CN211248335U - 一种合金棒材高通量连续制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种合金棒材高通量连续制备装置，属于材料制备技术领域。本实用新型所述装置包括连续挤压机、转轮式投料装置、混粉装置、旋转轴Ⅰ、外壳体Ⅰ、储料仓Ⅰ、漏斗Ⅰ、圆柱形混粉机、搅拌器、电机、连接部件、旋转轴Ⅱ、旋转轴Ⅲ、储料仓Ⅱ、漏斗Ⅱ1、漏斗Ⅲ、外壳体Ⅱ；对于转轮式投料装置挤压后得到的合金棒材具有成分梯度的变化，从而实现了合金棒材的高通量制备；而对于混粉装置挤压得到的合金棒材同样具有成分梯度变化，同样实现了合金棒材的高通量制备；本实用新型的装置能够实现三元及三元以上的合金高通量制备，结构简单，操作简便，空间占用小，极大地提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型公开一种合金棒材高通量连续制备装置，属于材料制备装置。
背景技术
对于目前材料的高通量制备技术与设备，较为常用的制备技术包括：扩散多元节法、共沉积法、物理掩模法、喷涂合成法、微流控合成法等，但是对于块体材料的高通量制备技术极为有限，并存在着制备效率低下、三元及三元以上的合金制备极为困难，且相关设备较少，难以实现大规模的生产，且对于多元合金的生产还具有一定难度；同时对于传统的棒材生产多采用传统的连续挤压技术，且生产的棒材多为成分均一的合金棒材，对于多元合金棒材的生产技术较为单一，多为采用多台设备同时进行挤压，且需要大量人工操作来实现，导致空间占用大，生产效率低下，并要耗费大量人力与资源，生产成本较高，难以实现在短时间、低成本和低消耗的情况下实现生产大批多元合金棒材。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种合金棒材高通量连续制备装置，克服上述多元合金棒材高通量制备困难、传统生产设备空间占用大、生产效率低、人力与资源耗费大、生产成本高等缺点，包括连续挤压机1、转轮式投料装置2、混粉装置3、旋转轴Ⅰ4、外壳体Ⅰ5、储料仓Ⅰ6、漏斗Ⅰ7、圆柱形混粉机8、搅拌器9、电机10、连接部件11、旋转轴Ⅱ12、旋转轴Ⅲ13、储料仓Ⅱ14、漏斗Ⅱ15、漏斗Ⅲ16、外壳体Ⅱ17、储料仓底盖Ⅰ18、储料仓底盖Ⅱ19、漏粉口20；
连接部件11与旋转轴Ⅰ4下端活动连接，连接部件11可绕旋转轴Ⅰ4进行360度转动，连接部件11的两端分别与旋转轴Ⅱ12、旋转轴Ⅲ13固定连接，旋转轴Ⅱ12的下端与混粉装置3活动连接，混粉装置3可绕旋转轴Ⅱ12进行360度转动，旋转轴Ⅲ13的下端与转轮式投料装置2活动连接，转轮式投料装置2可绕旋转轴Ⅲ13进行360度转动；
所述转轮式投料装置2为圆柱形结构，包括外壳体Ⅰ5和储料仓Ⅰ6，在外壳体Ⅰ5内部设有多个储料仓Ⅰ6，储料仓Ⅰ6下端设有底盖Ⅰ18，储料仓Ⅰ6呈圆形排列，转轮式投料装置2的下方设有漏斗Ⅰ7，漏斗Ⅰ7固定在旋转轴Ⅲ13上，通过旋转转轮式投料装置2，使任意储料仓Ⅰ6的出口与漏斗Ⅰ7正对；当转轮式投料装置2位于连续挤压机1上方时，漏斗Ⅰ7位于连续挤压机1的进料口的正上方；
