一種轉盤式石墨粉末送粉器及送粉方法與流程

本發明涉及一種轉盤式石墨粉末送粉器及送粉方法，尤其結合了單片微控制原理，機械結構學以及氣體動力學等原理，可以將納米石墨片或者細鱗片石墨等定量準確送到指定區域，用于機械設備制造領域。

背景技術：

送粉器是一種儲存粉末和定量送粉的裝置，目前應用的類型主要包括自重式、霧化式、刮吸式、螺旋式和微細粉等。由于石墨粉末細小容易發生粘附作用表現為粒子間的凝聚現象，且受氣固流體動力學雙重因素的影響，粉末向下流動非常困難，甚至在出粉口附近粉末固結，出現架橋、結拱等現象如何將微細粉末按需定量、定點精確輸送到指定區域是一個技術難題。作為該工藝的一個重要部分，粉末輸送裝置對整個工藝質量具有重大影響。目前國內外常見送粉器主要是：刮板式送粉器、螺旋式送粉器、鼓輪式送粉器、和電磁振動送粉器等；以上各送粉器在一定程度上克服了粉末輸送的難題。

螺旋式送粉器工作原理是基于機械力學作用。螺桿在電機帶動下旋轉，使粉末沿著桶壁輸送至混合器，然后，混合器中的載流氣體將粉末以流體的方式輸送至加工區域。這種送粉器穩定可靠、送粉均勻，但是其結構過于復雜。

鼓輪式送粉器工作時粉末從料倉內落入下面的粉槽，利用大氣壓強和粉糟內的氣壓維持粉末堆積量在一定范圍內的動態平衡。鼓輪勻速轉動，其上均勻分布的粉勺不斷從 粉槽舀取粉末，又從右側倒出粉末，粉末由于重力從出粉口送出。通過調節鼓輪的轉速和更 換不同大小的粉勺來實現送粉率的控制。鼓輪式送粉器可用于混合送粉，但送粉均勻性不好，同樣要求粉末具有較好的流動性。

電磁振動送粉器其工作過程是 ：在電磁振動器的推動下，阻分器振動，貯藏在貯粉 倉內的粉末沿著螺旋槽逐漸上升到出粉口，由氣流送出。阻分器還有阻止粉末分離的作用。 電磁振動器實質上是一塊電磁鐵，通過調節電磁鐵線圈電壓的頻率和大小就可實現送粉率 的控制。具有送粉精度高的特點，但是結構復雜，對于微細粉末會產生搭橋現象，堵塞出口。

總之，現有送粉器大多要求被輸送粉末具有較好的流動性，或難以保證粉末輸 送精度、或易堵塞出口。一方面，現有送粉器大多要求被輸送粉末具有較好的流動性，或難以保證粉末輸送精度、或易堵塞出口造成驅動電機抱死現象；另一方面，其控制系統和機械結構復雜，需要實驗人員大量調試，出現如粉末堵塞等問題，修理困難，目前尚未見相關裝置報道。

與以上幾類送粉器相比較，一方面，本發明機械結構相對簡單，便于拆卸和組裝，清理堵塞粉末相對簡單；同時，另一方面，本發明采用單片微控制器完成電機、電磁閥等電控原件的控制，具有控制效果精確穩定，成本低的優點。

技術實現要素：

為了解決現有送粉器難以解決均勻送給細鱗片石墨或者納米石墨片以及粉末堵塞驅動電機抱死的問題，本發明公開了一種轉盤式石墨送粉器及送粉方法，該裝置在送給細鱗片石墨或納米石墨片等流動性差的粉末不會出現堵塞現象，且送粉過程穩定送給量均勻且連續可調。

為了實現上述的技術特征，本發明的目的是這樣實現的：一種轉盤式石墨粉末送粉器，它包括供粉機構，所述供粉機構的底端連接有落粉機構，所述落粉機構安裝在支撐框架上，所述落粉機構的底部設置有輸粉機構。

所述供粉機構包括儲粉倉，所述儲粉倉采用漏斗狀，儲粉倉的出口端固定于落粉機構的驅動轉盤頂部，儲粉倉的頂部外壁加工有外螺紋與儲粉倉蓋的內螺紋構成螺紋固定連接，所述儲粉倉蓋的頂部中心位置固定安裝有攪拌電機，所述攪拌電機的輸出軸連接攪拌桿，所述攪拌桿的末端安裝有攪拌葉片。

