发明内容

本发明的目的在于解决目前激光熔敷粉末混合主要是将粉末提前混合，再加入送粉系统，存在工作效率低，人为因素影响大的问题，提出一种激光熔敷用粉末混合装置及混合送粉方法，以满足激光熔敷过程中粉末混合自动化、高效率、低成本的需求。

本发明的技术方案为：

本发明提供一种激光熔敷用粉末混合装置，其特殊之处在于：包括依次连接的进粉模块、混粉模块、储粉模块和送粉装置粉筒；

所述进粉模块上设置有N个进粉通道，所述N个进粉通道的入口端在进粉模块上表面沿同一圆周方向均匀分布，其出口端在进粉模块下表面沿同一圆周方向均匀分布，且N个进粉通道的入口端在进粉模块上表面的同一圆周直径大于出口端在进粉模块下表面的同一圆周直径；所述N≥2；

所述混粉模块包括粉末混合腔、固定密封设置在粉末混合腔中部侧壁上的电极驱动搅拌装置及设置在电极驱动搅拌装置下方的进气通道；

所述电极驱动搅拌装置的搅拌部件位于进粉通道的出口端端面下方；所述进气通道的气体入口端高于气体出口端，且进气通道出口端的中心线与粉末混合腔水平剖面方向夹角为大于0°且小于30°，同时进气方向与粉末混合腔的内壁相切；

所述储粉模块包括储粉腔、设置在储粉腔侧面上端的泄气阀接口和第一平衡气接口；第一平衡气接口上连接有第一电磁阀；所述泄气阀接口连接泄气阀；

所述送粉装置粉筒侧面上方设置第二平衡气接口，所述第一平衡气接口通过第一电磁阀与第二平衡气接口连接；

所述储粉腔的粉末出口端通过第二电磁阀与送粉装置粉筒的加粉口连接。

本发明提供的激光熔敷用粉末混合装置进粉模块为独立的结构，通过连接件与混粉模块可拆卸连接，在实际进行激光熔覆操作时，不同数量的粉末只需要更换不同的进粉模块，操作方便，节约成本。

本发明提供的技术方案中，对粉末的混合方式有两种，第一种是通过电极驱动搅拌装置进行的机械搅拌混合；第二种是通过进气通道向粉末混合腔注入气流，由于进气通道出口端沿腔壁切线方向与粉末混合腔水平剖面具有夹角，气流会沿腔壁螺旋前进，气体的粘滞性使中心部分的气流也会向腔壁流动，从而在腔内形成涡流，使粉末在涡流的作用下再次混合，同时由于进气通道沿腔壁切线方向与粉末混合腔剖面水平方向具有夹角使得气体具有向下的压力，在混合载气粉末的气流以及粉末的重力共同作用下，粉末再经过多次混合后在倒锥形结构的引导下进入下方的储粉腔。

进一步地，所述N个进粉通道的中心线的延伸线在进粉模块下方交汇于同一点，该同一点位于粉末混合腔的上部；

所述搅拌部件位于进粉通道的出口端端面下方，具体为位于所述N个进粉通道的中心线的延伸线交汇的同一点的下方。

进一步地，所述电极驱动搅拌装置为两个，所述电极驱动搅拌装置的搅拌部件包括搅拌桨和多个搅拌桨叶，所述搅拌桨叶转动方向平行于搅拌桨。

进一步地，所述两个电极驱动搅拌装置上下排列，两个电极驱动搅拌装置的搅拌桨叶转动方向相反；上方搅拌桨叶形成的搅拌直径不小于N个进粉通道在搅拌位置所形成的粉束直径，下方搅拌桨叶形成的搅拌直径为上方搅拌桨叶形成的搅拌直径的1.5倍。

