CN213570738U - 一种送粉器及送粉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种送粉器及送粉系统，送粉器包括：料仓，设有粉末进口和粉末出口，设置成能够存储粉末；粉轮仓，包括与料仓的出口连接进粉口和出粉口，粉轮仓内设有粉轮；传动仓，包括带动粉轮转动的动力装置；气力输送系统，包括与料仓连接的第一气路和与粉轮仓连接的第二气路。

Description

一种送粉器及送粉系统

技术领域

本实用新型实施例涉及但不限于激光熔覆设备领域，更具体地，涉及一种送粉器及送粉系统。

背景技术

激光熔覆技术可以再低成本的基板上制备一些耐磨损、耐腐蚀、绝热隔热、导电等具有不同性能的表面涂层，在信息、生物医学、航空航天、机械制造领域展现了巨大的应用价值。激光熔覆材料一般选用具有结渣，脱氧，脱气，还原，金属表面的浸润性、良好的固态流动性，中等粒径和低氧含量的特性的特种金属粉末。送粉系统作为激光熔覆系统的关键组成部分，由送粉器、送粉喷嘴及送粉管道三部分组成，其性能对熔覆加工质量具有直接影响。

其中送粉器是最基础的部件，承担着稳定、均匀、可控地输送合金粉末的作用，其性能会直接影响零件表面的加工质量。常见的送粉器在实际应用的过程中存在以下问题：(1)送粉速度较大，难以满足精密熔覆加工的微量化送粉需求；(2)多数只能输送单一粉末，难以实现多种成分的粉末配比和连续可调的混合送粉功能；(3)多数送粉器的送粉稳定性较差，难以实现高精度送粉；(4)由于超细粉末易团聚、流动性差，难以输送超细粉末。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种送粉器包括：料仓，设有粉末进口和粉末出口，设置成能够存储粉末；粉轮仓，包括与料仓的出口连接进粉口和出粉口，粉轮仓内设有粉轮；传动仓，包括带动粉轮转动的动力装置；气力输送系统，包括与料仓连接的第一气路和与粉轮仓连接的第二气路。

本实用新型实施例还提供一种送粉系统，包括上述实施例中的送粉器、与送粉器的出粉口连接的送粉喷嘴、及送粉管道。

在本实用新型实施例通过设置与料仓和粉轮仓配合的气力输送系统，能够实现稳定均匀、精确可控的送粉，且能够输送超细粉末。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例送粉器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例粉轮仓的结构正面视图；

图3为本实用新型实施例粉轮结构视图；

图4为图3沿A-A方向的剖视图；

图5为本实用新型实施例送粉器的气路示意图；

图6为本实用新型实施例送粉喷嘴结构放大图。

具体实施方式

文中将结合附图对本实用新型的实施例进行说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1-6所示，本实用新型实施例提供了一种送粉器，包括：料仓1，设有粉末进口11和粉末出口12，设置成能够存储粉末；粉轮仓2，包括与料仓1的粉末出口12连接的进粉口21、及出粉口22，粉轮仓2内设有粉轮23；传动仓3，包括带动所述粉轮23转动的动力装置31；气力输送系统4，包括与料仓1连接的第一气路和与所述粉轮仓2连接的第二气路。粉轮仓2的出粉口22设有出粉漏斗(未图示)。

本实用新型实施例通过设置与料仓1和粉轮仓2配合的气力输送系统4，能够实现稳定均匀、精确可控的送粉，且能够输送超细粉末。

如图1所示，料仓1主体为筒状，与主体连接的出粉端为圆锥体型，出粉端设有粉末出口12、卸粉嘴13、及超声换能器14。超声换能器14的输出功率为0～2000W，输出超声波频率为20～500kHz。清空料仓中的粉末。卸粉嘴13方便清洁或者更换粉末。

本实用新型实施例设计一套粉末分散装置-超声换能器14，安装在料仓1的下半部分的侧壁上，能够确保超细粉末的稳定输送，防止粉末团聚。超声换能器14的型号选用YP-2535-4D，对料仓1施加超声振动，以打散超细粉末，保证粉末的顺利流出。

如图2-4所示，粉轮仓2上部为进粉口21，中间为粉轮空腔23，下端设有出粉口22。粉轮23设于粉轮空腔23内。

如图3-4所示，粉轮23侧面开设有多个沿周向间隔布置的粉槽230，粉槽230沿粉轮23的轴线方向延伸并且与粉轮23的轴线具有夹角，可在0-60度之间选择，优选30度角。

如图2所示，进粉口21处漏嘴的直径d1及出粉口22与粉轮空腔23中心的间距d2是粉末原料能够正常输送的关键尺寸，对粉末的输送状态有很大的影响。可以选取d1＝4mm，d2＝5mm，保证粉末能够顺利下落至出粉口22。

