CN110756407B - 一种防黏附粉末撒布轴 - Google Patents
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Abstract
一种防黏附粉末撒布轴,包括螺杆体、冷却机构和加减压机构/超声振动机构，螺杆体表面设有螺旋槽或间隔阵列有多个凹坑；螺旋槽或凹坑包括弹性壁；所述冷却机构包括设置在螺杆体内的水冷通道；加减压机构设置在水冷通道的端部并连通所述封闭腔体，加减压机构使得该封闭腔体的压力瞬间增大或减小，弹性壁随该封闭腔体内压力变化而弹性形变。弹性壁接收到超声振动机构发射的超声波而发生共振。所述防黏附粉末撒布轴，粉体在螺旋槽或凹坑中不黏附、不团块，对粉体湿度要求降低，可以适用更细粒度的粉体。
Description
技术领域
本发明属于焊管粉末喷涂生产技术领域,具体涉及一种防黏附粉末撒布轴。
背景技术
用粉末涂料作为管道防腐涂层，目前，被认为是一种行之有效的方法，美欧多国已在输油管道中使用多年。现有技术外涂方式有四种，井涂，静电喷涂，流化床浸涂和瀑布淋涂。本申请改进的是瀑布淋涂。瀑布淋涂方式适应DN500以上的大口径涂塑钢管，钢管在瀑布淋涂槽下面边直移边旋转，淋涂箱下端狭缝中落下瀑布式粉末。粉末在旋转并预热的钢管外圆表面熔融，直到钢管移出淋涂箱。钢管粉末涂料涂层由有三点基本要求：① 涂层无针孔，涂膜针孔是在涂层表面形成的一系列类似针眼的小孔, 也称为漏涂点。或者涂层中出现微气泡，微气泡破裂后导致该位置涂层厚度极薄，甚至出现小的漏涂点；② 涂层厚度均匀，无接缝；③附着力5-10kgf/cm2。螺旋钢管防腐涂层常用粉末涂料有聚乙烯粉末、环氧树脂粉末等。
粉末最好散落，不要成块成团落下。因粉体的流动性差，不能在重力或压力的作用下顺畅地流动；粉体不能传递压力，局部的压力导致局部压缩，会阻塞流道，也会造成粉体层质量密度不均匀；粉体，特别是亚微米粉体易于成团，要使这样的粉体层厚度均匀必须采用特殊的手段。
在现有技术中普遍使用的一种粉体散布装置是在储有被散布粉体的粉体储存槽之下部开口处配设有转辊，通过使转辊旋转来使粉体储存槽中的粉体粘附到转辊表面的槽上，然后通过电晕放电使粘附于转辊上的粉体从转辊上游离下来，从而将粉体散布到在转辊下方通过的被散布物体之上。为防止粘附，可在粉体中混入淀粉，淀粉的粒径大约在15-25μm，因而容易造成四处飞散。不仅降低粉体散布效果，而且会造成污染环境之问题。
日本高善工业株式会社公开了一种粉末散落装置（JP2002177865 A 20020625），落料辊17外圆柱面沿辊轴向间隔设有多个凹槽6a，或者多个阵列的凹坑21a，或者粉料落在凹槽中并以一定角速度被转动的凹槽带到落料辊直径以下。为了增加散布效果，落料辊在落料辊17旁设置钢丝刷18，通过钢丝刷18的旋转将落料辊17表面凹槽中的粉料刮落。然而，钢丝刷18端部也会黏附粉料，钢丝刷辊表面也就变成圆柱体表面，与落料辊17摩擦通过，对表面凹槽的刮擦效果会减弱。
业内迫切需要开发一种防止粉末成团块落下,防止粉末黏附在槽中导致落料不均匀或落料空挡的涂粉末均匀撒料轴。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的提供一种防黏附粉末撒布轴，解决防止粉末成团块落下或者黏附在辊槽中导致落料不均匀、落料空挡的问题。
本发明是这样实现的，一种防黏附粉末撒布轴,包括螺杆体，所述螺杆体表面设有螺旋槽或间隔阵列有多个凹坑；所述螺旋槽或凹坑包括弹性壁；
冷却机构，所述冷却机构包括设置在螺杆体内的水冷通道，水冷通道周期性地成为封闭有一定初始压力P0的冷却液的封闭腔体；
加减压机构，加减压机构设置在水冷通道的端部并连通所述封闭腔体，所述加减压机构使得该封闭腔体的压力瞬间增大或减小；
