用于增材制造的气氛保护装置

1.本发明涉及增材制造保护装置技术领域，具体为一种用于增材制造的气氛保护装置。


背景技术：

2.增材制造俗称3d打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
3.现有技术中有很多用于增材制造的气氛保护装置的研究，例如申请公布号为cn215139773u的一种激光增材制造用气氛保护装置，该气氛保护装置将密封箱体内部的空气通过负压泵抽真空，再通过制冷机将惰性气体制冷后通入密封箱体，在防止材料氧化的同时，使激光增材制造后快速的冷却下来，便于后续的操作，通过传送带转动，使带动毛刷转动，将过滤网上的材料粉尘推入集尘盒内进行收集，且惰性气体通过第一过滤箱和第二过滤箱后可以循环利用，同时在过滤的过程中将气体中含有的材料粉尘过滤出来，进行回收利用，不仅提高了工作效率，同时能对废弃的材料进行回收再利用，提高资源的利用率。
4.但是还存在如下不足：由上述陈述的可知，上述的气氛保护装置通过毛刷转动，将过滤网上的材料粉尘推入集尘盒内进行收集，此毛刷在清扫粉尘的同时，可能其自身也会粘附有粉尘，而无法去除，造成粉尘回收的不完全，资源的利用率低；同时又有可能将惰性气体一起回收到回收箱内，造成惰性气体的浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种既可以将粉尘完全回收，同时还可以避免将惰性气体回收到回收箱内的用于增材制造的气氛保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种用于增材制造的气氛保护装置，包括操作台和密封箱体，所述操作台的上端通过支撑座连接有密封箱体，所述密封箱体的上端插接有冷气管，下端插接有锥形管，所述锥形管的下端通过第一圆管与第一抽气泵的进气口连接，所述第一抽气泵的出气口通过第二圆管与过滤箱连接，其特征在于，所述过滤箱内设置有用于将惰性气体中的粉尘吸除的吸粉装置，所述吸粉装置包括滑动体、空腔和排气通道以及排粉通道，所述滑动体设置于所述过滤箱内，所述滑动体顶部开设有排气口，且内部开设有空腔，所述空腔的中间设置有排气通道，所述空腔的内部，且位于所述排气通道的两侧设置有排粉通道，所述排粉通道内安装有排风扇，所述排粉通道的进粉孔和储粉腔上开设的第三出粉管连通，所述储粉腔的另一侧和吸粉管连通，所述吸粉管的下方设置有过滤网。
8.优选的，在所述过滤箱内，且在所述滑动体的顶面上设置有用于使所述滑动体能够上下往复移动的凸轮传动机构。
9.优选的，所述凸轮传动机构包括传动杆和第一弹簧以及凸轮，所述传动杆的一端
和所述滑动体固定连接，所述传动杆的另一端贯穿支撑块和固定块的一侧固定连接，所述支撑块的背面固定安装于过滤箱上，所述支撑块和固定块之间弹性连接有所述第一弹簧，所述固定块的另一侧固定连接有安装架，所述安装架的另一侧通过转动轴和传动轮连接，所述传动轮和所述凸轮接触，所述凸轮连接有驱动电机。
10.优选的，在所述过滤箱内，且在所述滑动体的两侧设置有用于给所述滑动体提供支撑的支撑装置。
11.优选的，所述支撑装置包括支撑杆、第一滑槽和t型杆以及第二弹簧，所述支撑杆的一端和所述滑动体的一侧连接，所述支撑杆的另一端贯穿所述第一滑槽和所述t型杆的一端固定连接，所述第一滑槽开设于所述过滤箱的内壁，所述第一滑槽内填充有弹力布，所述t型杆和第二滑槽滑动连接，所述t型杆的另一端和所述第二弹簧弹性连接。
