Питатель порошковых материалов

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к технике газотермического нанесения покрытий из порошковых материалов. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения равномерности подачи материалов. На приводном валу 3 консольно закрепляют цилиндрические емкости 7, взаимодействующие с гребенкой 9 посредством упругих элементов 8. Между емкостями расположены скребки 10, консольно установленные на валу 1 посредством вертикальных валов 11 и соединенные с крышкой 2 питателя зубчатой передачей 13. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 65 B 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12

1D!

I ! ъ

Pgg т (21) 4805583/13 (22) 23.03.90 (46) 07.04.92. Бюл. 3Ф 13 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) С.А.Кадников, А.П.Коржуков, А.Н.Дядык и И.Н.Василевский (53) 621.798,34 (088.8) (56) Донской А.В., Клубникин В,С. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении. — Л.: Машиностроение, 1979, с.17.

Линник В.А., Пекшев П.Ю. Современная техника газотермического нанесения покрытия. — М.: Машиностроение, 1985, с.34, 43. (54) ПИТАТЕЛЬ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к технике газотермического нанесения покрытий из порошковых материалов. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения равномерности подачи материалов. На приводном валу 3 консольно закрепляют цилиндрические емкости 7, взаимодействующие с гребенкой 9 посредством упругих элементов 8. Между емкостями расположены скребки 10, консольно установленные на валу 1 посредством вертикальных валов 11 и соединенные с крышкой 2 питателя зубчатой передачей 13. 2 ил.

1724518

10

Изобретение относится к машиностроению; в частности к технике газотермического нанесения защитных покрытий из порошковых материалов.

Питатель порошковых материалов является важным узлом, обеспечивающим возможность получения качественных покрытий. При нестабильной подаче порошковых материалов, например, в плазмотрон, они неравномерно прогреваются в потоке плазмы, в результате чего покрытие имеет низкие механические свойства.

Известен питатель порошковых материалов, содержащий бункер с крышкой, приводной вал, установленный соосно выходному отверстию в плоском дне бункера, придонные скребки и патрубок ввода транспортирующего газа, причем под выходным отверстием бункера размещена воронка с ниппелем.

Недостатком известного устройства является неравномерность подачи порошковых материалов из-за нерегулярного их поступления в зону действия придонных скребков. а также низкая его надежность из-за износа скребков, особенно при подаче порошков оксидов, карбидов и т.п. материалов с высокой твердостью.

Существенным недостатком известного устройства является также практическая невозможность прекращения подачи порошка при неотключенной подаче транспортирующего газа из-за самопроизвольного его натекания из бункера в воронку. При этом, если первый из указанных недостатков проявляется при использовании порошков с низкой текучестью, например, диоксиды циркония, титана, карбиды тяжелых металлов и др,, а также практически все порошки фракцией менее 50 мкм, то второй — при использовании порошков с высокой текучестью, в частности, практически все сфероидированные порошки типа ПГ-СР.

Цель изобретения — повышение надежности работы путем обеспечения равномерности подачи порошкового материала, Поставленная цель достигается тем, что известный питатель порошковых материалов, содержащий корпус с крышкой и плоским днищем с центральным выходным отверстием, расположенный в корпусе соосно выходному отверстию приводной вал, установленные над днищем скребки, смонтированную в выходном отверстии воронку с укрепленным в ней патрубком для ввода газа, снабжен консольно укрепленными на валу на равном расстоянии одна от другой цилиндрическими емкостями с коническими днищами и выходными отверстиями в них, расположенными на внутренней сторо30

60 не корпуса питателя гребенками, а на внешней поверхности каждой емкости упругими элементами для взаимодействия с гребенками, при этом скребки установлены на валу питателя консольно посредством вертикальных валов и соединены с крышкой питателя зубчатой передачей, а патрубок для ввода газа расположен касательно к внутренней поверхности воронки и его выходное отверстие направлено в сторону, противоположную направлению вращения приводного вала.