所述弹性壁随该封闭腔体由初始压力P0瞬间增大至最高压力P1而发生向外鼓起的弹性形变，随该封闭腔体的最高压力P1瞬间减小至而初始压力P0恢复到初始状态。
进一步地，水冷通道内设与螺杆体固定的回水管，螺杆体及回水管同时可旋转地连接旋转接头，旋转接头设有入水路和出水路，所述入水路连通水冷通道，所述出水路连通回水管。
进一步地，所述加减压机构包括活塞，活塞一体连接导向杆，导向杆末端设有趾头，导向杆导向地滑动设置在旋转接头中，在趾头和旋转接头之间设有复位弹簧, 还包括凸轮，趾头在复位弹簧处于正常状态时与所述凸轮抵接凸轮。
进一步地，所述加减压机构包括壳体，壳体包括磁体腔和密封室，壳体内与磁体腔相对地设有磁极板，磁体腔和密封室外设有电感线圈，电感线圈连接磁极板，磁体腔内滑动设有永磁包覆体，永磁包覆体包括树脂活塞、永磁体，树脂活塞导向滑动地伸出密封室并连通所述封闭腔体。
进一步地，永磁体在磁体腔的左极限位置和右极限位置之间往复滑动，在左极限位置，树脂活塞伸出密封室一增压距离，在右极限位置，树脂活塞回缩一增压距离。
进一步地，所述弹性壁为凹坑底壁或螺旋槽底壁。
一种防黏附粉末撒布轴,包括螺杆体，所述螺杆体表面设有螺旋槽或间隔阵列有多个凹坑；
所述螺旋槽或凹坑包括弹性壁；
冷却机构，所述冷却机构包括设置在螺杆体内的水冷通道，水冷通道中循环流动有冷却液；
超声振动机构，所述超声振动机构设置在循环流动有冷却液的水冷通道中，超声振动机构包括环形振子和与环形振子电连接的超声转换器，所述环形振子两端通过内孔支撑同轴且弹性地支撑在水冷通道中；
环形振子外周面360度沿径向方向不断发射8～22KHZ的超声波，弹性壁随冷却液传播的超声波发生共振。
进一步地，环形振子包括压电陶瓷盘，压电陶瓷盘正面环形阵列地安装有多个正负极间隔的电极块，所有正极的电极块电连接成为正环形电极，所有负极的电极块电连接成为负环形电极，所述正环形电极、负环形电极分别电连接超声转换器。
进一步地，所述压电陶瓷盘正面一体连接地设有内环形肋、环形阵列的多个径向导向肋和外环形肋，导电接片包括环形本体和径向片，环形本体嵌设在内环形肋内侧或外环形肋的外侧，径向片穿过内环形肋或外环形肋嵌设在导向肋的侧面与电极块电接触。
进一步地，所述内孔支撑包括轴部法兰和间隔设置在轴部法兰外圆柱面上的弹性头，环形振子两端分别固定在轴部法兰的轴向部中，弹性头抵接水冷通道内壁。
所述防黏附粉末撒布轴，通过弹性壁、封闭腔体的冷却液与加减压机构配合，使得螺旋槽或凹坑的底壁鼓起或缩回，从而实现螺旋槽底的鼓起或恢复,或者通过弹性壁，循环流动在水冷通道中的冷却液与超声振动机构配合，使得螺旋槽或凹坑的底壁振动，做到粉体在螺旋槽或凹坑中不黏附、不团块，对粉体湿度要求降低，可以适用更细粒度的粉体。
附图说明
图1为本发明一种淋涂量可变的淋涂粉末均匀撒料轴实施例一的主剖视图。
图2为本发明一种淋涂量可变的淋涂粉末均匀撒料轴的图1的局部放大图I。
图3为本发明一种淋涂量可变的淋涂粉末均匀撒料轴实施例二的主剖视图。
图4为本发明一种淋涂量可变的淋涂粉末均匀撒料轴的图3的局部放大图II。
图5为本发明一种淋涂量可变的淋涂粉末均匀撒料轴实施例三的主剖视图。
图6为本发明一种淋涂量可变的淋涂粉末均匀撒料轴实施例三的图5的A-A剖视图。
上述图中的附图标记：
1 淋涂粉末，
10 螺杆体，11 螺旋槽，12 弹性壁，13 凹坑，
20冷却机构，21 水冷通道，22 回水管，23 旋转接头，24 入水路，25 出水路，
30加减压机构，31 活塞，32 导向杆，33 趾头，34 外端盖，35 导向部，36 复位弹簧，37 凸轮，
