一种进料装置以及等离子组合离心雾化制粉装置的制作方法

本发明涉及金属制粉领域，具体而言，涉及一种进料装置以及等离子组合离心雾化制粉装置。

背景技术：

随着注射成型、热喷涂、3D打印等技术的飞速发展，人们对金属粉末的要求越来越高，尤其金属粉末的形状、粒度、粒度分布及纯净度，更是直接影响到注射成型、热喷涂、3D打印等技术制造出的成品效果，也是限制这些技术发展的重要因素。

现有技术中，雾化法是制备球形金属粉末的主要方法，其包括气体雾化和离心雾化。气体雾化通过高速的惰性气流对金属液滴形成冲击破碎来实现雾化，并最终凝固成粉，气体雾化形成的金属粉末球形度好，但粒度分布范围较宽、颗粒细化均匀度不足且内部缺陷较多。离心雾化法是靠离心力将金属液滴甩出并冷凝而得到球形粉末，离心力主要是靠金属棒料自身的高速旋转或是位于金属棒料下端的离心转盘的高速旋转来实现。但这类技术主要受到金属棒料或是离心转盘的转速的限制，制备的金属粉末粒度较大。现有技术并不能满足人们对金属粉末越来越高的要求，新的制粉技术的开发迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种进料装置，其能够通过自身持续的高频振动来带动金属棒料的振动，在金属棒料熔融并形成较小的金属液滴的时候即可脱离金属棒料，从而获得较小粒度的金属粉末。

本发明的另一目的在于提供一种等离子组合离心雾化制粉装置，其包括上述进料装置、惰性气体喷盘和离心转盘，在多部件的协同作用下，获得粒度更小、粒度分布更均匀的金属粉末。

本发明的实施例是这样实现的：

一种用于等离子离心球化机的进料装置，包括管体、夹持件和驱动装置；管体具有侧壁、第一端面和第二端面，侧壁围成有长条形的空腔，第二端面设有供金属棒料穿过的第一开口；夹持件活动嵌设于空腔之中，并用于对金属棒料进行夹持；驱动装置包括用于推动夹持件远离第一端面的推动件、用于推动夹持件远离第二端面的复位件以及带动推动件的动力源，推动件和复位件分别设置于推动件的相对两侧；驱动装置可以驱动夹持件沿管体的轴心线持续振动。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，侧壁的内壁沿管体的轴线方向设有滑槽，夹持件的外壁设有与滑槽配合的滑块。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，夹持件和推动件抵接，推动件靠近第一端面的一侧连接有用于驱动推动件绕轴向自转的转杆，转杆穿过设置于第一端面的第二开口与电机连接；夹持件包括靠近推动件的第一抵接面，第一抵接面沿其直径方向设置有第一凸块，第一凸块包括沿着推动件转动方向远离夹持件的第一导向面；推动件包括靠近夹持件的第二抵接面，第二抵接面沿其直径方向设置有可与第一凸块接触和分离的第二凸块，第二凸块包括沿着推动件转动的相反方向远离推动件的第二导向面。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第一凸块的横截面为有一条边位于第一抵接面内的三角形；第二凸块的横截面为有一条边位于第二抵接面内的三角形。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第一凸块为多个，多个第一凸块围绕夹持件的轴线环形设置。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第二凸块为多个，多个第二凸块围绕推动件的轴线环形设置。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，夹持件设有供金属棒料穿过的第一通孔，第一通孔的孔壁靠近推动件的一侧具有相对设置的两个容置槽；夹持件还包括用于贯穿金属棒料的插销，插销两端分别落入两个容置槽中。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，复位件为弹簧，弹簧的一端与第二端面连接，另一端与夹持件连接。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，管体的侧壁包括可拆卸连接的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁与第一端面连接，第二侧壁与第二端面连接。

