CN111085428B - 用于3d打印金属粉末分级的涡流选粉机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机，属于粉体物料分级技术领域，包括设有一次进风口和粗粉出口的选粉室、转动连接于选粉室上的转轴、固设于转轴上且位于选粉室内的笼型转子、用于驱动转轴转动的驱动装置，选粉室上连通设置有集气室，且选粉室内部固设有带引射孔的布风板，集气室上设有细粉出口；转轴转动连接于集气室上、且另一端转动连接于布风板上；笼型转子靠近集气室的端面上固设有撒料板，选粉室上固设有位于撒料板上方的进料口、沿笼型转子周向设置的固定挡板、位于固定挡板和笼型转子之间能上下调节的可调挡板。本发明能直接利用涡流选粉机及其原理，撒料均匀，气流作用力强，可对金属粉末进行高精度分级。

Description

用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机
技术领域
本发明属于金属粉状物料分级领域，涉及一种选粉机，具体地说是一种用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机。
背景技术
3D打印技术经过多年的发展，逐渐应用在模具设计与制造、航空航天、材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等行业，同时也受到社会各界的广泛关注。对于金属激光3D打印技术，铺粉过程中金属粉末流动性越好，铺粉越均匀，3D打印件的尺寸精度和表面质量就越好，因此金属粉末的物性（粒度分布、球形度、氧含量等）直接决定打印件的最终性能。
3D打印金属粉末的制备一般采用气雾化技术，制备的颗粒粒径一般呈正态分布，微细颗粒（如小于20μm）由于颗粒间作用力较大，容易出现聚团现象，造成流动性差，因此制备的金属粉末需要筛分后才能用于3D打印。传统的机械振动筛分法用于3D打印金属粉末分选时易出现筛孔堵塞等现象，严重影响生产效率；现有的涡流选粉机在水泥、矿物加工、非金属催化剂制备等方面应用广泛，中国专利ZL201610854452.5提出了一种金属粉末的分级装置及使用方法，粉末由储粉罐经螺旋进料器进入涡流选粉机，通过调节分级轮（笼型转子）转速和进风量来控制选粉机收集的粗粉物料粒度的分布，生产效率较高，但是结构复杂，制造成本较高；中国发明专利申请201910734416.9提出了3D打印粉末的筛分方法，利用涡流选粉机（也称气流分级机）的分选去除粉末中的超细颗粒。然而，3D打印金属粉末（如钛粉、钽粉等）的颗粒密度比水泥、碳酸钙等非金属粉末大很多，相同粒径时金属粉末质量很大，这就需要很强的气流作用力才能实现金属粉末的高效分选，因此直接利用现有涡流选粉机难以实现金属粉末的高精度分级。
发明内容
为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机，利用笼型转子高速旋转和射流冲击对金属粉末进行分选，提高了金属物料的分级精度。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机，包括设有一次进风口和粗粉出口的选粉室、转动连接于选粉室上的转轴、固设于转轴上且位于选粉室内的笼型转子、用于驱动转轴转动的驱动装置，所述选粉室上连通设置有集气室，且选粉室内部固设有带引射孔的布风板，所述集气室上设有细粉出口；所述转轴转动连接于集气室上、且另一端转动连接于布风板上；
所述笼型转子靠近集气室的端面上固设有撒料板，所述选粉室上固设有位于撒料板上方的进料口、沿笼型转子周向设置的固定挡板、位于固定挡板和笼型转子之间能上下调节的可调挡板。
作为对本发明的限定：所述布风板上的引射孔由远离笼型转子向靠近笼型转子的方向逐渐变小。
作为对本发明的进一步限定：所述布风板的截面为两个关于转轴对称的V型。
作为对本发明的再进一步限定：所述一次进风口沿选粉室的切线方向设有两个。
作为对本发明的更进一步限定：所述可调挡板的一端固设有螺杆，所述螺杆伸向选粉室外通过螺母固定于选粉室上。
