一种用于微粒子喷丸丸粒的制备装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及丸粒制备技术领域，特别涉及一种用于微粒子喷丸丸粒的制备装置及其制备方法。

背景技术

在制备喷丸丸粒时，有很多种制备方法，例如将金属在高温下熔融后，通过离心将熔融金属甩出，然后用气态雾化的方法制备微粒喷丸丸粒，根据不同的材料和需求，还包括湿法制粒、干法制粒、一步制粒、喷雾制粒多种方法来制备喷丸丸粒；然而现有技术中在制备喷丸丸粒时不便于调节熔融金属离心甩出的角度，同时不便于调整挡料板以及水膜的角度，从而影响喷丸丸粒的制备效率和制备质量。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种用于微粒子喷丸丸粒的制备装置，包括制粒箱，所述制粒箱的上方固定安装有储存箱，所述制粒箱内设置有第一调控组件、第二调控组件、挡料组件，所述第二调控组件设置在第一调控组件与储存箱之间，所述第一调控组件和储存箱均与第二调控组件连接；所述制粒箱内部的下端可拆卸地安装有分选板，所述制粒箱内部的上端固定设置有进水管，所述制粒箱内部的上端通过花键连接有排气阀；所述第一调控组件包括调控箱、驱动机构、调控机构，所述调控箱固定安装在制粒箱内，所述调控箱穿过分选板，所述驱动机构和调控机构均安装在调控箱上，所述调控机构与第二调控组件连接，所述挡料组件设置有两个，两个挡料组件分别分布在制粒箱内部的两侧，每个挡料组件上均上安装有两个密封组件，所述制粒箱内设置有冷水。

进一步地，所述挡料组件包括侧板、挡料板、角度调整板、滑槽、连接杆一，所述侧板固定安装在制粒箱的侧面上，所述挡料板转动安装在侧板上，所述挡料板设置在制粒箱内部，所述滑槽设置在侧板上，所述角度调整板滑动安装在滑槽上，所述连接杆一转动安装在挡料板上，所述角度调整板和连接杆一固定连接。

进一步地，所述密封组件包括密封板、导向杆、轨道架、安装板、弹簧一、电机一、转轮、偏心轮组件，所述轨道架和电机一均固定安装在侧板上，所述安装板滑动安装在轨道架上，所述导向杆固定安装在安装板上，所述密封板滑动安装在导向杆上，所述弹簧一套设在导向杆上，弹簧一的一端与安装板固定连接，弹簧一的另一端与密封板固定连接，所述偏心轮组件偏心安装在电机一的输出轴上，所述转轮同轴固定安装在电机一的输出轴上，所述密封板上设置有多个弧形槽一和弧形槽二，弧形槽一和弧形槽二交替分布，所述转轮与弧形槽一连接，所述偏心轮组件与弧形槽二连接，所述密封板上设置有密封布，密封布设置在滑槽与密封板连接处，所述密封板和密封布均与挡料板滑动连接。

进一步地，所述驱动机构包括转轴一、齿轮一、齿轮二、电机二、挡块、齿轮三、齿轮四、隔热板、转轴二，所述电机二和隔热板均固定安装在调控箱内，所述电机二设置在隔热板的下方，所述隔热板的上方设置有腔室，所述齿轮一和齿轮二均同轴固定安装在电机二的输出轴上，所述转轴一和转轴二均同轴转动安装在调控箱上，所述挡块同轴固定安装在转轴一的下端，所述转轴一和转轴二同轴转动连接，所述齿轮三同轴固定安装在转轴一上，所述齿轮四同轴固定安装在转轴二上，所述齿轮二和齿轮三啮合连接，所述齿轮一和齿轮四啮合连接，所述齿轮二的直径大于齿轮三的直径，所述齿轮四的直径大于齿轮一的直径。

