一种金属合金粉末制备用混料设备及其方法
技术领域
本发明属于合金粉末加工技术领域，特别是涉及一种金属合金粉末制备用混料设备及其方法。
背景技术
钼钛合金使一种航天结构中常用材料，是以钼为基加入少量钛元素组成的合金，在生产过程中需要对原材料粉末进行混合，便于后续对其进行压制烧结等，通常采用混合装置对其原料进行混合，但现有的混合装置在使用时还存在一些不足之处：
1、现有的原料混合装置在对钼钛合金粉末进行混合后，粉末状钼钛合金容易粘附到装置的内壁上，一方面造成了原材料的浪费，同时不便于后续对装置进行清理，降低了装置的实用性；
2、现有的原料混合装置在对粉末状的钼钛合金进行出料时，由于粉末状的钼钛合金容易在出料口堆积，造成出料口的堵塞，有时需人为对出料口进行疏通，影响出料过程的稳定和连续性，降低了装置的使用便捷性；
3、现有的混合机混合时合金原料容易发生氧化同时现有的混合机工作时不能使物料充分流动，继而混合效果较差；
针对上述问题，亟需在原有原料混合装置的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属合金粉末制备用混料设备及其方法，通过翻料机构、混料组件的设计，解决了现有的金属合金粉末制备用混料设备混料效果较差及混料时反应物容易发生氧化的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种金属合金粉末制备用混料设备，包括罐体，所述罐体内部固定开设有混料腔；所述罐体周侧面固定连接有一组呈圆周阵列分布的阻尼缓冲件；所述罐体底部固定连接有两对称设置的振动电机；所述罐体内壁固定开设有储液腔；所述罐体周侧面分别固定安装有循环液进管和循环液出管；所述循环液进管和循环液出管一端均与储液腔连通；所述罐体顶面固定连接有两对称设置的储料箱；两所述储料箱一表面均固定连通有进料管；两所述进料管出料口的一端均与罐体固定连通；两所述进料管周侧面均固定安装有定量下料阀；
所述罐体轴心位置通过轴承转动连接有翻料机构；所述罐体周侧面固定连接有主驱动电机；所述主驱动电机输出轴的一端通过锥齿轮与翻料机构传动连接；所述翻料机构周侧面且由上至下分别固定连接有动齿盘、螺旋搅拌主叶和碾磨座；所述罐体内壁且对应动齿盘的位置固定连接有第一静齿环；所述动齿盘和第一静齿环相对表面之间啮合有一组呈圆周阵列分布的混料组件；所述罐体内壁还固定连接有与两混料组件相配合的第二静齿环；所述碾磨座与罐体相对表面之间设置有碾磨间隙；
所述罐体底部固定连接有一组呈圆周阵列分布且通过通气环管而相互连通的布气管；所述罐体周侧面还固定连接有惰性气体供给机构；所述惰性气体供给机构出风口的一端通过管道与通气环管固定连通；一组所述布气管与罐体连通处均固定设置有通风面板；
所述翻料机构包括循环料管；所述循环料管周侧面通过轴承与罐体转动连接；所述循环料管周侧面固定连接有从动锥齿环；所述主驱动电机输出轴的一端通过锥齿轮与从动锥齿环啮合；所述从动锥齿环和碾磨座内壁均与循环料管固定连接；所述循环料管内部固定安装有螺旋输料组件；所述螺旋输料组件周侧面与循环料管相配合；所述循环料管底部开设有一组呈圆周阵列分布且与混料腔连通的循环料进孔；所述循环料管上部固定连通有一组呈圆周阵列分布的循环料排管；
两所述混料组件均包括偏心旋转座；所述动齿盘周侧面和第一静齿环内壁均与偏心旋转座啮合；所述偏心旋转座偏心位置通过轴承转动连接有主轴；所述主轴周侧面固定连接有第一从动齿轮；所述主轴周侧面固定连接有螺旋搅拌副叶；所述偏心旋转座轴心位置通过轴承转动连接有轴杆；所述轴杆周侧面分别固定连接有第二从动齿轮和主动齿轮；所述第二从动齿轮周侧面与第一从动齿轮啮合；所述主动齿轮周侧面与第二静齿环啮合。
