[发明专利]一种复合运动送粉器

说明书

技术领域

本发明属于激光材料加工和先进制造技术领域，具体涉及一种复合运动送粉器，它特别适合于流动性差或无流动性粉末的自动送粉，可以满足激光熔覆和激光三维制造技术的需要。

背景技术

激光熔覆技术在冶金、机械、航空、航天等领域获得了广泛的应用，而激光熔覆送粉器是其中的关键装备，目前，国内外使用的自动送粉器种类较多，包括：刮吸式、刮板式、螺旋式、鼓轮式、毛细管式、气动式等。上述不同种类的送粉器虽然各有特点，但是对于流动性差的细粉、铝粉、氧化铝粉的送给都存在不同程度的问题。

粉末学研究表明，大于100μm的粒子较难产生粒子间的相互作用，表现出较好的流动性；而小于100μm的粉末，它们的表面积大，容易产生粒子间的相互作用，表现为流动性差。细小粉末流动性差的原因是因为相邻粒子间引力产生的粘附作用较强，而且粉末粒子与器壁间的粘附作用也较强；同时，细小粉末的粘附作用会表现为粒子间的凝聚现象，粘附作用和凝聚作用合称为粘聚性，粉末产生粘聚性的原因包括：①干燥状态下的范德华力、静电力；②吸湿状态下的桥接和毛细管作用；③密度小；④表面粗糙度大等。

目前，常规送粉器送给150目(106μm)以上的较粗粉末效果较好；对于粒度200目(75μm)以下的细小粉末，由于粘聚性强导致其流动性差甚至没有流动性，容易在粉斗中造成堵塞，即使采用搅拌杆也难以达到满意的送粉效果。粉末在送粉器中的流动性还与其安息角有关，安息角的定义为：当粉末自漏斗落下堆积成圆锥体，该圆锥体的母线与水平面之间的夹角称为粉末的安息角。150～300目不锈钢粉和铝粉的安息角分别为36°和60°左右，安息角越大，粉末的流动性越差。

螺旋送粉器虽然可以送给流动性差的粉末，但是在一个螺距的送粉过程中，会产生粉末流量不均匀的现象，即螺旋送粉的“脉动现象”。其原因有两个：第一个原因是当螺旋的端面运动到不同的位置时，落粉的位置在圆周上持续变化，容易造成送给量的差异，特别是当螺杆水平横向布置时，螺旋叶轮转动到不同角度时与筒壁形成的存料空间不同，粉末受到的阻力有较大差异，表现为在65°旋转角附近出现送粉脉冲。第二个原因是，由于流动性差的粉末在圆管内的“团聚”、“成拱”作用较强，在螺旋叶轮的推动作用下，会在不同的旋转角产生随机落粉现象，从而造成粉末的不均匀送给。

纯气动送粉法虽然可以解决粉末在漏斗中的堵塞问题，但是其粉末送给精度较差，不能满足激光熔覆的要求。

流动性差的粉末难以均匀送给的问题严重影响了激光熔覆技术的发展和应用，因此，研究适合于微细、流动性差粉末均匀定量送给的送粉器具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决现有送粉器难以均匀送给微细粉末的问题，本发明公开了一种复合运动送粉器，该装置在送给细小合金钢粉末、铝合金粉末、陶瓷粉末等流动性差的粉末时不会出现堵塞现象，送粉过程稳定，送给量均匀且连续可调。

本发明的技术方案为：一种复合运动送粉器，其特征在于：所述送粉器包括推进轴、筒体、粉斗、滑块和转盘；

所述筒体包括上、下筒体二部分；粉斗位于下筒体内，所述推进轴的一端穿过上筒体伸入到下筒体内，推进轴下部有搅拌杆，其底部安装有螺旋叶轮，搅拌杆和螺旋叶轮位于粉斗内；连通管的两端分别位于上、下筒体内，用于使上、下筒体的气压稳定一致；

所述下筒体上安装有出粉管，出粉管的入粉口与粉斗的落粉管分别位于滑块两端的上方；滑块的两端分别为落粉端和吸粉端，滑块安装在转盘上，滑块的旋转和定位中心为转盘的中心轴；转盘上开有粉槽，转盘与主传动轴连接，使其能够在主传动轴带动下转动；

工作时，所述筒体保持气密性，送入粉斗内的粉末被搅拌杆打散，避免粉末在粉斗中形成拱结构，推进轴底部的螺旋叶轮按照设定的速度反转推送粉末，并通过落粉管进入转盘的粉槽内并逐渐充满粉槽，所述滑块对粉槽内的粉末进行整平，转盘随主传动轴转动，使粉槽内的粉末转动到出粉管的入粉口处时被出粉管吸出，完成送粉过程。

本发明的送粉原理为螺旋叶轮推进和转盘式抽吸相结合的复合运动送粉方式，特别适用于流动性差或无流动性的粉末，通过上述复合运动方式使得粉末送给量均匀且连续可调。具体而言，本发明的特点体现在以下几个方面：

(1)所述送粉器包括上、下两个筒体，通过中间盖板连接；上、下筒体的筒壁可以采用透明材料(如有机玻璃材料等)，以便观察送粉过程。

(2)所述送粉器推进轴与转盘的转速之比K需要是常数，这是保证均匀送粉的前提条件，该常数与推进轴下部螺旋叶轮的尺寸以及转盘环形槽的尺寸有关。