所述混粉装置3包括圆柱形混粉机8、外壳体Ⅱ17、储料仓Ⅱ14、漏斗Ⅱ15、漏斗Ⅲ16，外壳体Ⅱ17内部设有多个储料仓Ⅱ14，储料仓Ⅱ14呈圆形排列，储料仓Ⅱ14下端设有底盖Ⅱ19，外壳体Ⅱ17的中部设有漏斗Ⅱ15，漏斗Ⅱ15固定在外壳体Ⅱ17的侧壁上，漏斗Ⅱ15位于储料仓Ⅱ14的正下方，漏斗Ⅱ15的下端与圆柱形混粉机8的进料口正对；圆柱形混粉机8两端固定在外壳体Ⅱ17的内侧壁上，圆柱形混粉机8的内部设有搅拌器9，搅拌器9与电机10连接；圆柱形混粉机8底部设有多个漏粉口20，漏粉口20的正下方设有漏斗Ⅲ16；当混粉装置3位于连续挤压机1上方时，漏斗Ⅲ16位于连续挤压机1的进料口的正上方。
优选的，本实用新型所述的转轮式投料装置2中设有3～9个容积相同的储料仓Ⅰ6。
优选的，本实用新型所述的混粉装置3中设有3～9个容积相同的圆柱形储料仓Ⅱ14。
优选的，本实用新型所述搅拌器9包括轴和叶片，叶片的结构为四叶片共轴并呈交叉排列安装，轴和电机10连接。
优选的，本实用新型所述漏斗Ⅱ15与振动电动机连接，振动电机固定在圆柱形混粉机8上，振动电机振动使原料进一步混匀。
优选的，本实用新型所述储料仓Ⅱ14的底盖Ⅱ19为两层结构，两层底盖均开有多个小孔，内层底盖通过螺纹与储料仓Ⅱ14连接，内层底盖的外壁上设有一圈凹槽，外层底盖内壁上设有一圈凸起，将外层底盖的凸起卡在内层底盖的凹槽中，外层底盖相对内层底盖为可转动，底盖Ⅰ18的结构和底盖Ⅱ19相同。上层底盖固定不动，下层底盖可旋动，当两层底盖的小孔完全重叠时实现最快速率的漏粉，而当两层的小孔未完全重叠时漏粉速率将减小，当小孔完全不重叠时不会漏粉，从而通过控制上下层底盖的小孔重叠程度来控制漏粉的速率，实现不同比例粉末联系挤压过程中粉末含量的控制。
本实用新型所述装置的使用过程为：
(1)当制备含有不同材料的合金棒材时，使用转轮式投料装置2，将不同粉末装入不同的储料仓Ⅰ6中，手动转动连接部件11，使转轮式投料装置2位于连续挤压机1的正上方，同时使漏斗Ⅰ7位于连续挤压机1的进料口的正上方，手动转动转动转轮式投料装置2，使装有所需第一种粉末的储料仓Ⅰ6与漏斗Ⅰ7正对，打开盖子，粉末通过进料口进入连续挤压机1中；当第一种粉末用完时，手动转动转动转轮式投料装置2使装有第二种粉末的储料仓Ⅰ6与漏斗Ⅰ7正对，打开盖子，粉末通过进料口进入连续挤压机1中；依次类推，直到所有的粉末都用完。通过该方法可以制备不同位置含有不同的材料棒材，减少了焊接的程序；或者在试验研究过程中，可以一次性制备出含有不同成分的材料，方便快速的研究不同成分对材料性能的影响。
(2)在制备复合材料时，将不同的材料装入到混粉装置3的多个储料仓Ⅱ14中，同时打开装有粉末的多个储料仓Ⅱ14，使粉末通过漏斗Ⅱ15进行初步混合，再由漏斗Ⅱ15进入到圆柱形混粉机8中，在圆柱形混粉机8中通过搅拌器的搅拌使粉末进一步混匀，然后从圆柱形混粉机8底部设有多个漏粉口漏出，进入到漏斗Ⅲ16中进行最后的混合，混合粉末通过进料口进入连续挤压机1中进行挤压。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型所述装置结构简单，操作简便，需要极少的人力，耗能少，能够生产含有不同成分的合金棒材，或具有成分梯度变化的合金棒材，实现了合金棒材的高通量生产。
