專(zhuān)利名稱(chēng)：一種均勻可調(diào)送粉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種均勻可調(diào)送粉裝置。
背景技術(shù)：
在化學(xué)氣相沉積、激光熔覆與等離子噴涂等工藝中都涉及到粉體定量均勻輸送 的問(wèn)題，其控制質(zhì)量大小與均勻性直接關(guān)系到工藝的成敗與涂層性能的優(yōu)劣。如在化學(xué)氣 相沉積工藝中，有多種原料常溫下是固體(如&C14、HfCl4, TaCl5, ZrF4, YBr3等)，有兩種 方法可以將原料送入反應(yīng)爐中，一是加熱氣化后引入爐中，該方法原料的利用率低，且容易 堵塞管道；二是直接將原料粉以固態(tài)的形式送入反應(yīng)爐，這種方法可以克服上述缺點(diǎn)，但需 要解決均勻定量控制的問(wèn)題，特別是細(xì)粉小量均勻給料的的輸送問(wèn)題。如果送粉不均勻，就 會(huì)導(dǎo)致涂層的成分和結(jié)構(gòu)有很大的變化，而影響涂層的性能。目前，一些送粉裝置，如電磁 振動(dòng)型送粉裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且可控性差；普通的螺旋送粉器多為水平安裝，易受氣壓波動(dòng) 影響，均勻性差，更不適合小流量送粉；在粉料具有揮發(fā)性、易于潮解時(shí)，普通的螺旋送粉器 經(jīng)常卡死，不能正常工作。在激光熔覆加工與等離子噴涂工藝中，送粉裝置也是一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。近幾年開(kāi)發(fā) 的激光熔覆送粉裝置主要分為氣流輸送和非氣流輸送兩種。采用氣流送粉方式，不易控制， 粉料易被送氣流吹走，熔池易產(chǎn)生氣體擾動(dòng)，到達(dá)目標(biāo)位置的粉體較少且不均勻，既影響質(zhì) 量，又浪費(fèi)原料。非氣流送粉，易造成送粉速率不均，粉末也不能很好地匯聚在激光光斑處， 而且易在送粉嘴處堵塞。粉體越細(xì)，送粉均勻性越差。等離子噴涂與熱噴涂(焊)等工藝多 為氣流送粉，送粉均勻性，特別是小量均勻送粉，很難控制，往往是造成涂層(或焊接，或修 補(bǔ))不均。普通螺旋送粉裝置一般是螺旋軸水平(或傾斜)安裝，料罐垂直安裝在螺旋軸的 前端，原料在重力的作用下落向螺旋軸旋，在螺旋軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下將原料送向目標(biāo)位置。它的 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造與維修。缺點(diǎn)是送料均勻性差，均勻性和精度主要靠螺旋軸的結(jié) 構(gòu)和精度控制，很難精確輸送小流量粉料，誤差大。在壓力不波動(dòng)的情況下每分鐘質(zhì)量誤差 在1克以上(相對(duì)誤差一般大于15%)；出料口壓力波動(dòng)時(shí)，送粉的均勻性差別很大，特別是 瞬時(shí)壓差較大時(shí)，易出現(xiàn)斷料或滑料(快速流出)，對(duì)于硬度較大超細(xì)粉很容易出現(xiàn)螺旋軸 卡死現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能用于氣相沉積、激光熔覆與等離子噴涂等工藝的均勻 可調(diào)送粉裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括調(diào)速電機(jī)、調(diào)速電機(jī)傳動(dòng) 軸、料罐蓋、料罐、送料軸、進(jìn)氣管，料罐上有罐蓋，料罐與罐蓋之間有真空密封墊圈，罐蓋中 間有真空動(dòng)密封裝置，罐蓋邊部有裝料口，動(dòng)密封裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上端與調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸連 接，下端與送料軸上端相連接，送料軸垂直安裝，送料軸下部為螺旋軸，螺旋軸插入料罐底 部的送料管之中，送料軸為中空軸，送料軸上端與動(dòng)密封裝置轉(zhuǎn)動(dòng)軸的連接處設(shè)有間隙，送