在一个示例性实施例中，粉槽230的数量大约1～100个并且均匀分布。粉槽230的开口方向相对于直径可以有0～60°的夹角。粉轮的转速为0～200rpm。

本实用新型实施例的送粉器的粉轮23共开有20个粉槽230。其中，为防止粉末过早从粉槽230中落出，影响粉轮23转动，粉槽230开口方向相对于直径设计了30°的夹角。粉末从料仓1中下落，进入粉轮23表面的粉槽230中，粉轮23在电机的驱动下旋转，从而使粉轮23表面粉槽230内的粉末落入出粉口22。

本实用新型实施例采用气动送粉，送粉器的密封性也直接影响粉末输送过程。为确保粉末正常输送，需要对送粉器的配合处进行密封处理，特别是，粉末不允许进入轴承腔内，因此粉轮仓1和传动仓3配合表面的密封尤其重要。设计中，在轴承腔体的端部选用唇形骨架旋转密封圈(未图示)，密封圈与轴承基座采用过盈配合，传动轴在密封圈内可自由转动，以保证轴承腔的密封性能。在送粉器的其它配合处，密封件使用O型圈。

如图1所示，动力装置31包括与粉轮23连接传动机构。送粉器还包括与传动机构连接的步进电机。步进电机311为反应式、永磁式和混合式其中任意一种，传动机构为齿轮传动、绳带传动和链传动其中任意一种。

本申请实施例的进电机选用两相混合式步进电机用于驱动送粉器运转，采用HYQD-485型单控制器作为脉冲信号的输出装置。该控制器带有RS485接口方便连接电脑，通过上位机软件对步进电机驱动器进行有效的控制，同时还具备手动调速、在线多级控制等功能。该控制器提供4路输入端口、3路输出端口，内建4种固定模式，同时还可通过上位机串口进行编程，设定运行参数。

本实用新型实施例中的送粉器中，粉轮转速一般不大于100rpm，且在送粉过程中，粉轮轴所受的摩擦主要来自于传动轴和粉末，可选用SM5704A-1000AO型步进电机。

送粉器还包括分别与步进电机和粉轮23连接的联轴器，本申请实施例中的联动轴选用梅花型挠性联轴器，能够减少电机与传动轴之间轴向误差带来的影响，使粉轮运转更加平稳。选用型号为NK5-C30-8-12的联轴器，两端孔径分别可以为8mm和12mm。

工作时，送粉器开始送粉时，粉末从料仓1粉末出口12下落，进入粉轮2表面的粉槽230中，粉轮23在动力装置31的驱动下开始转动进行拨粉，当粉轮23转过180°时，粉末从粉槽230中下落出粉口22的出粉漏斗。气力输送系统4的第一气路向料仓1输入加载平衡气体，在载气的正压下，粉末流入进料管路(未图示)，然后输送至加工表面。为确保粉末的均匀和稳定输送，气力输送系统4的第二气路将气体引入粉轮仓2的落粉腔进行落粉。同时，在料仓1出口附件的超声换能器14振动，以防止粉末团聚，保证粉末的顺利流出。本申请实施例中的粉末可以为合金粉末。

如图5所示，送粉器的气力输送系统4，包括依次连接的空压机40，油水分离器41，干燥器42，气瓶43，过滤器44，减压阀45，流量控制阀46，流量计47，三通阀门48。三通阀48包括第一出气口和第二出气口分别与料仓1和粉轮仓2连接，形成第一气路和第二气路。第一气路进入送粉器的料仓1，用于平衡料仓内气压，使粉末容易下落；第二气路进入粉轮仓2，用于输送从漏斗落下的粉末。送粉器的性能取决于送粉管道的直径和输送系统的压降，它们是送粉器设计的主要参数。粉末的基本特性、供给方式、输送距离、高度等后设计合理的参数值。

如图6所示，本实用新型实施例还提供一种粉系统，包括上述实施例中的送粉器、与送粉器的出粉口22连接的送粉喷嘴5、及送粉管道(未图示)。送粉喷嘴5包括第一喷嘴单元51、第二喷嘴单元52、及连接第一喷嘴单元51和第二喷嘴单元52的连杆结构53。连杆结构53包括上连杆531和下连杆532，通过调整连杆结构53上螺栓的位置，可以调整对称喷嘴的间距和夹角，以适应不同的应用场景。送粉管道的管径范围为1～100mm。

第一喷嘴单元51包括上板511、下板512、及连接所述上板511和下板512的隔板513；上板511开设有与隔板513配合构成粉末通道的第一粉槽，下板512的上表面开设有与隔板513配合构成保护气通道的第二粉槽，第二粉槽略大于第一粉槽。上板511和下板512之间设有能够进行气体和固体分离的滤网(视图角度未能示出)，上板511、隔板513、下板512、及滤网之间通过固定件连接，并且所述上板511、隔板513、下板512、及滤网之间的接触表面设有密封圈。

