一种气雾化制粉设备用供料机构及气雾化制粉设备

摘要

本发明公开了一种气雾化制粉设备用供料机构及气雾化制粉设备，涉及增材制造技术领域。该气雾化制粉设备用供料机构包括旋转送料杠、旋转盘和多个夹具：旋转送料杠相对设置在感应线圈的上方；旋转盘包括设在旋转送料杠和感应线圈之间的盘体，盘体上沿周向间隔设置有多个卡孔，每个卡孔均能够卡接一个夹具，且卡孔的数量不少于夹具的数量，每个夹具均能够夹持一根原料棒材；每个卡孔的一侧均设置有一个与卡孔连通的避让孔，旋转盘旋转时，卡孔和避让孔均能够移动到与感应线圈上下相对的位置，且夹具能够由避让孔卡入卡孔，旋转送料杠与多个夹具中的一个可脱离连接。通过该气雾化制粉设备用供料机构能够提高原料棒材的供料效率，更加省时省力。

说明书

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种气雾化制粉设备用供料机构及气雾化制粉设备。

背景技术

在金属增材制造领域内，高质量球形金属粉末是保证打印件性能优良的基础条件。目前，常使用电极感应熔炼气雾化法来获得高质量的球形金属粉末，通过该方法制备的金属粉末具有球形度高、杂质含量低和细粉率高等特点。该方法的基本原理为：将具有锥形底部的原料棒材尖端对准感应线圈中心，在交变磁场的作用下，原料棒材快速升温至熔点，熔融液流沿着原料棒材向下流动并落入雾化喷盘中心，被超高速气流冲击破碎并冷凝成金属粉末。

利用电极感应熔炼气雾化法制备球形金属粉末过程中，需要将单根原料棒材悬挂在供料室中旋转送料杠的挂钩上，每熔化完一根原料棒材，就需要打开一次供料室的舱门进行供料，再进行抽真空后制备金属粉末，且单次抽真空需要消耗几分钟时间，整体供料效率较低，费时费力。

基于此，亟需一种气雾化制粉设备用供料机构及气雾化制粉设备，用以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气雾化制粉设备用供料机构及气雾化制粉设备，在制备球形金属粉末过程中，能够提高原料棒材的供料效率，更加省时省力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种气雾化制粉设备用供料机构，包括旋转送料杠，所述旋转送料杠相对设置在气雾化制粉设备中感应线圈的上方，所述气雾化制粉设备用供料机构还包括旋转盘和多个夹具；

所述旋转盘包括设置在所述旋转送料杠和所述感应线圈之间的盘体，沿所述盘体的周向，所述盘体上间隔设置有多个卡孔，每个所述卡孔均被配置为能够卡接一个所述夹具，且所述卡孔的数量不少于所述夹具的数量，每个所述夹具均能够夹持一根原料棒材；

每个所述卡孔的一侧均设置有一个与所述卡孔连通的避让孔，所述旋转盘旋转时，所述卡孔和所述避让孔均能够移动到与所述感应线圈上下相对的位置，且所述夹具能够由所述避让孔卡入所述卡孔，或所述夹具能够与所述卡孔脱开进入所述避让孔，所述旋转送料杠与多个所述夹具中的一个可脱离连接，并能够在所述夹具进入所述避让孔后带动所述夹具旋转或升降。

可选地，所述盘体上对称设置有两个开孔区，沿所述盘体的周向，每个所述开孔区均包括两个间隔设置的所述卡孔和设置在两个所述卡孔之间并同时与两个所述卡孔连通的一个所述避让孔。

可选地，所述旋转送料杠的底部设置有挂钩，所述夹具的上部设置有挂钩槽，所述挂钩被配置为能够与所述挂钩槽钩连或与所述挂钩槽脱离，所述卡孔卡接在位于所述挂钩槽下部的所述夹具上。

可选地，所述夹具的上部设置有限位板，所述夹具卡接在所述卡孔内时，所述限位板的下表面与所述盘体的上表面抵接以限制所述夹具向下移动，且所述限位板的尺寸小于所述避让孔的尺寸。