3料管的下部連通出氣出粉管，送料管和出氣出粉管中部接進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)有閥門(mén)。作為改進(jìn)，送料軸的中部設(shè)有攪拌葉片。作為進(jìn)一步改進(jìn)，螺旋軸插入的送料管深度為20 40mm，留在料罐的高度為10 20mmo螺旋軸外直徑比插入的送料管的內(nèi)徑小0. 0Γ0. 25mm。本發(fā)明采用垂直螺旋送粉，利用重力與螺旋兩種作用力的共同協(xié)調(diào)作用，能夠很 好地克服螺旋軸卡死的問(wèn)題，同時(shí)送料的均勻性大幅度提高。將螺旋軸改成中空后，在壓力 不波動(dòng)的情況下，每分鐘質(zhì)量誤差降低到0. 1克以下(相對(duì)誤差小于5%)。本發(fā)明采用中空 螺旋軸的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，最大限度地保持了螺旋軸上下壓力一致性，不影響密封 性，也不產(chǎn)生堵孔現(xiàn)象。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠耐用，送粉均勻可調(diào)，且粉量調(diào)節(jié)范圍 寬，既可由于氣流輸送，也可由于非氣流輸送，既可由于真空送粉，也可由于氣壓送粉，與其 他設(shè)備能很好配合等特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明均勻可調(diào)送粉裝置的一種實(shí)施方式的縱向剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的均勻可調(diào)送粉裝置包括調(diào)速電機(jī)1、調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸2、罐蓋 3、料罐4、送料軸6、進(jìn)氣管7，料罐4與罐蓋3之間有真空密封墊圈5，罐蓋3中間有真空動(dòng) 密封裝置8，罐蓋3邊部有裝料口 9，動(dòng)密封裝置8的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上端與調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸2連接， 下端與送料軸6上端相連接，送料軸6垂直安裝，送料軸6下部為螺旋軸12，螺旋軸12插 入料罐4底部的送料管13之中，螺旋軸12插入的送料管13深度為20 40mm，留在料罐4 的高度為10 20mm ；螺旋軸12的外直徑比插入的送料管13的內(nèi)徑小0. θΓθ. 25mm。送料 軸6為中空軸，送料軸6上端與動(dòng)密封裝置8的轉(zhuǎn)動(dòng)軸10的連接處設(shè)有間隙16，送料管13 的下部連通出氣出粉管15，送料管13和出氣出粉管15中部接進(jìn)氣管7，進(jìn)氣管7上設(shè)有閥 門(mén)14。送料軸6的中部設(shè)有攪拌葉片17。本發(fā)明采用垂直螺旋送粉，利用重力與螺旋兩種作用力的共同協(xié)調(diào)作用，能夠很 好地克服螺旋軸12卡死的問(wèn)題，同時(shí)送料的均勻性大幅度提高。將送料軸6改成中空后， 在壓力不波動(dòng)的情況下，每分鐘質(zhì)量誤差降低到0. 1克以下(相對(duì)誤差小于5%)。這是因?yàn)椋?盡管外部的壓力不變，但料罐4是密封的，隨著原料的流動(dòng)減少，料罐4內(nèi)部的壓力會(huì)自動(dòng) 降低，部分氣體會(huì)自動(dòng)沿螺旋軸12的間隙逆流進(jìn)料罐4內(nèi)，仍然會(huì)影響粉體的流動(dòng)，粉體越 細(xì)，螺旋軸12的間隙越小，送粉量越大，這種影響越明顯。中空螺旋軸保證了螺旋軸12上 下壓力的一致性，就不會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象了。通常情況下送粉的氣體壓力(或沉積爐等工作的 壓力)是波動(dòng)的，特別是在氣體開(kāi)關(guān)時(shí)，這種壓力變化很大，此時(shí)無(wú)中空螺旋軸粉體流量變 化很大，甚至關(guān)掉送粉器，仍有粉體流下。而中空螺旋軸就很好克服了這個(gè)現(xiàn)象，氣體的壓 力和流速對(duì)送粉速率無(wú)影響。本發(fā)明采用中空螺旋軸的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，最大限度地保持了螺旋軸上下 壓力一致性，不影響密封性，也不產(chǎn)生堵孔現(xiàn)象。如果從外部引一個(gè)由料罐上端到出氣出料口的通氣管，既不利于密封，又占一定的空間位置，不利于安裝，如果粉料細(xì)小或有揮發(fā)性， 同時(shí)這個(gè)通氣管在水平段很容易堵孔。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠耐用，送粉均勻可調(diào)，且粉量調(diào)節(jié)范圍寬，既可由于 氣流輸送，也可由于非氣流輸送，既可由于真空送粉，也可由于氣壓送粉，與其他設(shè)備能很 好配合等特點(diǎn)。實(shí)施例一