第二喷嘴单元52包括上板521、下板522、及连接所述上板521和下板522的隔板523；上板521开设有与隔板523配合构成粉末通道的第一粉槽，下板522的上表面开设有与隔板523配合构成保护气通道的第二粉槽，第二粉槽略大于第一粉槽。上板521和下板522之间设有能够进行气体和固体分离的滤网524，上板521、隔板523、下板522、及滤网524之间通过固定件连接，并且所述上板521、隔板523、下板522、及滤网524之间的接触表面设有密封圈。

为了提高送粉喷嘴输出粉末的汇聚性，一方面，要在喷嘴处减小或者卸除载气；另一方面，需要添加保护气、整流气，抑制粉末流动的扩散，对出粉口22处的粉末流进行整形。因此，本文设计了如图5所示的卸载式同轴送粉喷嘴，喷嘴的气流通道分为两类，一类通入混合了合金粉末的载气，在该通道设置滤网结构，载气可以自由通过滤网，而合金粉末颗粒会受到滤网的阻隔而继续在通道内流动，进而实现气固分离；另一类通道通入保护气，以抑制粉末流的扩散，对喷嘴出口的粉末流进行整形。

本实用新型实施例的送粉喷嘴5采用的是同轴送粉喷嘴，气流通道分为两类，一类通入混合了合金粉末的载气，在该通道设置滤网结构，载气可以自由通过滤网，而合金粉末颗粒会受到滤网的阻隔而继续在通道内流动，进而实现气固分离；另一类通道通入保护气，以抑制粉末流的扩散，对喷嘴出口的粉末流进行整形。

在本文的描述中，术语“多个”指两个或更多个。在本文的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”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；术语“安装”、“连接”、“固定连接”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实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种送粉器，其特征在于，所述送粉器包括：

料仓，设有粉末进口和粉末出口，设置成能够存储粉末；

粉轮仓，包括与所述料仓的粉末出口连接进粉口和出粉口，所述粉轮仓内设有粉轮；

传动仓，包括带动所述粉轮转动的动力装置；

气力输送系统，包括与所述料仓连接的第一气路和与所述粉轮仓连接的第二气路。

2.根据权利要求1所述的送粉器，其特征在于：所述料仓包括出粉端，所述出粉端设有超声换能器，所述超声换能器的输出功率为0～2000W，输出超声波频率为20～500kHz。

3.根据权利要求1所述的送粉器，其特征在于：所述粉轮侧面开设有多个沿周向间隔布置的粉槽，所述粉槽沿粉轮的轴线方向延伸并且与所述粉轮的轴线具有夹角，所述夹角范围为0～60°。

4.根据权利要求1所述的送粉器，其特征在于：所述气力输送系统输送的气流速度范围为0～10m/s，所述气力输送系统的气体压力调节范围为0～1MPa。

5.根据权利要求4所述的送粉器，其特征在于：所述气力输送系统包括依次连接的空压机、油水分离器、干燥器、气瓶、过滤器、减压阀、流量控制阀、流量计、及三通阀，所述三通阀包括第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与所述料仓连接形成第一气路，第二出气口与所述粉轮仓连接形成第二气路。

6.根据权利要求1所述的送粉器，其特征在于：所述动力装置包括与所述粉轮连接的传动机构，所述送粉器还包括与所述传动机构连接的步进电机；所述步进电机包反应式、永磁式、及混合式电机其中任意一种，所述传动机构包括齿轮传动、绳带传动、及链传动其中任意一种。

7.一种送粉系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述送粉器、与所述送粉器的粉轮仓连接的送粉喷嘴、及送粉管道。

8.根据权利要求7所述的送粉系统，其特征在于：所述送粉喷嘴包括第一喷嘴单元、第二喷嘴单元、及连接所述第一喷嘴单元和第二喷嘴单元的一个或者多个连杆结构，所述第一喷嘴单元和第二喷嘴单元分别包括载气通道和保护气体通道。

9.根据权利要求8所述的送粉系统，其特征在于：所述第一喷嘴单元和第二喷嘴单元分别包括上板、下板、及连接所述上板和下板的隔板；所述上板开设有与所述隔板配合构成所述载气通道的第一粉槽，所述下板的上表面开设有与所述隔板配合构成所述保护气体通道的第二粉槽。

10.根据权利要求9所述的送粉系统，其特征在于：所述上板和所述下板之间设有能够进行气体和固体分离的滤网，所述上板、隔板、下板、及滤网之间通过固定件连接，并且所述上板、隔板、下板、及滤网之间的接触表面设有密封圈。

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