作为对本发明的一种限定：所述锥体上固设有二次进风口，所述二次进风口由选粉室外向内延伸至靠近笼型转子的下方，所述选粉室的内部固设有用于支撑二次进风口的支架。
作为对本发明的另一种限定：所述支架包括固设于选粉室内壁上的第一支撑环、固设于二次进风口上的第二支撑环和连接板，所述第一支撑环和第二支撑环相对倾斜设置且中间形成用于物料落下的间隙，所述第一支撑环和第二支撑环通过连接板连接。
本发明与现有技术相比，所取得的有益效果在于：
（1）本发明用于带动笼型转子转动的转轴在集气室和布风板上设有两个转动支撑点，使笼型转子能高速、稳定旋转，提高了气流旋转强度，同时物料落在撒料板上后，控制可调挡板的高度，防止物料直接被固定挡板弹到笼型转子的内部，使物料集中在固定挡板和可调挡板之间的最佳分级区域，增加了分级的精度；
（2）本发明的布风板与支撑环间形成V型流道，布风板上靠近笼型转子的引射孔小，远离笼型转子的引射孔大，一方面利用气流阻力使选粉室内形成均匀气流，另一方面利用射流效应对金属粉末进行冲击分散，实现颗粒二次分级，提高了分级精度。
综上所述，本发明能直接利用涡流选粉机及其原理，撒料均匀，气流作用力强，适用于金属粉末的高精度分级。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。
图1为本发明实施例的透视结构示意图；
图2为本发明图1A-A剖视结构示意图；
图3为本发明支架18的结构示意图。
图中：1-选粉室，1.1-圆筒，1.2-锥体，2-集气室，3-细粉出口，4-进料口，5-撒料板，5.1-底板环，5.2-挡板，6-固定挡板，7-可调挡板，8-螺杆，9-螺母，10-电机，11-轴承座，12-轴承，13-转轴，14-笼型转子，15-布风板，16-引射孔，17-法兰，18-支架，18.1-第一支撑环，18.2-第二支撑环，18.3-连接板，19-二次进风口，20-粗粉出口，21-一次进风口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机为优选实施例，仅用于说明和解释本发明，并不构成对本发明的限制。
实施例 用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机
本实施例如图1、图2、图3所示，一种用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机，包括选粉室1，所述选粉室1包括上部（图1上部）圆筒1.1和下部（图1下部）锥体1.2，所述锥体1.2通过法兰17与圆筒1.1可拆卸连接，所述锥体1.2口径小的一端固设有粗粉出口20，所述圆筒1.1未连接锥体1.2的一端封闭，且封闭的端面上连通设置有集气室2，所述集气室2的侧壁上设有细粉出口3。沿圆筒1.1的切线方向设有两个一次进风口21，所述一次进风口21设于未连接锥体1.2的一端的侧壁上，且两个一次进风口21的开口方向相反。
所述选粉室1的内部固设有布风板15，且布风板15将选粉室1的内部分割成上下两部分。所述布风板15上设有引射孔16，用于分级后的粗粉物料从引射孔16落向锥体1.2。所述集气室2上和布风板15上对应设有轴承座11，且轴承座11上通过轴承12转动连接有转轴13，即转轴13的一端转动连接于布风板15的轴承座11上，另一端穿过集气室2上的轴承座11伸向集气室2的外部，所述转轴13伸向集气室2外部的一端连接有驱动装置，本实施例的驱动装置采用电机10。所述转轴13上固设有笼型转子14，即笼型转子14套接于转轴13上，并位于集气室2和布风板15之间。所述布风板15的截面为两个关于转轴13对称的V型，如图1所示，两个面相对向下倾斜设置，使选粉室1内部气流形成曲折流道，提高分级精度。
所述锥体1.2上固设有二次进风口19，所述二次进风口19为L形的圆筒形，并且由选粉室1外向内延伸至靠近笼型转子14的下方。所述选粉室1的内部固设有用于支撑二次进风口19的支架18，防止二次进风口19倾倒。如图2所示，所述支架18包括固设于选粉室1内壁上圆环形的第一支撑环18.1、固设于二次进风口19上圆环形的第二支撑环18.2和连接板18.3，所述第一支撑环18.1和第二支撑环18.2相对倾斜设置，且中间形成用于物料落下的间隙，即第一支撑环18.1和第二支撑环18.2倾斜成与布风板15排布相同的V型。所述连接板18.3设有四个，所述第一支撑环18.1和第二支撑环18.2通过四个沿第一支撑环18.1周向均匀设置的连接板18.3连接。