进一步地，所述调控机构包括下料管一、叶轮、入料口、入料管、出料管，所述叶轮固定安装在转轴二上，所述叶轮设置有多组，且呈圆周状均匀地间隔分布，所述叶轮设置在腔室内，所述入料管固定安装在腔室的上方，且入料管与腔室连通，所述出料管固定安装在腔室的侧面，且出料管与腔室连通，所述出料管设置有两个，分布在腔室的两侧，所述出料管的开口方向朝向侧板，所述下料管一固定安装在入料管上，且下料管一与入料管连通，所述入料口设置在储存箱内，所述下料管一通过入料口与储存箱连接。

进一步地，所述第二调控组件包括开合架、连接杆二、弹簧二、轨道板、连接板、滑块、限位轮、支撑箱，所述支撑箱同轴固定安装在转轴一上，所述限位轮同轴固定安装在支撑箱上，所述滑块滑动安装在支撑箱上，所述滑块与限位轮滑动连接，所述限位轮上设置有用于防止滑块脱离的挡块，所述滑块设置有多个，且呈圆周状均匀地间隔分布，每个所述滑块与支撑箱之间均设置有弹簧三，所述轨道板固定安装在储存箱的下方，所述开合架滑动安装在轨道板上，所述开合架与下料管一滑动连接，所述连接杆二滑动安装在轨道板上，所述弹簧二套设在连接杆二上，弹簧二的一端与连接杆二固定连接，弹簧二的另一端与轨道板固定连接，所述连接板固定安装在开合架上，所述开合架滑动设置在入料口与下料管一的连通处。

进一步地，所述储存箱上可拆卸地安装有密封盖一，所述制粒箱的下端可拆卸地安装有密封盖二，所述储存箱和腔室均外接有用于保持温度的加热装置，所述进水管上外接有喷水装置，所述排气阀和进水管均设置有多个，所述分选板上设置有多个分选孔，所述密封盖二上设置有排水口，排水口处设置有排水阀，排水阀连接有过滤装置。

本发明还提供了一种使用微粒子喷丸丸粒的制备装置制备微粒子喷丸丸粒的方法，包括如下步骤：

S1、将熔融金属注入储存箱内，注入后通过外接的加热装置保持储存箱的温度，通过密封盖一将储存箱进行密封；

S2、通过驱动机构带动调控机构和第二调控组件工作，入料口打开，使得入料口与下料管一连通，储存箱内的熔融金属经入料口流出；

S3、熔融金属从下料管一经过入料管进入腔室内，叶轮转动时将熔融金属从出料管中甩出，在离心力的作用使熔融金属形成熔融液滴；

S4、利用喷水装置通过进水管向着挡料板喷冷水，使挡料板表面形成水膜，熔融液滴从出料管中甩出后撞向挡料板表面的水膜，在冲击力和水蒸气爆炸力的作用下，使得熔融液滴变成体积更小的微液滴；

S5、微液滴的熔融金属呈颗粒状落入制粒箱内的冷水中变成丸粒，通过分选板上的分选孔对不同直径的丸粒进行分选；

S6、打开排水阀，将水排出，通过过滤装置将丸粒进行过滤，拆下制粒箱下方的密封盖二以及分选板，将冷却完成的丸粒取出，完成对微粒子喷丸丸粒的制备。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过第一调控组件和第二调控组件的配合能够调整熔融金属喷出的速度，从而能够适用于不同丸粒的制备，同时当储存箱的熔融金属变少时，能够通过第一调控组件和第二调控组件来调控熔融金属的喷出速度，从而保证丸粒的制备质量；（2）本发明能够通过密封组件对滑槽开口处进行密封，防止因空气进入过多而影响丸粒的制备质量；（3）本发明能够通过密封组件带动挡料组件改变倾斜角度，从而能够适应从出料管中甩出的不同速度的熔融金属，保证了撞击力度，提高了丸粒的制备质量，同时通过在撞击时喷出冷水，使得挡料板表面形成水膜，在冲击力和水蒸气爆炸力的作用下，使得熔融液滴变成体积更小的微液滴，同时能够防止熔融金属粘连在挡料板上，从而来提高丸粒的制备质量；（4）本发明结构简单，丸粒制备的效率较高，丸粒制备的质量较好。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明的正视图。

