气雾化制粉用的连续自动浇注装置的制作方法

本实用新型涉及气雾化合金粉末制备设备领域，具体而言涉及一种气雾化制粉用的连续自动浇注装置。

背景技术：

目前制备球形金属粉末的设备有真空气雾化制粉设备、等离子旋转制粉设备、无坩埚感应熔炼气雾化制粉设备和等离子矩雾化制粉设备。其中真空气雾化制粉设备占有率最高，用于生产铁基、镍基及高温合金球形粉末，可用于3D打印的生产。在3D打印过程中常常出现使用同一种不同批次粉末打印出的零件性能出现很大差异，这说明粉末的批次稳定性不高，一个重要原因是制粉过程中的不稳定性。设备在制粉过程中，原料经过熔炼坩埚熔炼完成浇注在中间包内，金属液体通过中间包底部的导流管流入喷嘴进行雾化。而整个浇注过程都是通过人工操作进行，浇注人员通过肉眼观察中间包的液面进行浇注，浇注的金属液体很难精准控制，中间包的液面高度直接影响导流管内的液体流量，此外也对操作人员的要求极高。在一定的雾化气压下，液体流量的变化会影响雾化的效果，金属粉末的粒度范围、球形度和粉末表面状态等性能会发生一定的变化，最终导致粉末批次差异性很大。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种气雾化制粉用的连续自动浇注装置，可根据液位监控精准控制浇注到中间包的液位高度，保证每次雾化过程持续稳定的进行，提高粉末的批次稳定性。

为达成上述目的，本实用新型提出一种气雾化制粉用的连续自动浇注装置，包括熔炼坩埚、中间包、同位素液位检测组件、控制柜、伺服电机、坩埚倾转驱动组件，其中：

熔炼坩埚临近中间包位置放置并且高出中间包；

同位素液位检测组件包括同位素放射源和探测器，同位素放射源位于中间包的一侧，探测器位于相对的另一侧，同位素放射源发射的射线穿过中间包到达探测器进行液面高度检测；

同位素液位检测组件、控制柜、伺服电机依次电连接，控制柜根据液面高度检测结果控制伺服电机的运行；伺服电机与坩埚倾转驱动组件传动连接；

坩埚倾转驱动组件与熔炼坩埚底部连接，通过转动使得熔炼坩埚倾斜的角度变化以进入倾倒浇注位置或者停止浇注位置。

进一步地，所述同位素液位检测组件为基于BGO晶体的检测组件。

进一步地，所述同位素放射源为γ射线放射源。

进一步地，所述同位素液位检测组件响应于检测到的中间包内的金属液面低于最佳液位输出第一电平信号，响应于液位达到最佳液位范围时输出第二电平信号，所述控制柜根据不同的电平信号控制伺服电机的正传和反转。

进一步地，所述坩埚倾转驱动组件包括U形支撑架、固定板以及转轴，其中两个固定板间隔地固定到U形支撑架的底部，两个转轴分别固定到熔炼坩埚的两侧，熔炼坩埚位于两个固定板之间并通过转轴支撑，所述转轴的端部与伺服电机啮合，并由伺服电机驱动旋转以使熔炼坩埚倾斜运动。

进一步地，所述固定板上分别设置有轴承，转轴支撑在轴承内。

进一步地，所述伺服电机设置有两个，位于固定板与U形支撑架的边缘之间。

进一步地，所述两个伺服电机相同配置，并且同步驱动。

进一步地，所述伺服电机为步进电机。

由以上技术方案可知，本实用新型的有益效果在于：在现有的气雾化制粉设备中引入智能液面检测和自动连续浇注控制机构，熔炼坩埚向中间包浇注以达到最佳的液位范围进行雾化过程中，在雾化过程中，通过液位监测实现自动浇注，不再通过人员手动操作，提高了浇注的稳定性，安全性，对提高粉末的性能和批次的稳定性有很好的效果。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的气雾化制粉用的连续自动浇注装置的示意图。

