具有自清理功能的观察口及应用了此观察口的生产设备的制作方法

本发明涉及金属3D打印粉生产技术领域，尤其涉及一种具有自清理功能的观察口及应用了此观察口的生产设备。

背景技术：

随着3D打印技术的不断更新和发展，以及在航天航空和医疗器械上的应用逐渐成熟，作为商业化生产的高端3D打印金属粉末，其应用市场也保持着高增长的态势。

但由于3D打印用金属粉末比传统的金属粉末要求要苛刻得多，要求球形度高，粒径均匀，粉末的成分纯净度高，外来夹杂少，因此对于3D打印金属粉末的生产过程的控制，使获得高质量金属粉末产品尤为关键。

对于高质量要求的3D打印金属粉末来说，尤其是钛合金、铝合金等高活性的金属粉末，在生产过程中必须杜绝产品与外界接触，因为如果生产过程中与空气接触，对于这些活性高的粉末来说，微细的粉末将会迅速与空气中的氧含量发生氧化，导致粉末在生产过程的吸氧量增加，很难控制粉末产品质量，此外由于微细粉末的飘洒，使得生产车间也存在由于粉末积累而引起的爆炸、起火等安全隐患，同时生产人员对金属微细粉末的吸入，也十分影响其身体健康，因此对于微细的3D打印金属粉末的生产，必须在惰性气体保护下进行，越少接触外界环境越好。

对于这种密闭式的生产环境来说，生产过程的可视化就显得尤为重要。一般来说，在粉末筛分、分级、接料、包装等每一个生产环节，需要通过增加监控观察窗，以便于随时观察在惰性气体保护的型腔内粉末的实际情况。在粉末筛分时，需要监控粉末的给料情况、落料情况，以提高筛分生产的有效性，产品的稳定性；在粉末分级时，需要通过观察窗来监控粉末在分级过程中的生产效率和粉末收集情况；在粉末包装和接料过程中，通过观察窗来判断粉末的满仓情况，落料情况。

因此，监控观察窗对于整个粉末生产过程的可视化来说，扮演着至关重要的角色。但由于3D打印用的金属粉末，为几十微米甚至十几微米的微细粉末，在密闭的生产环境中，由于气流、振动、正负压等作用，非常容易飞扬，甚至充溢在整个生产环境的型腔中，对于传统的观察窗，很快就被这些飘洒的粉末充填满，形成了视线障碍，因此在大多数时候监测观察窗形同虚设，起不到真正的监控作用。

综上所述，现在市场上急需一种能够有效解决粉末遮挡问题，以实现粉末可视化生产的观察口。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种的具有自清理功能的观察口以及应用了观察口的生产设备，以解决现有技术中的观察窗口容易被粉末遮挡，没办法实现有效监视作用的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有自清理功能的观察口，包括：

密封盖，所述密封盖设有用于固定在金属3D打印粉末生产设备的预制开口处的连接部；

透明板，所述透明板利用密封盖固定在金属3D打印粉末生产设备的预制开口，能够透过该透明板观察设备内部状况；

清理件，所述清理件位于透明板的内侧，且能够与透明板发生相对运动；以及

操作件，所述操作件安装在密封盖的外侧，所述操作件与清理件连接，操作件驱动清理件在透明板内侧运动，以对附着在透明板内侧的粉末进行清理。

进一步地，所述密封盖包括顶板，所述顶板上设有一开口，所述透明板被顶板和预制开口夹持固定，所述开口被透明板遮挡；所述连接部垂直连接于顶板的外边缘。

进一步地，所述密封盖的顶板的主视面为圆环状，所述连接部呈筒状，连接部的内侧设有用于与预制开口连接的内螺纹。

进一步地，所述清理件呈条状，所述清理件的一侧与透明板接触，清理件的中部与透明板铰接；所述操作件为旋转手柄，所述旋转手柄与清理件连接以驱动清理件绕着透明板的铰接点旋转。

进一步地，所述开口为圆形，所述透明板的主视面为圆形，所述旋转手柄的中部设有插杆，两侧设有操作板；所述插杆的端部穿过所述透明板，且与清理件的中部固定连接。

进一步地，所述清理件呈条状，所述清理件的一侧与透明板接触；所述操作件为滑块，所述透明板的外侧设有一滑道，所述滑块安装在滑道内；所述滑块与清理件固定连接，在滑块从滑道的一端向另一端运动时，清理件沿着垂直于清理件的方向上从透明板的一侧滑向另一侧。

进一步地，所述开口为矩形，所述透明板的主视面为矩形；所述清理件的长度大于矩形的宽度，滑道的方向垂直于清理件的长度方向；所述滑块的两侧分别设有防滑条纹，以便于驱动滑块在滑道往复滑动。