一种等离子组合离心雾化制粉装置，包括外壳、多个等离子枪、喷盘、离心转盘和上述的进料装置，外壳围成一个密闭的腔体，进料装置位于腔体的顶壁的中部，金属棒料的固定端固定于进料装置并将金属棒料的自由端伸入到腔体中，多个等离子枪环绕设置于进料装置的周围并朝向金属棒料的自由端，金属棒料的自由端下方设有喷盘，喷盘的中部设有供金属液滴通过的第二通孔，第二通孔贯穿喷盘的上表面和下表面，喷盘的下表面设有多个喷气口，多个喷气口环绕第二通孔的下缘设置并指向喷盘的轴线，喷盘的下方设置有离心转盘。

本发明实施例的有益效果是：现有技术中，等离子枪对金属棒料进行加热，金属棒料熔化并形成金属液滴，只有当金属液滴的重量达到一个临界质量的时候，金属液滴才会离开金属棒料的表面并自由落体到离心转盘上，这样的方式形成的金属液滴较大。若要采用现有的技术使金属粉末获得更小的粒径，则对离心转盘的转速要求极高，所以难以实现。本发明提供的一种进料装置包括用于夹住金属棒料的夹持部和用于驱动夹持部持续振动的驱动装置。这种进料装置在使用过程中，夹持部带动金属棒料处于持续的振动中，金属液滴不需要达到临界质量(金属液滴较小)即会被振动的金属棒料甩出，并落到离心转盘上。由于一开始形成的金属液滴就比较小，所以在后续处理的时候，更加利于获得粒度更小的金属粉末。本发明提供的一种等离子组合离心雾化制粉装置，包括上述进料装置、惰性气体喷盘和离心转盘，将振动进料、气体冲击和离心制粉结合在一起，协同作用，能够制得粒度更小、粒度分布更均匀的金属粉末。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例所提供的一种进料装置的分解示意图；

图2为本发明第一实施例所提供的一种进料装置的剖视图；

图3为本发明第一实施例所提供的一种进料装置的夹持件与金属棒料的配合示意图；

图4为本发明第一实施例所提供的一种进料装置的夹持件和推动件配合示意图；

图5为本发明第二实施例所提供的一种等离子组合雾化制粉装置的剖视图。

图标：100-进料装置；110-管体；111-侧壁；111a-第一侧壁；111b-第二侧壁；112-第一端面；113-第二端面；114-空腔；115-螺孔；116-第一开口；117-滑槽；120-夹持件；121-滑块；122-第一通孔；123-容置槽；124-插销；125-第一凸块；126-第一抵接面；127-第一导向面；131-推动件；132-复位件；133-转杆；134-第二凸块；135-第二抵接面；136-第二导向面；140-金属棒料；141-插孔；142-自由端；200-等离子组合离心雾化制粉装置；210-外壳；220-等离子枪；230-喷盘；231-第二通孔；232-喷气雾化腔；233-喷气口；240-离心转盘；241-离心转轴。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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设备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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。

第一实施例

参照图1和图2所示，本实施例提供一种用于等离子离心球化机的进料装置100，包括管体110、夹持件120、驱动装置(未标注)。

如图1和图2所示，管体110具有侧壁111、相对设置的第一端面112和第二端面113，侧壁111围成有长条形的空腔114，侧壁111包括可拆卸连接的第一侧壁111a和第二侧壁111b，二者之间通过连接件连接，连接件可以是螺纹件，也可以是插接式结构，或是其它一些可实现连接的器件。具体到本实施例，在第一侧壁111a和第二侧壁111b之间设置有相互对应的螺孔115，并通过穿过螺孔115的螺钉(图未示)进行连接。这种可拆卸式的连接，能使金属棒料140的安装与取出更加简单。同时，还有利于对空腔114中的夹持件120和驱动装置进行维护和更换。

如图1和图2所示，第一侧壁111a与第一端面112连接，第二侧壁111b与第二端面113连接，在第二端面113设有供金属棒料140穿过的第一开口116。具体来说，第一开口116的孔径应当略大于金属棒料140的直径，使得金属棒料140能够顺利通过的同时，保持整个管体110有一定的气密性。