利用ZrCl4-CH4-H2-Ar系統(tǒng)，常壓化學(xué)氣相沉積ZrC涂層，將送粉器安裝在立式氣相沉 積爐的爐頂中部，ZrCl4粉末由裝料口 9裝入料罐4中，碳源氣CH4、還原氣H2及稀釋氣Ar 由進(jìn)氣管7引入，開(kāi)動(dòng)調(diào)速電機(jī)1，使螺旋軸12按指定速度旋轉(zhuǎn)，ZrCl4粉就由螺旋軸12下 端穩(wěn)定流下，與進(jìn)氣管7進(jìn)入的氣體混合，由出氣出粉管15直接進(jìn)入氣相沉積爐中，ZrCl4 粉進(jìn)入爐后，被加熱氣化，在基體上還原碳化為ZrC涂層。螺旋軸直徑25mm，送料管直徑為25. Olmm時(shí)，不同的螺旋節(jié)距(mm)、螺旋軸轉(zhuǎn)速 (r/min)情況下，輸送30 50μπι ZrCl4粉體時(shí)的送粉速率如表1。可以看出在不同的螺 旋節(jié)距和螺旋軸轉(zhuǎn)速的情況下，送粉的誤差不高于0. 003 g/min，相對(duì)誤差小于1. 5%。表1 ZrCl4粉體的送粉速率
權(quán)利要求
1.一種均勻可調(diào)送粉裝置，其特征是，包括調(diào)速調(diào)速電機(jī)、調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸、料罐蓋、 料罐、送料軸、進(jìn)氣管，料罐上有罐蓋，料罐與罐蓋之間有真空密封墊圈，罐蓋中間有真空動(dòng) 密封裝置，罐蓋邊部有裝料口，動(dòng)密封裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上端與調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸連接，下端與送 料軸上端相連接，送料軸垂直安裝，送料軸下部為螺旋軸，螺旋軸插入料罐底部的送料管之 中，送料軸為中空軸，送料軸上端與動(dòng)密封裝置轉(zhuǎn)動(dòng)軸的連接處設(shè)有間隙，送料管的下部連 通出氣出粉管，送料管和出氣出粉管中部接進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)有閥門(mén)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的均勻可調(diào)送粉裝置，其特征是，送料軸的中部設(shè)有攪拌葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的均勻可調(diào)送粉裝置，其特征是，螺旋軸插入的送料管深度為20 40mm,留在料罐的高度為10 20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的均勻可調(diào)送粉裝置，其特征是，螺旋軸外直徑比插入的送料管的 內(nèi)徑小 0. ΟΓΟ. 25mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種均勻可調(diào)送粉裝置，包括調(diào)速電機(jī)、調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸、料罐蓋、料罐、送料軸、進(jìn)氣管，料罐上有罐蓋，料罐與罐蓋之間有真空密封墊圈，罐蓋中間有真空動(dòng)密封裝置，罐蓋邊部有裝料口，動(dòng)密封裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上端與調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸連接，下端與送料軸上端相連接，送料軸垂直安裝，送料軸下部為螺旋軸，螺旋軸插入料罐底部的送料管之中，送料軸為中空軸，送料軸上端與動(dòng)密封裝置轉(zhuǎn)動(dòng)軸的連接處設(shè)有間隙，送料管的下部連通出氣出粉管，送料管和出氣出粉管中部接進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)有閥門(mén)。本發(fā)明利用重力與螺旋兩種作用力的共同協(xié)調(diào)作用，能夠很好地克服螺旋軸卡死的問(wèn)題，將螺旋軸改成中空后，在壓力不波動(dòng)的情況下，提高送粉精度。
文檔編號(hào)B65G33/08GK102114972SQ20111000806
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者劉崗, 李國(guó)棟, 熊翔, 王雅雷, 鄭湘林 申請(qǐng)人:中南大學(xué)