图2是本实用新型的坩埚倾转驱动组件的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1-图2所示，本实用新型提出的气雾化制粉用的连续自动浇注装置，包括熔炼坩埚1、中间包2、同位素液位检测组件3、控制柜4、伺服电机5以及坩埚倾转驱动组件6。熔炼坩埚用于熔炼金属得到金属液体。在气雾化制粉工艺过程中，熔炼坩埚熔炼得到的金属液体需要浇注到中间包内，金属液体通过中间包底部的导流管进入喷嘴进行雾化制粉。

图1所示，熔炼坩埚1临近中间包2位置放置并且高出中间包的位置。

同位素液位检测组件3包括同位素放射源31和探测器32，同位素放射源31位于中间包2的一侧，探测器32位于相对的另一侧。同位素放射源31发射的射线穿过中间包到达探测器32进行液面高度检测。

在一些实施例中，同位素液位检测组件为基于BGO晶体的检测组件，同位素放射源为γ射线放射源，测量原理是利用γ射线的高穿透能力。安装在中间包2外侧的同位素放射源发出γ射线，穿过中间包直射到达探测器上。当金属熔液液位增高时，射线被金属液体吸收，射线射到探测器上的减少，反之如果没有金属液体吸收，则射线射到探测器上则不会显著减少。当金属熔液液位增至最高时，射线被全部挡住，射线射到探测器上的量最少，反之最大。

本实用新型的示例性实现中，前述同位素液位检测组件3可以根据不同的精度要求采用市售型号的同位素液位检测组件，例如但不限于HZ-5203A型γ射线检测器。

在本实用新型的示例性实现方式中，同位素液位检测组件响应于检测到的中间包内的金属液面低于最佳液位输出第一电平信号，这里最佳液位可以提前设定号对应的高度，或者进行调整。并且，响应于液位达到最佳液位范围时输出第二电平信号。也就是说，如果输出第一电平信号，则表面液位尚未浇注到位，如果输出第二电平信号，这表明金属液面已经达到预期的高度或者预期的高度范围。

控制柜4根据不同的电平信号控制伺服电机的正传和反转，例如可以根据伺服电机以及驱动组件的安装关系，控制对应的正传和反转，从而控制伺服电机5驱动坩埚倾转驱动组件6的运动，使得熔炼坩埚1的翻转运动，即倾角的变化，在倾倒位置和停止浇注位置之间运动。

本实用新型的示例中，同位素液位检测组件3、控制柜4、伺服电机5依次电连接，控制柜4根据液面高度检测结果控制伺服电机的运行。

伺服电机5与坩埚倾转驱动组件6传动连接，坩埚倾转驱动组件6与熔炼坩埚1底部连接，通过转动使得熔炼坩埚1倾斜的角度变化以进入倾倒浇注位置或者停止浇注位置。

结合图2所示，坩埚倾转驱动组件6包括U形支撑架61、固定板62以及转轴63，其中两个固定板62间隔地固定到U形支撑架61的底部，两个转轴63分别固定到熔炼坩埚1的两侧，熔炼坩埚1位于两个固定板62之间并通过转轴63支撑，转轴63的端部与伺服电机5啮合，并由伺服电机5驱动旋转以使熔炼坩埚倾斜运动。

优选地，固定板62上分别设置有轴承，转轴支撑在轴承内。

如图2，伺服电机5设置有两个，位于固定板62与U形支撑架61的边缘之间，以利于驱动和安装。更加优选的例子中，两个伺服电机相同配置，并且同步驱动。

伺服电机5优选为步进电机，以实现精确控制。

本实用新型的气雾化制粉用的连续自动浇注装置，在现有的气雾化制粉设备中引入液面检测和自动连续浇注控制机构，熔炼坩埚向中间包浇注以达到最佳的液位范围进行雾化过程中，通过同位素液位监测中间包内的金属熔液液位，并反馈到控制柜内，控制柜将控制信号发送至伺服电机，伺服电机通过倾转组件控制熔炼坩埚浇注，当液位低于最佳液位范围时，坩埚倾转组件使得坩埚倾斜到达倾注位置以向中间包浇注金属液体，当液位达到最佳液位范围时，则停止浇注。如此，在雾化制粉过程中，通过液位监测实现自动浇注，不再通过人员手动操作，提高了浇注的稳定性，安全性，对提高粉末的性能和批次的稳定性有很好的效果。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。