待混合粉末按照设定好的比例通过进粉模块的进粉通道，并在进粉通道中心线交叉点汇聚碰撞，完成第一次碰撞混合后落到上方电极驱动搅拌装置的搅拌桨叶上，随着电极驱动搅拌装置的转动，完成粉末第一次机械搅拌混合，由于重力作用，粉末将落在下方电极驱动搅拌装置的搅拌桨叶上，由于两个电极驱动搅拌装置搅拌方向相反，随着电极驱动搅拌装置的转动，粉末前进方向发生变化，完成第二次机械搅拌混合。

进一步地，所述电极驱动搅拌装置的搅拌桨和搅拌桨叶为非金属防静电材料。

进一步地，所述进气通道通入的气体为氮气或氩气，气流速度5-6m/s。

通入的氮气或氩气为惰性气体，不会对粉末产生影响。

进一步地，所述进粉模块和混粉模块之间通过法兰和密封圈可拆卸密封连接，所述混粉模块和储粉模块之间通过法兰和密封圈可拆卸密封连接。

进一步地，所述混粉模块的粉末混合腔和储粉模块的储粉腔的下端内部为倒锥形。倒锥形漏斗结构的设置方便粉末收集并进入粉末的出口端。

本发明还提供了一种激光熔敷用粉末混合送粉方法，包括以下步骤：

S1、将需要混合的N种粉末通过进粉模块上的N个进粉通道加进粉末混合腔中；所述N≥2；

S2、使进入粉末混合腔中的粉末经过电极驱动搅拌装置的机械搅拌混合，并经过向进气通道通气形成的气流混合后，进入储粉模块；

S3、待混合后的粉末进入储粉模块，根据设置的泄压值，通过泄气阀调整储粉腔中的压力；同时根据送粉装置粉筒中设定的粉末最小量和最大量，当送粉装置粉筒中的粉末剩余量小于设定最小量时，使第一电磁阀和第二电磁阀自动打开，第一平衡气接口和第二平衡气接口连通以平衡储粉腔和送粉装置粉筒的压力，储粉腔中的粉末在重力作用下进入送粉装置粉筒中，当粉末量达到设置的最大量时，使第一电磁阀和第二电磁阀自动关闭，停止加粉；如此周而复始，实现激光熔敷用粉末混合装置的自动送粉。

本发明提供的激光熔敷用粉末混合装置通过机械搅拌和气体涡流搅拌相结合的方式使粉末更加充分的混合，同时通过泄气阀的设置防止储粉腔中的粉末高压飞溅，并且根据预设的送粉装置粉筒中粉末的最小量和最大量，通过两个电磁阀和两个平衡器接口的自动调整，实现自动化加粉过程。

进一步地，步骤S3中，设置的泄压值为P±0.01MPa，其中P为送粉装置粉筒内的压力。

为了避免储粉腔内压力过高导致粉末飞溅，使粉末聚集在储粉腔的粉末出口端，储粉腔设置泄气阀接口；通过设置泄压值，确保储粉腔内的气压低于设置的泄压值，当储粉腔内的气压高于设置的泄压值时通过泄压阀自动泄压；优选的，设置泄压值接近于送粉装置粉筒内的压力，这样的设置可以缩短加粉时气压的平衡过程。

本发明的有益效果：

1、本发明通过电极驱动搅拌装置的机械搅拌，以及通过设置进气通道在混粉腔内形成涡流搅拌相结合方式，实现激光熔敷用粉末的充分、均匀混合，同时避免了人工因素的影响。

2、本发明提供的进粉模块上具有多个进粉通道，可以实现多种粉末混合熔敷；又因为进粉模块为独立可更换结构，使用时可根据需要混合粉末的数量进行更换，可以满足在熔敷层不同位置要求粉末混合比例梯度不同的熔敷工艺。

3、本发明通过在储粉模块设置泄气阀，自动调节储粉腔内的压力，避免储粉腔内压力过高造成飞溅。

4、通过在储粉腔和送粉装置粉筒设置平衡气接口和电磁阀，根据装置设定的送粉装置粉筒中的粉末最小量和最大量，自动控制储粉腔中的粉末向送粉装置粉筒的加粉功能，提高了生产效率。