【技术实现步骤摘要】
一种用于真空气雾化制粉过程中的粉末收集冷却自动控制系统
本专利技术涉及金属粉末制备与工业自动化技术的交叉领域,具体涉及3D打印用钛合金金属粉末真空气雾化制粉过程的自动控制系统设计。
技术介绍
金属粉末作为金属3D打印设备的原材料,对成形零件质量影响较大。在真空气雾化制粉生产过程中,金属料棒经过加热熔炼,满足气雾化条件后,雾化成为高温金属粉末,经过收集,再输送到振动筛、气流分级机进行筛分罐装制成成品。收集冷却环节在雾化环节和筛分环节之间,此环节中将高温金属粉末在隔绝氧气的条件下降低到室温,输送到粉末收集装置,这一过程反应缓慢影响整个工艺生产的连续性,为提高生产效率快速将高温金属粉末在不影响品质的情况下快速降低到室温成为该工艺过程实践中亟待解决的问题。在真空气雾化制金属粉末领域,很少有专利专门针对粉末收集冷却这个中间环节做优化,在实际生产过程中该环节冷却速度缓慢,自动化程度不高,是制约金属粉末生产效率的一个难题。
技术实现思路
本专利技术针对真空气雾化制粉过程中的粉末收集冷却环节,给出一套自动控制系统设计方案,首先阐述工艺流程:上一级经过真空气雾化制成的高温金属粉末沿管线输送到粉末收集冷却装置,直接进入冷却腔体进行冷却,达到设定温度时,开启阀门,使冷却完成的粉末进入过渡料仓,过渡料仓中的料位传感器检测到粉料完全进入过渡料仓后,开启阀门,使粉料进入粉末收集罐,完成整个过程。本专利技术通过检测冷却腔体的温度、气体压力、上一级制粉环节的批次密度、过渡料仓的料位、下一级筛分环节 ...
【技术保护点】
1.一种用于真空气雾化制粉过程中的粉末收集冷却自动控制系统,该工艺流程单元分别包括:上级粉末喷嘴、冷却腔体、过渡料仓、插板阀、粉末收集罐、气路控制单元。本专利技术针对上述工艺流程单元,给出一套自动化装置及控制系统设计方法,该方法包括以下步骤:/n(1)上级粉末喷嘴单元自动控制:自动控制旋风分离机启停速度,将经过真空气雾化的高温金属粉末注入冷却腔体进行冷却。/n(2)冷却腔体单元自动控制:将输送的高温金属粉末分批储存,通过内置换热器直接与金属粉末接触进行换热,流出支路设置温度传感器检测冷却水温,设置调速水泵以控制冷却液流量;根据上一级真空气雾化制粉环节的批次密度调整冷却液流量,监测换热回路运行工况,控制系统记录温度轨迹判断冷却腔体内粉末的冷却情况,驱动电磁阀打开,同时启动气动插板阀打开,高压气体进入气动插板阀气缸,金属粉末进入过渡料仓。/n(3)过渡料仓单元自动控制:过渡料仓暂存金属粉末,当料位传感器检测到金属粉末后,控制系统自主判断过渡料仓状态,驱动电磁阀打开出口阀口,高压气体进入气动插板阀气缸,使金属粉末进入粉末收集装置。/n(4)插板阀自动控制:气动插板阀1在控制系统检测到冷却腔体 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于真空气雾化制粉过程中的粉末收集冷却自动控制系统,该工艺流程单元分别包括:上级粉末喷嘴、冷却腔体、过渡料仓、插板阀、粉末收集罐、气路控制单元。本发明针对上述工艺流程单元,给出一套自动化装置及控制系统设计方法,该方法包括以下步骤:
(1)上级粉末喷嘴单元自动控制:自动控制旋风分离机启停速度,将经过真空气雾化的高温金属粉末注入冷却腔体进行冷却。
(2)冷却腔体单元自动控制:将输送的高温金属粉末分批储存,通过内置换热器直接与金属粉末接触进行换热,流出支路设置温度传感器检测冷却水温,设置调速水泵以控制冷却液流量;根据上一级真空气雾化制粉环节的批次密度调整冷却液流量,监测换热回路运行工况,控制系统记录温度轨迹判断冷却腔体内粉末的冷却情况,驱动电磁阀打开,同时启动气动插板阀打开,高压气体进入气动插板阀气缸,金属粉末进入过渡料仓。
(3)过渡料仓单元自动控制:过渡料仓暂存金属粉末,当料位传感器检测到金属粉末后,控制系统自主判断过渡料仓状态,驱动电磁阀打开出口阀口,高压气体进入气动插板阀气缸,使金属粉末进入粉末收集装置。
(4)插板阀自动控制:气动插板阀1在控制系统检测到冷却腔体内的高温金属达到室温后打开,将冷却腔体与过渡料仓连通,使粉末进入过渡料仓,气动插板阀2在控制系统检测确认下一级筛分环节工况和过渡料仓中存在金属粉末后打开,使过渡料仓与粉末收集装置连通,金属粉末由过渡料仓进入粉末收集罐。
(5)粉末收集罐自动控制:主要将冷却达到室温的金属粉末快速地收集至收粉罐,当插板阀2打开时,金属粉末快速收集至收粉罐中,控制单元驱动电磁阀1、2打开阀口B,连通气路的另一支路,高压气体作用于插板阀气缸,使插板阀1、2关闭。
(6)气路控制单元:当粉末冷却收集装置作为独立单元使用时需要进行气路控制,在粉料进入冷却收集装置前将装置抽成真空状态,去除装置内的空气后,再充入氩气,降低装置内的氧含量,使高温粉末经过装置时的不易氧化,从而提高金属粉末的品质。气路控制将平衡装置内各个环节的气压,使整个粉料冷却收集环节中上一级的气压始终略大于下一级气压,使粉料向下一级输送更加容易,防止由于压差导致粉末倒流回上级单元。
2.根据权利要求1所述的粉末收集冷却自动控制系统,其特征在于:所述的粉末收集冷却自动控制系统包括:第一气动插板阀控制回路、第二气动插板阀控制回路、冷却液流量控制回路、抽真空控制回路、充氩气控制回路。
3.根据权利要求1所述的粉末收集冷却自动控制系统,其特征在于:所述的第一气动插板阀控制回路包括:温度传感器(7)、PLC、电磁阀(16)、气动插板阀(4);温度传感器(7)安装在冷却腔体(1)的底部和中部,电磁阀(16)安装在气路上,插板阀(4)连接冷却腔体(1)和过渡料仓(2),PLC安装在控制柜中;温度传感器(7)信号传入PLC,PLC输出控制电磁阀(16),电磁阀(16)控制气路从而驱动气动插板阀(4)。
4.根据权利要求1所述的粉末收集冷却自动控制系统,其特征在于:所述的第二气...
【专利技术属性】
技术研发人员:薄翠梅,孙正,李俊,
申请(专利权)人:南京工业大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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