[發(fā)明專利]鐵磁性粉末電磁驅(qū)動(dòng)送粉方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310747867.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103691589A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春;曾大新;劉建永;袁有錄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北汽車工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): B05B5/025
• 分類號(hào): B05B5/025
• 代理公司: 十堰博迪專利事務(wù)所 42110
• 代理人: 高良軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種噴涂或噴射用送粉方法及裝置，特別是鐵磁性粉末電磁驅(qū)動(dòng)送粉方法及裝置。

背景技術(shù)

噴涂或噴射加工中需要將金屬或陶瓷粉末輸送到噴嘴處，通過(guò)激光或等離子等高能熱源將粉末融化并噴涂熔覆到被沉積對(duì)象表面。為了將粉末從粉倉(cāng)輸送到噴嘴處，多數(shù)使用重力加氣流吹送的方法輸送粉末；比如氬氣，剛好滿足噴涂時(shí)的氣體保護(hù)，因此多數(shù)直接使用氬氣吹送粉末。但是，氣體吹送粉末的結(jié)果是粉體流動(dòng)的速度和流量控制比較麻煩，氣流太小，粉體輸送不及時(shí)且大粒徑粉體不能有效輸送，氣流太大，粉體中細(xì)粉被吹散，無(wú)法有效的被激光或等離子弧熔射到沉積對(duì)象表面，此外也存在氬氣消耗量大的缺點(diǎn)。

工業(yè)上噴涂加工對(duì)象多數(shù)是鋼鐵材料，如模具、活塞桿的表面修復(fù)，所噴涂的材料也多數(shù)為鋼、鎳等合金粉末以及WC類的耐磨碳化物、金屬陶瓷的金屬粉末，其中鋼和鎳所占粉末成分的比例較大，粉末的粒徑從20微米到500微米不等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供鐵磁性粉末電磁驅(qū)動(dòng)送粉方法及裝置，利用粉末中鐵磁性材料占主要成分的特點(diǎn)，通過(guò)電磁線圈產(chǎn)生的有序電磁力驅(qū)動(dòng)粉體顆粒運(yùn)動(dòng)，達(dá)到送粉的目的；并通過(guò)線圈中電流的頻率、脈寬、大小、相序等參數(shù)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)定向、定速、定量精確送粉，避免了重力落粉容易堵塞且材質(zhì)不均，氣體輸送的粉體飛散的浪費(fèi)以及噴涂表面質(zhì)量不佳，以及高純惰性氣體流量浪費(fèi)的缺點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下。

鐵磁性粉末電磁驅(qū)動(dòng)送粉方法，其特征是：利用鐵磁性粉末能被磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的原理，使用至少三組電磁線圈，繞在圓形送粉管道外側(cè)，并按照固定順序重復(fù)排列；鐵磁性粉末在粉倉(cāng)內(nèi)被攪拌呈流化態(tài)，驅(qū)動(dòng)器依次對(duì)每組電磁線圈施加直流脈沖電流，鐵磁性粉末被第一組電磁線圈的磁場(chǎng)吸引，進(jìn)入圓形送粉管道，并依次被每組電磁線圈的磁場(chǎng)順序吸引，沿著圓形送粉管道移動(dòng)并獲得一定的運(yùn)動(dòng)速度，直到送粉管道末端由慣性拋出。混合粉末中的非鐵磁性材料會(huì)在鐵磁性材料的攜帶下同步前進(jìn)，不會(huì)出現(xiàn)分層和材質(zhì)偏析問(wèn)題。

本發(fā)明提供的方法實(shí)質(zhì)上類似于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，并且是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)，但是驅(qū)動(dòng)對(duì)象是粉末，尤其是鐵磁性材料為主的噴涂用粉末。

上述鐵磁性粉末電磁驅(qū)動(dòng)送粉方法，圓形送粉管道為直線管道且足夠長(zhǎng)，使用若干個(gè)電磁線圈繞在圓形送粉管道外側(cè)，并按照固定順序重復(fù)排列，能將粉末加速度到數(shù)百米每秒。

?為了使鐵磁性粉末顆粒在圓形送粉管道內(nèi)部能穩(wěn)定地加速，滿足入口速度慢、出口速度快的加速過(guò)程，將每組電磁線圈分成若干個(gè)短線圈加速段，從粉體入口通道開(kāi)始到出口噴嘴，每段短線圈的長(zhǎng)度依次增加。

本發(fā)明還提供了鐵磁性粉末電磁驅(qū)動(dòng)送粉裝置，包括粉倉(cāng)、圓形送粉管道、空心電磁線圈、控制器、驅(qū)動(dòng)器、噴嘴，粉倉(cāng)內(nèi)的粉體被攪拌器或者保護(hù)氣體攪動(dòng)，呈流化態(tài)，保證粉末成分均勻。控制器按照設(shè)定發(fā)出一定頻率、占空比和相序的指令脈沖，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)放大電路，按照設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)各相線圈繞組，產(chǎn)生移動(dòng)的電磁場(chǎng)吸引鐵磁性粉末進(jìn)入管道前行，經(jīng)過(guò)加速后從噴嘴中慣性拋出。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明直接采用電流驅(qū)動(dòng)送粉，電流的頻率、脈寬、相序、大小等可控，電流頻率高，粉末移動(dòng)速度快，流量大；頻率低，流動(dòng)慢，流量小；磁場(chǎng)不動(dòng)，則停止流動(dòng)；相序改變，粉末往回運(yùn)動(dòng)返回粉倉(cāng)，避免了管道內(nèi)粉末的殘留浪費(fèi)。本方法不需要?dú)怏w消耗，不會(huì)因?yàn)榉垠w粒徑和密度差異導(dǎo)致氣力輸送式材質(zhì)不均的現(xiàn)象，不會(huì)使粉體吹散，減少了浪費(fèi)，也不會(huì)因?yàn)榉垠w飄落影響噴涂的表面質(zhì)量。

本發(fā)明提供的方法和裝置，控制器和驅(qū)動(dòng)器模塊化布置，一臺(tái)控制器可以控制多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)行多路同時(shí)送粉，實(shí)現(xiàn)不同粉末的精確混合成份控制，從而控制材質(zhì)性能，形成梯度材料。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的方法原理示意圖。

圖2是本發(fā)明的方法實(shí)施例示意圖1。

圖3是本發(fā)明的方法實(shí)施例示意圖2。

圖4是本發(fā)明的線圈長(zhǎng)度計(jì)算示意圖。

圖5是本發(fā)明的裝置實(shí)施例示意圖。

圖中1.空心管道，2.線圈，3.聚磁圈，4.鐵磁性粉末，5.粉倉(cāng)，6.控制器，7.驅(qū)動(dòng)器，8噴嘴（或者熔覆頭）。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明涉及的電磁驅(qū)動(dòng)送粉方法及裝置做進(jìn)一步說(shuō)明：