图3为本发明的侧视图。

图4为本发明的俯视图一。

图5为本发明的俯视图二。

图6为本发明图5中沿着A-A方向的剖视图。

图7为本发明图6中A处放大结构示意图。

图8为本发明挡料组件和密封组件结构示意图。

图9为本发明图8中B处放大结构示意图。

图10为本发明密封组件结构示意图。

图11为本发明的俯视图三。

图12为本发明图11中沿着B-B方向的剖视图。

图13为本发明图12中C处放大结构示意图。

图14为本发明图12中D处放大结构示意图。

图15为本发明第一调控组件局部结构示意图。

101-制粒箱；102-排气阀；103-进水管；104-分选板；201-储存箱；301-密封板；302-导向杆；303-轨道架；304-安装板；305-弹簧一；306-电机一；307-转轮；308-偏心轮组件；309-密封布；401-侧板；402-挡料板；403-角度调整板；404-滑槽；405-连接杆一；501-调控箱；502-转轴一；503-下料管一；504-叶轮；505-齿轮一；506-齿轮二；507-电机二；508-挡块；509-齿轮三；510-齿轮四；511-隔热板；512-转轴二；513-开合架；514-连接杆二；515-弹簧二；516-轨道板；517-入料口；518-连接板；519-滑块；520-弹簧三；521-限位轮；522-支撑箱；523-入料管；524-出料管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：如图1-图15所示的一种用于微粒子喷丸丸粒的制备装置，包括制粒箱101，制粒箱101的上方固定安装有储存箱201，制粒箱101内设置有第一调控组件、第二调控组件、挡料组件，第二调控组件设置在第一调控组件与储存箱201之间，第一调控组件和储存箱201均与第二调控组件连接；制粒箱101内部的下端可拆卸地安装有分选板104，制粒箱101内部的上端固定设置有进水管103，制粒箱101内部的上端通过花键连接有排气阀102；第一调控组件包括调控箱501、驱动机构、调控机构，调控箱501固定安装在制粒箱101内，调控箱501穿过分选板104，驱动机构和调控机构均安装在调控箱501上，调控机构与第二调控组件连接，挡料组件设置有两个，两个挡料组件分别分布在制粒箱101内部的两侧，每个挡料组件上均上安装有两个密封组件，制粒箱101内设置有冷水。

挡料组件包括侧板401、挡料板402、角度调整板403、滑槽404、连接杆一405，侧板401固定安装在制粒箱101的侧面上，挡料板402转动安装在侧板401上，挡料板402设置在制粒箱101内部，滑槽404设置在侧板401上，角度调整板403滑动安装在滑槽404上，连接杆一405转动安装在挡料板402上，角度调整板403和连接杆一405固定连接。

密封组件包括密封板301、导向杆302、轨道架303、安装板304、弹簧一305、电机一306、转轮307、偏心轮组件308，轨道架303和电机一306均固定安装在侧板401上，安装板304滑动安装在轨道架303上，导向杆302固定安装在安装板304上，密封板301滑动安装在导向杆302上，弹簧一305套设在导向杆302上，弹簧一305的一端与安装板304固定连接，弹簧一305的另一端与密封板301固定连接，偏心轮组件308偏心安装在电机一306的输出轴上，转轮307同轴固定安装在电机一306的输出轴上，密封板301上设置有多个弧形槽一和弧形槽二，弧形槽一和弧形槽二交替分布，转轮307与弧形槽一连接，偏心轮组件308与弧形槽二连接，密封板301上设置有密封布309，密封布309设置在滑槽404与密封板301连接处，密封板301和密封布309均与挡料板402滑动连接。