如图3所示，所述布风板15上的引射孔16为圆形，由靠近笼型转子14向远离笼型转子14的方向逐渐变大，即笼型转子14下方的引射孔16较小，由布风板15的中心向两侧引射孔16的直径逐渐变大，使二次进风口19在笼型转子14下方的引射孔16产生的引射能量较大，因为引射孔16的直径越小，阻力越大，产生的引射能量越大，能有效将附着于笼型转子14边壁上的物料和残留在布风板15轴承座11处的物料吹下来进行二次分级，提高分级精度。
所述笼型转子14靠近集气室2的端面上固设有撒料板5，所述选粉室1上固设有位于撒料板5上方（图1上方）的进料口4。所述撒料板5包括圆形的底板环5.1和挡板5.2，所述挡板5.2与底板环5.1垂直设置，所述挡板5.2环绕于集气室2与选粉室1连通的部位，防止从进料口4出来的物料未经分级直接从集气室2排出。所述选粉室1的内壁上固设有沿笼型转子14周向设置的固定挡板6和位于固定挡板6和笼型转子14之间的可调挡板7。所述固定挡板6和可调挡板7均为圆筒1.1形，所述可调挡板7的一端的周向上均匀固设有多个螺杆8，所述螺杆8伸向选粉室1外通过螺母9固定，即通过旋转螺母9调整螺杆8的长度来控制可调挡板7的高低。
使用本实施例时，将物料从进料口4放入，物料落到随着笼型转子14转动的撒料板5上，将物料撒向选粉室1内，物料撞到固定挡板6上后落到选粉室1的中心区域，为了防止撞击能量较大的物料直接进入笼型转子14，可以控制可调挡板7的高度，使物料再次反弹到可调挡板7上，最终落在固定挡板6和可调挡板7之间的最佳分级区域。经过分级后细粉物料从细粉出口3排出，粗粉物料由引射孔16落向锥体1.2，从粗粉出口20排出。同时，由二次进风口19进入的气流经过笼型转子14下方的引射孔16喷向笼型转子14的边壁上，将附着于笼型转子14边壁上的物料和残留在布风板15上轴承座11周围的物料吹下来进行二次分级。
此外，本发明所述的“上方”“内”“外”等方位用词或位置关系，是基于本发明说明书附图的图1的方位关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗指的装置或元件必须具有的特定的方位、为特定的方位构造和操作，因为不能理解为对本发明保护的内容的限制。

Claims (2)

1.一种用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机，包括设有一次进风口和粗粉出口的选粉室、转动连接于选粉室上的转轴、固设于转轴上且位于选粉室内的笼型转子、用于驱动转轴转动的驱动装置，所述选粉室包括上部圆筒和下部锥体，其特征在于：所述选粉室上连通设置有集气室，且选粉室内部固设有带引射孔的布风板，所述集气室上设有细粉出口；所述转轴转动连接于集气室上、且另一端转动连接于布风板上；
所述笼型转子靠近集气室的端面上固设有撒料板，所述选粉室上固设有位于撒料板上方的进料口、沿笼型转子周向设置的固定挡板、位于固定挡板和笼型转子之间能上下调节的可调挡板；
所述布风板上的引射孔由远离笼型转子向靠近笼型转子的方向逐渐变小；
所述布风板的截面为两个关于转轴对称的V型；
所述可调挡板的一端固设有螺杆，所述螺杆伸向选粉室外通过螺母固定于选粉室上；
所述锥体上固设有二次进风口，所述二次进风口由选粉室外向内延伸至靠近笼型转子的下方，所述选粉室的内部固设有用于支撑二次进风口的支架；
所述支架包括固设于选粉室内壁上的第一支撑环、固设于二次进风口上的第二支撑环和连接板，所述第一支撑环和第二支撑环相对倾斜设置且中间形成用于物料落下的间隙，所述第一支撑环和第二支撑环通过连接板连接。
2.根据权利要求1所述的用于3D打印金属粉末分级的涡流选粉机，其特征在于：所述一次进风口沿选粉室的切线方向设有两个。
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