专利名称：粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及粉末冶金加热设备，特别涉及一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器。
背景技术：
粉末冶金温压工艺是将加有特殊有机聚合物的混合粉末加热到某特定温度后(250℃以下)，进行压制再用传统的烧结工艺进行烧结。粉末所需加热的温度由粉末冶金的力学理论决定，同时也要考虑到粉末的流动性能，试验研究表明，粉末的流动性能与松装密度都受粉末的温度影响，且存在一个临界温度，超过这个温度后粉末的流动性能将随着温度的升高而剧烈下降。在生产实践中，为了能使得粉末顺利通过加热器，进入模具，粉末的温度不能过超过影响粉末流动性的临界温度。目前，用于温压工艺的加热装置主要采用的加热方式有微波加热和热壁传导加热两种，其中热壁传导加热主要采用热油加热和电阻加热两种方式；亦即现有的加热装置主要包括下述三种类型(1)微波加热装置；微波加热器利用微波作为热源对粉末进行加热，微波是一种电磁波，其加热本质上是体积的，亦就是粉末体流的内部与外表面一起直接被加热；采用微波加热方式，加热速度快，加热温度易于控制，粉末温度分布比较均匀，内外粉末温差小；但微波加热装置存在结构复杂，技术难度大，生产成本高的缺点。(2)电阻加热装置；电阻加热方式是直接把热电阻贴在加热器的热壁上，通过热壁与粉末的温差进行热传导；电阻加热装置的热壁传导加热的粉末内外温度分布不均匀，靠近热壁的粉末温度高，远离热壁的粉末温度低，两者温差较大；对于电阻加热方式，由于温度升高的速度快，很难精确控制加热粉末的温度，如不采用微机模糊控制，将会产生较大的温度波动，而对粉末的流动性能及其他性能造成影响。(3)热传导液加热器；热传导液加热器方式是采用热传导液循环，加热壁面，对粉末进行热传导加热；热传导液拥有良好的传热性能，易于实现温度控制，能够控制最高温度不超过粉末的边界温度，很适合温压工艺的应用，目前主要采用热油为热传导液。
热传导液加热器与电阻加热器同属于热壁传导加热，它们的共同缺点是离热壁距离越远粉末温度越低，与热壁温差较大。要实现较低温差粉末加热，就得缩小热壁间距，现有的加热器中，热壁间距都是固定的，因而其一次加热粉末量是固定的，但在实际生产中，制造大小不同的零件所需要的粉末量不同；而且不同的粉末其热传导性能不同，即是在相同热壁间距条件下，加热不同的粉末其温差就不同，所以现有的固定热壁间距的加热器存在这样的缺陷一是不能调节一次加热出粉量以适应生产大小不同零件的需求；二是不能通过调节间距来调节加热粉末的温差。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、适应面广、加热温度均匀、升温平稳的热壁间距可调及换热单元可增减的粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现本热传导液粉末加热器包括换热单元，其特征在于还包括换热单元间距调节结构。
所述换热单元间距调节结构包括间距调整构件、驱动构件；换热单元与间距调整构件相连接，间距调整构件与驱动构件相连接。
所述间距调整构件包括两组对称设置在换热单元两侧的连杆组，两连杆组分别与换热单元两侧相连接，同时两连杆组的与固定滑槽相连接；所述固定滑槽可位于加热器的底座支架上。
所述连杆组包括连杆、上、下端销、支撑销，连杆之间通过上、下端销及支撑销相铰接，上、下端销与换热单元两侧相连接，支撑销与加热器的底座支架上的固定滑槽相连接。
所述换热单元包括油箱和油箱架，油箱嵌入连接在油箱架内，油箱设置有循环油进口和出口，油箱架的侧面上、下端设置有滑槽，所述滑槽与连杆组的上、下端销配合连接形成移动副，油箱架的两侧上端还设置有吊臂，所述吊臂悬挂在固定滑动导轨上；所述固定滑动导轨可位于加热器的底座支架上。
所述换热单元可为两个或两个以上，如果换热单元的数量为N，那么由N个换热单元构成的加热腔数量为N-1个。