优选的，所述螺旋输料组件包括螺旋输料刮片、辅轴和伺服电机；所述伺服电机一表面与循环料管固定连接；所述轴杆周侧面与循环料管转动连接；所述轴杆周侧面与螺旋输料刮片固定连接；所述螺旋输料刮片周侧面与循环料管相配合。
优选的，所述循环料管底端延伸至罐体外部；所述循环料管周侧面且延伸至罐体外部的位置固定安装有排料阀；所述循环料管底部固定开设有卸料口。
优选的，所述碾磨间隙呈渐窄设置；所述碾磨座的位置与循环料进孔的位置对应；所述碾磨座顶部固定设置有导料斜面。
优选的，所述罐体周侧面固定安装有控制器；所述螺旋搅拌主叶与螺旋搅拌副叶的螺旋方向相同；所述罐体底部为漏斗状结构。
优选的，所述循环料排管轴线与循环料管轴线的夹角为45°；两所述储料箱底部均固定开设有下料斜面；所述罐体顶部还固定安装有排气阀和温度传感器。
优选的，所述主轴轴心与轴杆轴心的距离为偏心旋转座半径的0.8-0.9倍；所述偏心旋转座为圆形结构；所述偏心旋转座周侧面固定设置有与第一静齿环和动齿盘相配合的齿牙。
优选的，所述惰性气体供给机构表面固定设置有连接接头；所述循环液进管和循环液出管端面均固定设置有法兰连接面；所述阻尼缓冲件与罐体连接处固定设置有角座。
优选的，一种金属合金粉末制备用混料的方法，包括以下步骤：
SS001、布设、使用前将待混合的两种合金粉料分别存储于两个储料箱中，工作前，关闭循环料管底部的排料阀，同时根据加工物料的需求，将循环液进管与外部冷却液供给设备或加热液供给设备连通，循环液出管则与外部冷却液循环设备及外部换热液循环设备连通，当充入冷却液时，该装置能够在加工过程中对物料进行冷却，当充入加热液时，该装置能够有效提供加热环境，且工作前，应通过控制器对两个定量下料阀的下料量进行分别设定，进而控制配料比例；
SS002、混料、工作时，通过控制器对两个定量下料阀的设定，实现两个储料箱中物料的定量下料，工作时，两个振动电机以设定振动频率工作，同时主驱动电机驱动循环料管以设定速度圆周运动，循环料管圆周运动后，继而驱动螺旋搅拌主叶和碾磨座圆周运动，螺旋搅拌主叶和碾磨座圆周运动后，继而进行主搅拌和碾磨作业，且主驱动电机工作的同时，螺旋输料组件中的伺服电机驱动螺旋输料刮片圆周运动，其中通过对伺服电机旋向的控制，使螺旋输料组件的输料方向向上，且循环料管圆周运动后，继而驱动动齿盘圆周运动，由于偏心旋转座与动齿盘和第一静齿环的啮合连接设计，偏心旋转座在自转的同时发生公转，通过自转以往复改变螺旋搅拌副叶与螺旋搅拌主叶的距离，继而实现往复搅拌，通过公转的发生，则实现对罐体内物料的全方位搅拌，同时在偏心旋转座公转时，能够驱动轴杆公转，公转时，由于主动齿轮与第二静齿环的啮合连接设计，主动齿轮能够发生自转，继而最终带动主轴圆周运动，以实现搅拌作业，在上述搅拌作业进行的同时，惰性气体供给机构通过通气环管向一组布气管供入惰性气体，布气管出气后，一方面能够有效避免物料发生沉淀和沉积现象，另一方面能够有效延缓物料的下料速度，继而延长物料受搅拌的时间，物料进行搅拌后，最终在重力的作用下落入碾磨间隙并经碾磨座进行碾磨，一次搅拌及碾磨完毕后的物料在螺旋输料组件的作用下进行循环再搅拌和再碾磨，直至其混合完成；
SS003、下料、混料完毕后，通过控制器对螺旋输料组件的设定，控制螺旋输料组件的输料方向向下，同时打开排料阀，继而实现快速出料。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过翻料机构的设计，变传统物料的静态式单次搅拌为动态式可循环多次搅拌，工作时，螺旋输料组件能够带动物料往复循环上述流动，通过上述流动效果，继而使物料能够循环进行搅拌和碾磨进程，通过上述工序的重复进行，继而有效增强该装置的混料效果，同时通过惰性气体的冲入设计，能够将混料腔内的氧气赶出，从而降低反应物发生氧化的概率，同时通过惰性气体的冲入，一方面能够有效延缓物料的下落速度继而延长物料在搅拌机构中的被搅拌时间，另一方面能够使物料充分分散，继而增强混料效果。