所述落粉機構包括驅動轉盤，所述驅動轉盤的中心位置加工有螺紋孔，所述驅動轉盤下底面通過螺栓固定安裝有舵機盤，所述舵機盤固定于驅動電機傳動軸上，所述驅動電機通過螺栓安裝于緊固轉盤的下底面，所述驅動轉盤和緊固轉盤之間安裝有密封石墨紙，所述緊固轉盤的底部固定連接有落粉管；所述驅動轉盤周向分布有兩個落粉孔和兩個實體圓柱形凸起，垂直布置，相隔90度；所述緊固轉盤上加工有一個落粉孔，并與落粉管相連接；所述緊固轉盤固定安裝在支撐框架上。

所述驅動轉盤的頂部安裝有單片微控制器，所述單片微控制器通過信號線與驅動電機以及供粉機構的攪拌電機連接，控制兩電機轉動。

所述輸粉機構包括閥體、電磁閥、電磁鐵和出粉軟管；所述閥體的頂部加工有閥體頂部通孔，所述閥體頂部通孔和落粉機構的落粉管相連通；所述閥體的側面加工有閥體側面通孔，所述閥體內部安裝有送粉塊，所述送粉塊內部加工有T型孔，所述T型孔的頂部小孔和閥體頂部通孔相配合，所述T型孔的第一側部小孔和閥體側面通孔相配合，所述T型孔的第二側部小孔和閥體側面的電磁閥出氣口相配合，所述第一側部小孔和第二側部小孔對稱分布并相互連通，所述頂部小孔同時與第一側部小孔和第二側部小孔相連通；

所述閥體側面通孔上安裝有出粉軟管；

所述閥體上與出粉軟管和電磁閥相鄰的兩側面上對稱安裝有第一電磁鐵和第二電磁鐵，所述第一電磁鐵和第二電磁鐵能夠帶動送粉塊在閥體內部移動。

所述供粉機構的攪拌桿軸向均勻分布三個攪拌葉片，送粉機構有氣密性要求。

采用任意一項轉盤式石墨粉末送粉器的送粉方法，它包括以下步驟：

第一步，向儲粉倉內部添加石墨粉末，并蓋好儲粉倉蓋保證氣密封，啟動攪拌電機，帶動攪拌桿按照設定的速度ω₂將粉末打散；

第二步，啟動驅動電機，帶動驅動轉盤轉動，被打散的石墨粉末落到驅動轉盤的粉槽內，驅動轉盤隨驅動電機傳動軸按照設定的速度ω₁轉動，使得粉槽內的粉末轉動到緊固轉盤的出粉口并依靠自身重力落入輸粉機構的閥體頂部通孔；

第三步，粉末最終輸出，輸送過程中粉末經過落粉機構的落粉管進入到閥體內部，落在送粉塊上，當第一電磁鐵通電動作時，送粉塊向左移動，T型孔的頂部小孔對準閥體頂部通孔，粉體落入T型孔的第一側部小孔和第二側部小孔中間部位，然后第二電磁鐵通電動作，送粉塊向右移動，送粉塊的頂部小孔被閥體堵上，此時電磁閥通電接通，高壓氣體通過電磁閥進入送粉塊的第二側部小孔，通過高壓氣體將粉末送到第一側部小孔，第一側部小孔與閥體側面通孔相連通，閥體側面通孔與出粉軟管相連，最終通過出粉軟管將粉末送出，然后電磁閥關閉，第一電磁鐵通電動作，重復以上步驟完成送粉過程。

所述攪拌桿的轉速ω₂與驅動電機的轉速ω₁速度之比的確定方法為：設送入儲粉倉內的粉末體積為V₁, 驅動轉盤粉槽轉動每周的送粉末體積為V₂，則攪拌桿與驅動電機傳動軸的轉速之比Ψ為：Ψ=ω₂/ω₁=μV₁/V₂ ，其中μ為粉末的壓實率，其取值范圍1.15-1.35。

一種轉盤式石墨粉末送粉器，用于輸送流動性差的納米石墨片和細鱗片石墨粉末。

本發明有如下有益效果：

1、工作時，送入儲粉倉的粉末被攪拌桿按照設定的速度打散，避免粉末在儲粉倉中形成拱結構被打散后的粉末通過落粉管進入驅動轉盤的粉槽內，驅動轉盤驅動盤隨驅動電機傳動軸按照設定的速度轉動，使得粉槽內的粉末轉動到緊固盤的出粉口并依靠自身重力落入輸粉機構完成送粉過程。

