CN111376480A - 一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及增材制造领域，更具体地涉及到一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构。所述粉料无尘化回收机构包括密封舱、溢粉槽、旋风分离器、集料桶、气泵；本发明提供一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，具有拆卸方便、结构紧凑、加工方便等优点，可有效避免溢粉收集全过程扬尘，降低了粉料手机过程中扬尘对环境的影响，为工作人员的身体健康提供保障，另外本发明提供的粉料无尘化回收机构工作可靠性高，在粉料回收过程中，可以99％以上解决粉料扬尘现象，从而有效保护了环境，解决增材制造装备(特别是单机装备)的溢粉无尘化回收，制造加工经济且装配操作简单。

Description

一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构

技术领域

本发明涉及增材制造领域，更具体地，本发明涉及一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构。

背景技术

大部分增材制造设备使用的生产原料，都是粉末或颗粒材料，以下统一简称这种材料为粉料。使用粉料的增材制造设备，通常的制造工艺是：先将一层粉料铺设在工作平台，再通过喷射粘结剂、激光烧结、光固化、电子束烧结等方式，使得该层粉料选择性固化，之后继续铺一层，固化一层，如此循环往复，最终已固化的粉料会层层堆积形成产品，未固化的粉料需要回收后继续生产。

目前采用的回收粉料的方式主要有两种，一种是开放式收集溢粉，但在这个过程中无法控制溢粉扬尘，容易造成环境污染甚至对工作人员的健康产生威胁，而另一种是采用封闭舱内开放式收集溢粉，目前采用封闭舱收集溢粉的过程中虽然可以一定程度控制扬尘，但在取集满的收集料桶时会产生粉料扬尘，且收集过程中也会有扬尘出现，对人体和环境造成危害。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，所述粉料无尘化回收机构包括密封舱、溢粉槽、旋风分离器、集料桶、气泵；所述溢粉槽位于密封舱内部，且溢粉槽上方设有落粉口，所述旋风分离器位于集料桶的上方，所述溢粉槽和旋风分离器通过一号软管连接，所述旋风分离器和气泵通过二号软管连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述旋风分离器从上到下包括圆柱形组件和倒锥形组件。

作为本发明一种优选的技术方案，所述圆柱形组件的上方中心设置出风口，侧上方设置进料口。

作为本发明一种优选的技术方案，所述一号软管一端连通溢粉槽下方，另一端连通圆柱形组件的进料口，所述二号软管一端连通出风口，一端连通气泵。

作为本发明一种优选的技术方案，所述出风口的下端高度低于进料口下方高度。

作为本发明一种优选的技术方案，所述圆柱形组件的直径和高度比为(1～1.4)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述倒锥形组件的上底面的直径和圆柱形组件的直径相同，所述倒锥形组件的下底面直径、上底面直径和高度比为1：(1.8～2.2)：(2.8～3.3)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述倒锥形组件的下底面和集料桶上方固定。

作为本发明一种优选的技术方案，所述一号软管上设有补气阀。

本发明第二个方面提供了一种所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法，包括以下步骤：

刮刀将铺粉装置多余粉料经过落粉口进入溢粉槽，开启气泵，吸收溢粉槽中的粉料和空气，并通过一号软管送入旋风分离器中进行分离，分离出的粉料进入集料桶中回收利用，分离出的空气经过二号软管从气泵中排出。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，具有拆卸方便、结构紧凑、加工方便等优点，可有效避免溢粉收集全过程扬尘，降低了粉料手机过程中扬尘对环境的影响，为工作人员的身体健康提供保障，另外本发明提供的粉料无尘化回收机构工作可靠性高，在粉料回收过程中，可以99％以上解决粉料扬尘现象，从而有效保护了环境，解决增材制造装备(特别是单机装备)的溢粉无尘化回收，制造加工经济且装配操作简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为所述粉料无尘化回收机构的结构示意图。

图2为所述旋风分离器的剖视图。

其中，1-密封舱、2-溢粉槽、3-补气阀、4-一号软管、5-旋风分离器、6-集料桶、7-二号软管、8-气泵、201-落粉口、501-圆柱形组件、502-倒锥形组件、5011-进料口、5012-出风口。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。