驱动机构包括转轴一502、齿轮一505、齿轮二506、电机二507、挡块508、齿轮三509、齿轮四510、隔热板511、转轴二512，电机二507和隔热板511均固定安装在调控箱501内，电机二507设置在隔热板511的下方，隔热板511的上方设置有腔室，齿轮一505和齿轮二506均同轴固定安装在电机二507的输出轴上，转轴一502和转轴二512均同轴转动安装在调控箱501上，挡块508同轴固定安装在转轴一502的下端，转轴一502和转轴二512同轴转动连接，齿轮三509同轴固定安装在转轴一502上，齿轮四510同轴固定安装在转轴二512上，齿轮二506和齿轮三509啮合连接，齿轮一505和齿轮四510啮合连接，齿轮二506的直径大于齿轮三509的直径，齿轮四510的直径大于齿轮一505的直径。

调控机构包括下料管一503、叶轮504、入料口517、入料管523、出料管524，叶轮504固定安装在转轴二512上，叶轮504设置有多组，且呈圆周状均匀地间隔分布，叶轮504设置在腔室内，入料管523固定安装在腔室的上方，且入料管523与腔室连通，出料管524固定安装在腔室的侧面，且出料管524与腔室连通，出料管524设置有两个，分布在腔室的两侧，出料管524的开口方向朝向侧板401，下料管一503固定安装在入料管523上，且下料管一503与入料管523连通，入料口517设置在储存箱201内，下料管一503通过入料口517与储存箱201连接。

第二调控组件包括开合架513、连接杆二514、弹簧二515、轨道板516、连接板518、滑块519、限位轮521、支撑箱522，支撑箱522同轴固定安装在转轴一502上，限位轮521同轴固定安装在支撑箱522上，滑块519滑动安装在支撑箱522上，滑块519与限位轮521滑动连接，限位轮521上设置有用于防止滑块519脱离的挡块，滑块519设置有多个，且呈圆周状均匀地间隔分布，每个滑块519与支撑箱522之间均设置有弹簧三520，轨道板516固定安装在储存箱201的下方，开合架513滑动安装在轨道板516上，开合架513与下料管一503滑动连接，连接杆二514滑动安装在轨道板516上，弹簧二515套设在连接杆二514上，弹簧二515的一端与连接杆二514固定连接，弹簧二515的另一端与轨道板516固定连接，连接板518固定安装在开合架513上，开合架513滑动设置在入料口517与下料管一503的连通处。

储存箱201上可拆卸地安装有密封盖一，制粒箱101的下端可拆卸地安装有密封盖二，储存箱201和腔室均外接有用于保持温度的加热装置，进水管103上外接有喷水装置，排气阀102和进水管103均设置有多个，分选板104上设置有多个分选孔，密封盖二上设置有排水口，排水口处设置有排水阀，排水阀连接有过滤装置。

本发明还提供了一种使用微粒子喷丸丸粒的制备装置制备微粒子喷丸丸粒的方法，包括如下步骤：

S1、将熔融金属注入储存箱201内，注入后通过外接的加热装置保持储存箱201的温度，通过密封盖一将储存箱201进行密封；

S2、通过驱动机构带动调控机构和第二调控组件工作，入料口517打开，使得入料口517与下料管一503连通，储存箱201内的熔融金属经入料口517流出；

S3、熔融金属从下料管一503经过入料管523进入腔室内，叶轮504转动时将熔融金属从出料管524中甩出，在离心力的作用使熔融金属形成熔融液滴；

S4、利用喷水装置通过进水管103向着挡料板402喷冷水，使挡料板402表面形成水膜，熔融液滴从出料管524中甩出后撞向挡料板402表面的水膜，在冲击力和水蒸气爆炸力的作用下，使得熔融液滴变成体积更小的微液滴；