如图1和图2所示，夹持件120活动嵌设于空腔114之中，用于对金属棒料140进行夹持。在本实施例中，夹持件120的具体位置位于第二侧壁111b的上端，在夹持件120的外壁上沿夹持件120的长度方向相对设置有两个滑块121，与之对应的，在第二侧壁111b的上端沿管体110的长度方向相对设置有两个滑槽117，在正常使用过程中，滑块121活动安装于滑槽117中，使夹持件120可以沿管体110的长度方向滑动，并限制夹持件120的转动。值得注意的是，滑块121与滑槽117的个数并没有具体的限制，可以是单个，也可以是多个，能达到限制夹持件120运动方向的目的即可。同时，滑块121与滑槽117的设置方式也不是唯一的，也可以将滑槽117设置于夹持件120上，而将滑块121设置于管体110上，复数个的滑块121与滑槽117的设置方式可以完全相同，也可以部分相同，在功能上并没有太大差异。

夹持件120对金属棒料140的具体夹持方式可以参考图3所示，夹持件120沿其长度方向设置有供金属棒料140穿过的第一通孔122，在第一通孔122的孔壁靠近第一端面112的一侧相对设置有两个容置槽123，容置槽123由夹持件120的上表面开始沿夹持件120的长度方向设置，容置槽123并没有连接到夹持件120的下表面，具体到本实施例中，容置槽123的深度为夹持件120长度的1/2。夹持件120还包括一个与容置槽123大小匹配的插销124，在实际使用过程中，金属棒料140的上部设有与插销124配合的插孔141，插孔141贯穿金属棒料140，插销124穿过插孔141并将插销124的两端分别置于两个容置槽123中来实现对金属棒料140的固定，防止金属棒料140在夹持件120振动时脱出。

如图1和图2所示，驱动装置包括位于空腔114中用于推动夹持件120远离第一端面112的推动件131，、用于推动夹持件120远离第二端面113的复位件132以及带动推动件131的动力源(图未示)。推动件131位于夹持件120和第一端面112之间，具体到本实施例中，其具体位置位于第一侧壁111a所围成的范围内。复位件132位于夹持件120和第二端面113之间，具体到本实施例中，复位件132为弹簧，弹簧的一端与第二端面113连接，另一端与夹持件120连接。弹簧的内径略大于金属棒料140的外径，使得金属棒料140可以从弹簧中间穿过。在本发明其它较佳实施例中，复位件132也可以是由多个细小的弹簧构成的弹簧组，这些细小的弹簧填充在金属棒料140与管体110之间的间隙中，并连接第二端面113和夹持件120。进一步地，复位件132也可以是橡胶垫圈等一些其他的弹性材料，同样可以起到推动夹持件120的作用。

推动件131和夹持件120之间的具体配合方式如图4所示，推动件131和夹持件120抵接，推动件131靠近第一端面112的一侧连接有用于驱动推动件131绕轴向自转的转杆133，转杆133穿过设置于第一端面112的第二开口与动力源连接；夹持件120包括靠近推动件131的第一抵接面126，第一抵接面126沿其直径方向设置有第一凸块125，第一凸块125包括沿着推动件131转动方向远离夹持件120的第一导向面127，具体到本实施例中，第一凸块125在侧壁111上的投影大致为三角形。同时，推动件131包括靠近夹持件120的第二抵接面135，第二抵接面135沿其直径方向设置有可与第一凸块125接触和分离的第二凸块134，第二凸块134包括沿着推动件131转动的相反方向远离推动件131的第二导向面136。同样地，在本实施例中，第二凸块134的在侧壁111上的投影大致为三角形。在实际使用过程中，随着推动件131的转动，第一凸块125和第二凸块134接触，由于夹持件120被限定为只能沿其长度方向运动，那么在推动件131不能带动夹持件120转动的情况下，第一凸块125和第二凸块134只能发生相对滑动，从而推动夹持件120远离推动件131运动。由于第一导向面127和第二导向面136的存在，这样的滑动并不会受到太大的阻碍。而随着转动继续，第一凸块125和第二凸块134由接触状态转为分离状态，复位件132提供的回弹力推动夹持件120重新靠近推动件131直至第一凸块125和第二凸块134的下一次接触。如此往复，实现夹持件120在其长度方向上的持续振动，振动频率随推动件131的转速而定。值得注意的是，在本实施例中，第一凸块125的具体个数为6个，并围绕夹持件120的轴线等间距地环形设置。同样地，第二凸块134的具体个数也是6个，并围绕推动件131的轴线等间距地环形设置。而在本发明其它较佳实施例中，第一凸块125和第二凸块134的具体个数可以是单个也可以是多个，多个第一凸块125或第二凸块134的分布也不限于等间隙分布，能达到推动夹持件120的目的即可。同时，推动件131推动夹持件120的方式也不限于以转动来实现，推动件131也可以是本身在电机的带动下沿管体110的长度方向持续振动，从而带动夹持件120的持续振动。