2、通過供粉機構的攪拌電機能夠帶動攪拌桿轉動，進而對石墨粉末進行攪拌，進而方便了石墨粉末的下料作業。

3、通過落粉機構能夠將落粉機構所輸送的粉末送入到輸粉機構。

4、一種轉盤式石墨粉末送粉器，用于輸送一種石墨粉末定量輸送裝置，在輸送納米石墨片或細鱗片石墨上的應用等流動性差的粉末。

5、與以上幾類送粉器相比較，一方面，本發明機械結構相對簡單，便于拆卸和組裝，清理堵塞粉末相對簡單；同時，另一方面，本發明采用單片微控制器完成電機、電磁閥等電控原件的控制，具有控制效果精確穩定，成本低的優點。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1為本發明的送粉器整體結構示意圖。

圖2為本發明的供粉機構結構示意圖。

圖3為本發明的落粉機構結構示意圖。

圖4為本發明的落粉機構頂部結構示意圖。

圖5為本發明的輸粉機構整體結構示意圖。

圖6為本發明的閥體結構內部結構示意圖。

圖7為本發明的閥體結構示意圖。

圖8為本發明的送粉塊結構示意圖。

圖中：供粉機構1、落粉機構2、輸粉機構3、支撐框架4、單片微控制器5、儲粉倉蓋1-1、攪拌電機1-2、攪拌桿1-3、攪拌葉片1-4、儲粉倉1-5、驅動轉盤2-1、舵機盤2-2、密封石墨紙2-3、緊固轉盤2-4、落粉管2-5、驅動電機2-6、閥體3-1、電磁閥3-2、電磁鐵3-3、出粉軟管3-4、閥體頂部通孔3-1-1、閥體側面通孔3-1-2、送粉塊3-1-3、第一側部小孔3-1-4、頂部小孔3-1-5、第二側部小孔3-1-6。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步的說明。

實施例1：

如圖1-7，一種轉盤式石墨粉末送粉器，它包括供粉機構1，所述供粉機構1的底端連接有落粉機構2，所述落粉機構2安裝在支撐框架4上，所述落粉機構2的底部設置有輸粉機構3。工作時，送入供粉機構1儲粉倉1-5的粉末被攪拌桿1-3按照設定的速度ω₂打散，避免粉末在儲粉倉1-5中形成拱橋效應，被打散后的粉末通過落粉管2-5進入落粉機構2的驅動轉盤2-1的粉槽內，驅動轉盤2-1隨驅動電機2-6傳動軸按照設定的速度ω₁轉動，使得粉槽內的粉末轉動到緊固轉盤2-4的出粉口并依靠自身重力落入輸粉機構3完成落粉過程進入輸粉機構3的閥體3-1，在電磁鐵3-2和電磁閥3-3的驅動下通過出粉軟管3-4完成送粉過程。

進一步的，所述供粉機構1包括儲粉倉1-5，所述儲粉倉1-5采用漏斗狀，儲粉倉1-5的出口端固定于落粉機構2的驅動轉盤2-1頂部，儲粉倉1-5的頂部外壁加工有外螺紋與儲粉倉蓋1-1的內螺紋構成螺紋固定連接，所述儲粉倉蓋1-1的頂部中心位置固定安裝有攪拌電機1-2，所述攪拌電機1-2的輸出軸連接攪拌桿1-3，所述攪拌桿1-3的末端安裝有攪拌葉片1-4。工作中攪拌桿1-3固定于攪拌電機1-2的輸出軸上，隨電機轉動，攪拌儲粉倉1-5內粉末。

進一步的，所述落粉機構2包括驅動轉盤2-1，所述驅動轉盤2-1的中心位置加工有螺紋孔，所述驅動轉盤2-1下底面通過螺栓固定安裝有舵機盤2-2，所述舵機盤2-2固定于驅動電機2-6傳動軸上，所述驅動電機2-6通過螺栓安裝于緊固轉盤2-4的下底面，所述驅動轉盤2-1和緊固轉盤2-4之間安裝有密封石墨紙2-3，所述緊固轉盤2-4的底部固定連接有落粉管2-5；所述驅動轉盤2-1周向分布有兩個落粉孔和兩個實體圓柱形凸起，垂直布置，相隔90度；所述緊固轉盤2-4上加工有一個落粉孔，并與落粉管2-5相連接；所述緊固轉盤2-4固定安裝在支撐框架4上。

