專利名稱：粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及粉末冶金加熱設備，特別涉及一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器。
背景技術：
粉末冶金溫壓工藝是將加有特殊有機聚合物的混合粉末加熱到某特定溫度后(250℃以下)，進行壓制再用傳統的燒結工藝進行燒結。粉末所需加熱的溫度由粉末冶金的力學理論決定，同時也要考慮到粉末的流動性能，試驗研究表明，粉末的流動性能與松裝密度都受粉末的溫度影響，且存在一個臨界溫度，超過這個溫度后粉末的流動性能將隨著溫度的升高而劇烈下降。在生產實踐中，為了能使得粉末順利通過加熱器，進入模具，粉末的溫度不能過超過影響粉末流動性的臨界溫度。目前，用于溫壓工藝的加熱裝置主要采用的加熱方式有微波加熱和熱壁傳導加熱兩種，其中熱壁傳導加熱主要采用熱油加熱和電阻加熱兩種方式；亦即現有的加熱裝置主要包括下述三種類型(1)微波加熱裝置；微波加熱器利用微波作為熱源對粉末進行加熱，微波是一種電磁波，其加熱本質上是體積的，亦就是粉末體流的內部與外表面一起直接被加熱；采用微波加熱方式，加熱速度快，加熱溫度易于控制，粉末溫度分布比較均勻，內外粉末溫差小；但微波加熱裝置存在結構復雜，技術難度大，生產成本高的缺點。(2)電阻加熱裝置；電阻加熱方式是直接把熱電阻貼在加熱器的熱壁上，通過熱壁與粉末的溫差進行熱傳導；電阻加熱裝置的熱壁傳導加熱的粉末內外溫度分布不均勻，靠近熱壁的粉末溫度高，遠離熱壁的粉末溫度低，兩者溫差較大；對于電阻加熱方式，由于溫度升高的速度快，很難精確控制加熱粉末的溫度，如不采用微機模糊控制，將會產生較大的溫度波動，而對粉末的流動性能及其他性能造成影響。(3)熱傳導液加熱器；熱傳導液加熱器方式是采用熱傳導液循環，加熱壁面，對粉末進行熱傳導加熱；熱傳導液擁有良好的傳熱性能，易于實現溫度控制，能夠控制最高溫度不超過粉末的邊界溫度，很適合溫壓工藝的應用，目前主要采用熱油為熱傳導液。
熱傳導液加熱器與電阻加熱器同屬于熱壁傳導加熱，它們的共同缺點是離熱壁距離越遠粉末溫度越低，與熱壁溫差較大。要實現較低溫差粉末加熱，就得縮小熱壁間距，現有的加熱器中，熱壁間距都是固定的，因而其一次加熱粉末量是固定的，但在實際生產中，制造大小不同的零件所需要的粉末量不同；而且不同的粉末其熱傳導性能不同，即是在相同熱壁間距條件下，加熱不同的粉末其溫差就不同，所以現有的固定熱壁間距的加熱器存在這樣的缺陷一是不能調節一次加熱出粉量以適應生產大小不同零件的需求；二是不能通過調節間距來調節加熱粉末的溫差。
發明內容
本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種結構簡單、適應面廣、加熱溫度均勻、升溫平穩的熱壁間距可調及換熱單元可增減的粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器。
本實用新型的目的通過下述技術方案實現本熱傳導液粉末加熱器包括換熱單元，其特征在于還包括換熱單元間距調節結構。
所述換熱單元間距調節結構包括間距調整構件、驅動構件；換熱單元與間距調整構件相連接，間距調整構件與驅動構件相連接。
所述間距調整構件包括兩組對稱設置在換熱單元兩側的連桿組，兩連桿組分別與換熱單元兩側相連接，同時兩連桿組的與固定滑槽相連接；所述固定滑槽可位于加熱器的底座支架上。
所述連桿組包括連桿、上、下端銷、支撐銷，連桿之間通過上、下端銷及支撐銷相鉸接，上、下端銷與換熱單元兩側相連接，支撐銷與加熱器的底座支架上的固定滑槽相連接。
所述換熱單元包括油箱和油箱架，油箱嵌入連接在油箱架內，油箱設置有循環油進口和出口，油箱架的側面上、下端設置有滑槽，所述滑槽與連桿組的上、下端銷配合連接形成移動副，油箱架的兩側上端還設置有吊臂，所述吊臂懸掛在固定滑動導軌上；所述固定滑動導軌可位于加熱器的底座支架上。
所述換熱單元可為兩個或兩個以上，如果換熱單元的數量為N，那么由N個換熱單元構成的加熱腔數量為N-1個。
