专利名称：热喷涂用细粉定量供给装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热喷涂用供粉装置，特别是热等离子体喷涂工艺用细粉定量供粉的装置。
热喷涂工艺是把颗粒状粉末送入燃烧火焰或热等离子体高温射流中，粉末经加热后喷射到基底材料表面，使材料表面性能改变，从而提高材料在不同服役环境下的耐热、耐磨损和耐腐蚀等工作能力。这里所说的热喷涂工艺主要是指热等离子喷涂工艺。
本实用新型热喷涂用细粉定量供给装置是为高温燃烧火焰喷涂，特别是热等离子体喷涂而设计的。以下简述该工艺现有技术的概况。典型的热等离子喷涂设备如图2所示。其核心部件是等离子体射流发生器1，由其产生等离子射流9。供粉单元2和供电单元5分别以送粉管6和电缆8与等离子体射流发生器1相连。供气单元3以供气管7分别向发生器1和供粉单元2输气。水冷单元4使发生器1冷却。
通常热等离子喷涂供粉装置使用的是颗粒平均尺寸大于20微米的粉末。由于大颗粒的粉末具有较好的流动性，现有供粉器可以实现较好的定量供粉，即把粉末送至发生器高温射流出口处。如果采用更细粒度的粉末，可以在较低热流密度条件下喷涂高熔点的材料，并且能提高涂层的表面光洁度和减少涂层中的微缺陷。但是，随着粉末颗粒平均尺寸的减小，其流动性将急剧降低。使用现有技术的供粉器通常会遇到下列故障和问题(1)粉末滞留在料斗仓内不下流；(2)送粉轮上的运粉槽带不上粉或带上粉后不下流；(3)粉末滞留在送粉管路中造成管路堵塞。由于现有技术供粉器经常发生这些故障，因而无法利用颗粒平均尺寸更小的粉末制备优质涂层。
克服送粉故障的一种途径是根据粉末的分散和流动情况，将细小颗粒制成较大颗粒的团聚体，形成由多个细粉颗粒靠一定的黏结力结合的大粒度粉末颗粒，增大粉末的流动性，从而实现定量供粉。但是这种方法只适用于粉末颗粒自身的集聚力非常高的情况(超细粉)。此外，一般都必须添加增强粉体颗粒之间黏结力的黏结剂。并且这些黏结剂大多要影响到喷涂的工艺条件，致使对颗粒加热以至对涂层组织的杂质、缺陷和性能等都难以控制。
本实用新型的目的是提供一种改进的热喷涂供粉装置。它能有效地防止平均颗粒尺寸在20微米以下的粉末在送粉器和送粉管路中的堵塞。不论粉末颗粒平均尺寸和分布范围，只要没有明显的结块和对容器壁的黏附性，就可以应用本设计装置，实现吹气和重力两种状态下的均匀定量送粉。
本实用新型热喷涂细粉定量供给装置包括一带搅拌器的粉末料斗，与该粉末料斗出口相连的一送粉室，送粉室中有转动的送粉轮，送粉轮上有送粉槽，送粉室下部连结送粉管，还包括驱动电动机和压力气源。本设计细粉定量供粉装置的改进是粉末料斗中有一叶片，该叶片与搅拌器转轴同轴安装；在粉末料斗出口处，搅拌器转轴的下端设置一导流件；在送粉室粉末出口的上方，送粉室的内壁上装一弹性的拨动件，该拨动件的动端与旋转的送粉轮弹性接触。
本实用新型细粉定量供给装置的又一特点是送粉室下的送粉管中部连结一连杆，该连杆的另一端与振动器相连。
在本实用新型设计中，与搅拌器同轴安装的叶片为螺旋面状。叶片转动时，一面搅拌运动粉末，同时产生向下的推力使粉末向下运动至出口。
本实用新型设计中，安装在搅拌器转轴的下端的导流件是一弹性件，并且临近送粉轮上送粉槽的上方。搅拌器转动时叶片把粉末向下推压，有可能将粉末压密实，从而减小粉末的流动性。该导流件的作用就是疏松送粉槽附近的粉末，并使送粉槽携带上粉末。
本实用新型设计中，安装在送粉室粉末出口上方的拨动件也是一金属弹性片。其作用是把送粉轮送粉槽上的粉末拨下，使其顺利进入送粉管。
本实用新型供粉装置粉末料斗中的搅拌机构，增设的叶片增大了搅拌粉末的幅度，使粉末在料斗中被完全松散和充分地运动；叶片和导流件的共同作用是使粉末顺利到达送粉轮上；在送粉室中粉末出口上方的拨动件，把粉末从送粉槽上拨下并顺利进入送粉管；如果通入一定流量的气体，就可以实现吹气供粉；如果在送粉管的中段连接一个振动器，就可以不需要吹气而实现重力供粉。
图1是本实用新型热喷涂细粉定量供给装置示意图。
图2是现有技术热等离子射流喷涂设备示意图。
以下结合附图详细说明本实用新型的一个实施例。如