可选地，所述限位板的上方间隔设置有钩板，所述挂钩槽设置在所述钩板的底部；

沿所述钩板的径向，所述钩板上在所述挂钩槽的一侧还开设有避让口，所述挂钩能够通过所述避让口进入所述挂钩槽并与所述挂钩槽钩连，或通过所述避让口脱出所述挂钩槽。

可选地，所述夹具的下部设置有套筒，所述套筒向下开口并套设在所述原料棒材的顶部；

沿所述套筒的周向，所述夹具还包括多个间隔设置的紧固螺钉，每个所述紧固螺钉均由所述套筒的外部穿入所述套筒的内部设置，以在转动时夹紧或松开所述原料棒材。

可选地，所述卡孔为弧形卡孔。

可选地，所述旋转盘还包括转轴，所述转轴与所述盘体固定连接且同轴设置；

所述气雾化制粉设备用供料机构还包括驱动电机，所述驱动电机的输出端通过所述转轴和所述旋转盘连接，以带动所述旋转盘转动。

本发明还提供了一种气雾化制粉设备，其包括如上所述的气雾化制粉设备用供料机构。

可选地，所述气雾化制粉设备还包括感应线圈，所述感应线圈间隔设置在所述盘体的下方。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种气雾化制粉设备用供料机构及气雾化制粉设备，其工作过程如下：初始时，在每个夹具上分别夹持一根原料棒材，并将所有夹具均卡接到卡孔中；转动旋转盘，使夹持有夹具的一个卡孔(记为第一个卡孔)和感应线圈上下相对，并使第一个卡孔中的夹具(记为第一个夹具)与旋转送料杠相连；再转动旋转盘，即可使第一个夹具由第一个卡孔中脱出并进入与第一个卡孔相邻的避让孔(记为第一个避让孔)内，此过程中，第一个夹具始终处于与感应线圈相对的位置；

通过旋转送料杠使第一个夹具下降，通过感应线圈对第一个夹具夹持的原料棒材进行熔化；通过旋转送料杠使第一个夹具上升返回至第一个避让孔内，再转动旋转盘，即可使第一个夹具重回第一个卡孔或其它空的卡孔中；

之后，脱开旋转送料杠和第一个夹具之间的连接，再转动旋转盘，使夹持有夹具的其它卡孔和感应线圈上下相对，则可参照上述步骤，依次对第二个夹具等其余夹具所夹持的原料棒材进行熔化。

整体来看，通过以上设置进行供料时，可以连续熔化与夹具等数量的原料棒材，中途无需进行人工换料，有效提高了供料效率，更加省时省力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构的俯视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构中旋转盘的盘体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构的工作过程示意图一；

图4是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构的工作过程示意图二；

图5是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构的工作过程示意图三；

图6是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构的仰视结构示意图；

图7是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构中旋转送料杠的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构中第一夹具的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的气雾化制粉设备用供料机构中钩板的仰视结构示意图。

图中：

1、旋转送料杠；11、挂钩；111、大径圆柱体；112、小径圆柱体；

2、旋转盘；21、盘体；211、第一开孔区；2111、第一卡孔；2112、第一避让孔；2113、第二卡孔；212、第二开孔区；2121、第三卡孔；2122、第二避让孔；2123、第四卡孔；22、转轴；

3、第一夹具；31、钩板；311、挂钩槽；312、避让口；32、限位板；33、连接螺栓；34、套环；35、套筒；36、紧固螺钉；

4、第二夹具；5、第三夹具。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种气雾化制粉设备用供料机构，如图1所示，其包括旋转送料杠1、旋转盘2和多个夹具。其中，旋转送料杠1设置在气雾化制粉设备中感应线圈的上方。旋转盘2包括设置在旋转送料杠1和感应线圈之间的盘体21，沿盘体21的周向，盘体21上间隔设置有多个卡孔，每个卡孔均能够卡接一个夹具，且卡孔的数量不少于夹具的数量。每个夹具均能够夹持一根原料棒材。

每个卡孔的一侧均设置有一个与卡孔连通的避让孔。旋转盘2旋转时，每个卡孔和每个避让孔均能够移动到与感应线圈上下相对的位置(本实施例中，通过使卡孔和避让孔均位于同一圆周上，并使感应线圈正对该圆周上某一孔位设置，以实现此目的)，且夹具能够由避让孔卡入卡孔或与卡孔脱开进入避让孔，旋转送料杠1与多个夹具中的一个可脱离连接，并能够在夹具进入避让孔后带动夹具旋转或升降。

此时，该气雾化制粉设备用供料机构的工作过程如下：

初始时，在每个夹具上分别夹持一根原料棒材，并将所有夹具均卡接到卡孔中；转动旋转盘2，使夹持有夹具的一个卡孔(记为第一个卡孔)和感应线圈上下相对，并使第一个卡孔中的夹具(记为第一个夹具)与旋转送料杠1相连；再转动旋转盘2，即可使第一个夹具由第一个卡孔中脱出并进入与第一个卡孔相邻的避让孔(记为第一个避让孔)内，此过程中，第一个夹具始终处于与感应线圈相对的位置；