300 加减压机构，301 磁极板，302 电感线圈,303 永磁包覆体,304 包覆层,305金属板,306永磁体,311 树脂活塞,312壳体,313 磁体腔,314 密封室,315 唇形密封,316密封圈，317 底密封圈，
40 超声振动机构,41 超声转换器，42环形振子，43 内孔支撑，44轴部法兰，45 弹性头，46 压电陶瓷盘,47 电极块,49导电接片，
42.1 正环形电极，42.2 负环形电极,46.1 内环形肋,46.2 导向肋,46.3 外环形肋，49.1 环形本体,49.2 径向片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一：
如图1,2所示，一种防黏附粉末淋涂轴,所述淋涂轴安装在加料斗的粉末出口能够使被收纳的淋涂粉末1从淋涂轴上均匀落下到旋转的钢管表面，
包括螺杆体10，所述螺杆体10表面设有一固定螺距S，螺旋升角α45°～60°的螺旋槽11，所述螺旋槽的槽宽e为3～10mm，槽深h0为3-15mm；螺旋槽包括弹性壁12，所述弹性壁12为螺旋槽底壁。或者间隔阵列有多个凹坑13，所述凹坑13为内小外大的倒圆锥台形，凹坑槽深h0为3-15mm；凹坑13包括弹性壁12，所述弹性壁12为凹坑底壁。
所述弹性壁12在大于100Pa时随压力瞬间增大而发生向外鼓起的弹性形变，压力瞬间减小而恢复所述向外鼓起的弹性形变；弹性壁12的厚度为2-5mm的薄壁。
螺杆体10包括冷却机构20，所述冷却机构20包括设置在螺杆体10内的水冷通道21和回水管22，回水管固定在水路通道21中并与水路通道21通过过水孔26连通，螺杆体及回水管同时可旋转地连接旋转接头23，旋转接头23设有入水路24和出水路25，所述入水路24连通水冷通道21，所述出水路25连通回水管22。入水路24和出水路25上分别设有通止阀27。
或者水冷通道21内不设回水管，即冷却机构20包括贯穿螺杆体10的水冷通道，在螺杆体10两端分别设有旋转接头23，旋转接头23设有入水路24和出水路25，入水路24和出水路25上分别设有通止阀27。
还包括加减压机构30，加减压机构30设置在水冷通道21端部，加减压机构30可使得水冷通道21内的水压由初始水压P0突然地增压到最高水压P1，然后由最高水压P1突然降低到初始水压P0。所述加减压机构30包括活塞31，活塞31一体连接导向杆32，导向杆32末端设有趾头33，旋转接头23包括通过轴承可旋转且密封地设置在辊端外圆柱面的外端盖34，外端盖34包括与外端盖同轴且一体连接导向部35，导向杆32滑动设置在导向部35中，导向部35套设有复位弹簧36，复位弹簧36一端抵接趾头33，另一端抵接外端盖34。
还包括凸轮37，趾头33在复位弹簧处于正常状态时与所述凸轮37抵接，凸轮37的凸轮轴旋转驱动连接旋转电机，凸轮37旋转可使得趾头33沿导向部35往复运动，趾头33带动与之一体连接的活塞31在外端盖34内往复移动，从而使得水冷通道21内的水压发生由原正常水压P0突然地增压到高压P1，然后由高压P1突然降低到原正常水压P0的往复变化。
对应水冷通道21内的最高水压P1，弹性壁12在螺旋槽中凸圆弧形地鼓起变形，鼓起圆弧高度为槽深h0的至少1/3，使得螺旋槽中的粉体散落；对应水冷通道21内的初始水压P0,弹性壁12恢复变形，使得螺旋槽恢复槽深h0。
加减压机构30工作时，入水路24和出水路25上的通止阀27要关闭，这样造成水冷通道21为具有一定水压的封闭腔体，比如100Pa的腔体水压。振动机构30能够使得该封闭腔体中的水压在100Pa到200Pa之间转换。每隔一段时间，当该封闭腔体中水温上升到设定值时，停止振动机构30，打开通止阀27，使得新的冷却水流入该封闭腔体。然后，可以重新启动振动机构。也就是说，振动机构30是周期性启动、关闭的。
实施例二：
改进了振动机构30，其他未说明的结构同实施例一。
