一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置制造方法及图纸

一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置，包括送粉器和激光器、喷嘴和电源，喷嘴设置在金属遮挡板的通孔内，金属遮挡板的下方设有工作台，喷嘴对准工作台上的基材，工作台下方设有粉末收集盒；外侧芳纶纤维布的上端围合在金属遮挡板外侧，外侧芳纶纤维布下端连接粉末收集盒外侧壁，内侧芳纶纤维布上端连接工作台外侧，外侧芳纶纤维布下端连接粉末收集盒内侧壁；金属遮挡板、工作台、外侧芳纶纤维布、内侧芳纶纤维布、粉末收集盒围合成封闭空间；抽风机设置在密封空间内，抽风机进风口装有过滤网，抽风机的进风口的侧壁与外侧芳纶纤维布密封连接。本发明专利技术的有益效果是：自动收集喷射到空中的粉末；防止粉尘爆炸。

【技术实现步骤摘要】
一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置
本专利技术属于超音速激光沉积领域，具体为一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置。
技术介绍
超音速激光沉积(SLD)技术是近几年发展起来的一种新型的激光复合制造技术。在该技术中，高压气流(压缩空气或者氮气)分为两路：一路通过送粉器携带喷涂颗粒进入混合腔，另一路通过气体加热器进行预热，然后在混合腔内与携带喷涂颗粒的气流充分混合，形成气固两相流。混合后的气固两相流进入拉瓦尔喷嘴加速，喷涂颗粒以超音速撞击激光同步加热的基体表面形成沉积层。激光头与基体表面的法线呈一定的角度或与喷嘴同轴布置，拉瓦尔喷嘴与基体表面垂直，激光束与喷涂粉末会有部分重叠，因此激光不仅能对基体表面区域加热，还能对喷涂粉末进行预热，可以对二者起到软化的作用。在超音速激光沉积过程中粉末颗粒和高压气体达到超音速，具有人体极高的危险性。喷涂区域的沉积温度可以通过红外高温仪实时监控，并可以通过闭环反馈系统实时调节激光的输出功率，保证沉积层制备过程中的沉积温度恒定。现在的超音速激光沉积技术大部分是在专门的喷涂房间里进行，没有专门的粉末收集装置，在沉积过程中会关闭房门，等到沉积实验完成，人员再进去打扫房间。虽然提高了安全性，但是这种方式有以下几个缺点：1.喷涂的粉末颗粒速度极快，碰撞基体后未沉积的粉末颗粒会反射，导致整个喷涂房都是粉末，不利于打扫，况且由于喷涂颗粒非常微小，可能悬浮在空中，被人吸入后造成伤害。2.打扫后的粉末颗粒中混入了很多地上的灰尘，导致粉末颗粒不能二次利用，粉末价格昂贵，浪费了资源，增加了加工成本。3.现有超音速激光沉积房内没有粉尘浓度实时监测装置，也没有对于粉末浓度的报警和急停设置，当喷涂粉末中含有Mg，Al等爆炸性金属，同时粉末浓度和温度达到一定值，可能会造成粉尘爆炸。4.现有超音速激光沉积房没有检测的异常时的自动急停功能，不能及时杜绝危险的发生。芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期，耐高温性能好。芳纶1414的连续使用温度范围极宽，在-196℃至204℃范围内可长期正常运行。在150℃下的收缩率为0，在560℃的高温下不分解不熔化，且具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，生命周期很长，因而赢得“合成钢丝”的美誉。芳纶1414首先被应用于国防军工等尖端领域。防弹衣、防弹头盔、防刺防割服、排爆服、高强度降落伞、防弹车体、装甲板等均大量采用了芳纶1414。在防弹衣中，由于芳纶纤维强度高，韧性和编织性好，能将子弹冲击的能量吸收并分散转移到编织物的其它纤维中去，避免造成“钝伤”，因而防护效果显著。芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效地提高了军队的快速反映能力和防护能力。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置，能减少清理工作量提高生产效率、粉末回收利用减少生产成本、防止粉尘飞扬损伤人体、实时监测粉尘浓度及光斑温度能够防止爆炸事故产生，其报警急停系统可以及时采取措施停止机器工作防止事故产生。为达到上述的目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置，其特征在于：包括送粉器和激光器、喷嘴和电源，其特征在于：喷嘴设置在金属遮挡板的通孔内，金属遮挡板的下方设有工作台，喷嘴对准工作台上的基材，工作台下方设有粉末收集盒；外侧芳纶纤维布的上端围合在金属遮挡板的外侧，外侧芳纶纤维布的下端连接粉末收集盒的外侧壁，内侧芳纶纤维布的上端连接工作台的外侧，外侧芳纶纤维布的下端连接粉末收集盒的内侧壁；金属遮挡板、工作台、外侧芳纶纤维布、内侧芳纶纤维布、粉末收集盒围合成封闭空间；抽风机的进风口穿过外侧芳纶纤维布，设置在所述的密封空间内，抽风机的进风口装有过滤网，抽风机的进风口的侧壁与外侧芳纶纤维布密封连接；所述的工作台上设有红外测温仪和粉末浓度感应器，红外测温仪对准基材；红外测温仪和粉末浓度感应器均通过数据线连接控制器；送粉器和激光器、喷嘴、抽风机的控制端均连接控制器的指令输出端。