第二实施例

参照图5所示，本实施例提供一种等离子组合离心雾化制粉装置200，包括外壳210、多个等离子枪220、喷盘230、离心转盘240和进料装置100。

参照图5所示，外壳210围成一个密闭的腔体，腔体的顶壁的中部有用于放置进料装置100的进料口，进料装置100活动嵌设于进料口。金属棒料140的固定端(图未示)固定于进料装置100并将金属棒料140的自由端142伸入到腔体中。整个进料装置100由升降台控制其上下运动，从而控制进料的深度。

参照图5所示，多个等离子枪220等间距环绕设置于进料装置100的周围，与进料装置100呈合适的角度以指向金属棒料140的自由端142，从而实现对金属棒料140自由端142均匀的加热。

参照图5所示，在金属棒料140的自由端142的正下方设有喷盘230，喷盘230的中部设有供金属液滴通过的第二通孔231，第二通孔231贯穿喷盘230的上表面和下表面，第二通孔231的下端连接有圆台状的喷气雾化腔232，在喷气雾化腔232的腔壁上，环绕设有多个等间隙分布的喷气口233，喷气口233斜向下指向喷盘230的轴线。

参照图5所示，在喷盘230的下方设有离心转盘240，离心转盘240与离心转轴241连接，离心转轴241通过位于外壳210底部的第三开口与外部的电机相连。

在实际工作过程中，等离子枪220对金属棒料140的自由端142进行加热，并形成熔融的金属液滴，由于金属棒料140处于持续的振动中，并不用形成太大的金属液滴，金属液滴就会脱离金属棒料140向下坠落。在下落的过程中，金属液滴穿过喷盘230上的第二通孔231，进入到喷气雾化腔232中，从喷气口233中喷出的惰性气体对金属液滴进行冲击发生第一次破碎，形成更小的金属液滴，同时，由于所有喷气口233环形设置，会形成一个向下的合力，推动金属液滴高速砸向下方的离心转盘240，在与离心转盘240碰撞的时候，金属液滴发生第二次破碎。进一步地，伴随着高速转动的离心转盘240将金属液滴甩出，发生第三次破碎。经过先后三次破碎后冷凝得到金属粉末粒度更小，粒度分布更均匀，制粉效果极佳。

综上所述，本发明提供的一种进料装置包括用于夹住金属棒料的夹持部和用于确定夹持部持续振动的驱动装置，在使用过程中，夹持部带动金属棒料处于持续的振动中，金属液滴不需要达到临界质量即会被振动的金属棒料甩出，并落到离心转盘上，从一开始形成的金属液滴就比较小，再在后续处理的时候，更加利于获得粒度更小的金属粉末。本发明提供的一种等离子组合离心雾化制粉装置，包括上述进料装置、惰性气体喷盘和离心转盘，将振动进料、气体冲击和离心制粉结合在一起，协同作用，能够制得粒度更小、粒度分布更均匀的金属粉末。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。