12.优选的，所述排气通道靠近所述过滤网的一端连接有排气管，所述排气管的底部开设有用于排气的孔洞。
13.优选的，所述排粉通道和第一出粉管的一端连通，所述第一出粉管的另一端和第二抽粉泵的进粉管连通，所述第二抽粉泵的出粉管贯穿所述过滤箱的外壁和收集盒连通，所述储粉腔的出口处连接有下粉管，所述下粉管上设置有控制阀，所述下粉管和抽粉泵的进粉管连通，所述抽粉泵的第二出粉管和回收箱连通。
14.优选的，所述过滤网的正下方设置有储气腔，所述储气腔的上方设置有挡板，所述储气腔的出口处和第二抽气泵的进气管连通，所述第二抽气泵的出气管和制冷机的进气管连接，所述制冷机的出气管通过管接头与冷气管连接，所述制冷机的左端通过圆管连接有储存罐，所述密封箱体的左侧面通过圆管连接有负压泵。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.本发明通过凸轮传动机构的驱动电机驱动凸轮转动，凸轮的转动带动滑动体能够上下往复运动，排粉通道和储粉腔上开设的第三出粉管连通，储粉腔的另一侧和吸粉管连通，滑动体在凸轮的驱动下，使吸粉管慢慢靠近过滤网，直到吸粉管和过滤网上粘附的粉尘接触，通过排风扇和第二抽粉泵的启动，利用吸粉管将过滤网表面的粉尘吸除，应设置每隔一定时间，停止向过滤箱内排气，这样可以将气体和粉尘分开，在回收粉尘时不会混有气体，提高气体过滤的效率和效果，同时还可以避免吸粉管上粘附粉尘，使粉尘可以完全被回收，而利用凸轮的转动带动吸粉管上下往复运动，可以在吸粉管吸除完过滤网表面的粉尘后，将吸粉管上移到最高处，从而不阻挡气体通过过滤网；储气腔内的惰性气体通过第二抽气泵的出气管送入制冷机中制冷，然后制冷机将储存罐内和储气腔内的惰性气体重新充入密封箱体中，在防止增材氧化的同时，使增材制造后的产品快速的冷却下来，便于后续的操作，还可以启动抽粉泵，将收集盒内的粉尘通过进粉管和第二出粉管吸取到回收箱内，以回收利用，提高资源的利用率；利用支撑杆分别和滑动体及t型杆的连接，在提供对滑动体支撑的同时，还可以利用第一滑槽和第二滑槽以及第二弹簧的共同作用，使滑动体可以上下滑动，通过弹力布可以对第一出粉管和过滤箱的连接处密封处理，以防惰性气体泄漏，影响其过滤的效果。
附图说明
17.图1为本发明整体结构的正视图；
18.图2为本发明吸粉装置的结构剖面图；
19.图3为本发明滑动体和吸粉管以及第一出粉管之间的连接关系示意图；
20.图4为本发明支撑装置的结构剖面图；
21.图5为本发明储气腔和收集盒以及下粉管之间的连接示意图；
22.图6为本发明凸轮传动机构的结构示意图。
23.图中：1操作台、2密封箱体、3支撑座、4第一抽气泵、5过滤箱、6吸粉装置、60排气口、61滑动体、62空腔、63排气通道、64排粉通道、65排风扇、66储粉腔、67吸粉管、68排气管、69孔洞、7过滤网、8凸轮传动机构、81传动杆、82第一弹簧、83凸轮、84支撑块、85固定块、86安装架、87转动轴、88传动轮、9支撑装置、91支撑杆、92第一滑槽、93-t型杆、94第二弹簧、95第二滑槽、96第一出粉管、97收集盒、98弹力布、10下粉管、11控制阀、12第一抽粉泵、13进粉管、14第二出粉管、15储气腔、16挡板、17第二抽气泵、18进气管、19出气管、20制冷机、21冷气管、22锥形管、23第一圆管、24第二圆管、25储存罐、26负压泵、27第二抽粉泵、28回收箱、29第三出粉管。
具体实施方式