(2)本实用新型所述装置可实现块体材料的高通量制备；实现了三元及以上合金的连续高通量制备；设备操作简便，占地面积小；可实现连续挤压，工作效率高，极大提高劳动生产率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2为转轮式投料装置的结构示意图；
图3为混粉装置的结构示意图；
图4为圆柱形混粉机的结构示意图。
图中：1-连续挤压机；2-转轮式投料装置；3-混粉装置；4-旋转轴Ⅰ；5-外壳体Ⅰ；6-储料仓Ⅰ；7-漏斗Ⅰ；8-圆柱形混粉机；9-搅拌器；10-电机；11-连接部件；12-旋转轴Ⅱ；13-旋转轴Ⅲ；14-储料仓Ⅱ；15-漏斗Ⅱ；16-漏斗Ⅲ；17-外壳体Ⅱ；18-储料仓底盖Ⅰ；19-储料仓底盖Ⅱ；20-漏粉口。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本实用新型进行详细地说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。
一种合金棒材高通量连续制备装置，克服上述多元合金棒材高通量制备困难、传统生产设备空间占用大、生产效率低、人力与资源耗费大、生产成本高等缺点，包括连续挤压机1、转轮式投料装置2、混粉装置3、旋转轴Ⅰ4、外壳体Ⅰ5、储料仓Ⅰ6、漏斗Ⅰ7、圆柱形混粉机8、搅拌器9、电机10、连接部件11、旋转轴Ⅱ12、旋转轴Ⅲ13、储料仓Ⅱ14、漏斗Ⅱ15、漏斗Ⅲ16、外壳体Ⅱ17、储料仓底盖Ⅰ18、储料仓底盖Ⅱ19、漏粉口20；连接部件11与旋转轴Ⅰ4下端活动连接，连接部件11可绕旋转轴Ⅰ4进行360度转动，连接部件11的两端分别与旋转轴Ⅱ12、旋转轴Ⅲ13固定连接，旋转轴Ⅱ12的下端与混粉装置3活动连接，混粉装置3可绕旋转轴Ⅱ12进行360度转动，旋转轴Ⅲ13的下端与转轮式投料装置2活动连接，转轮式投料装置2可绕旋转轴Ⅲ13进行360度转动；所述转轮式投料装置2为圆柱形结构，包括外壳体Ⅰ5和储料仓Ⅰ6，在外壳体Ⅰ5内部设有多个储料仓Ⅰ6，储料仓Ⅰ6下端设有底盖Ⅰ18，储料仓Ⅰ6呈圆形排列，转轮式投料装置2的下方设有漏斗Ⅰ7，漏斗Ⅰ7固定在旋转轴Ⅲ13上，通过旋转转轮式投料装置2，使任意储料仓Ⅰ6的出口与漏斗Ⅰ7正对；当转轮式投料装置2位于连续挤压机1上方时，漏斗Ⅰ7位于连续挤压机1的进料口的正上方；
所述混粉装置3包括圆柱形混粉机8、外壳体Ⅱ17、储料仓Ⅱ14、漏斗Ⅱ15、漏斗Ⅲ16，外壳体Ⅱ17内部设有多个储料仓Ⅱ14，储料仓Ⅱ14呈圆形排列，储料仓Ⅱ14下端设有底盖Ⅱ19，外壳体Ⅱ17的中部设有漏斗Ⅱ15，漏斗Ⅱ15固定在外壳体Ⅱ17的侧壁上，漏斗Ⅱ15位于储料仓Ⅱ14的正下方，漏斗Ⅱ15的下端与圆柱形混粉机8的进料口正对；圆柱形混粉机8两端固定在外壳体Ⅱ17的内侧壁上，圆柱形混粉机8的内部设有搅拌器9，搅拌器9与电机10连接；圆柱形混粉机8底部设有多个漏粉口20，漏粉口20的正下方设有漏斗Ⅲ16；当混粉装置3位于连续挤压机1上方时，漏斗Ⅲ16位于连续挤压机1的进料口的正上方。
本实施例所述的转轮式投料装置2中设有3个容积相同的储料仓Ⅰ6；混粉装置3中设有4个容积相同的圆柱形储料仓Ⅱ14。
本实施例所述述搅拌器9包括轴和叶片，叶片的结构为四叶片共轴并呈交叉排列安装，轴和电机10连接。
本实施例所述漏斗Ⅱ15与振动电动机连接，振动电机固定在圆柱形混粉机8上，振动电机振动使原料进一步混匀。