В предлагаемом устройстве порошок засыпают в цилиндрические емкости, которые консольно укреплены на приводном валу, в результате чего при вращении вала на плоском дне образуется валик из загруженного в емкость порошка, при этом ширина валика определяется диаметром из выходного отверстия. Образование из порошка валика заданных геометрических размеров обеспечивает равномерную его подачу в трубопровод. При этом консольное закрепление емкостей на приводном валу одновременно улучшает текучесть порошка во время его подачи в трубопровод благодаря передаче стенкам емкостей микровибраций от электропривода приводного вала. Поскольку приводной вал установлен соосно выходному отверстию питателя, то образующийся валик из порошка будет располагаться соосно этому отверстию.

В корпусе установлены емкости на равном расстоянии одна от другой, что позволяет симметрично распределить нагрузку на приводной вал и обеспечить более равномерную подачу порошка; с увеличением количества емкостей равномерность подачи возрастает из-за стремления приближения массы подаваемого вещества к усредненному значению. Это особенно важно при использовании порошков с низкой текучестью; в этом плане количество емкостей должно быть тем больше, чем хуже текучесть порошка. Однако увеличение числа емкостей ведет к удорожанию устройства, Емкости устанавливают с возможностью вертикального перемещения относительно плоского днища, что существенно расширяет диапазон регулирования расхода порошка, ибо с увеличением расстоя ния увеличивается скорость истекания порошка из емкости.

Снабжение емкостей упругим элементом, например, пружинящей полоской, взаимодействующим с гребенкой, закрепленной на внутренней стороне корпуса питателя, улучшает текучесть порошка за счет перевода его в состояние виброкипения. При этом важно, что при прекраще1724518 нии подачи порошка, например, во время остановки процесса, т.е. при остановке привода вращения, вибрационные воздействия прекращаются и текучесть порошка уменьшается. Это исключает самопроизвольное натекание порошка в трубопровод.

Расположение скребков между конусообразными емкостями обеспечивает стабильность формирования валика из порошка, так как он всегда формируется на чистой поверхности и его геометрия не искажается присутствием частиц порошка, вытекших из предыдущей емкости. Это повышает равномерность подачи порошка.

При этом скребки выполняют с упругой рабочей поверхностью, например, в виде торцовых щеток, что повышает надежность устройства в обеспечении равномерной подачи. порошковых материалов, поскольку исключается заклинивание частиц порошка, ведущее к интенсивному абразивному изнашиванию.

Консольная установка скребков на валу питателя обеспечивает их движение вслед за.каждой емкостью, удаляя с плоского днища валик из порошка, образующийся вслед за каждой емкостью.

Соединение скребков с крышкой питателя зубчатой передачей придает им вращательное движение относительно собственной оси, что позволяет равномерно удалять частицы порошка с днища и перемещать их к его центру, т.е. к выходному отверстию. Скорость вращения скребков вокруг собственной оси определяется из выражения

R nR п >

l где Ft — радиус бункера;

r — радиус окружности, которую описывает скребок при вращении вокруг собственной оси;

nR — скорость вращения приводного вала.

При этом исключается самопроизвольное течение порошка перед скребком, что наблюдается в случае выполнения скребков без вращения.

Скребковые валы связаны с крышкой корпуса посредством зубчатой передачи, включающей шестерни, закрепленные на их свободных концах, с шестерней, закрепленной на крышке корпуса. Это обеспечивает вращательное движение скребков не только относительно оси приводного вала, но и относительно их собственной оси. Шестерня, закрепленная на крышке корпуса, должна выполняться с наружным зубчатым венцом, который при взаимодействии с шестернями скребковых валов обеспечивает их враща5

55 тельное движение в направлении вращения приводного вала, что позволяет смещать частицы порошка к центру корпуса. Закрепление шестерни на крышке корпуса позволяет вынести зубчатые зацепления из эоны запыления в корпусе, что повышает долговечность шестерни. Одновременно при этом достигается эффект саморегулирования интенсивности переноса частиц с поверхности дна в воронку; чем больший устанавливается расход порошка, т.е. чем больше скорость вращения приводного вала, тем больше будет и скорость вращения скребковых валов, т.е. самих скребков относительно собственной оси.