本发明第一个方面提供一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，所述粉料无尘化回收机构包括密封舱、溢粉槽、旋风分离器、集料桶、气泵；所述溢粉槽位于密封舱内部，且溢粉槽上方设有落粉口，所述旋风分离器位于集料桶的上方，所述溢粉槽和旋风分离器通过一号软管连接，所述旋风分离器和气泵通过二号软管连接。

在一种实施方式中，所述旋风分离器从上到下包括圆柱形组件和倒锥形组件。

在一种实施方式中，所述圆柱形组件的上方中心设置出风口，侧上方设置进料口。

在一种实施方式中，所述一号软管一端连通溢粉槽下方，另一端连通圆柱形组件的进料口，所述二号软管一端连通出风口，一端连通气泵。

在一种实施方式中，所述出风口的下端高度低于进料口下方高度。

在一种实施方式中，所述圆柱形组件的直径和高度比为(1～1.4)：1；进一步地，所述圆柱形组件的直径和高度比为1.17：1。

在一种实施方式中，所述倒锥形组件的上底面的直径和圆柱形组件的直径相同，所述倒锥形组件的下底面直径、上底面直径和高度比为1：(1.8～2.2)：(2.8～3.3)；进一步地，所述倒锥形组件的下底面直径、上底面直径和高度比为1：2：3。

在一种实施方式中，所述倒锥形组件的下底面和集料桶上方固定。

在一种实施方式中，所述一号软管上设有补气阀。

在一种实施方式中，所述落粉口和铺粉装置相连。

本发明不对粉料无尘化回收机构的具体连接方式做进一步限定，为本领域熟知的连接方式，可列举的有，固定连接，如焊接、胶接，可拆卸连接，如螺纹连接、销连接、键连接。

工作机理：非工作状态时，补气阀为常闭状态，通过将无尘化机构中的落粉口和铺粉装置连接，当铺粉时，铺粉装置的刮刀将多余粉料通过落粉口进入溢粉槽，此时无尘装置中一号软管和溢粉槽下方出料口对接，另一端和旋风分离器的进料口对接，而旋风分离器的底部和集料桶的活动桶盖固定，另外，二号软管一段与旋风分离器的出风口对接，另一端和气泵对接，所述无尘化机构的各组件相互连接的地方保证密封。

当开始收集粉尘后，开启气泵，并使用补气阀根据其本的吸力调节补气量，使得溢粉槽储存的粉料随着气流经过一号软管切向进入旋风分离器，由于旋风分离器的出风口的底面高度低于进料口的高度，使得旋风分离器的进料口进来的粉料与出风口的曲面相交，形成相贯线，利用惯性离心力的作用从气流中分离出粉料，其中旋风分离器主体的上部为圆柱形组件，下部为倒锥形组件，含粉料的气流由旋风分离器上部进气口切向进入，受旋风分离器内壁约束而向下作螺旋下落运动，因为粉料和空气的密度差异，在惯性离心力的作用下，粉料被抛向旋风分离器内壁与气流分离，粉料沿壁面落至集料桶，分离后的洁净气体在旋风分离器顶部中心出风口流经气泵排出，而落在集料桶中的粉料可回收利用。

因为不同粉料的质量和密度不同，这会给粉料和气流的分离带来影响，而申请人通过合理设置旋风分离器的形状和尺寸，可满足各种粉料的回收，其回收概率可达到99％，而申请人发现，当旋风分离器的尺寸等选择不合理时，会影响粉尘回收，发生抑尘，对环境和人体造成危害。

本发明第二个方面提供一种如上所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法，包括以下步骤：

刮刀将铺粉装置多余粉料经过落粉口进入溢粉槽，开启气泵，吸收溢粉槽中的粉料和空气，并通过一号软管送入旋风分离器中进行分离，分离出的粉料进入集料桶中回收利用，分离出的空气经过二号软管从气泵中排出。