進一步的，所述驅動轉盤2-1的頂部安裝有單片微控制器5，所述單片微控制器5通過信號線與驅動電機2-6以及供粉機構1的攪拌電機1-2連接，控制兩電機轉動。其單片微控制器5包括單片機、電機驅動器以及開關電源等。

進一步的，所述輸粉機構3包括閥體3-1、電磁閥3-2、電磁鐵3-3和出粉軟管3-4；所述閥體3-1的頂部加工有閥體頂部通孔3-1-1，所述閥體頂部通孔3-1-1和落粉機構2的落粉管2-5相連通；所述閥體3-1的側面加工有閥體側面通孔3-1-2，所述閥體3-1內部安裝有送粉塊3-1-3，所述送粉塊3-1-3內部加工有T型孔，所述T型孔的頂部小孔3-1-5和閥體頂部通孔3-1-1相配合，所述T型孔的第一側部小孔3-1-4和閥體側面通孔3-1-2相配合，所述T型孔的第二側部小孔3-1-6和閥體側面的電磁閥3-2出氣口相配合，所述第一側部小孔3-1-4和第二側部小孔3-1-6對稱分布并相互連通，所述頂部小孔3-1-5同時與第一側部小孔3-1-4和第二側部小孔3-1-6相連通；

進一步的，所述閥體側面通孔3-1-2上安裝有出粉軟管3-4；

進一步的，所述閥體3-1上與出粉軟管3-4和電磁閥3-2相鄰的兩側面上對稱安裝有第一電磁鐵3-3-1和第二電磁鐵3-3-2，所述第一電磁鐵3-3-1和第二電磁鐵3-3-2能夠帶動送粉塊3-1-3在閥體3-1內部移動。

進一步的，所述供粉機構1的攪拌桿1-3軸向均勻分布三個攪拌葉片1-4，送粉機構1有氣密性要求。

實施例2：

采用任意一項轉盤式石墨粉末送粉器的送粉方法，它包括以下步驟：

第一步，向儲粉倉1-5內部添加石墨粉末，并蓋好儲粉倉蓋1-1保證氣密封，啟動攪拌電機1-2，帶動攪拌桿1-3按照設定的速度ω₂將粉末打散；

第二步，啟動驅動電機2-6，帶動驅動轉盤2-1轉動，被打散的石墨粉末落到驅動轉盤2-1的粉槽內，驅動轉盤2-1隨驅動電機2-6傳動軸按照設定的速度ω₁轉動，使得粉槽內的粉末轉動到緊固轉盤2-4的出粉口并依靠自身重力落入輸粉機構3的閥體頂部通孔3-1-1；

第三步，粉末最終輸出，輸送過程中粉末經過落粉機構2的落粉管2-5進入到閥體3-1內部，落在送粉塊3-1-3上，當第一電磁鐵3-3-1通電動作時，送粉塊3-1-3向左移動，T型孔的頂部小孔3-1-5對準閥體頂部通孔3-1-1，粉體落入T型孔的第一側部小孔3-1-4和第二側部小孔3-1-6中間部位，然后第二電磁鐵3-3-2通電動作，送粉塊3-1-3向右移動，送粉塊3-1-3的頂部小孔3-1-5被閥體堵上，此時電磁閥3-2通電接通，高壓氣體通過電磁閥3-2進入送粉塊3-1-3的第二側部小孔3-1-6，通過高壓氣體將粉末送到第一側部小孔3-1-4，第一側部小孔3-1-4與閥體側面通孔3-1-2相連通，閥體側面通孔3-1-2與出粉軟管3-4相連，最終通過出粉軟管3-4將粉末送出，然后電磁閥3-2關閉，第一電磁鐵3-3-1通電動作，重復以上步驟完成送粉過程。

所述攪拌桿1-3的轉速ω₂與驅動電機2-6的轉速ω₁速度之比的確定方法為：設送入儲粉倉1-5內的粉末體積為V₁, 驅動轉盤2-1粉槽轉動每周的送粉末體積為V₂，則攪拌桿1-3與驅動電機2-6傳動軸的轉速之比Ψ為：Ψ=ω₂/ω₁=μV₁/V₂ ，其中μ為粉末的壓實率，其取值范圍1.15-1.35。

實施例3：

一種轉盤式石墨粉末送粉器，用于輸送流動性差的納米石墨片和細鱗片石墨粉末。

上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明做出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。