图1所示，本设计热喷涂细粉定量供给装置包括粉末料斗10、送粉室20和振动器30几部分。粉末料斗10的出口伸进送粉室20中与其相连。粉末料斗10中的搅拌器12装在转轴14上，送粉室20中有一转动的送粉轮22，其上有送粉槽24。送粉室的下部联通送粉管28，在送粉管同侧相对应的上部位置有进气管26。粉末料斗10中与搅拌器的转轴14同轴安装了螺旋面状的叶片11。导流件15装在转轴14的下端，送粉轮22的左上方。在送粉管28上方送粉室一侧的内壁上安装有与送粉轮22表面弹性接触的拨动件21。振动器30通过连杆31和送粉管28的中段相连。图中箭头17、27和37分别表示搅拌器、送粉轮和振动器等运动件的运动方向。驱动电动机和压力气源在图中未表示。
本实用新型实施例中，导流件15设计成片状，大体呈旗子或镰刀形，并且临近送粉室中送粉轮上送粉槽的上方。拨动件21为片状，大体呈汤勺或网球球拍形。导流体15的拨动件21都用弹簧钢、铜合金或工程塑料制成。
本实用新型装置运行时，搅拌器12沿箭头17方向转动，与其同轴固连的叶片11一面松动粉末，一面将粉末向下推压，使粉末顺利进入送粉室20。导流件15的作用是疏松送粉室20入口处的粉末，使按箭头27方向旋转的运粉轮22的运粉槽24不至于刮起结块的粉末，而把疏松的粉末运送到送粉室20的右上方，即粉末出口侧的上方，在这里拨动片21将送粉槽24中的粉末拨下，实现重力供粉。或由进气管26输入气体，实现吹气供粉。在重力供粉的情况下，为了防止粉末在送粉管28内堵塞，连杆31将振动器30产生的振动传送至送粉管28，使粉末不停地运动，最终被传输到热等离子发生器的高温射流中。本设计供粉器用于重力或吹气供粉时，适用于大气压和低气压两种等离子态产生环境下的热喷涂细粉定量供粉。
还要强调说明的是，本实用新型只需对现有技术的热等离子体喷涂转轮式供粉器进行改装，增设推进叶片、导流件和拨动件，以及将供粉管联接机械振动器，就能达到细粉的均匀定量送粉的目的，结构简单，效果显著。又因为无需对粉末进行特殊处理，所以本装置对粉末的成分和颗粒尺度没有任何特殊要求。另外由于所做的改进均不涉及原有供粉器的形状、结构、操作步骤等的重大变化，所以工作时仍然按原操作步骤进行，不需要对原有供粉器的工作参数(电流和转轮转数等)进行重新设定。这些特点有利于本实用新型供粉器在热等离子体喷涂工艺中的应用。特别适用于粉末平均粒度小于20微米的细粉定量供给。
权利要求1．一种热喷涂细粉定量供给装置，包括一带搅拌器的粉末料斗，与粉末料斗出口相连的一送粉室，送粉室中有旋转的带送粉槽的送粉轮，送粉室下部接送粉管，还包括驱动电动机和压力气源，其特征是粉末料斗中加装一叶片，该叶片与搅拌器转轴同轴安装；在粉末料斗出口处，搅拌器转轴的下端增设一导流件；在送粉室粉末出口的上方、送粉室的内壁上安装一弹性的拨动件，该拨动件与旋转的送粉轮弹性接触。
2．按照权利要求1规定的热喷涂细粉定量供给装置，其特征在于与搅拌器转轴同轴的叶片为螺旋面状。
3．按照权利要求1规定的热喷涂细粉定量供给装置，其特征是装在搅拌器转轴下端的导流件为片状，大体呈旗子或镰刀形，并且临近送粉室中送粉轮上送粉槽的上方。
4．按照权利要求1规定的热喷涂细粉定量供给装置，其特征在于送粉室中的拨动件为片状，大体呈汤勺或网球球拍形。
5．按照权利要求3或4规定的热喷涂细粉定量供给装置，其特征是导流件和拨动件用弹簧钢片、铜合金片或工程塑料制成。
6．按照权利要求1或2或3或4规定的热喷涂细粉定量供给装置，其特征是送粉室下端的送粉管联接一连杆，该连杆的另一端与一振动器相连。
专利摘要热喷涂细粉定量供给装置在粉末料斗的搅拌器上同轴安装了叶片和导流件，使粉末完全松散充分运动，顺利到达送粉轮上；在送粉室内壁粉末出口的上方的拨动件把粉末从运粉槽上拨下并顺利送入送粉管；送粉管中部通过一连杆与振动器相连。适用于低气压或大气压两种工作环境的重力或吹气两种状态下的热等离子体喷涂工艺的定量送粉，特别是平均粒度小于20微米的细粉供给。
文档编号B05B7/18GK2447056SQ0025434
公开日2001年9月12日 申请日期2000年9月25日 优先权日2000年9月25日
发明者马维, 潘文霞, 张文宏, 吴承康 申请人:中国科学院力学研究所