置孔周向设置为相邻的两圈，多个所述第三浮动孔环绕所述容置孔周向设置为一圈。
10.如权利要求9所述的旋转制粉装置，其特征在于：所述雾化室与所述第一浮动孔的气压差为0.02MPa，所述第一浮动孔与所述第二浮动孔的气压差为0.02MPa，所述第二浮动孔与所述第三浮动孔的气压差为0.02MPa。
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