所述驱动构件位于间距调整构件的一侧，包括驱动板、驱动螺杆、螺杆挡环、卡环，驱动板两端通过设置于固定滑槽内的驱动滑块与连杆组相连接，驱动螺杆穿过底座壁板并与驱动板螺纹连接，螺杆挡环嵌入底座壁板内，卡环卡接在驱动螺杆上；螺杆挡环和卡环对驱动螺杆进行限位。
所述驱动螺杆的螺纹采用自锁牙形，使调节后的驱动螺杆不会因为受到压力而自行移动产生位移。
本热传导液粉末加热器的底部设置有出粉结构，所述出粉结构包括动栅板、定栅板、定位导轨和刮板，动栅板和定栅板设置有间隔大小相同的栅格，定栅板位于动栅板上并与动栅板贴合配合连接，动栅板与动力机构，如气缸相连接以驱动其作往复运动，动栅板与定栅板的栅格大小间隔一致，两者相配合形成加热腔的闸门，当栅格重叠时，闸门打开，可以排出粉末；当栅格错开时，闸门关闭，粉末不能流出，从而实现加热腔下端的密封；定位导轨位于定栅板上并与油箱架下端贴合连接，位于前、后最外侧的两块油箱架下端分别连接有刮板，刮板在油箱架移动时可沿定栅板及定位导轨滑动，通过线接触防止粉末泄漏。
本热传导液粉末加热器的侧面密封由相邻的油箱架配合实现，具体为油箱架的侧面前后侧分别为互相错开设置的长、短板，相邻的油箱架的长、短板相互配合连接并贴合滑动，达到在变化加热腔空间的同时始终保持侧面密封的效果；其中油箱架的短板长度决定了加热腔的最小厚度(亦即热壁最小间距)，油箱架的长板与短板长度之和决定了加热腔的最大厚度(即是热壁最大间距)。
本实用新型的作用原理是当通过外力旋转驱动螺杆，使得驱动板水平移动时，与驱动板相连接的连杆组一端被牵引驱动产生水平移动，由于与连杆组连接的末端换热单元位置固定，连杆组的另一端也被水平限位，所以连杆组内的连杆之间的间距发生变化(如果连杆都是对称相同的，那么间距的变化是均匀一致的)，又由于换热单元与连杆组相连接，所以连杆的移动同时亦带动换热单元产生位移，从而使换热单元之间形成的加热腔的厚度发生变化，实现热壁间距调节，满足不同的加热工艺的需要。由于换热单元与连杆组及底座密封构件之间的配合都是滑动配合，而且换热单元是相对独立结构，其与外部构件的连接方式都是可拆式活动连接，所以换热单元能够根据实际的需求而直接增减，可以实现调节加热出粉量以适应生产大小不同零件的需求。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果(1)控制操作容易；采用热传导液提供热量，容易实现温度控制，不会出现温度波动，避免对粉末造成热冲击影响粉末的性能；(2)实现间距可调；从温度控制角度来考虑，调节热壁间距，可以调节粉末层温差，满足不同工艺对粉末温度精度的不同要求；从加热粉末流量来考虑，调节间距，可以调节一个加热周期出粉量的多少，满足生产大小不同零件对粉末需求量不同的要求；(3)调节方便简单；本实用新型增减换热单元，可以实现对加热粉末流量的有级调节，相对来说，间距调节是对粉末流量的无级调节，亦即是微调，这样本热传导液粉末加热器同时实现了有级调节与无级调节两种功能，大大提高了设备的柔性，可以较好地适用于粉末冶金温压工艺过程。
图1是本热传导液粉末加热器的结构示意图。
图2是图1所示热传导液粉末加热器去除底座及壁板后的立体图。
图3是图1所示热传导液粉末加热器的底座与前、后壁板的立体图。
图4是图1所示热传导液粉末加热器的换热单元及底面密封结构示意图。
图5是图1所示热传导液粉末加热器的侧面密封结构示意图。
图6是图5所示侧面密封结构的局部视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例图1～图6示出了本实用新型的具体结构，由图1～图3可见，本热传导液粉末加热器包括有底座1、左、右、前、后壁板2、3、4、5、换热单元、连杆组、驱动构件、底部出粉构件，左、右、前、后壁板2、3、4、5位于底座1上并与底座1构成一方形腔体，换热单元、连杆组、驱动构件、底部出粉构件位于此方形腔体内。