所述驅動構件位于間距調整構件的一側，包括驅動板、驅動螺桿、螺桿擋環、卡環，驅動板兩端通過設置于固定滑槽內的驅動滑塊與連桿組相連接，驅動螺桿穿過底座壁板并與驅動板螺紋連接，螺桿擋環嵌入底座壁板內，卡環卡接在驅動螺桿上；螺桿擋環和卡環對驅動螺桿進行限位。
所述驅動螺桿的螺紋采用自鎖牙形，使調節后的驅動螺桿不會因為受到壓力而自行移動產生位移。
本熱傳導液粉末加熱器的底部設置有出粉結構，所述出粉結構包括動柵板、定柵板、定位導軌和刮板，動柵板和定柵板設置有間隔大小相同的柵格，定柵板位于動柵板上并與動柵板貼合配合連接，動柵板與動力機構，如氣缸相連接以驅動其作往復運動，動柵板與定柵板的柵格大小間隔一致，兩者相配合形成加熱腔的閘門，當柵格重疊時，閘門打開，可以排出粉末；當柵格錯開時，閘門關閉，粉末不能流出，從而實現加熱腔下端的密封；定位導軌位于定柵板上并與油箱架下端貼合連接，位于前、后最外側的兩塊油箱架下端分別連接有刮板，刮板在油箱架移動時可沿定柵板及定位導軌滑動，通過線接觸防止粉末泄漏。
本熱傳導液粉末加熱器的側面密封由相鄰的油箱架配合實現，具體為油箱架的側面前后側分別為互相錯開設置的長、短板，相鄰的油箱架的長、短板相互配合連接并貼合滑動，達到在變化加熱腔空間的同時始終保持側面密封的效果；其中油箱架的短板長度決定了加熱腔的最小厚度(亦即熱壁最小間距)，油箱架的長板與短板長度之和決定了加熱腔的最大厚度(即是熱壁最大間距)。
本實用新型的作用原理是當通過外力旋轉驅動螺桿，使得驅動板水平移動時，與驅動板相連接的連桿組一端被牽引驅動產生水平移動，由于與連桿組連接的末端換熱單元位置固定，連桿組的另一端也被水平限位，所以連桿組內的連桿之間的間距發生變化(如果連桿都是對稱相同的，那么間距的變化是均勻一致的)，又由于換熱單元與連桿組相連接，所以連桿的移動同時亦帶動換熱單元產生位移，從而使換熱單元之間形成的加熱腔的厚度發生變化，實現熱壁間距調節，滿足不同的加熱工藝的需要。由于換熱單元與連桿組及底座密封構件之間的配合都是滑動配合，而且換熱單元是相對獨立結構，其與外部構件的連接方式都是可拆式活動連接，所以換熱單元能夠根據實際的需求而直接增減，可以實現調節加熱出粉量以適應生產大小不同零件的需求。
本實用新型相對于現有技術具有如下的優點及效果(1)控制操作容易；采用熱傳導液提供熱量，容易實現溫度控制，不會出現溫度波動，避免對粉末造成熱沖擊影響粉末的性能；(2)實現間距可調；從溫度控制角度來考慮，調節熱壁間距，可以調節粉末層溫差，滿足不同工藝對粉末溫度精度的不同要求；從加熱粉末流量來考慮，調節間距，可以調節一個加熱周期出粉量的多少，滿足生產大小不同零件對粉末需求量不同的要求；(3)調節方便簡單；本實用新型增減換熱單元，可以實現對加熱粉末流量的有級調節，相對來說，間距調節是對粉末流量的無級調節，亦即是微調，這樣本熱傳導液粉末加熱器同時實現了有級調節與無級調節兩種功能，大大提高了設備的柔性，可以較好地適用于粉末冶金溫壓工藝過程。
圖1是本熱傳導液粉末加熱器的結構示意圖。
圖2是圖1所示熱傳導液粉末加熱器去除底座及壁板后的立體圖。
圖3是圖1所示熱傳導液粉末加熱器的底座與前、后壁板的立體圖。
圖4是圖1所示熱傳導液粉末加熱器的換熱單元及底面密封結構示意圖。
圖5是圖1所示熱傳導液粉末加熱器的側面密封結構示意圖。
圖6是圖5所示側面密封結構的局部視圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例圖1～圖6示出了本實用新型的具體結構，由圖1～圖3可見，本熱傳導液粉末加熱器包括有底座1、左、右、前、后壁板2、3、4、5、換熱單元、連桿組、驅動構件、底部出粉構件，左、右、前、后壁板2、3、4、5位于底座1上并與底座1構成一方形腔體，換熱單元、連桿組、驅動構件、底部出粉構件位于此方形腔體內。