所述的抽风机包括沿所述的外侧芳纶纤维布的径向设置的第一抽风机和第二抽风机。所述金属遮挡板两块金属遮挡板通过槽插接，并通过螺栓紧固，且所述金属遮挡板均为轻质高强硬度材料。所有芳纶纤维布由芳纶制成，在芳纶纤维布的外侧面分布有一层超细合成纤维制成的过滤层，由尼龙纤维组成，连两者结合形成良好的通风效果和良好的遮挡粉末颗粒效果。粉末收集盒工作时固定在地面上，为防止喷涂气压过大时引起跳动。外侧芳纶纤维布、内侧芳纶纤维布与其它部件的连接方式采用粘扣带和紧固螺栓。所用的红外测温仪和粉末浓度感应器的工作温度和工作环境可以适应工作环境，粉末浓度感应器的安装位置经过计算合理布置保证其不被激光反射后照射并远离喷涂区域，整个控制系统采用闭环控制。所述粉末浓度感应器的安装位置保证其不被激光反射后照射并远离喷涂区域。所述芳纶纤维布由芳纶1414制成。所述抽风机与芳纶纤维布连接处紧密连接。超音速激光沉积过程中，粉末与激光束碰撞到基材后会反射到空中，反射的粉末与激光束碰撞到顶部金属遮挡板和四周的芳纶纤维布时会损失很大一部分动能，其中粉末会慢慢落下沉积在粉末收集盒里，为加速粉末颗粒下落，设置有对称分布的抽风机；当喷涂粉末颗粒中含有(Mg、Ti、Al)等爆炸性金属粉末，同时粉末颗粒达到一定浓度并遇到高温时可能会发生爆炸。因此，在粉末与激光束处设有红外测温仪实时监测温度，同时在工作台上安装有粉末浓度感应器实时监测粉末浓度，当粉尘浓度和光斑温度全都达到所设置的安全阈值时，控制器会接收到这个信号并发出控制信号指令给送粉器和激光器以及喷嘴装置和警报灯，此时送粉器和激光器以及喷嘴装置都停止运作，同时警报灯闪烁并鸣叫，控制系统闭环控制，从而达到防止粉尘爆炸的目的，保证生命和财产安全。本专利技术的有益效果是：可以自动收集喷射到空中的粉末；防止粉尘爆炸的目的。附图说明图1是本专利技术的结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做一个详细的说明。实施例1本专利技术所述的一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置，包括送粉器和激光器、喷嘴5和电源1，喷嘴5设置在金属遮挡板3的通孔内，金属遮挡板3的下方设有工作台20，喷嘴5对准工作台20上的基材12，工作台20下方设有粉末收集盒17；外侧芳纶纤维布9的上端围合在金属遮挡板3的外侧，外侧芳纶纤维布9的下端连接粉末收集盒17的外侧壁，内侧芳纶纤维布18的上端连接工作台20的外侧，外侧芳纶纤维布18的下端连接粉末收集盒17的内侧壁；金属遮挡板3、工作台20、外侧芳纶纤维布9、内侧芳纶纤维布18、粉末收集盒17围合成封闭空间；抽风机的进风口穿过外侧芳纶纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置，包括送粉器和激光器、喷嘴和电源，其特征在于：喷嘴设置在金属遮挡板的通孔内，金属遮挡板的下方设有工作台，喷嘴对准工作台上的基材，工作台下方设有粉末收集盒；外侧芳纶纤维布的上端围合在金属遮挡板的外侧，外侧芳纶纤维布的下端连接粉末收集盒的外侧壁，内侧芳纶纤维布的上端连接工作台的外侧，外侧芳纶纤维布的下端连接粉末收集盒的内侧壁；金属遮挡板、工作台、外侧芳纶纤维布、内侧芳纶纤维布、粉末收集盒围合成封闭空间；抽风机的进风口穿过外侧芳纶纤维布，设置在所述的密封空间内，抽风机的进风口装有过滤网，抽风机的进风口的侧壁与外侧芳纶纤维布密封连接；所述的工作台上设有红外测温仪和粉末浓度感应器，红外测温仪对准基材；红外测温仪和粉末浓度感应器均通过数据线连接控制器；送粉器和激光器、喷嘴、抽风机的控制端均连接控制器的指令输出端。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置，包括送粉器和激光器、喷嘴和电源，其特征在于：喷嘴设置在金属遮挡板的通孔内，金属遮挡板的下方设有工作台，喷嘴对准工作台上的基材，工作台下方设有粉末收集盒；外侧芳纶纤维布的上端围合在金属遮挡板的外侧，外侧芳纶纤维布的下端连接粉末收集盒的外侧壁，内侧芳纶纤维布的上端连接工作台的外侧，外侧芳纶纤维布的下端连接粉末收集盒的内侧壁；金属遮挡板、工作台、外侧芳纶纤维布、内侧芳纶纤维布、粉末收集盒围合成封闭空间；抽风机的进风口穿过外侧芳纶纤维布，设置在所述的密封空间内，抽风机的进风口装有过滤网，抽风机的进风口的侧壁与外侧芳纶纤维布密封连接；所述的工作台上设有红外测温仪和粉末浓度感应器，红外测温仪对准基材；红外测温仪和粉末浓度感应器均通过数据线连接控制器；送粉器和激光器、喷嘴、抽风机的控制端均连接控制器的指令输出端。


2.如权利要求1所述的一种带有安全监测的超音速激光沉积粉末收集装置，其特征在于：所述的抽风机包括沿所述的外侧芳纶纤维布的径向设置的第一抽风机和第二抽风机。


3.根据权利要求书1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建华，张杰，李波，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33