进一步地，所述透明板与密封盖之间设有第一密封件，操作件与透明板之间设有第二密封件。

进一步地，所述清理件与透明板接触的一侧为毛刷、清洁棉或者刮片。

相较于现有技术，本发明提供的具有自清理功能的观察口，设有操作件和清理件，在实际生产过程中，粉末覆盖透明板后，可通过操作件操纵清理件相对透明板发生运动，将附着在透明板内侧的粉末进行清理，使透明板恢复透光性，操作人员能够随时透过透明板观察设备内部情况，实现可视化生产，从而真正实现了生产过程中的有效可控，保证了生产粉末产品的质量，也提升了生产效率。

此外，本发明还提供一种设有观察口的金属3D打印粉末生产设备，设有一工作腔体，所述工作腔体上设有预制开口，所述预制开口设有内环台阶和外环台阶，其中内环台阶工作腔体外侧凸出的高度大于外环台阶，所述内环台阶高出外环台阶的部分的外侧设有外螺纹；

还包括至少一个观察口组件，每个观察口组件分别包括：

密封盖，所述密封盖包括顶板，所述顶板上设有一开口，所述顶板的外边缘设有与顶板垂直的连接部，所述连接部远离顶板的一端设有内螺纹，连接部靠近顶板的部分设有一凹槽；所述内螺纹与外螺纹适配连接，且连接部的端面抵在外环台阶的端面上，所述内螺纹与内环台阶高出外环台阶的部分等高；

透明板，所述透明板的两侧被顶板和预制开口夹持固定，透明板的边缘容置在所述凹槽内；所述开口被透明板遮挡；能够透过该透明板观察设备内部状况；

清理件，所述清理件位于透明板的内侧，且能够与透明板发生相对运动；以及

操作件，所述操作件安装在密封盖的外侧，所述操作件与清理件连接，操作件驱动清理件在透明板内侧运动，以对附着在透明板内侧的粉末进行清理。

相较于现有技术，本发明提供的设有观察口的金属3D打印粉末生产设备，安装了上述具有自清理功能的观察口，操作人员能够随时透过透明板观察设备内部情况，实现可视化生产。3D打印金属粉末生产的多种工作场合均可使用此技术，包括带有惰性气体保护的密封工作环境，也包括粉末在储存和包装过程的各个环节。从而真正实现了粉末在生产过程中的有效可控，保证了生产粉末产品的质量，也提升了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的第一实施例中，具有自清理功能的观察口的结构示意图；

图2为本发明的第一实施例中，具有自清理功能的观察口的剖面图；

图3为密封盖在图2中a处的结构放大图；

图4为预制开口在图2在a处的局部放大图；

图5为本发明的第二实施例中，具有自清理功能的观察口的结构示意图；

图6为本发明的第三实施例提供的具有自清理功能的观察口的雾化塔的结构示意图；

图7为本发明的第四实施例提供的具有自清理功能的观察口的收粉罐的结构示意图。

附图标记：

1-密封盖； 2-透明板； 3-清理件；

4-旋转手柄； 5-滑块； 6-预制开口；

11-顶板； 12-连接部； 21-滑道；

41-插杆； 42-操作板； 61-内环台阶；

62-外环台阶； 121-内螺纹； 122-凹槽；

611-外螺纹。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。

第一实施例

图1为本发明的第一实施例中，具有自清理功能的观察口的结构示意图；图2为本发明的第一实施例中，具有自清理功能的观察口的剖面图；图3为密封盖在图2中a处的结构放大图；图4为预制开口在图2在a处的局部放大图。

如图1和图2所示，本实施例提供的具有自清理功能的观察口，包括密封盖1、透明板2、清理件3以及操作件。

参阅图3，密封盖1包括顶板11，顶板11的主视面为圆环状，顶板11上设有一圆形开口；顶板11的外边缘连接有垂直于顶板11的连接部12，连接部12呈筒状，连接部12的内侧设有用于与金属3D打印粉末生产设备的预制开口6连接的内螺纹121。

当密封盖1的内螺纹121与预制开口6连接时，密封盖1的顶板11与预制开口6夹持固定透明板2，透明板2封堵开口，使工作人员能够透过该透明板2观察设备内部状况。

具体来说，如图4所示，所述预制开口6设有内环台阶61和外环台阶62，其中内环台阶61工作腔体外侧凸出的高度大于外环台阶62，所述内环台阶61高出外环台阶62的部分的外侧设有外螺纹611；

所述连接部12远离顶板11的一端设有内螺纹121，连接部12靠近顶板11的部分设有一凹槽122；所述内螺纹121与外螺纹611适配连接，且连接部12的端面抵在外环台阶62的端面上，所述内螺纹121与内环台阶61高出外环台阶62的部分等高；透明板2的两侧被顶板11和预制开口6夹持固定，透明板2的边缘容置在所述凹槽122内。

所述清理件3安装在透明板2的内侧，且其一侧面紧贴在透明板2的内侧；具体来说，清理件3与透明板2接触的一侧为刮片。

所述操作件安装在密封盖1的外侧，操作件与清理件3固定连接，在操作件的驱动下，清理件3相对透明板2运动，以对附着在透明板2内侧的粉末进行清理，避免粉末覆盖透明板2，而造成工作人员无法透过透明板2观察设备内部情况，实现可视化生产。