所述換熱單元有四個，換熱單元構成三個加熱腔；換熱單元的結構如圖4所示，由圖4可見，所述換熱單元包括有油箱6及油箱架7，油箱6嵌入連接在油箱架7內，油箱6設置有循環油進口6-1和出口6-2，油箱架7的側面上、下端設置有滑槽7-1、7-2，油箱架7的兩側上端還設置有吊臂7-3、7-4，吊臂7-3、7-4懸掛在底座1上前、后壁板4、5上部設置的固定滑動導軌4-1、5-1上。
所述連桿組對稱設置在油箱架7兩側，包括連桿8、上、下端銷9、10、支撐銷11，各連桿8之間通過上、下端銷9、10及支撐銷11相鉸接，上、下端銷9、10與油箱架7側面的上、下端滑槽7-1、7-2相配合連接形成移動副，支撐銷11與底座1上前、后壁板4、5中部設置的支架4-2、5-2上的固定滑槽4-3、5-3相連接，結構如圖2及圖3所示。
所述驅動構件位于連桿組靠近左壁板2一側，包括驅動板12、驅動螺桿13、螺桿擋環14、卡環15，驅動板12兩端通過設置于前、后壁板中部的固定滑槽4-3、5-3內的驅動滑塊12-1與連桿組一端的驅動連桿8相連接，可帶動驅動連桿8前后移動，連桿組另一側的上、下端銷9、10及油箱架7相對于前后壁板4、5是水平定位的，驅動螺桿13穿過底座左壁板2并與驅動板12螺紋連接，驅動螺桿13的螺紋采用自鎖牙形，使調節后的驅動螺桿13不會因受到裝粉對油箱6產生的水平壓力而自行移動產生位移，螺桿擋環14嵌入底座左壁板2內，卡環15卡接在驅動螺桿13上，如圖1及圖2所示，螺桿擋環14和卡環15對驅動螺桿13進行限位。
所述底部出粉構件如圖1、圖2及圖4所示，由圖1、圖2及圖4可見，本底部出粉構件包括動柵板16、定柵板17、定位導軌18和刮板19，動柵板16和定柵板17設置有間隔大小相同的柵格，定柵板17位于動柵板16上并與動柵板16貼合配合連接，動柵板16一端設置有連接環16-1，通過連接環16-1可與氣缸(圖中未示出)連接以驅動動柵板16作往復運動，動柵板16與定柵板17的柵格大小間隔相同，兩者相配合形成加熱腔的閘門，當柵格重疊時，閘門打開，可以排出粉末；當柵格錯開時，閘門關閉，粉末不能流出，從而實現加熱腔下端的密封；定位導軌18位于定柵板17上并與油箱架7下端貼合連接，位于前、后最外側的兩塊油箱架7下端分別連接有刮板19，刮板19在油箱架7移動時可沿定柵板17及定位導軌18滑動，通過線接觸防止粉末泄漏。
本熱傳導液粉末加熱器的側面密封由相鄰的油箱架7配合實現，具體結構如圖5及圖6所示，由圖5及圖6可見，油箱架7的側面前后側分別為互相錯開設置的長、短板7-5、7-6，相鄰的油箱架的長、短板7-5、7-6相互配合連接并貼合滑動，達到在變化加熱腔空間的同時始終保持側面密封的效果；其中油箱架7的短板7-6的長度h決定了加熱腔的最小厚度(亦即熱壁最小間距)，油箱架7的長板7-5與短板7-6長度之和H+h決定了加熱腔的最大厚度(即是熱壁最大間距)，亦即加熱腔厚度h1的大小范圍為h≤h1≤H+h。
本熱傳導液粉末加熱器的作用原理是當通過外力旋轉驅動螺桿13，使得驅動板12水平移動時，與驅動板12相連接的連桿組一端被牽引驅動產生水平移動，由于連桿組的另一端被水平定位，所以連桿組內的連桿8之間的水平間距發生變化，因為連桿組的連桿8都是對稱相同的，所以連桿8間距的變化是均勻一致的，又由于換熱單元與連桿組相連接，所以連桿8的移動同時亦帶動換熱單元產生相同的位移，使四個換熱單元之間形成的三個加熱腔的厚度發生一致的變化，從而實現熱壁間距的調節，滿足不同的加熱工藝的需要。由于換熱單元與連桿組及底座密封構件之間的配合都是滑動配合，而且換熱單元是相對獨立結構，其與外部構件的連接方式都是可拆式活動連接，所以換熱單元能夠根據實際的需求而直接增減，只要增減相應的油箱6、油箱架7和連桿8，就能實現增加或減少加熱腔體的目的，滿足調節加熱出粉量適應生產大小不同零件的需求。
權利要求1.一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，包括換熱單元，其特征在于包括換熱單元間距調節結構。