所述换热单元有四个，换热单元构成三个加热腔；换热单元的结构如图4所示，由图4可见，所述换热单元包括有油箱6及油箱架7，油箱6嵌入连接在油箱架7内，油箱6设置有循环油进口6-1和出口6-2，油箱架7的侧面上、下端设置有滑槽7-1、7-2，油箱架7的两侧上端还设置有吊臂7-3、7-4，吊臂7-3、7-4悬挂在底座1上前、后壁板4、5上部设置的固定滑动导轨4-1、5-1上。
所述连杆组对称设置在油箱架7两侧，包括连杆8、上、下端销9、10、支撑销11，各连杆8之间通过上、下端销9、10及支撑销11相铰接，上、下端销9、10与油箱架7侧面的上、下端滑槽7-1、7-2相配合连接形成移动副，支撑销11与底座1上前、后壁板4、5中部设置的支架4-2、5-2上的固定滑槽4-3、5-3相连接，结构如图2及图3所示。
所述驱动构件位于连杆组靠近左壁板2一侧，包括驱动板12、驱动螺杆13、螺杆挡环14、卡环15，驱动板12两端通过设置于前、后壁板中部的固定滑槽4-3、5-3内的驱动滑块12-1与连杆组一端的驱动连杆8相连接，可带动驱动连杆8前后移动，连杆组另一侧的上、下端销9、10及油箱架7相对于前后壁板4、5是水平定位的，驱动螺杆13穿过底座左壁板2并与驱动板12螺纹连接，驱动螺杆13的螺纹采用自锁牙形，使调节后的驱动螺杆13不会因受到装粉对油箱6产生的水平压力而自行移动产生位移，螺杆挡环14嵌入底座左壁板2内，卡环15卡接在驱动螺杆13上，如图1及图2所示，螺杆挡环14和卡环15对驱动螺杆13进行限位。
所述底部出粉构件如图1、图2及图4所示，由图1、图2及图4可见，本底部出粉构件包括动栅板16、定栅板17、定位导轨18和刮板19，动栅板16和定栅板17设置有间隔大小相同的栅格，定栅板17位于动栅板16上并与动栅板16贴合配合连接，动栅板16一端设置有连接环16-1，通过连接环16-1可与气缸(图中未示出)连接以驱动动栅板16作往复运动，动栅板16与定栅板17的栅格大小间隔相同，两者相配合形成加热腔的闸门，当栅格重叠时，闸门打开，可以排出粉末；当栅格错开时，闸门关闭，粉末不能流出，从而实现加热腔下端的密封；定位导轨18位于定栅板17上并与油箱架7下端贴合连接，位于前、后最外侧的两块油箱架7下端分别连接有刮板19，刮板19在油箱架7移动时可沿定栅板17及定位导轨18滑动，通过线接触防止粉末泄漏。
本热传导液粉末加热器的侧面密封由相邻的油箱架7配合实现，具体结构如图5及图6所示，由图5及图6可见，油箱架7的侧面前后侧分别为互相错开设置的长、短板7-5、7-6，相邻的油箱架的长、短板7-5、7-6相互配合连接并贴合滑动，达到在变化加热腔空间的同时始终保持侧面密封的效果；其中油箱架7的短板7-6的长度h决定了加热腔的最小厚度(亦即热壁最小间距)，油箱架7的长板7-5与短板7-6长度之和H+h决定了加热腔的最大厚度(即是热壁最大间距)，亦即加热腔厚度h1的大小范围为h≤h1≤H+h。
本热传导液粉末加热器的作用原理是当通过外力旋转驱动螺杆13，使得驱动板12水平移动时，与驱动板12相连接的连杆组一端被牵引驱动产生水平移动，由于连杆组的另一端被水平定位，所以连杆组内的连杆8之间的水平间距发生变化，因为连杆组的连杆8都是对称相同的，所以连杆8间距的变化是均匀一致的，又由于换热单元与连杆组相连接，所以连杆8的移动同时亦带动换热单元产生相同的位移，使四个换热单元之间形成的三个加热腔的厚度发生一致的变化，从而实现热壁间距的调节，满足不同的加热工艺的需要。由于换热单元与连杆组及底座密封构件之间的配合都是滑动配合，而且换热单元是相对独立结构，其与外部构件的连接方式都是可拆式活动连接，所以换热单元能够根据实际的需求而直接增减，只要增减相应的油箱6、油箱架7和连杆8，就能实现增加或减少加热腔体的目的，满足调节加热出粉量适应生产大小不同零件的需求。
权利要求1.一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，包括换热单元，其特征在于包括换热单元间距调节结构。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于所述换热单元间距调节结构包括间距调整构件、驱动构件；换热单元与间距调整构件相连接，间距调整构件与驱动构件相连接。