2、本发明通过混料组件的设计，变传统搅拌机构的单点固定结构式搅拌为多点可调半径式搅拌，工作时，搅拌机构的位置能够发生往复改变，通过上述往复改变过程，继而有效提高该装置的混料效率，通过碾磨座的设计，则能在混料时对结团的物料进行有效粉碎，继而降低混料时存在结团物料的概率，通过螺旋输料组件的设计，则能实现该装置的快速下料，且通过上述下料方式设计，能够解决下料时存在的下料堵塞问题。
3、本发明通过定量下料阀的设计，能够实现两种物料的定量夏凉，通过定量下料，继而有助于实现两种物料的定量混合，同时通过螺旋搅拌副叶和螺旋输料刮片的设计，能够对该装置内壁粘附的杂质进行自动刮除，从而对该装置起到一定的自洁效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种金属合金粉末制备用混料设备的结构示意图；
图2为图1的正视结构示意图；
图3为罐体的剖面结构示意图；
图4为图3中A处的局部放大图；
图5为图3另一方向的剖面结构示意图；
图6为图5中B处的局部放大图；
图7为图5中C处的局部放大图；
图8为混料组件的结构示意图；
图9为第一从动齿轮和主动齿轮的结构示意图；
图10为翻料机构的结构示意图；
图11为图10的剖面结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、罐体；2、混料腔；3、阻尼缓冲件；4、振动电机；5、储液腔；6、循环液进管；7、循环液出管；8、储料箱；9、进料管；10、定量下料阀；11、翻料机构；12、主驱动电机；13、动齿盘；14、螺旋搅拌主叶；15、碾磨座；16、第一静齿环；17、混料组件；18、第二静齿环；19、通气环管；20、布气管；21、惰性气体供给机构；22、通风面板；23、循环料管；24、从动锥齿环；25、螺旋输料组件；26、循环料进孔；27、循环料排管；28、偏心旋转座；29、主轴；30、第一从动齿轮；31、螺旋搅拌副叶；32、轴杆；33、第二从动齿轮；34、主动齿轮；35、排料阀；36、卸料口；37、控制器；38、角座。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-11，本发明为一种金属合金粉末制备用混料设备，包括罐体1，所述罐体1内部固定开设有混料腔2；所述罐体1周侧面固定连接有一组呈圆周阵列分布的阻尼缓冲件3；所述罐体1底部固定连接有两对称设置的振动电机4，工作时，两个振动电机4以设定振动频率工作，通过振动电机4的工作以促使待混合的物料发生振荡，继而加快结团物料的分散速率及物料的混合效果，阻尼缓冲件3设置的作用在于增强振动电机4的振动效果，同时在振动电机4工作时，对该装置进行有效减震；
所述罐体1内壁固定开设有储液腔5；所述罐体1周侧面分别固定安装有循环液进管6和循环液出管7；所述循环液进管6和循环液出管7一端均与储液腔5连通；储液腔5工作时，存储入制冷液或制热液，进而使罐体1内部保持设定温度，从而为该装置提供充足的反应条件；
所述罐体1顶面固定连接有两对称设置的储料箱8；两所述储料箱8一表面均固定连通有进料管9；两所述进料管9出料口的一端均与罐体1固定连通；两所述进料管9周侧面均固定安装有定量下料阀10，定量下料阀10用于实现两个储料箱8的定量下料，工作时，两个定量下料阀10均与该装置的控制器37连接，控制器37用于对定量下料阀10的下料量进行设定，进而实现两种物料混料时的定量配比，定量下料阀10为现有机构，其实现原理为现有技术，此处不再赘述；