现在将参照附图来更详细地描述示例性实施例。

实施例

实施例1

如图1～2所示，本例提供一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，所述粉料无尘化回收机构包括密封舱1、溢粉槽2、旋风分离器5、集料桶6、气泵8；所述溢粉槽2位于密封舱1内部，且溢粉槽2上方设有落粉口201，所述旋风分离器5位于集料桶6的上方，所述溢粉槽2和旋风分离器5通过一号软管4连接，所述旋风分离器5和气泵8通过二号软管7连接；所述旋风分离器5从上到下包括圆柱形组件501和倒锥形组件502，所述圆柱形组件501的上方中心设置出风口5012，侧上方设置进料口5011，所述一号软管4一端连通溢粉槽2下方，另一端连通圆柱形组件501的进料口5011，所述二号软管7一端连通出风口5012，一端连通气泵8，所述出风口5012的下端高度低于进料口5011下方高度，所述圆柱形组件501的直径和高度比为1：1，所述倒锥形组件502的上底面的直径和圆柱形组件的直径相同，所述倒锥形组件502的下底面直径、上底面直径和高度比为1：1.8：2.8，所述倒锥形组件502的下底面和集料桶6上方固定，所述一号软管4上设有补气阀3，所述落粉口201和铺粉装置相连。

本例还提供如上所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法，包括以下步骤：

刮刀将铺粉装置多余粉料经过落粉口201进入溢粉槽2，开启气泵8，吸收溢粉槽中2的粉料和空气，并通过一号软管4送入旋风分离器5中进行分离，分离出的粉料进入集料桶6中回收利用，分离出的空气经过二号软管7从气泵8中排出。

实施例2

如图1～2所示，本例提供一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，所述粉料无尘化回收机构包括密封舱1、溢粉槽2、旋风分离器5、集料桶6、气泵8；所述溢粉槽2位于密封舱1内部，且溢粉槽2上方设有落粉口201，所述旋风分离器5位于集料桶6的上方，所述溢粉槽2和旋风分离器5通过一号软管4连接，所述旋风分离器5和气泵8通过二号软管7连接；所述旋风分离器5从上到下包括圆柱形组件501和倒锥形组件502，所述圆柱形组件501的上方中心设置出风口5012，侧上方设置进料口5011，所述一号软管4一端连通溢粉槽2下方，另一端连通圆柱形组件501的进料口5011，所述二号软管7一端连通出风口5012，一端连通气泵8，所述出风口5012的下端高度低于进料口5011下方高度，所述圆柱形组件501的直径和高度比为1.4：1，所述倒锥形组件502的上底面的直径和圆柱形组件的直径相同，所述倒锥形组件502的下底面直径、上底面直径和高度比为1：2.2：3.3，所述倒锥形组件502的下底面和集料桶6上方固定，所述一号软管4上设有补气阀3，所述落粉口201和铺粉装置相连。

本例还提供如上所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法，包括以下步骤：

刮刀将铺粉装置多余粉料经过落粉口201进入溢粉槽2，开启气泵8，吸收溢粉槽中2的粉料和空气，并通过一号软管4送入旋风分离器5中进行分离，分离出的粉料进入集料桶6中回收利用，分离出的空气经过二号软管7从气泵8中排出。

实施例3

如图1～2所示，本例提供一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，所述粉料无尘化回收机构包括密封舱1、溢粉槽2、旋风分离器5、集料桶6、气泵8；所述溢粉槽2位于密封舱1内部，且溢粉槽2上方设有落粉口201，所述旋风分离器5位于集料桶6的上方，所述溢粉槽2和旋风分离器5通过一号软管4连接，所述旋风分离器5和气泵8通过二号软管7连接；所述旋风分离器5从上到下包括圆柱形组件501和倒锥形组件502，所述圆柱形组件501的上方中心设置出风口5012，侧上方设置进料口5011，所述一号软管4一端连通溢粉槽2下方，另一端连通圆柱形组件501的进料口5011，所述二号软管7一端连通出风口5012，一端连通气泵8，所述出风口5012的下端高度低于进料口5011下方高度，所述圆柱形组件501的直径和高度比为1.17：1，所述倒锥形组件502的上底面的直径和圆柱形组件的直径相同，所述倒锥形组件502的下底面直径、上底面直径和高度比为1：2：3，所述倒锥形组件502的下底面和集料桶6上方固定，所述一号软管4上设有补气阀3，所述落粉口201和铺粉装置相连。