3.根据权利要求2所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于所述间距调整构件包括两组对称设置在换热单元两侧的连杆组，两连杆组分别与换热单元两侧相连接，同时两连杆组与固定滑槽相连接。
4.根据权利要求3所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于所述连杆组包括连杆(8)、上、下端销(9、10)、支撑销(11)，连杆(8)之间通过上、下端销(9、10)及支撑销(11)相铰接，上、下端销(9、10)与换热单元两侧相连接，支撑销(11)与加热器的底座(1)上的固定滑槽(4-3、5-3)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于所述换热单元包括油箱(6)和油箱架(7)，油箱(6)嵌入连接在油箱架(7)内，油箱(6)设置有循环油进口(6-1)和出口(6-2)，油箱架(7)的侧面上、下端设置有滑槽(7-1、7-2)，油箱架(7)的两侧上端还设置有吊臂(7-3、7-4)。
6.根据权利要求5所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于油箱架(7)的侧面前后侧分别为互相错开设置的长、短板(7-5、7-6)，相邻的油箱架(7)的长、短板(7-5、7-6)相互配合连接并贴合滑动。
7.根据权利要求2所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于所述驱动构件位于间距调整构件的一侧，包括驱动板(12)、驱动螺杆(13)、螺杆挡环(14)、卡环(15)，驱动板(12)两端通过设置于固定滑槽(4-3、5-3)的驱动滑块(12-1)与连杆组相连接，驱动螺杆(13)穿过底座壁板(2)并与驱动板(12)螺纹连接，螺杆挡环(14)嵌入底座壁板(2)内，卡环(15)卡接在驱动螺杆(13)上。
8.、根据权利要求7所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于所述驱动螺杆(13)的螺纹采用自锁牙形。
9.根据权利要求1所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于底部设置有出粉结构，所述出粉结构包括动栅板(16)、定栅板(17)，动栅板(16)和定栅板(17)设置有间隔大小相同的栅格，定栅板(17)位于动栅板(16)上并与动栅板(16)贴合配合连接，动栅板(16)与动力机构相连接。
10.根据权利要求9所述的一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，其特征在于所述出粉结构包括定位导轨(18)和刮板(19)；定位导轨(18)位于定栅板(17)上并与油箱架(7)下端贴合连接，位于前、后最外侧的两块油箱架(7)下端分别连接有刮板(19)。
专利摘要本实用新型提供一种粉末冶金温压工艺用热传导液粉末加热器，包括换热单元，还包括换热单元间距调节结构；所述换热单元间距调节结构包括间距调整构件、驱动构件；换热单元与间距调整构件相连接，间距调整构件与驱动构件相连接。本热传导液粉末加热器具有结构合理、控制操作容易的优点，可以方便地调节热壁间距从而调节出粉末量及粉末层温差，满足生产大小不同零件对粉末需求量不同的要求及不同工艺对粉末温度精度的不同要求，因而大大提高了设备的柔性，可以很好地应用于粉末冶金温压工艺过程，适应性较强。
文档编号B22F3/14GK2625082SQ0324692
公开日2004年7月14日 申请日期2003年6月5日 优先权日2003年6月5日
发明者邵明, 欧阳家强, 李元元, 周照耀 申请人:华南理工大学