CN111139472A - 一种用于高速激光熔覆的送粉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到激光加工领域，特指一种用于高速激光熔覆的送粉装置。装置包括：玻璃漏斗筒、搅拌器、送粉块、排粉块，转盘。送粉器上盖、密封圈与送粉器底盘固连密封组成送粉器本体。送粉器底盘侧面开有输气口，通过该口可向送粉器本体内腔输入惰性气体。玻璃漏斗筒通过螺纹安装于送粉器上盖送粉口上，储存于玻璃漏斗筒内的粉末经过玻璃漏斗筒内搅拌器的均匀搅拌穿过送粉块锥形孔落入转盘的滑槽内。在转盘匀速转动下，转盘滑槽内落入均匀等量的粉末，位于滑槽内的粉末在运转至送粉器上盖排粉口位置时受到排粉块挡粉滑块的阻挡，同时通过排粉管对该位置粉末进行抽吸，最终粉末被排粉管吸出。利用抽吸的方式将粉末吸出，使得送出的合金粉末更加均匀。

Description

一种用于高速激光熔覆的送粉装置
技术领域
本发明涉及到激光加工领域，特指一种用于高速激光熔覆的送粉装置。
背景技术
激光熔覆(Laser Cladding)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粉末，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。激光熔覆工艺中需要利用到送粉器对熔覆粉末进行输送。而高速激光熔覆对于粉末要求更高。
随着激光技术的快速发展,对送粉器的送粉量、精准度和物料粒度的要求也就越来越高。对于流动性差的金属粉末，均匀送粉成为难题。在潮湿的环境下，送粉器内的粉容易受潮，影响了焊接质量；合金粉易在送粉器内堆积，不易出粉，且送粉不均匀。所以，急需一种应用于高速激光熔覆过程的对粉末粒度和成分的适应范围广、送粉精准度、连续性和稳定性好的送粉器。
发明内容
本发明提供了一种用于高速激光熔覆的送粉装置，可以广泛适用于不同粉末的均匀输送。所述装置包括：玻璃漏斗筒、搅拌器、送粉块、排粉块，转盘等。送粉器上盖、密封圈与送粉器底盘固连密封组成送粉器本体。送粉器底盘侧面开有输气口，通过该口可向送粉器本体内腔输入惰性气体。玻璃漏斗筒通过螺纹安装于送粉器上盖送粉口上，储存于玻璃漏斗筒内的粉末经过玻璃漏斗筒内搅拌器的均匀搅拌穿过送粉块锥形孔落入转盘的滑槽内。在转盘匀速转动下，转盘滑槽内落入均匀等量的粉末，位于滑槽内的粉末在运转至送粉器上盖排粉口位置时受到排粉块挡粉滑块的阻挡，同时外接抽气系统通过排粉管对该位置粉末进行抽吸，最终粉末被排粉管吸出。利用抽吸的方式将粉末吸出，出粉更容易；通过该装置的调节使得送出的合金粉末更加均匀。
本发明的目的是通过以下技术手段来实现的：
一种用于高速激光熔覆的送粉装置，包括玻璃漏斗筒、搅拌器、玻璃漏斗筒封盖、搅拌器电机、送粉器上盖、送粉器底盘、转盘、送粉块、排粉块、调速电机、排粉管、转盘主轴、密封圈、排粉嘴。所述送粉器上盖、密封圈与送粉器底盘固连密封组成送粉器本体。送粉器底盘侧面开有输气口，通过输气口能向送粉器本体内腔输入惰性气体。
所述玻璃漏斗筒内部结构为下方为锥形，上方为筒状的漏斗状，玻璃漏斗筒上方开有通孔、下方开有玻璃漏斗筒出粉口。玻璃漏斗筒通过螺纹安装在送粉器上盖送粉口上，保证玻璃漏斗筒出粉口与送粉块锥形孔紧密贴合。所述玻璃漏斗筒封盖为圆柱形，内部具有空腔，搅拌器电机安装于玻璃漏斗筒封盖空腔内，且搅拌器电机主轴与玻璃漏斗筒封盖回转中心同轴。玻璃漏斗筒封盖通过卡槽安装于玻璃漏斗筒上方对其进行密封。所述搅拌器主轴与搅拌器电机主轴相连，搅拌器搅拌杆安装于搅拌器主轴末端，保证搅拌器搅拌杆位置位于玻璃漏斗筒锥形部分。
所述排粉块与送粉块为片状扇形结构，其中心均开有锥形孔，排粉块通过螺栓与送粉器上盖固连，排粉块锥形孔与送粉器上盖排粉口同心；送粉块通过螺栓与送粉器上盖固连，送粉块锥形孔与送粉器上盖送粉口同心。且排粉块与送粉块下表面均设有挡粉滑块，挡粉滑块与转盘滑槽相配合。