通过旋转送料杠1使第一个夹具下降，通过感应线圈对第一个夹具夹持的原料棒材进行熔化，此过程中保持旋转盘2不转动；熔化完成后，通过旋转送料杠1使第一个夹具上升返回至第一个避让孔内，再转动旋转盘2，即可使第一个夹具进入与第一个避让孔相邻的一个空的卡孔(可以为第一个卡孔，也可以为与第一个避让孔相邻的另一空的卡孔)中；

之后，脱开旋转送料杠1和第一个夹具之间的连接，再转动旋转盘2，使夹持有夹具的其它卡孔和感应线圈上下相对，则可参照上述过程，依次对第二个夹具、第三个夹具等其余夹具所夹持的原料棒材进行熔化。

整体来看，通过以上气雾化制粉设备用供料机构进行供料时，可以连续熔化与夹具等数量的原料棒材，中途无需进行人工换料，极大提高了供料效率，更加省时省力。进一步地，除有益于提升工作效率外，通过以上气雾化制粉设备用供料机构进行供料时，仅会使需要熔化的原料棒材下降，而使不需熔化的原料棒材远离感应线圈，保证生产更加顺利持续地进行。

下面，对本实施例中旋转盘2的设置进行介绍。

除盘体21外，如图1所示，旋转盘2还包括转轴22，转轴22与盘体21固定连接且同轴设置。该气雾化制粉设备用供料机构还包括驱动电机，驱动电机的输出端通过转轴22和旋转盘2连接以带动旋转盘2转动。本实施例中，盘体21呈圆盘结构，其外径为φ320mm，且盘体21与转轴22一体化设置，结构十分稳固。

考虑到成本和易用性问题，本实施例中，如图2所示，在盘体21上对称设置有两个开孔区。沿盘体21的周向，每个开孔区均包括两个间隔设置的卡孔和设置在两个卡孔之间并同时与两个卡孔连通的一个避让孔。按此，可使盘体21沿同一旋转方向转动，并实现三根原料棒材的连续生产，且结构简单、易于制造。

为便于后续叙述，在此将两个开孔区分别记为第一开孔区211和第二开孔区212，并将夹持三根原料棒材的夹具分别记为第一夹具3、第二夹具4和第三夹具5。其中，第一开孔区211内设置有第一卡孔2111、第一避让孔2112和第二卡孔2113，第二开孔区212内设置有第三卡孔2121、第二避让孔2122和第四卡孔2123。需要注意的是，本实施例中，第一避让孔2112和第二避让孔2122处均设置为敞口形式，以最大程度地避免对夹具的升降造成干涉。

下面，结合图2-图5，对上述设置下的气雾化制粉设备用供料机构的工作过程进行介绍：

(1)首先，结合图2和图3所示，使旋转送料杠1与第一夹具3(相当于前述的第一个夹具)钩连，并使第一夹具3位于第一避让孔2112，则可通过旋转送料杠1带动第一夹具3垂直向下进给，使第一夹具3夹持的第一根原料棒材被感应线圈加热熔化，熔体落入雾化喷盘中心被雾化并冷凝成细金属颗粒；此过程中旋转盘2保持不动，当第一根原料棒材完成生产后，使旋转送料杠1反向向上运动，可带动夹具返回初始位置；

(2)通过旋转送料杠1带动第一夹具3旋转，使第一夹具3上的避让口312朝向第二卡孔2113，调整完毕后，旋转盘2逆时针旋转，第一夹具3卡入第二卡孔2113中，之后使挂钩11和第一夹具3脱开连接；

(3)旋转盘2继续逆时针旋转，旋转送料杠1通过挂钩11与夹持第二根原料棒材的第二夹具4(相当于前述的第二个夹具，第二夹具4开始时位于第三卡孔2121内)钩连；旋转盘2继续逆时针旋转，结合图2和图4所示，旋转送料杠1将第二夹具4带至第二避让孔2122处，第二根原料棒材在此位置进行雾化制粉；制粉过程中旋转盘2保持不动，当第二根原料棒材生产完毕后，旋转送料杠1向上运动并带动第二夹具4返回第二避让孔2122处；