2.根據權利要求1所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于所述換熱單元間距調節結構包括間距調整構件、驅動構件；換熱單元與間距調整構件相連接，間距調整構件與驅動構件相連接。
3.根據權利要求2所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于所述間距調整構件包括兩組對稱設置在換熱單元兩側的連桿組，兩連桿組分別與換熱單元兩側相連接，同時兩連桿組與固定滑槽相連接。
4.根據權利要求3所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于所述連桿組包括連桿(8)、上、下端銷(9、10)、支撐銷(11)，連桿(8)之間通過上、下端銷(9、10)及支撐銷(11)相鉸接，上、下端銷(9、10)與換熱單元兩側相連接，支撐銷(11)與加熱器的底座(1)上的固定滑槽(4-3、5-3)相連接。
5.根據權利要求1所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于所述換熱單元包括油箱(6)和油箱架(7)，油箱(6)嵌入連接在油箱架(7)內，油箱(6)設置有循環油進口(6-1)和出口(6-2)，油箱架(7)的側面上、下端設置有滑槽(7-1、7-2)，油箱架(7)的兩側上端還設置有吊臂(7-3、7-4)。
6.根據權利要求5所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于油箱架(7)的側面前后側分別為互相錯開設置的長、短板(7-5、7-6)，相鄰的油箱架(7)的長、短板(7-5、7-6)相互配合連接并貼合滑動。
7.根據權利要求2所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于所述驅動構件位于間距調整構件的一側，包括驅動板(12)、驅動螺桿(13)、螺桿擋環(14)、卡環(15)，驅動板(12)兩端通過設置于固定滑槽(4-3、5-3)的驅動滑塊(12-1)與連桿組相連接，驅動螺桿(13)穿過底座壁板(2)并與驅動板(12)螺紋連接，螺桿擋環(14)嵌入底座壁板(2)內，卡環(15)卡接在驅動螺桿(13)上。
8.、根據權利要求7所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于所述驅動螺桿(13)的螺紋采用自鎖牙形。
9.根據權利要求1所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于底部設置有出粉結構，所述出粉結構包括動柵板(16)、定柵板(17)，動柵板(16)和定柵板(17)設置有間隔大小相同的柵格，定柵板(17)位于動柵板(16)上并與動柵板(16)貼合配合連接，動柵板(16)與動力機構相連接。
10.根據權利要求9所述的一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，其特征在于所述出粉結構包括定位導軌(18)和刮板(19)；定位導軌(18)位于定柵板(17)上并與油箱架(7)下端貼合連接，位于前、后最外側的兩塊油箱架(7)下端分別連接有刮板(19)。
專利摘要本實用新型提供一種粉末冶金溫壓工藝用熱傳導液粉末加熱器，包括換熱單元，還包括換熱單元間距調節結構；所述換熱單元間距調節結構包括間距調整構件、驅動構件；換熱單元與間距調整構件相連接，間距調整構件與驅動構件相連接。本熱傳導液粉末加熱器具有結構合理、控制操作容易的優點，可以方便地調節熱壁間距從而調節出粉末量及粉末層溫差，滿足生產大小不同零件對粉末需求量不同的要求及不同工藝對粉末溫度精度的不同要求，因而大大提高了設備的柔性，可以很好地應用于粉末冶金溫壓工藝過程，適應性較強。
文檔編號B22F3/14GK2625082SQ0324692
公開日2004年7月14日 申請日期2003年6月5日 優先權日2003年6月5日
發明者邵明, 歐陽家強, 李元元, 周照耀 申請人:華南理工大學