本实施例所述储料仓Ⅱ14的底盖Ⅱ19为两层结构，两层底盖均开有多个小孔，内层底盖通过螺纹与储料仓Ⅱ14连接，内层底盖的外壁上设有一圈凹槽，外层底盖内壁上设有一圈凸起，将外层底盖的凸起卡在内层底盖的凹槽中，外层底盖相对内层底盖为可转动，底盖Ⅰ18的结构和底盖Ⅱ19相同。
具体实施方式一
将所述装置用于制备元素含量不同、带有成分梯度变化的锡锌合金棒材，具体过程如下：
转轮式投料装置中的转轮有3个储料仓，将Sn-0.4Zn合金粉放入转轮中的一个储料仓Ⅰ6中，Sn-8Zn合金粉另放入另1个储料仓Ⅰ6中，最后将Sn-40Zn合金粉放入剩余的1个储料仓Ⅰ6中，各个储料仓中均放置700ml的合金粉体，手动将装有待挤压的粉体的储料仓旋转至漏斗8正上方，随后手动第一个储料仓底盖Ⅰ18，将上下两层底盖的孔洞完全重叠，使得漏粉速率最快，将第一个储料仓的粉体700ml投出经漏斗至进料口进行第一批粉体的挤压，随着挤压过程进行，可以手动储料仓底盖Ⅰ18的下层底盖，使得上下两层底盖的孔洞由原来的完全重叠变为部分重叠，从而减小粉体的出料速度，设定挤压速度为0.3m/min，待到第一批粉体挤压完成之时，按照相同的操作将第二个储料仓Ⅰ6的底盖Ⅰ18打开，700ml粉体经漏斗至进料口开始第二批粉体的挤压，按照此过程依次进行下去，最终得到元素含量不同、带有成分梯度变化的锡锌合金棒材，实现Sn-Zn合金棒材的高通量制备。
具体实施方式二
将所述装置用于制备组成和成分均不相同的合金棒材，具体过程如下：
混粉装置3中的转轮有4个储料仓，将Sn-15Zn金属混合粉体放入转轮的1个储料仓Ⅱ14当中，储料仓中装有700ml粉体，将Sn-13Bi金属混合粉体另放入1个储料仓Ⅱ14中，储料仓中装有700ml粉体，再将Sn-8Cu金属混合粉体另放入1个储料仓Ⅱ14中，储料仓中装有700ml粉体，最后将Sn-5Ag金属混合粉体另放入1个储料仓Ⅱ14中，储料仓中装有700ml粉体，随后手动将第一个储料仓底盖Ⅱ19旋动，使两层底盖的小孔重叠，使漏粉速率最快，将Sn-15Zn金属混合粉体700ml倒入漏斗Ⅱ15中，漏斗Ⅱ15经过振动使粉体初步混匀，再转移至圆柱形混粉机8中，同时打开混粉机连接的电机开关，使搅拌器9旋转对粉体进行进一步混匀，经过搅拌器搅拌的粉体再经过圆柱形混粉机漏粉口20漏出，700ml粉体随即进入漏斗Ⅲ16通过振动进一步混匀，最后漏入进料口进行第一批粉体的挤压，设定挤压速度为0.3m/min，待到第一批粉体挤压即将完成时，手动将第二个储料仓底盖Ⅱ19旋动，使两层底盖小孔完全重叠，使漏粉速率最快，进行第二批粉体的混粉与挤压，按照相同的流程依次进行下去，对各个储料仓中的粉体相继进行混粉与挤压，最终得到组成和成分均不相同的合金棒材，依次实现锡合金棒材的连续高通量制备。
Claims (6)
1.一种合金棒材高通量连续制备装置，其特征在于：包括连续挤压机(1)、转轮式投料装置(2)、混粉装置(3)、旋转轴Ⅰ(4)、外壳体Ⅰ(5)、储料仓Ⅰ(6)、漏斗Ⅰ(7)、圆柱形混粉机(8)、搅拌器(9)、电机(10)、连接部件(11)、旋转轴Ⅱ(12)、旋转轴Ⅲ(13)、储料仓Ⅱ(14)、漏斗Ⅱ(15)、漏斗Ⅲ(16)、外壳体Ⅱ(17)、储料仓底盖Ⅰ(18)、储料仓底盖Ⅱ(19)、漏粉口(20)；