所述转盘为圆盘状，上表面设有环形转盘滑槽，安装于送粉器本体内，装配时转盘固定于转盘主轴末端，转盘主轴与送粉器本体回转中心同轴。转盘上表面的转盘滑槽与排粉块与送粉块的挡粉滑块相配合，转盘主轴穿过送粉器底盘与调速电机相连。
排粉嘴为下端为锥形段的锥形管，排粉嘴通过螺纹穿过送粉器上盖排粉口，且锥形段插入排粉块锥形孔，排粉管插于排粉嘴内孔。
所述送粉器上盖呈表面开有两螺纹孔的圆柱状，两螺纹孔分别为送粉器上盖排粉口和粉器上盖送粉口，两螺纹孔轴心距送粉器上盖回转中心距离相等。
所述挡粉滑块由橡胶、海绵或其他弹性软材料制成。
本发明通过将储存于玻璃漏斗筒内的粉末在玻璃漏斗筒内搅拌器的均匀搅拌后，通过均速旋转转盘滑槽输送的方式，可以有效提高送粉过程出粉的均匀性，尤其是对于流动性差的粉末，可以实现均匀的粉末输送。同时本发明将粉末运送至送粉器上盖排粉口位置，同时排粉管对该位置粉末进行抽吸的方式，对超高速激光熔覆系统进行送粉，出粉均匀，不易堵塞。
附图说明
图1为一种用于高速激光熔覆的送粉装置三维结构示意图；
图2为一种用于高速激光熔覆的送粉装置送粉与排粉结构示意图；
图3为一种用于高速激光熔覆的送粉装置的送粉块和排粉块主视图。
附图标记：1—玻璃漏斗筒、2—搅拌器、3—玻璃漏斗筒封盖、4—搅拌器电机、5—送粉器上盖、6—送粉器底盘、7—转盘、8—送粉块、9—排粉块、10—调速电机、11—排粉管、12—转盘主轴、13—密封圈、14—排粉嘴、15—输气口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明，本发明装置包括玻璃漏斗筒1、搅拌器2、玻璃漏斗筒封盖3、搅拌器电机4、送粉器上盖5、送粉器底盘6、转盘7、送粉块8、排粉块9、调速电机10、排粉管11、转盘主轴12、密封圈13、排粉嘴14。其中送粉器上盖5、密封圈13与送粉器底盘6固连密封组成送粉器本体。送粉器底盘6侧面开有输气口15，通过该口可向送粉器本体内腔输入惰性气体。
转盘7为圆盘状，上表面设有环形转盘滑槽，安装于送粉器本体内，装配时转盘7固定于转盘主轴12末端，转盘主轴12与送粉器本体回转中心同轴。转盘7上表面的转盘滑槽与排粉块9与送粉块8的挡粉滑块相配合，转盘主轴12穿过送粉器底盘6与调速电机10相连。
排粉块9通过螺栓与送粉器上盖5固连，排粉块9锥形孔与送粉器上盖5排粉口同心；送粉块8通过螺栓与送粉器上盖5固连，送粉块8锥形孔与送粉器上盖5送粉口同心。且排粉块9与送粉块8下表面均设有挡粉滑块，挡粉滑块与转盘滑槽相配合。
玻璃漏斗筒1通过螺纹安装在送粉器上盖5送粉口上，保证玻璃漏斗筒1出粉口与送粉块8锥形孔紧密贴合。玻璃漏斗筒封盖3为圆柱形，内部具有空腔，搅拌器电机4安装于玻璃漏斗筒封盖3空腔内，且搅拌器电机4主轴与玻璃漏斗筒封盖3回转中心同轴。玻璃漏斗筒封盖3通过卡槽安装于玻璃漏斗筒1上方对其进行密封。搅拌器2主轴与搅拌器电机4主轴相连，搅拌器2搅拌杆安装于搅拌器2主轴末端，保证搅拌器2搅拌杆位置位于玻璃漏斗筒1漏斗锥形部分。
排粉嘴14为下端为锥形段的锥形管，排粉嘴14通过螺纹穿过送粉器上盖5排粉口，且锥形段插入排粉块9锥形孔。排粉管11插于排粉嘴14内孔。
本发明使用步骤如下：
1.打开玻璃漏斗筒封盖3，向玻璃漏斗筒1中加入粉末。
2.将玻璃漏斗筒封盖3沿卡槽安装于玻璃漏斗筒1上方对其进行密封。
3.打开惰性气体瓶，调节气体流量，向送粉器本体内腔输入惰性气体。待送粉器本体内腔内多余空气排出，气体成份稳定后启动抽气系统通过排粉管11对送粉器本体内腔进行抽气，保证均速的气体循环。
4.启动搅拌器电机4对玻璃漏斗筒1内的粉末进行搅拌。
5.根据所需送粉速度V1，调节调速电机10转速，并启动。设转盘滑槽大径为D1，单位：m；转盘滑槽小径为D2，单位：m；转盘滑槽深度为H，单位：m；粉末松装密度为ρ，单位：g/m3；所需送粉速度为V1,单位：g/min；设调速电机10转速为N，单位：r/min；则调速电机10转速为：
Figure BDA0002385484380000041