S5、微液滴的熔融金属呈颗粒状落入制粒箱101内的冷水中变成丸粒，通过分选板104上的分选孔对不同直径的丸粒进行分选；

S6、打开排水阀，将水排出，通过过滤装置将丸粒进行过滤，拆下制粒箱101下方的密封盖二以及分选板104，将冷却完成的丸粒取出，完成对微粒子喷丸丸粒的制备。

本发明的工作原理为：将熔融金属注入储存箱201内，注入后通过外接的加热装置保持储存箱201和腔室内的温度，通过密封盖一将储存箱201进行密封，利用喷水装置通过进水管103向着挡料板402喷出冷水，使得挡料板402表面形成水膜，由于高温使得水蒸发为水蒸气，当制粒箱101内的水蒸气过多时，排气阀102被顶起，排气阀102被顶起后气体排出（类似于高压锅排气）。

电机二507的输出轴带动齿轮一505和齿轮二506转动，齿轮一505带动齿轮四510转动，齿轮二506带动齿轮三509转动，齿轮三509带动转轴一502转动，齿轮四510带动转轴二512转动，转轴二512带动叶轮504转动，转轴一502转动时带动支撑箱522转动，支撑箱522带动限位轮521转动，支撑箱522转动时，在离心力的作用下滑块519伸出，弹簧三520被拉伸，滑块519伸出时通过连接板518带动开合架513移动，弹簧二515被拉伸，开合架513移动时入料口517被打开，使得入料口517与下料管一503连通，储存箱201内的熔融金属从入料口517流出，熔融金属从下料管一503经过入料管523进入腔室内，叶轮504转动时将熔融金属从出料管524中甩出，在离心力的作用使熔融金属形成熔融液滴。

当从叶轮504内甩出熔融金属的速度需要变快时，提高电机二507输出轴的转速，当电机二507输出轴的转速变快时，滑块519伸出的距离变长（滑块519伸出的工作原理参照前面），进而通过连接板518带动开合架513移动的距离变长，入料口517与下料管一503的连通处变大，熔融金属从入料口517流出的量变多，同时叶轮504的转速变快，叶轮504转动时将熔融金属从出料管524中甩出的速度变快。

当从叶轮504内甩出熔融金属的速度需要变慢时，降低电机二507输出轴的转速，当电机二507输出轴的转速变慢时，滑块519伸出的距离变短（滑块519伸出的工作原理参照前面），进而通过连接板518带动开合架513移动的距离变短，入料口517与下料管一503的连通处变小，熔融金属从储存箱201流出的量变少，同时叶轮504的转速变慢，叶轮504转动时将熔融金属从出料管524中甩出的速度变慢。

当从叶轮504内甩出熔融金属的速度改变时，为保证熔融液滴与挡料板402上水膜的碰撞角度，对应地需要调整挡料板402的角度，电机一306的输出轴带动转轮307和偏心轮组件308转动，偏心轮组件308转动时带动密封板301在导向杆302上滑动，同时带动密封板301移动，密封板301通过导向杆302带动安装板304在轨道架303上移动，密封板301在导向杆302上滑动时带动密封布309在角度调整板403上滑动，从而能够防止在密封板301移动时，密封布309与侧板401发生摩擦而导致密封布309损坏的问题。

密封板301移动时通过密封布309带动角度调整板403在滑槽404内滑动，角度调整板403通过连接杆一405带动挡料板402转动，从而调整挡料板402的角度，以适应甩出熔融金属的速度。

熔融金属从出料管524中甩出后撞向挡料板402的水膜，在冲击力和水蒸气爆炸力的作用下，使得熔融液滴变成体积更小的微液滴，微液滴的熔融金属呈颗粒状落入制粒箱101内的冷水中变成丸粒，通过分选板104对不同直径的丸粒进行分选，大直径的丸粒落到分选板104上，小直径的丸粒通过分选板104上的分选孔落入分选板104下方。

打开排水阀，将水排出，通过过滤装置将丸粒进行过滤，拆下制粒箱101下方的密封盖二以及分选板104，将冷却完成的丸粒取出，完成对微粒子喷丸丸粒的制备。

需要特别说明的是，制粒箱101、储存箱201以及制粒箱101内部各结构的材质均选用耐高温金属。