连接部件(11)与旋转轴Ⅰ(4)下端活动连接，连接部件(11)可绕旋转轴Ⅰ(4)360度转动，连接部件(11)的两端分别与旋转轴Ⅱ(12)、旋转轴Ⅲ(13)固定连接，旋转轴Ⅱ(12)的下端与混粉装置(3)活动连接，混粉装置(3)可绕旋转轴Ⅱ(12)360度转动，旋转轴Ⅲ(13)的下端与转轮式投料装置(2)活动连接，转轮式投料装置(2)可绕旋转轴Ⅲ(13)360度转动；
所述转轮式投料装置(2)为圆柱形结构，包括外壳体Ⅰ(5)和储料仓Ⅰ(6)，在外壳体Ⅰ(5)内部设有多个储料仓Ⅰ(6)，储料仓Ⅰ(6)下端设有底盖Ⅰ(18)，储料仓Ⅰ(6)呈圆形排列，转轮式投料装置(2)的下方设有漏斗Ⅰ(7)，漏斗Ⅰ(7)固定在旋转轴Ⅲ(13)上，通过旋转转轮式投料装置(2)，使任意储料仓Ⅰ(6)的出口与漏斗Ⅰ(7)正对；当转轮式投料装置(2)位于连续挤压机(1)上方时，漏斗Ⅰ(7)位于连续挤压机(1)的进料口的正上方；
所述混粉装置(3)包括圆柱形混粉机(8)、外壳体Ⅱ(17)、储料仓Ⅱ(14)、漏斗Ⅱ(15)、漏斗Ⅲ(16)，外壳体Ⅱ(17)内部设有多个储料仓Ⅱ(14)，储料仓Ⅱ(14)呈圆形排列，储料仓Ⅱ(14)下端设有底盖Ⅱ(19)，外壳体Ⅱ(17)的中部设有漏斗Ⅱ(15)，漏斗Ⅱ(15)固定在外壳体Ⅱ(17)的侧壁上，漏斗Ⅱ(15)位于储料仓Ⅱ(14)的正下方，漏斗Ⅱ(15)的下端与圆柱形混粉机(8)的进料口正对；圆柱形混粉机(8)两端固定在外壳体Ⅱ(17)的内侧壁上，圆柱形混粉机(8)的内部设有搅拌器(9)，搅拌器(9)与电机(10)连接；圆柱形混粉机(8)底部设有多个漏粉口(20)，漏粉口(20)的正下方设有漏斗Ⅲ(16)；当混粉装置(3)位于连续挤压机(1)上方时，漏斗Ⅲ(16)位于连续挤压机(1)的进料口的正上方。
2.根据权利要求1所述合金棒材高通量连续制备装置，其特征在于：所述的转轮式投料装置(2)中设有3～9个容积相同的储料仓Ⅰ(6)。
3.根据权利要求1所述合金棒材高通量连续制备装置，其特征在于：所述的混粉装置(3)中设有3～9个容积相同的圆柱形储料仓Ⅱ(14)。
4.根据权利要求1所述合金棒材高通量连续制备装置，其特征在于：所述搅拌器(9)包括轴和叶片，叶片的结构为四叶片共轴并呈交叉排列安装，轴和电机(10)连接。
5.根据权利要求1所述合金棒材高通量连续制备装置，其特征在于：漏斗Ⅱ(15)与振动电动机连接，振动电机固定在圆柱形混粉机(8)上，振动电机振动使原料进一步混匀。
6.根据权利要求1所述合金棒材高通量连续制备装置，其特征在于：储料仓Ⅱ(14)的底盖Ⅱ(19)为两层结构，两层底盖均开有多个小孔，内层底盖通过螺纹与储料仓Ⅱ(14)连接，内层底盖外壁上设有一圈凹槽，外层底盖内壁上设有一圈凸起，将外层底盖的凸起卡在内层底盖的凹槽中，外层底盖相对内层底盖为可转动，底盖Ⅰ(18)的结构和底盖Ⅱ(19)相同。
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2019
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| GR01 | Patent grant | ||
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