На фиг.1 изображен питатель, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1, Питатель состоит из корпуса 1 с крышкой 2, приводным валом 3, установленным соосно выходному отверстию 4 в плоском днище 5. На валу 3 посредством диска 6 консольно закреплены цилиндрические емкости 7 (например, в устройстве их три) с упругим элементом (пластиной из пружинящей стали) 8, один конец которого закреплен на емкости 7, а другой взаимодействует с гребенкой 9, закрепленной на внутренней стороне корпуса 1. Между емкостями 7 расположены скребки 10, которые закреплены на торцах вертикальных валов 11 с помощью консоли 12 и диска 6 на приводном валу 3. На свободных концах валов 11 закреплены шестерни 13, находящиеся в зацеплении с шестерней 14, закрепленной на крышке 2. В воронке 15 расположен касательно к внутренней поверхности воронки, в направлении в сторону противоположную направлению вращения приводного вала 3, патрубок.

Питатель работает следующим образом.

Подают через патрубок 16 газ, который продувает магистраль, соединяющую питатель с потребителем, например плазмотроном (не показано). При включении привода (не показан) приводится во вращательное движение приводной вал 3, который через диск 6 приводит во вращение емкости 7 и через консоли 12 — вертикальные валы 11 со скребками 10. При этом шестерни 13 взаимодействуют с шестерней 14, в результате чего вертикальные валы 11 приводятся во вращение в направлении, совпадающем с направлением вращения вала 3. При движении емкостей 7, которые установлены с зазором относительно плоского днища 5, из них высыпается порошковый материал, образуя валик. При этом упругий элемент 8, взаимодействуя с гребенкой 9, вибрирует емкость 7, способствуя тем самым течению

1724518

Фиг. 2 порошка из емкости 7. Вращающий скребок

10 сметает порошок с днища 5 в -сторону отверстия 4 с вектором скорости, направленным против вращения вала 3, в воронку

15, где порошок подхватывается газовым вихрем, образующимся при подаче газа через патрубок 16, и устремляется в трубопровод.

Испытания предлагаемого устройства показали, что оно обеспечивает устойчивую подачу порошка фракцией от 10 до 500 мкм, производительностью от 0,1 до 10 г/с (диапазон производительности может быть расширен за счет изменения геометрических параметров выходного отверстия бункера, мощности привода и габаритных размеров комплектующих элементов устройства ).

Равномерная и устойчивая подача порошка позволила получить качественные (без отслоений) покрытия из оксида алюминия, ПН85Ю15 фракцией от 20 до 60 мкм и от 100 до 200 мкм. Получать качественные покрытия из указанных материалов при использовании известного питателя нельзя из-за неравномерной их подачи в плазмотрон.

Формула изобретения

Питатель порошковых материалов, содержащий корпус с крышкой и плоским днищем с центральным выходным отверстием, расположенный в корпусе соосно с выходным отверстием приводной вал, установленные над днищем скребки, 5 смонтированную в выходном отверстии воронку и укрепленный в ней патрубок для ввода газа, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности в работе путем обеспечения равномерности подачи ма10 териалов, оно снабжено консольно укрепленными на валу на равном расстоянии одна от другой цилиндрическими емкостями с коническими днищами и выходными отверстиями в них, расположенными на

15 внутренней стороне корпуса питателя гребенками, а на внешней поверхности корпуса каждой емкости упругими элементами для взаимодействия с гребенками, при этом скребки установлены на валу питателя кон20 сольно посредством вертикальных валов, расположенных между емкостями и соединенных с крышкой питателя зубчатой передачей, а патрубок для ввода газа расположен по касательной к внутренней

25 поверхности воронки и его выходное отверстие направлено в сторону, противоположную направлению вращения приводного вала,