如图3所示，一种防黏附粉末淋涂轴,包括加减压机构300，所述加减压机构300包括壳体312，壳体312包括磁体腔313和密封室314，还包括磁极板301，磁极板301与磁体腔313同轴间隔设置，磁体腔外磁极板的轴套套设在密封室314外，轴套外和磁体腔外绕设有电感线圈302，磁体腔313内与磁极板301相对地设有永磁包覆体303，永磁包覆体包括树脂活塞311、永磁体306，永磁体306的S极部抵接金属板305，N极与活塞后部通过包覆层304包覆在永磁体311和金属板305外形成一体连接的永磁包覆体303。树脂活塞311伸出密封室314滑动设置在导向部35中。密封室314包括过孔壁315，密封室内设有唇形密封315，活塞311与永磁体311连接部套设有密封圈316。壳体312底部设有出液孔316，底壁在出液孔316周围设有底密封圈317。
永磁包覆体303随磁极板301磁极的变化，在磁体腔313的左极限位置和右极限位置之间往复滑动。在左极限位置，树脂活塞311伸出密封室一增压距离L，密封圈316抵接过孔壁315，在右极限位置，树脂活塞311回缩一增压距离L，回缩到密封室中，永磁包覆体303底部抵接底密封圈317。
振动机构300采用电磁致动原理设计，振幅可通过磁体腔的长短来精确控制，关键是振动频率高， 对落料轴的螺旋槽11的弹性壁12的作用增强，体积小，耐久性好，实用性高。
实施例三：
改进弹性壁12的鼓包式振动为超声波带动的震颤式振动，改螺旋槽为阵列凹坑，其他结构与实施例一相同。
如图所示，一种防黏附粉末淋涂轴,
包括螺杆体10，所述螺杆体10表面间隔阵列有多个凹坑13，所述凹坑优选为下小上大的倒圆锥台形，所述凹坑13底壁为弹性壁12，所述弹性壁12壁厚小于1mm。
包括设置在水冷通道21中的超声振动机构40，超声振动机构40为环形压电振动器，所述环形压电振动器的外侧面360度方向地发射超声波，环形压电振动器包括超声转换器41、环形振子42,环形振子42电连接所述超声转换器41。所述环形振子42两端通过内孔支撑43弹性地支撑在螺杆体10的水冷通道21中。所述内孔支撑43包括轴部法兰44和间隔设置在轴部法兰外圆柱面上的弹性头45。环形振子42两端分别固定在轴部法兰44的轴向部中，弹性头45抵接水冷通道21内壁。
环形振子42包括压电陶瓷盘46，压电陶瓷盘46正面环形阵列地安装有多个正负极间隔的电极块47，压电陶瓷盘46反面与电极块47的环形阵列相对地设有环形电极，环形电极作为接地端子。所有正极的电极块46电连接成为正环形电极42.1，所有负极的电极块46电连接成为负环形电极42.2，所述正环形电极42.1、负环形电极42.2分别电连接超声转换器41。通过施加正环形电极42.1正的DC高电压，同时施加负环形电极42.2负的高电压，一次执行每个电极块47的极化处理。超声振动机构40在该水冷通道21中不断产生8-22KHZ的超声波，冷却液将激发的超声波传播到弹性壁12上，弹性壁12将产生共振。弹性壁12的振动导致其中的粉末疏松，不团块。
所述压电陶瓷盘46正面设有内环形肋46.1、环形阵列有多个径向导向肋46.2和外环形肋46.3，导向肋46.2一体连接内环形肋46.1和外环形肋46.2。导电接片49分别嵌设在内环形肋46.1内侧表面、外环形肋46.3的外侧表面。导电接片49包括环形本体49.1和径向片49.2，径向片49.2一体连接环形本体49.1，环形本体49.1嵌设在内环形肋内侧或外环形肋的外侧，径向片49.2穿过内环形肋或外环形肋嵌设在压电陶瓷盘46正面的槽中并与电极块47电接触。
水冷通道21内不设回水管，即冷却机构20包括贯穿螺杆体10的水冷通道，在螺杆体10两端分别设有旋转接头23，旋转接头23设有入水路24和出水路25，入水路24和出水路25上分别设有通止阀27。