(4)旋转盘2继续逆时针旋转，第二夹具4卡入第四卡孔2123中，之后使挂钩11和第二夹具4脱开连接；

(5)旋转盘2继续逆时针旋转，旋转送料杠1通过挂钩11与夹持第三根原料棒材的第三夹具5(相当于前述的第三个夹具，第三夹具5开始时位于第一卡孔2111内)钩连；旋转盘2继续逆时针旋转，结合图2和图5所示，旋转送料杠1将第三夹具5带至第一避让孔2112处进行雾化制粉。

至此，通过旋转盘2和旋转送料杠1的配合实现了三根原料棒材的连续生产。在整个过程中，旋转盘2始终沿逆时针方向转动，易于控制且耗能少。当然，在其它实施例中，根据实际需要也可设置其它数量的夹具和卡孔等，不以本实施例为限。

最后，结合图6-图9，对旋转送料杠1和夹具的具体结构进行介绍。

可选地，如图7和图8所示，在旋转送料杠1的底部设置有挂钩11，夹具的上部设置有挂钩槽311，挂钩11能够与挂钩槽311钩连或与挂钩槽311脱离，从而实现了旋转送料杠1和夹具之间的可脱离连接。卡孔则卡接在位于挂钩槽311下部的夹具上。

本实施例中，因第一夹具3、第二夹具4和第三夹具5的结构相同，故下面仅以第一夹具3为例，对夹具的结构进行介绍。

如图6和图8所示，夹具的上部设置有限位板32。当夹具卡接在卡孔内时，限位板32的下表面能够与盘体21的上表面抵接，从而限制夹具向下移动，将夹具固定在卡孔位置。同时，限位板32的尺寸小于避让孔的尺寸，以在夹具进入避让孔后可以保证夹具随旋转送料杠1顺利升降。

进一步地，如图8和图9所示，在限位板32的上方还间隔设置有钩板31，挂钩槽311即设置在钩板31的底部。沿钩板31的径向，钩板31上在挂钩槽311的一侧还开设有避让口312，挂钩11能够通过避让口312进入挂钩槽311并与挂钩槽311钩连，挂钩11也可以通过避让口312脱出挂钩槽311。

此外还可看到，避让口312远离挂钩槽311的一侧设置为扩口结构，以更便于挂钩11进出。可以理解的是，钩板31的尺寸也应小于避让孔的尺寸。

对于挂钩11的具体结构而言，如图7所示，从旋转送料杠1的底部由下到上设置有同轴的大径圆柱体111和小径圆柱体112，从而形成了挂钩11。挂钩槽311为圆槽结构，挂钩11进入挂钩槽311后，通过旋转送料杠1使挂钩11上升，则可使大径圆柱体111卡接在挂钩槽311内，实现挂钩11和挂钩槽311的钩连。

可选地，如图6和图8所示，夹具的下部设置有套筒35，套筒35向下开口并套设在原料棒材的顶部。沿套筒35的周向，夹具还包括多个间隔设置的紧固螺钉36，每个紧固螺钉36均由套筒35的外部穿入套筒35的内部设置，从而可通过转动紧固螺钉36夹紧或松开原料棒材。本实施例中，盘体21上的卡孔均设置为弧形卡孔，以和套筒35的形状相适配，同时能够使套筒35的进出更加顺滑。此外可以理解的是，在旋转盘2运行时，通过弧形卡孔和套筒35之间的配合，可以实现套筒35和旋转盘2在转动方向上的相对固定，即可使套筒35随旋转盘2一起转动或停止。

进一步地，限位板32和钩板31均设置为圆板。其中，限位板32和盘体21一体化设置。沿钩板31的周向，在夹具中均匀设置有多个连接螺栓33，限位板32通过多个连接螺栓33和钩板31可拆卸连接，结构十分稳固。在每个连接螺栓33外还套设有两个套环34，其中一个套环34位于限位板32和钩板31之间，以将限位板32和钩板31间隔开来；另一个套环34则夹持在连接螺栓33的头部和钩板31的上表面之间，使钩板31受力更加均匀。

本实施例还提供了一种气雾化制粉设备，其包括如上所述的气雾化制粉设备用供料机构。具体地，该气雾化制粉设备为电极感应熔炼气雾化制粉设备。

进一步地，该气雾化制粉设备还包括感应线圈，感应线圈与旋转送料杠1相对设置且感应线圈间隔设置在盘体21的下方。

综上，本实施例提供了一种气雾化制粉设备用供料机构及气雾化制粉设备，在制备球形金属粉末过程中，能够实现多根原料棒材的连续生产，提高了换料效率，能够有效节约时间和人力。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。