6.储存于玻璃漏斗筒1内的粉末经过玻璃漏斗筒1内搅拌器2的均匀搅拌穿过送粉块8锥形孔落入转盘7的滑槽内。在转盘7匀速转动下，转盘滑槽内落入均匀等量的粉末，位于滑槽内的粉末在运转至送粉器上盖5排粉口位置时受到排粉块9挡粉滑块的阻挡，同时外接抽气系统通过排粉管11对该位置粉末进行抽吸，最终粉末被吸出输送于超高速激光熔覆系统中。

Claims (5)

1.一种用于高速激光熔覆的送粉装置，其特征在于，所述装置包括玻璃漏斗筒、搅拌器、玻璃漏斗筒封盖、搅拌器电机、送粉器上盖、送粉器底盘、转盘、送粉块、排粉块、调速电机、排粉管、转盘主轴、密封圈、排粉嘴；
所述送粉器上盖、密封圈与送粉器底盘固连密封组成送粉器本体，送粉器底盘侧面开有输气口，通过输气口能向送粉器本体内腔输入惰性气体；
所述玻璃漏斗筒内部结构为下方为锥形，上方为筒状的漏斗状，玻璃漏斗筒上方开有通孔、下方开有玻璃漏斗筒出粉口；玻璃漏斗筒通过螺纹安装在送粉器上盖送粉口上，保证玻璃漏斗筒出粉口与送粉块锥形孔紧密贴合；所述玻璃漏斗筒封盖为圆柱形，内部具有空腔，搅拌器电机安装于玻璃漏斗筒封盖空腔内，且搅拌器电机主轴与玻璃漏斗筒封盖回转中心同轴；玻璃漏斗筒封盖通过卡槽安装于玻璃漏斗筒上方对其进行密封；所述搅拌器主轴与搅拌器电机主轴相连，搅拌器搅拌杆安装于搅拌器主轴末端，保证搅拌器搅拌杆位置位于玻璃漏斗筒锥形部分；
所述排粉块与送粉块为片状扇形结构，其中心均开有锥形孔，排粉块通过螺栓与送粉器上盖固连，排粉块锥形孔与送粉器上盖排粉口同心；送粉块通过螺栓与送粉器上盖固连，送粉块锥形孔与送粉器上盖送粉口同心，且排粉块与送粉块下表面均设有挡粉滑块，挡粉滑块与转盘滑槽相配合；
所述转盘为圆盘状，上表面设有环形转盘滑槽，安装于送粉器本体内，装配时转盘固定于转盘主轴末端，转盘主轴与送粉器本体回转中心同轴，转盘上表面的转盘滑槽与排粉块与送粉块的挡粉滑块相配合，转盘主轴穿过送粉器底盘与调速电机相连；
排粉嘴为下端为锥形段的锥形管，排粉嘴通过螺纹穿过送粉器上盖排粉口，且锥形段插入排粉块锥形孔，排粉管插于排粉嘴内孔。
2.如权利要求1所述的一种用于高速激光熔覆的送粉装置，其特征在于，所述送粉器上盖呈表面开有两螺纹孔的圆柱状，两螺纹孔分别为送粉器上盖排粉口和粉器上盖送粉口，两螺纹孔轴心距送粉器上盖回转中心距离相等。
3.如权利要求1所述的一种用于高速激光熔覆的送粉装置，其特征在于，所述挡粉滑块由包括橡胶、海绵的弹性软材料制成。
4.使用如权利要求1所述送粉装置的送粉方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)打开玻璃漏斗筒封盖，向玻璃漏斗筒中加入粉末；
(2)将玻璃漏斗筒封盖沿卡槽安装于玻璃漏斗筒上方对其进行密封；
(3)打开惰性气体瓶，调节气体流量，向送粉器本体内腔输入惰性气体，待送粉器本体内腔内多余空气排出，气体成份稳定后启动抽气系统通过排粉管11对送粉器本体内腔进行抽气，保证均速的气体循环；
(4)启动搅拌器电机对玻璃漏斗筒内的粉末进行搅拌；
(5)根据所需送粉速度，调节调速电机转速，并启动；
(6)储存于玻璃漏斗筒内的粉末经过玻璃漏斗筒内搅拌器的均匀搅拌穿过送粉块锥形孔落入转盘的滑槽内；在转盘匀速转动下，转盘滑槽内落入均匀等量的粉末，位于滑槽内的粉末在运转至送粉器上盖排粉口位置时受到排粉块挡粉滑块的阻挡，同时外接抽气系统通过排粉管对该位置粉末进行抽吸，最终粉末被吸出输送于超高速激光熔覆系统中。
5.如权利要求4所述的的送粉方法，其特征在于，步骤(5)中，设转盘滑槽大径为D1，单位：m；转盘滑槽小径为D2，单位：m；转盘滑槽深度为H，单位：m；粉末松装密度为ρ，单位：g/m3；所需送粉速度为V1,单位：g/min；设调速电机10转速为N，单位：r/min；则调速电机转速为：
Figure FDA0002385484370000021
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