24.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。
25.实施例：
26.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
27.一种用于增材制造的气氛保护装置，如图1所示，包括操作台1和密封箱体2，操作台1的上端通过支撑座3连接有密封箱体2，密封箱体2的上端插接有冷气管21，下端插接有锥形管22，锥形管22的下端通过第一圆管23与第一抽气泵4的进气口连接，第一抽气泵4的出气口通过第二圆管24与过滤箱5连接，过滤箱5内设置有用于将惰性气体中的粉尘吸除的吸粉装置6；如图1和图2所示，吸粉装置6包括滑动体61、空腔62和排气通道63以及排粉通道64，滑动体61设置于过滤箱5内，滑动体61顶部开设有排气口60，且内部开设有空腔62，空腔62的中间设置有排气通道63，排气通道63靠近过滤网7的一端连接有排气管68，排气管68的底部开设有用于排气的孔洞69，空腔62的内部，且位于排气通道63的两侧设置有排粉通道64，排粉通道64内安装有排风扇65，排粉通道64和储粉腔66上开设的第三出粉管29连通，储粉腔66的另一侧和吸粉管67连通，储粉腔66和排气管68不在同一竖直面上，是错开设置的，储粉腔66稍稍位于排气管68的前方，储粉腔66和吸粉管67并不阻挡气体从孔洞69中流出；如图1和图3所示，吸粉管67的下方设置有过滤网7，收集盒97的出口处连接有下粉管10，下粉管10上设置有控制阀11，下粉管10和抽粉泵12的进粉管13连通，抽粉泵12的第二出粉管14和回收箱28连通。
28.如图1和图6所示，在过滤箱5内，且在滑动体61的顶面上设置有用于使滑动体61能够上下往复移动的凸轮传动机构8，凸轮传动机构8包括传动杆81和第一弹簧82以及凸轮83，传动杆81的一端和滑动体61固定连接，传动杆81的另一端贯穿支撑块84和固定块85的一侧固定连接，支撑块84的背面固定安装于过滤箱5上，支撑块84和固定块85之间弹性连接
有第一弹簧82，固定块85的另一侧固定连接有安装架86，安装架86的另一侧通过转动轴87和传动轮88连接，传动轮88和凸轮83接触，凸轮83连接有驱动电机。
29.如图1和图4所示，在过滤箱5内，且在滑动体61的两侧设置有用于给滑动体61提供支撑的支撑装置9，支撑装置9包括支撑杆91、第一滑槽92和t型杆93以及第二弹簧94，支撑杆91内套设有第一出粉管96，支撑杆91的一端和滑动体61的一侧连接，支撑杆91的另一端贯穿第一滑槽92和t型杆93的一端固定连接，第一滑槽92开设于过滤箱5的内壁，第一滑槽92内填充有弹力布98，t型杆93和第二滑槽95滑动连接，t型杆93的另一端和第二弹簧94弹性连接，支撑杆91内套设有第一出粉管96，排粉通道64和第一出粉管96的一端连通，第一出粉管96的另一端和第二抽粉泵27的进粉管连通，第二抽粉泵27的出粉管贯穿过滤箱5的外壁和收集盒97连通。
30.如图1所示，过滤网7的正下方设置有储气腔15，储气腔15的上方设置有挡板16，挡板16又可以作为收集盒97的上盖，储气腔15的出口处和第二抽气泵17的进气管18连通，第二抽气泵17的出气管19和制冷机20的进气管连接，制冷机20的出气管通过管接头与冷气管21连接，制冷机20的左端通过圆管连接有储存罐25，通过储存罐25可以补充产品制造所需的惰性气体量，密封箱体2的左侧面通过圆管连接有负压泵26，利用负压泵26可以将密封箱体2内部抽至真空状态。
