一种球形金属粉末简易分离装置的制作方法

本发明涉及粉末分离技术领域，具体涉及一种球形金属粉末简易分离装置。

背景技术：

在增材制造、热等静压及粉末注射成形等领域中，要求采用的金属粉末必须具有良好的充填能力，这对金属粉末的球形度提出了更高的要求。然而，在球形金属粉末的制备过程中，不可避免的会出现一些不规则的金属粉末，这些非球形金属粉末的出现，严重影响了金属粉末整体的流动性，因此快速准确地分离球形金属粉末与非球形金属粉末成为了金属粉末预处理的关键问题之一。

目前，分离球形金属粉末与非球形金属粉末的方法主要有干筛分法、斜面式分离法等，但是干筛分法仅适合于非球形金属粉末与球形金属粉末的粒度差异较大时的情况，而斜面式分离法又很难进行连续分离，都无法满足实际使用需求。因此，非常有必要设计出一种能够快速准确分离球形金属粉末和非球形金属粉末的简易装置，以满足实际使用需求。

技术实现要素：

本发明提供一种球形金属粉末简易分离装置，以解决现有技术中的分离方法无法快速准确分离球形金属粉末和非球形金属粉末而不能满足实际使用需求的问题。

本发明实施例提供一种球形金属粉末简易分离装置，包括装料斗、伞形转盘、刮板、驱动电机、球形金属粉末收集箱和非球形金属粉末收集箱；

所述装料斗设置在所述伞形转盘的一侧上方，所述刮板固定设置在所述伞形转盘的另一侧上方，且所述刮板的下端面与所述伞形转盘的上端面相抵接；

所述伞形转盘通过设置在其下方的所述驱动电机进行匀速旋转，所述球形金属粉末收集箱设置在所述伞形转盘的与所述装料斗相同一侧的下方，非球形金属粉末收集箱设置在所述伞形转盘的与所述刮板相同一侧的下方。

作为本发明的优选方式，所述伞形转盘的转速为10～50转/分钟；所述伞形转盘的倾斜角度为5～45°。

作为本发明的优选方式，所述伞形转盘的母线长度为30～50cm；所述伞形转盘的上端面与所述装料斗的下端之间的距离为10～30cm。

作为本发明的优选方式，所述装料斗通过一个高度和位置均可调节的可调支架进行固定。

作为本发明的优选方式，所述伞形转盘的下方设置有支撑支架，所述支撑支架的下端设置有固定支架，所述固定支架的下端连接所述驱动电机。

作为本发明的优选方式，所述伞形转盘的制作材料为玻璃，所述伞形转盘的上端面的制作材料选自不锈钢材料、橡胶材料或布料中的一种。

作为本发明的优选方式，所述刮板的一端通过螺栓固定在所述伞形转盘的顶点位置处，所述刮板的另一端延伸出所述伞形转盘的边缘处。

本发明实施例提供的一种球形金属粉末简易分离装置，通过设置了伞形转盘，并使伞形转盘在驱动电机的驱动下进行匀速旋转，然后将待分离的金属粉末倒入装料斗中，使其通过装料斗的下端落至伞形转盘上，落到伞形转盘上的金属粉末受到重力和摩擦力的双重作用；由于球形金属粉末与非球形金属粉末的形态差异，从而导致两者的运动阻力与运动方式存在明显差异，球形金属粉末阻力小使得其运动方式为滚动，而非球形金属粉末阻力大使得其运动方式为滑动或停留，即相对于伞形转盘静止，因此在伞形转盘的转速、倾斜角等相配合的情况下，可实现两者的快速分离。球形金属粉末将沿伞形转盘滚下落入伞形转盘下方的球形粉末收集箱中，而非球形金属粉末则随伞形转盘继续转动，直至设置在伞形转盘上方的刮板阻碍其运动并将其刮至非球形金属粉末收集箱中。

该装置将伞形转盘的倾斜角度和旋转运动的优势结合起来，实现了球形金属粉末和非球形金属粉末的连续快速准确的分离，使分离效率大大提高。此外，该装置结构简单，操作方便，可根据实际情况调整各个部件的位置，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种球形金属粉末简易分离装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种球形金属粉末简易分离装置的另一结构示意图。

其中，1、可调支架，2、装料斗，3、伞形转盘，4、螺栓，5、刮板，6、非球形金属粉末收集箱，7、驱动电机，8、球形金属粉末收集箱，9、支撑支架，10、固定支架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

本发明实施例公开了一种球形金属粉末简易分离装置，参照图1和图2所示，该装置包括装料斗2、伞形转盘3、刮板5、驱动电机7、球形金属粉末收集箱8和非球形金属粉末收集箱6；装料斗2设置在伞形转盘3的一侧上方，刮板5固定设置在伞形转盘3的另一侧上方，且刮板5的下端面与伞形转盘3的上端面相抵接；伞形转盘3通过设置在其下方的驱动电机7进行匀速旋转，球形金属粉末收集箱8设置在伞形转盘3的与装料斗2相同一侧的下方，非球形金属粉末收集箱6设置在伞形转盘3的与刮板5相同一侧的下方。

