ДОЗАТОР ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1996 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к технике дозирования сыпучих материалов и предназначено для равномерного дозирования порошков. В частности оно может использоваться для подачи порошка в зону лазерного воздействия в процессах лазерной поверхностной обработки или в раскаленную струю при напылении материалов плазменной или газовой горелкой.

Цель изобретения повышение точности дозирования и упрощение конструкции дозатора.

На фиг. 1 изображен общий вид дозатора; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Дозатор содержит бункер 1, внутри которого коаксиально расположены наружная 2 и внутренняя 3 воронки, фиксируемые кольцевым выступом 6 с дюзами 4 и 5, оси которых расположены под углом к оси бункера, питатель 7, состоящий из цилиндрической обоймы 8, внутри которой расположен высокочастотный преобразователь 10, выполненный в виде кольца из пьезокерамики и подсоединенный к блоку 11 питания-управления. Внутри цилиндрической обоймы 8 выполнена кольцевая проточка 9, закрываемая крышкой 12, через которую проходит загрузочный патрубок 13. Расстояние Δ между торцом патрубка 13 и дном обоймы 8, влияющее на расход порошка, фиксируется стопорной гайкой 14. В дне обоймы 8 установлен выходной патрубок 15. По ходу перемещения порошка перед загрузочным и позади выходного патрубка установлены ограничители 16. При этом для сокращения времени выхода на режим загрузочный патрубок 13 расположен в зоне максимальных механических колебаний (в зоне пучности стоящей волны, образующейся в кольцевой проточке), а выходной 15- в зоне минимальных колебаний (зона узла). Выходной патрубок 15 с помощью втулки 17, гайки-штуцера 18 и резиновой прокладки 19 крепится в кронштейне 20, который через устройство 21 регулирования угла наклона α крепится к стенке 22. К кронштейну 20 присоединен кронштейн 23, в котором закреплен бункер 1. К крышке 24 бункера и крышке 12 установлены штуцера 25 для подачи из баллона защитного газа. Герметизация всех элементов осуществляется с помощью резиновых 19, 26 и фторопластовых 27 прокладок.

Дозатор работает следующим образом.

Выходной патрубок 13 устанавливается в крышке 12 на заданное расстояние, чтобы обеспечить необходимый зазор Δ между торцом патрубка и дном кольцевой проточки. Величина зазора определяется требуемым диапазоном регулирования расхода порошка. С помощью устройства 21 регулирования наклона дозатор устанавливается под углом α к горизонту, определяемым требуемым количеством расхода порошка. Величина угла α определяется сыпучестью порошка и не превышает 10^о. При больших значениях угла сила тяжести начинает превышать силу сцепления порошка с дном обоймы и порошок начинает ссыпаться не под действием внешних колебаний, а самосыпом, что приводит к резкому нарушению точности и стабильности расходных характеристик. Затем снимается крышка 24 и в бункер засыпается порошок, в результате чего некоторое количество порошка через входной патрубок 13 поступает на дно обоймы 8. Через штуцер 25 в дозатор подается инертный и малоактивный газ, которые являются дополнительным транспортирующим средством; сообщают кинетическую энергию частицами порошка и защищают место обработки от окисления. От устройства электропитания на высокочастотный преобразователь 10 подаются высокочастотные электрические колебания в диапазоне частот 15-20 кГц (подбирается резонансная частота с напряжением до 60 В). Тем самым в кольцевой проточке 9 обоймы 8 возбуждаются высокочастотные механические колебания в виде стоячей волны с пучностями и узлами, которые легко наблюдать при насыпании тонкого слоя порошка на дно кольцевой проточки 9 обоймы 8. В связи с тем, что рабочий орган обойма установлен под углом к горизонту, высокочастотные механические колебания вызывают направленное транспортирование слоя порошка к входному патрубку 13. Максимальный расход порошка при различных зазорах, угле наклона дозатора и амплитуде сигнала достигается при резонансной частоте, которая подбирается при плавном повороте ручки регулировки частоты на блоки 11 питания управления. Из-за малой инерционности перемещения порошка при помощи регулирования электрических параметров возбуждения колебаний возможно осуществление подачи порошка как непрерывной струей, так и в импульсно-периодическом режиме с заданной частотой. Расход порошка регулируется амплитудой сигнала (в непрерывном режиме), а также длительностью и амплитудой высокочастотного импульса (при дискретной или квазидискретной подаче).

Экспериментальная проверка работы дозатора проводилась путем его градуировки весовым методом. Проводилось дозирование порошка с насыпным весом 3-5 г/см³. При одном и том же значении напряжения брали не менее восьми проб. Средняя арифметическая погрешность дозирования лежала в пределах 1-3% увеличивалась с уменьшением сыпучести порошка, что в 3-5 раз превышает показатели, полученные на дозируемых устройствах, снабженных электромеханическими приво- дами.

Отсутствие механического привода, подвижных, вращающихся частей делает возможной длительную работу дозатора без снижения точности и стабильности расхода порошка. По сравнению с прототипом дозатор занимает меньшую площадь и имеет меньший вес.

Использование: дозирование порошка при нанесении покрытий газотермическими методами. Сущность изобретения: порошок поступает из бункера 1 через воронки 2, 3 с дюзами 4, 5 и выходной патрубок 13 в герметичный питатель - цилиндрическую обойму 8. Под действием вибратора в виде кольца из пьезокерамики 10, установленного внутри обоймы 8 порошок перемешивается по отсеку кольцевого канала 9 к выходному патрубку 18. Патрубки 13, 18 установлены соответственно в узле и зоне пучности стоячей волны. Бункер 1 и рабочий отсек кольцевого канала снабжены патрубками для подвода инертного газа. 2 ил.

ДОЗАТОР ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий герметичный бункер с размещенной в нем по крайней мере одной воронкой с дюзой и загрузочным патрубком, пропущенным через крышку расположенного под бункером герметичного питателя, связанного с вибратором и снабженного выходным патрубком, причем бункер и питатель установлены с возможностью изменения угла наклона и снабжена патрубком для подачи инертного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования и упрощения конструкции, питатель выполнен в виде цилиндрической обоймы с внутренним кольцевым каналом, разделенным двумя перегородками на два отсека, в одном из которых расположены перед соответствующей перегородкой загрузочный и выходной патрубки, первый - в зоне пучности, второй - в зоне узла стоячей волны, а между ними в крышке обоймы установлен патрубок для подачи инертного газа, причем вибратор выполнен в виде кольца из пьезокерамики, которое установлено внутри обоймы.