值得注意的是，水冷通道21不用周期性地封闭成封闭腔体，冷却液以一定初始水压从水冷通道的入水路进入，从水冷通道的出水路流出。在水冷通道中正常流动冷却液时，超声振动机构40即可不断产生8-22KHZ的超声波，冷却液将激发的超声波传播到弹性壁12上，弹性壁12将产生共振。
工作原理：
本申请通过如下技术手段解决“防止粉末成团块落下,防止粉末黏附在槽中导致落料不均匀或落料空挡”的技术问题，
（1）弹性壁、封闭腔体的冷却液与加减压机构配合，使得弹性壁鼓起或缩回。
螺旋槽或凹坑的底壁作为弹性壁，利用其受压力变化的形变比较大的特点，在水冷通道21中，入水口、出水口通过截止阀关闭后，水冷通道形成封闭腔体，在该封闭腔体中存有初始压力P0的冷却液，弹性壁作为封闭腔体的外壁，冷却液作为传递压力的载体。
加减压机构增压，作为改变封闭腔体压力的机构，该封闭腔体中水压由初始压力P0瞬间增至最高压力P1，冷却液将该压力传递至弹性壁12，弹性壁12鼓起，加减压机构减压，该封闭腔体中水压由最高压力P1瞬间降至初始压力P0，冷却液将该压力传递至弹性壁12，弹性壁12恢复原来形状。正是由于弹性壁的较大幅度的振动，螺旋槽中的粉体不会团结，也不会黏附在槽中不落下。
（2）弹性壁、循环流动在水冷通道中的冷却液与超声振动机构配合，使得弹性壁振动。
螺旋槽或凹坑的底壁作为弹性壁，弹性壁的壁厚相对更薄，弹性壁在接收到冷却液传播的超声波而发生振动。在水冷通道21中设有环形振子42，环形振子42沿径向发生超声波。
弹性壁作为水冷通道的外壁，冷却液作为传递超声波的载体，超声波被冷却液传播到弹性壁12，弹性壁12与超声波共振振动。弹性壁12的振动，使得螺旋槽中的粉体不会团结，也不会黏附在槽中不落下。
现有技术对粉体湿度要求比较高，粉体含水率低于6%。使用前必须低温烘干8小时以上，而使用本申请的防黏附粉末撒布轴，则粉体相对粒度可以达到小于100μm，粉体含水率可以宽限到15%。当然，粉体含水率以工艺要求为准。
所述防黏附粉末撒布轴，通过弹性壁、封闭腔体的冷却液与加减压机构配合，使得螺旋槽或凹坑的底壁鼓起或缩回，从而实现螺旋槽底的鼓起或恢复,或者通过弹性壁，循环流动在水冷通道中的冷却液与超声振动机构配合，使得螺旋槽或凹坑的底壁振动，做到粉体在螺旋槽或凹坑中不黏附、不团块，对粉体湿度要求降低，可以适用更细粒度的粉体。
Claims (10)
1.一种防黏附粉末撒布轴,其特征在于，包括
螺杆体（10），所述螺杆体（10）表面设有螺旋槽（11）或间隔阵列有多个凹坑（13）；
所述螺旋槽或凹坑包括弹性壁（12）；
冷却机构（20），所述冷却机构（20）包括设置在螺杆体（10）内的水冷通道（21），水冷通道（21）周期性地成为封闭有一定初始压力P0的冷却液的封闭腔体；
加减压机构（30,300），加减压机构（30,300）设置在水冷通道（21）的端部并连通所述封闭腔体，所述加减压机构（30,300）使得该封闭腔体的压力瞬间增大或减小；
所述弹性壁（12）随该封闭腔体由初始压力P0瞬间增大至最高压力P1而发生向外鼓起的弹性形变，随该封闭腔体的最高压力P1瞬间减小至而初始压力P0恢复到初始状态。
2.如权利要求1所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，水冷通道（21）内设与螺杆体固定的回水管（22），螺杆体及回水管同时可旋转地连接旋转接头（23），旋转接头（23）设有入水路（24）和出水路（25），所述入水路（24）连通水冷通道（21），所述出水路（25）连通回水管（22）。