所述罐体1轴心位置通过轴承转动连接有翻料机构11；所述罐体1周侧面固定连接有主驱动电机12；所述主驱动电机12输出轴的一端通过锥齿轮与翻料机构11传动连接；所述翻料机构11周侧面且由上至下分别固定连接有动齿盘13、螺旋搅拌主叶14和碾磨座15；所述罐体1内壁且对应动齿盘13的位置固定连接有第一静齿环16；所述动齿盘13和第一静齿环16相对表面之间啮合有一组呈圆周阵列分布的混料组件17；通过混料组件17与第一静齿环16和动齿盘13的啮合连接设计，从而使两个混料组件17能够在自转的同时发生公转；
所述罐体1内壁还固定连接有与两混料组件17相配合的第二静齿环18；所述碾磨座15与罐体1相对表面之间设置有碾磨间隙；
所述罐体1底部固定连接有一组呈圆周阵列分布且通过通气环管19而相互连通的布气管20；所述罐体1周侧面还固定连接有惰性气体供给机构21；惰性气体供给机构21本质为鼓气泵，鼓气泵表面固定设置有连接接头，工作时，鼓气泵通过连接接头与外部惰性气体送入设备连通；
所述惰性气体供给机构21出风口的一端通过管道与通气环管19固定连通；一组所述布气管20与罐体1连通处均固定设置有通风面板22，通风面板22表面开设有呈矩形阵列分布的通风孔，通风孔的孔径小于颗粒物的粒径；
所述翻料机构11包括循环料管23；所述循环料管23周侧面通过轴承与罐体1转动连接；所述循环料管23周侧面固定连接有从动锥齿环24；所述主驱动电机12输出轴的一端通过锥齿轮与从动锥齿环24啮合；主驱动电机12用于驱动循环料管23以设定速度进行圆周运动；
所述从动锥齿环24和碾磨座15内壁均与循环料管23固定连接；所述循环料管23内部固定安装有螺旋输料组件25；所述螺旋输料组件25周侧面与循环料管23相配合；所述循环料管23底部开设有一组呈圆周阵列分布且与混料腔2连通的循环料进孔26；所述循环料管23上部固定连通有一组呈圆周阵列分布的循环料排管27；
两所述混料组件17均包括偏心旋转座28；所述动齿盘13周侧面和第一静齿环16内壁均与偏心旋转座28啮合；所述偏心旋转座28偏心位置通过轴承转动连接有主轴29；所述主轴29周侧面固定连接有第一从动齿轮30；所述主轴29周侧面固定连接有螺旋搅拌副叶31，如图3所示，当螺旋搅拌副叶31工作到如图示位置时，螺旋搅拌副叶31还能够通过螺旋输料原理对罐体1内壁粘附的杂质起到一定的刮除作用，继而使该装置拥有一定的自洁效果；
所述偏心旋转座28轴心位置通过轴承转动连接有轴杆32；所述轴杆32周侧面分别固定连接有第二从动齿轮33和主动齿轮34；所述第二从动齿轮33周侧面与第一从动齿轮30啮合；所述主动齿轮34周侧面与第二静齿环18啮合。
进一步的，所述螺旋输料组件25包括螺旋输料刮片、辅轴和伺服电机；所述伺服电机一表面与循环料管23固定连接；所述轴杆32周侧面与循环料管23转动连接；所述轴杆32周侧面与螺旋输料刮片固定连接；所述螺旋输料刮片周侧面与循环料管23相配合，螺旋输料刮片一方面能够对物料进行上下输送，另一方面能够通过输料原理对粘附于循环料管23内壁的杂质进行刮除。
进一步的如图3和图11所示，所述循环料管23底端延伸至罐体1外部；所述循环料管23周侧面且延伸至罐体1外部的位置固定安装有排料阀35；所述循环料管23底部固定开设有卸料口36，卸料口36设置的作用在于实现该装置的快速排料。
进一步的如图5和图11所示，所述碾磨间隙呈渐窄设置；所述碾磨座15的位置与循环料进孔26的位置对应；所述碾磨座15顶部固定设置有导料斜面。