在本实施例中，透明板2呈圆片状，且透明板2的直径略大于开口的直径。清理件3呈条状，清理件3的中部与透明板2铰接，且清理件3的长度略大于开口的直径。所述操作件为旋转手柄4，所述旋转手柄4的中部设有插杆41，两侧设有操作板42；所述插杆41的端部穿过所述透明板2后，与清理件3的中部固定连接。

通过操作板42可以驱动旋转手柄4绕插杆41转动，进而带动条状的清理件3绕自身的中心转动，在转动过程中，清理件3能够对外露在开口区域内的透明板2，进行全面的刮擦，实现清理作用。

在本实施例中，所述透明板2与密封盖1之间设有第一密封件，操作件与透明板2之间设有第二密封件。

两个密封件能够提高相邻的两部件的连接处，尤其是存在配合间隙的位置处的密封性，避免粉尘从缝隙中飞出，不仅能够减少粉尘对身体健康的损害，另一方面，能够减小粉尘对操作件运动的影响，使操作更加便捷省力。

本发明提供的具有自清理功能的观察口，可以在不改变原有观察窗安装结构的基础上，增加了一个玻璃窗清理装置，解决了传统观察窗被粉尘蒙蔽而引起的观察窗失效的生产监控问题。

第二实施例

图5为本发明的第二实施例中，具有自清理功能的观察口的结构示意图。

如图5所示，本实施例提供的具有自清理功能的观察口，包括密封盖1、透明板2、清理件3以及操作件。

密封盖1包括顶板11，顶板11为矩形板，顶板11上设有一矩形开口；顶板11的外边缘连接有垂直于顶板11的连接部12，连接部12为插板结构，插板上设有卡勾，卡勾与预制开口6的边缘固定连接。

当密封盖1固定在预制开口6时，密封盖1的顶板11与预制开口6夹持固定透明板2，透明板2封为矩形板，矩形板封堵矩形开口，使工作人员能够透过该透明板2观察设备内部状况。

所述清理件3呈条状，所述清理件3的长度大于矩形的宽度，所述清理件3的一侧与透明板2接触，清理件3与透明板2接触的一侧为清洁棉。

所述操作件为滑块5，所述透明板2的外侧设有一滑道21，滑道21的方向垂直于清理件3的长度方向，所述滑块5安装在滑道21内；所述滑块5与清理件3固定连接，在滑块5从滑道21的一端向另一端运动时，清理件3沿着垂直于清理件3的方向上从透明板2的一侧滑向另一侧。

在本实施例中，所述滑块5的两侧分别设有便于驱动滑块5在滑道21往复滑动的防滑条纹部。

与第一实施例原理类似，本实施例能够通过滑块5在滑道21往复运动，带动清理件3在透明板2内侧滑动，对附着在透明板2内侧的粉末进行清理，保证透明板2的透光性，使工作人员能够随时透过观察窗观察设备内的运行状况。

本实施例与第一实施例的区别在于：

1.透明板2的形状和清理件3的清理运动方式不同，清理件3采用滑动的方式，从透明板2的一侧运动到另一侧，实现对透明板2所有位置的清理；

2.密封盖1的固定方式不同，本实施例中，密封盖1利用设有卡勾的插板与待安装设备的预制开口6固定连接，安装更为便捷，但是拆卸不方便，且气密性较差；

3.清理件3的具体结构不相同，本实施例中，清理件3与透明板2接触的一侧为毛刷。

需要说明的是，本发明提供的清理件3的具体结构并不局限于此，也可设计为其他结构，例如还可为清洁棉。

第三实施例

图6为本发明的第三实施例提供的具有自清理功能的观察口的雾化塔的结构示意图。

如图6所示，本实施例提供的具有自清理功能的观察口的雾化塔，应用了第一实施例中提供的具有自清理功能的观察口。可以有效观测粉末在雾化室内的雾化情况，同时也可以观测雾化塔内部是否有粉末积压，可以及时判断雾化室是否需要清理。

第四实施例

图7为本发明的第四实施例提供的具有自清理功能的观察口的收粉罐的结构示意图。

如图7所示，本实施例提供的具有自清理功能的观察口的收粉罐，应用了第一实施例中提供的具有自清理功能的观察口。如此在雾化制粉、混料以及筛分等工序接粉时，可以及时判断罐体内粉末的料位，及时更换料罐，而不至于由于粉罐满仓而导致的生产浪费和产品质量事故。

除此之外，还可将具有自清理功能的观察口应用到金属3D打印粉末生产过程的其他设备，用于粉末筛分和分级生产工序的筛机给料、落料时监控筛分效率以及粉料输送的顺畅程度，从而判断筛分和分级的加工效率和加工质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。