3.如权利要求2所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，所述加减压机构（30）包括活塞（31），活塞（31）一体连接导向杆（32），导向杆（32）末端设有趾头（33），导向杆导向地滑动设置在旋转接头（23）中，在趾头（33）和旋转接头之间设有复位弹簧（36）, 还包括凸轮(37)，趾头(33)在复位弹簧处于正常状态时与所述凸轮(37)抵接凸轮(37)。
4.如权利要求3所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，所述加减压机构(300)包括壳体（312），壳体（312）包括磁体腔（313）和密封室（314），壳体内与磁体腔相对地设有磁极板（301），磁体腔（313）和密封室（314）外设有电感线圈，电感线圈连接磁极板，磁体腔（313）内滑动设有永磁包覆体（303），永磁包覆体包括树脂活塞（311）、永磁体（306），树脂活塞（311）导向滑动地伸出密封室并连通所述封闭腔体。
5.如权利要求4所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，永磁包覆体(303)在磁体腔(313)的左极限位置和右极限位置之间往复滑动，在左极限位置，树脂活塞（311）伸出密封室一增压距离(L)，在右极限位置，树脂活塞(311)回缩一增压距离(L)。
6.如权利要求3所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，所述弹性壁（12）为凹坑底壁或螺旋槽底壁。
7.一种防黏附粉末撒布轴,其特征在于，包括
螺杆体（10），所述螺杆体（10）表面设有螺旋槽（11）或间隔阵列有多个凹坑（13）；
所述螺旋槽或凹坑包括弹性壁（12）；
冷却机构（20），所述冷却机构（20）包括设置在螺杆体（10）内的水冷通道（21），水冷通道（21）中循环流动有冷却液；
超声振动机构(40)，所述超声振动机构(40)设置在循环流动有冷却液的水冷通道（21）中，超声振动机构（40）包括环形振子（42）和与环形振子电连接的超声转换器（41），所述环形振子（42）两端通过内孔支撑（43）同轴且弹性地支撑在水冷通道（21）中；
环形振子（42）外周面360度沿径向方向不断发射8～22KHZ的超声波，弹性壁（12）随冷却液传播的超声波发生共振。
8.如权利要求7所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，环形振子(42)包括压电陶瓷盘(46)，压电陶瓷盘(46)正面环形阵列地安装有多个正负极间隔的电极块(47)，所有正极的电极块（47）电连接成为正环形电极（42.1），所有负极的电极块（47）电连接成为负环形电极（42.2），所述正环形电极（42.1）、负环形电极（42.2）分别电连接超声转换器（41）。
9.如权利要求8所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，所述压电陶瓷盘（46）正面一体连接地设有内环形肋（46.1）、环形阵列的多个径向导向肋（46.2）和外环形肋（46.3），导电接片（49）包括环形本体（49.1）和径向片（49.2），环形本体(49.1)嵌设在内环形肋内侧或外环形肋的外侧，径向片(49.2)穿过内环形肋或外环形肋嵌设在压电陶瓷盘（46）正面的槽中并与电极块（47）电接触。
10.如权利要求7所述防黏附粉末撒布轴，其特征在于，所述内孔支撑（43）包括轴部法兰（44）和间隔设置在轴部法兰外圆柱面上的弹性头（45），环形振子（42）两端分别固定在轴部法兰（44）的轴向部中，弹性头（45）抵接水冷通道（21）内壁。
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