31.本发明中，通过第一抽气泵4可以将剩余的惰性气体从密封箱体2中抽出，充入过滤箱5中利用过滤网7过滤，气体通过排气口60和排气通道63进入到排气管68，然后经过孔洞69和过滤网7接触，过滤网7具有细小的孔缝，只有气体能够通过过滤网7进入到储气腔15，气体中粉尘等杂质留在过滤网7的表面，储气腔15内的惰性气体通过第二抽气泵17的出气管19送入制冷机20中制冷，通过制冷机20的出气管与冷气管21的连接，将惰性气体重新充入密封箱体2中，在时刻防止增材氧化的同时，使增材制造后的产品快速的冷却下来，便于后续的操作。
32.本发明中，利用凸轮传动机构8的驱动电机驱动凸轮83转动，因为凸轮83为不规则的形状，所以凸轮83的转动带动滑动体61能够上下往复运动，因滑动体61的空腔62的内部设置有排粉通道64，将排粉通道64和储粉腔66上开设的第三出粉管29连通，储粉腔66的另一侧和吸粉管67连通，滑动体61在凸轮83的驱动下，使吸粉管67慢慢靠近过滤网7，直到吸粉管67和过滤网7上粘附的粉尘接触，通过排风扇65和第二抽粉泵27，将粉尘吸到收集盒97内。
33.本发明中，利用支撑杆91分别和滑动体61及t型杆93的连接，在提供对滑动体61支撑的同时，还可以利用第一滑槽92和第二滑槽95以及第二弹簧94的共同作用，使滑动体61可以上下滑动，通过弹力布98可以对第一出粉管96和过滤箱5的连接处密封处理，以防惰性气体泄漏，影响其过滤的效果。
34.该用于增材制造的气氛保护装置的工作原理如下：
35.当需要进行增材制造时，先将增材制造的产品安装在密封箱体2内，通过负压泵26将密封箱体2内部抽至真空状态，启动第一抽气泵4，第一抽气泵4通过锥形管22将密封箱体2的气体抽出，将惰性气体通过圆管24送入第一过滤箱5内，气体通过排气口60和排气通道63进入到排气管68，然后经过孔洞69和过滤网7接触，气体的流动方向如图2中向下的箭头方向，因过滤网7自身的特性，只有气体通过过滤网7进入储气腔15，接着通过凸轮传动机构
8的驱动电机驱动凸轮83转动，凸轮83的转动带动滑动体61能够上下往复运动，滑动体61的空腔62的内部设置有排粉通道64，排粉通道64和储粉腔66上开设的第三出粉管连通，储粉腔66的另一侧和吸粉管67连通，滑动体61在凸轮83的驱动下，使吸粉管67慢慢靠近过滤网7，直到吸粉管67和过滤网7上粘附的粉尘接触，通过排风扇65和第二抽粉泵27，将粉尘吸到收集盒97内，粉尘的流动方向如图2中向上的箭头和排粉通道64内的箭头方向，避免吸粉管67上粘附有粉尘，使粉尘完全被回收，为了提高惰性气体的过滤效果，应设置每隔一定时间，例如可以设置时间间隔为2小时，每隔2个小时，停止向过滤箱5内排气，利用吸粉管67将过滤网7表面的粉尘吸除，而利用凸轮83的转动带动吸粉管67上下往复运动，可以在吸粉管67吸除完过滤网7表面的粉尘后，将吸粉管67上移到最高处，从而不阻挡气体通过过滤网7，储气腔15内的惰性气体通过第二抽气泵17的出气管19送入制冷机20中制冷，然后制冷机20将储存罐25内和储气腔15内的惰性气体重新充入密封箱体2中，在防止增材氧化的同时，使增材制造后的产品快速的冷却下来，便于后续的操作，将控制阀11打开，启动抽粉泵12，将收集盒97内的粉尘通过进粉管13和第二出粉管14吸取到回收箱28内，以回收利用，提高资源的利用率。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。