本例还提供如上所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法，包括以下步骤：

刮刀将铺粉装置多余粉料经过落粉口201进入溢粉槽2，开启气泵8，吸收溢粉槽中2的粉料和空气，并通过一号软管4送入旋风分离器5中进行分离，分离出的粉料进入集料桶6中回收利用，分离出的空气经过二号软管7从气泵8中排出。

实施例4

如图1～2所示，本例提供一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，所述粉料无尘化回收机构包括密封舱1、溢粉槽2、旋风分离器5、集料桶6、气泵8；所述溢粉槽2位于密封舱1内部，且溢粉槽2上方设有落粉口201，所述旋风分离器5位于集料桶6的上方，所述溢粉槽2和旋风分离器5通过一号软管4连接，所述旋风分离器5和气泵8通过二号软管7连接；所述旋风分离器5从上到下包括圆柱形组件501和倒锥形组件502，所述圆柱形组件501的上方中心设置出风口5012，侧上方设置进料口5011，所述一号软管4一端连通溢粉槽2下方，另一端连通圆柱形组件501的进料口5011，所述二号软管7一端连通出风口5012，一端连通气泵8，所述出风口5012的下端高度低于进料口5011下方高度，所述圆柱形组件501的直径和高度比为1.5：1，所述倒锥形组件502的上底面的直径和圆柱形组件的直径相同，所述倒锥形组件502的下底面直径、上底面直径和高度比为1：2：2，所述倒锥形组件502的下底面和集料桶6上方固定，所述一号软管4上设有补气阀3，所述落粉口201和铺粉装置相连。

本例还提供如上所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法，包括以下步骤：

刮刀将铺粉装置多余粉料经过落粉口201进入溢粉槽2，开启气泵8，吸收溢粉槽中2的粉料和空气，并通过一号软管4送入旋风分离器5中进行分离，分离出的粉料进入集料桶6中回收利用，分离出的空气经过二号软管7从气泵8中排出。

根据实施例1～4所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法进行无粉回收，发现实施例1～3无抑尘，实施例4略有抑尘。

提供了示例性实施例，使得本发明将是详尽的，并且将向本领域技术人员充分传达其范围。阐述了许多具体细节(例如，具体组合物、部件、装置和方法的示例)，以提供对本发明的实施例的详尽了解。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，具体细节无需被采用，示例性实施例可以以许多不同的形式来体现，且两者都不应被解释为限制本发明的范围。在一些示例性实施例中，并未对已知工艺、已知装置结构以及已知技术进行详细的描述。

Claims (10)

1.一种适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述粉料无尘化回收机构包括密封舱、溢粉槽、旋风分离器、集料桶、气泵；所述溢粉槽位于密封舱内部，且溢粉槽上方设有落粉口，所述旋风分离器位于集料桶的上方，所述溢粉槽和旋风分离器通过一号软管连接，所述旋风分离器和气泵通过二号软管连接。

2.根据权利要求1所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述旋风分离器从上到下包括圆柱形组件和倒锥形组件。

3.根据权利要求2所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述圆柱形组件的上方中心设置出风口，侧上方设置进料口。

4.根据权利要求3所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述一号软管一端连通溢粉槽下方，另一端连通圆柱形组件的进料口，所述二号软管一端连通出风口，一端连通气泵。

5.根据权利要求4所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述出风口的下端高度低于进料口下方高度。

6.根据权利要求2所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述圆柱形组件的直径和高度比为(1～1.4)：1。

7.根据权利要求2所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述倒锥形组件的上底面的直径和圆柱形组件的直径相同，所述倒锥形组件的下底面直径、上底面直径和高度比为1：(1.8～2.2)：(2.8～3.3)。

8.根据权利要求2所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述倒锥形组件的下底面和集料桶上方固定。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构，其特征在于，所述一号软管上设有补气阀。

10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的适用于增材制造装备的粉料无尘化回收机构的无尘回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

刮刀将铺粉装置多余粉料经过落粉口进入溢粉槽，开启气泵，吸收溢粉槽中的粉料和空气，并通过一号软管送入旋风分离器中进行分离，分离出的粉料进入集料桶中回收利用，分离出的空气经过二号软管从气泵中排出。

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