本实施例中，该装置为一种分离球形金属粉末与非球形金属粉末的简易装置，待分离的金属粉末可以是钛合金粉末(如ti6al4v粉末)，也可以是不锈钢粉末(如316l粉末)、高温合金粉末(如gh4169粉末)、难熔金属粉末(如ta粉末)等。一般地，待分离的金属粉末的粒度范围为15～250μm。

上述装置中，球形金属粉末收集箱和非球形金属粉末收集箱均优选设置为长方形箱体，且相对设置，两个箱体中间留有一定的间隙，驱动电机以及设置在其上的伞形转盘即设置在该间隙中。伞形转盘在驱动电机的驱动下，可沿顺时针方向或者逆时针方向进行匀速旋转，本发明实施例对伞形转盘的旋转方向不做限定，本领域技术人员根据实际情况自行设定即可。

此外，刮板的下端面需与伞形转盘的上端面紧密抵接，使得两端面接触间没有空隙，同时刮板固定设置在伞形转盘的另一侧上方，使得伞形转盘旋转时确保刮板不随之旋转，以确保刮板能够将全部的非球形金属粉末刮到非球形金属粉末收集箱内。一般地，刮板设置在与装料斗相对的位置处。

优选地，装料斗2通过一个高度和位置均可调节的可调支架1进行固定。

具体地，装料斗与可调支架可以设计为一个整体，方便调整装料斗的高度和位置，可调支架的底端设置在球形金属粉末收集箱的向外的一侧。

优选地，伞形转盘3的下方设置有支撑支架9，支撑支架9的下端设置有固定支架10，固定支架10的下端连接驱动电机7。

具体地，伞形转盘的下方设置的支撑支架，能够起到对伞形转盘的简单支撑作用。支撑支架的下端进一步连接有固定支架，固定支架的下端连接驱动电机，从而驱动电机可以通过固定支架和支撑支架带动伞形转盘进行匀速转动。

优选地，伞形转盘3的制作材料为玻璃，伞形转盘3的上端面的制作材料选自橡胶材料、不锈钢材料或布料中的一种。

具体地，伞形转盘优选采用玻璃制作，可以在金属粉末落入球形金属粉末收集箱或非球形金属粉末收集箱时，经过伞形转盘的侧面时，金属粉末可不过多的粘附在伞形转盘的侧面上。

同时，伞形转盘的上端面采用不锈钢材料、橡胶材料或布料中的一种材料制作，具有一定的表面粗糙度，可以提供不同表面粗糙度的接触面，能够在金属粉末落下时形成不同的摩擦阻力。

优选地，刮板5的一端通过螺栓4固定在伞形转盘3的顶点位置处，刮板5的另一端延伸出伞形转盘3的边缘处。

具体地，将刮板设置在伞形转盘的另一侧上方时，其一端通过螺栓固定在伞形转盘的顶点位置处，另一端沿着伞形转盘向下延伸并延伸出伞形转盘的边缘处，这样设置可以确保刮板可以将伞形转盘上端面上的非球形金属粉末全部刮至非球形金属粉末收集箱中，避免有遗漏的非球形金属粉末继续随伞形转盘的转动而进入球形金属粉末收集箱中。

在利用该装置对待分离的金属粉末进行分离操作时，首先调整好装料斗、球形金属粉末收集箱和非球形金属粉末收集箱的位置，然后设定驱动电机的转速并开动驱动电机，再将待分离的金属粉末倒入装料斗中，使其通过装料斗的下端落至伞形转盘上，落到伞形转盘上的金属粉末受到重力和摩擦力的共同作用。此时，球形金属粉末将沿伞形转盘滚下直接落入到球形粉末收集箱中，而非球形金属粉末则随伞形转盘继续转动，直至刮片阻碍其运动并将其刮至非球形金属粉末收集箱中，从而实现了球形金属粉末和非球形金属粉末的连续快速准确的分离，不仅操作简单，还能使分离效率大大提高。

需要说明的是，进行分离操作时，需将整个装置置于封闭空间内，并通以惰性气体进行保护，这样可以避免金属粉末的污染及氧化问题。

球形金属粉末的筛选分离效果受多个因素的综合影响，如伞形转盘的转速、倾斜角度、表面粗糙程度及装料斗与伞形转盘之间的距离等参数。根据待筛分金属粉末的具体状态不同，可综合调整，确保最佳筛分效果。

在上述实施例的基础上，伞形转盘3的转速为10～50转/分钟；伞形转盘3的倾斜角度为5～45°。

本实施例中，当伞形转盘的转速过快时，非球形金属粉末会克服阻力，也会落入球形金属粉末收集箱中，导致球形金属粉末收集箱中的金属粉末的球形度≤85％；而当伞形转盘的转速过慢时，部分球形金属粉末不足以克服阻力，从而使得部分球形金属粉末未落入球形金属粉末收集箱中，导致非球形金属粉末收集箱中出现部分球形金属粉末。