进一步的如图2和图3所示，所述罐体1周侧面固定安装有控制器37，控制器37为普通型号的PLC控制器，控制器37上设置有控制面板，所述螺旋搅拌主叶14与螺旋搅拌副叶31的螺旋方向相同；所述罐体1底部为漏斗状结构。
进一步的，所述循环料排管27轴线与循环料管23轴线的夹角为45°，上述角度设置的作用在于提高该装置的处理范围和布料效果，两所述储料箱8底部均固定开设有下料斜面；所述罐体1顶部还固定安装有排气阀和温度传感器，温度传感器的型号为DS18B20，温度传感器设置的作用在于对混料腔2内部的温度数据进行实时监测并将监测到的实时数据反馈至控制器37，排气阀设置的作用在于实现快速排气。
进一步的，所述主轴29轴心与轴杆32轴心的距离为偏心旋转座28半径的0.8倍；所述偏心旋转座28为圆形结构；所述偏心旋转座28周侧面固定设置有与第一静齿环16和动齿盘13相配合的齿牙。
进一步的，所述惰性气体供给机构21表面固定设置有连接接头；所述循环液进管6和循环液出管7端面均固定设置有法兰连接面；所述阻尼缓冲件3与罐体1连接处固定设置有角座38。
进一步的，一种金属合金粉末制备用混料的方法，包括以下步骤：
SS001、布设、使用前将待混合的两种合金粉料分别存储于两个储料箱8中，工作前，关闭循环料管23底部的排料阀35，同时根据加工物料的需求，将循环液进管6与外部冷却液供给设备或加热液供给设备连通，循环液出管7则与外部冷却液循环设备及外部换热液循环设备连通，当充入冷却液时，该装置能够在加工过程中对物料进行冷却，当充入加热液时，该装置能够有效提供加热环境，且工作前，应通过控制器37对两个定量下料阀10的下料量进行分别设定，进而控制配料比例；
SS002、混料、工作时，通过控制器37对两个定量下料阀10的设定，实现两个储料箱8中物料的定量下料，工作时，两个振动电机4以设定振动频率工作，同时主驱动电机12驱动循环料管23以设定速度圆周运动，循环料管23圆周运动后，继而驱动螺旋搅拌主叶14和碾磨座15圆周运动，螺旋搅拌主叶14和碾磨座15圆周运动后，继而进行主搅拌和碾磨作业，且主驱动电机12工作的同时，螺旋输料组件25中的伺服电机驱动螺旋输料刮片圆周运动，其中通过对伺服电机旋向的控制，使螺旋输料组件25的输料方向向上，且循环料管23圆周运动后，继而驱动动齿盘13圆周运动，由于偏心旋转座28与动齿盘13和第一静齿环16的啮合连接设计，偏心旋转座28在自转的同时发生公转，通过自转以往复改变螺旋搅拌副叶31与螺旋搅拌主叶14的距离，继而实现往复搅拌，通过公转的发生，则实现对罐体1内物料的全方位搅拌，同时在偏心旋转座28公转时，能够驱动轴杆32公转，公转时，由于主动齿轮34与第二静齿环18的啮合连接设计，主动齿轮34能够发生自转，继而最终带动主轴29圆周运动，以实现搅拌作业，在上述搅拌作业进行的同时，惰性气体供给机构21通过通气环管19向一组布气管20供入惰性气体，初始阶段下，布气管20工作时，排气阀打开，继而将混料腔2中的氧气充分排出，以降低反应物发生氧化的概率，排气指定时间后，排气阀关闭，布气管20继续出气，布气管20出气后，一方面能够有效避免物料发生沉淀和沉积现象，另一方面能够有效延缓物料的下料速度，继而延长物料受搅拌的时间，物料进行搅拌后，最终在重力的作用下落入碾磨间隙并经碾磨座15进行碾磨，一次搅拌及碾磨完毕后的物料在螺旋输料组件25的作用下进行循环再搅拌和再碾磨，直至其混合完成；
SS003、下料、混料完毕后，通过控制器37对螺旋输料组件25的设定，控制螺旋输料组件25的输料方向向下，同时打开排料阀35，继而实现快速出料。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