进一步地，当伞形转盘的倾斜角度过大时，非球形金属粉末易落入球形金属粉末收集箱中；当伞形转盘的倾斜角度过小时，部分球形金属粉末没有落入球形金属粉末收集箱中，反而会进入到非球形金属粉末收集箱中。

在上述实施例的基础上，伞形转盘3的母线长度为30～50cm；伞形转盘3的上端面与装料斗2的下端之间的距离为10～30cm。

本实施例中，当伞形转盘的上端面选择不同的材料制作时，其接触面的表面粗糙度是不同的，因此提供的金属粉末与接触面的摩擦阻力也是不同的。例如，伞形转盘的上端面采用前述的不锈钢材料、橡胶材料或布料中的一种材料来制作时，接触面的表面粗糙度依次增大，从而提供的金属粉末与伞形转盘上的接触面的摩擦阻力也是依次增大的。同时，设置的伞形转盘的母线长度要足够包含住金属粉末落下的区域。

进一步地，伞形转盘的上端面与装料斗的下端之间的距离也要适宜，可以有效避免造成金属粉末大量堆积在伞形转盘上的情况。

球形金属粉末的筛选分离效果受多个因素的综合影响，根据待分离的金属粉末的具体状态情况，综合调整，确保最佳筛分效果。根据前期试验理想结果，得出以下参数经验值：

当伞形转盘的转速设置为10～50转/分钟，且伞形转盘的倾斜角度设置为5～45°时，且伞形转盘的母线长度为30～50cm，装料斗与伞形转盘之间的距离为10～30cm时，分离的效果最佳。

下面结合具体优选的实施例对本发明做进一步详细描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例一

调整好各个组件的位置，使伞形转盘的上端面与装料斗的下端之间的距离为10cm，所取伞形转盘的母线长度为30cm，倾斜角度为15°，伞形转盘的上端面选用橡胶材料制作；开启并调整驱动电机的转速，使伞形转盘的转速为30转/分钟，然后将500g粒度为15～250μm的ti6al4v粉末缓慢倒入装料斗中。

经分离后，非球形金属粉末收集箱中的非球形金属粉末占总体待分离的金属粉末的2％，球形金属粉末收集箱中的球形金属粉末的球形度≥90％。

实施例二

调整好各个组件的位置，使伞形转盘的上端面与装料斗的下端之间的距离为20cm，所取伞形转盘的母线长度为40cm，倾斜角度为30°，伞形转盘的上端面选用布料材料制作；开启并调整驱动电机的转速，使伞形转盘的转速为40转/分钟，然后将500g粒度小于15～45μm的316l粉末缓慢倒入装料斗中。

经分离后，非球形金属粉末收集箱中的非球形金属粉末占总体待分离的金属粉末的2％，球形金属粉末收集箱中的球形金属粉末的球形度≥85％。

实施例三

调整好各个组件的位置，使伞形转盘的上端面与装料斗的下端之间的距离为30cm，所取伞形转盘的母线长度为50cm，倾斜角度为5°，伞形转盘的上端面选用不锈钢材料制作；开启并调整驱动电机的转速，使伞形转盘的转速为10转/分钟，然后将500g粒度为45～150μm的ta粉缓慢倒入装料斗中。

经分离后，非球形金属粉末收集箱中的非球形金属粉末占总体待分离的金属粉末的3％，球形金属粉末收集箱中的球形金属粉末的球形度≥90％。

实施例四

调整好各个组件的位置，使伞形转盘的上端面与装料斗的下端之间的距离为25cm，所取伞形转盘的母线长度为35cm，倾斜角度为45°，伞形转盘的上端面选用橡胶材料制作；开启并调整驱动电机的转速，使伞形转盘的转速为50转/分钟，然后将500g粒度为150～250μm的gh4169粉缓慢倒入装料斗中。

经分离后，非球形金属粉末收集箱中的非球形金属粉末占总体待分离的金属粉末的1％，球形金属粉末收集箱中的球形金属粉末的球形度≥98％。

由于在增材制造、热等静压及粉末注射成形等领域中，要求金属粉末的球形度需大于85％，因此利用本发明实施例提供的装置能够将球形度大于85％的金属粉末与其他金属粉末进行连续快速分离，极大的提高了分离效率，可推广使用。

本发明实施例提供的一种球形金属粉末简易分离装置，通过设置了伞形转盘，并使伞形转盘在驱动电机的驱动下进行匀速旋转，然后将待分离的金属粉末倒入装料斗中，使其通过装料斗的下端落至伞形转盘上，从而球形金属粉末将沿伞形转盘滚下落入伞形转盘下方的球形粉末收集箱中，而非球形金属粉末则随伞形转盘继续转动，直至设置在伞形转盘上方的刮板阻碍其运动并将其刮至非球形金属粉末收集箱中。

该装置将伞形转盘的倾斜角度和旋转运动的优势结合起来，实现了球形金属粉末和非球形金属粉末的连续快速准确的分离，使分离效率大大提高。此外，该装置结构简单，操作方便，可根据实际情况调整各个部件的位置，实用性强。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”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；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。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发明中的具体含义。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。