專利名稱：一種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明材料加工領(lǐng)域，具體是一種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置。
二背景技術(shù)：
激光立體成形技術(shù)、激光成形修復技術(shù)所使用的金屬原材料多為粉末材料，成形及修復的工藝過程是按預定軌跡移動的激光熔池接收送進的粉末，粉末在高溫下熔化，激光光束移開后，原有的熔池凝固，繼續(xù)形成新的熔池，是一個點沉積、點成形的過程。激光立體成形、修復過程中，防止熔池污染，避免合金氧化是保證成形、修復質(zhì)量的關(guān)鍵。因此激光立體成形及修復設(shè)備都需要配置氣氛保護系統(tǒng)，主要為以氬氣為主的惰性氣氛保護裝置。目前使用的惰性氣氛保護裝置分為兩類一種為先抽真空，然后充氬氣；另外一種為一邊充氬氣， 一邊排放氬氣，為置換式保護。抽真空設(shè)備笨重、造價高的不足，并且設(shè)備越大則這些缺點越明顯；而置換式則惰性氣體浪費嚴重，氣體純度難以控制。
三
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有惰性氣氛保護裝置中存在的或者設(shè)備笨重、造價高，或者惰性氣體浪費嚴重，氣體純度難以控制的不足，本發(fā)明提出了一種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置。[0004] 本發(fā)明包括氣氛保護罩、隔膜增壓泵、粉塵過濾器、壓力儲氣罐、除水器、氬氣凈化器、水冷套、控制單元和傳感器，其中 回氣管道自氣氛保護罩開始，依次與排氣管三向閥、粉塵過濾器、隔膜增壓泵、壓力儲氣罐、進氣管三向閥、除水器、氬氣凈化器和水冷套串行密封連接；水冷套進氣管道通過水冷單元與氣氛保護罩連接。排氣管道與排氣管三向閥連接。儲氣罐進氣管道的兩端分別與進氣管三向閥和進氣管道密封連接。補氣管道的兩端分別與氣瓶和壓力儲氣罐密封連接。 氧含量傳感器、氮含量傳感器和氣氛保護罩壓力傳感器安裝在氣氛保護罩上，儲氣罐壓力傳感器安裝在壓力儲氣罐上，水份檢測傳感器安裝在除水器上，氬氣凈化器的溫度傳感器安裝在氬氣凈化器的中心部位；氧含量傳感器、氮含量傳感器和氣氛保護罩壓力傳感器、儲氣罐壓力傳感器、水份檢測傳感器和氬氣凈化器的溫度傳感器均經(jīng)電纜與控制單元連接。 氬氣凈化器由氬氣凈化器的溫度傳感器、保溫殼體、加熱電阻絲、凈化材料組成，主要用來除去氧氣、氮氣和氫氣。其結(jié)構(gòu)組成為加熱電阻絲沿保溫殼體的內(nèi)壁從上到下螺旋盤繞，凈化材料填充整個保溫殼體的內(nèi)部。氬氣凈化器的進氣管和出氣管從氬氣凈化器的上端的保溫殼體處接入氬氣凈化器內(nèi)，并與保溫殼體密封連接。[0008] 凈化材料為Ti-Zr-V合金的顆粒。 本發(fā)明提出的封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置，使激光成形與修復過程中的工作氣體(氬氣)得以循環(huán)利用，減少氬氣的使用及排放，節(jié)約運行成本；同時氬氣純度高，工作過程中氧、氮含量始終可控制在10ppm以內(nèi)，保證激光成形與修復的冶金質(zhì)量。四
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的氬氣凈化器構(gòu)成示意圖, 1.氣氛保護罩 5.壓力儲氣罐 9.氬氣凈化器 13.回氣管道 17.氧含量傳感器 20.儲氣罐壓力傳感器21 24.加熱電阻絲 25.
2.排氣管三向閥6.氣瓶10.水冷套
排氣管道
t傳感器
1418
其中
3.粉塵過濾器 4.7.進氣管三向閥 8.
隔膜增壓泵除水器
水份檢測傳感器22.溫度傳感器凈化材料 26.進氣管
11.水冷套進氣管道12.控制單元15.儲氣罐進氣管道16.補氣管道19.氣氛保護罩壓力傳感器
23.保溫殼體27.出氣管
五具體實施方式—種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置，包括氣氛保護罩1、隔膜增壓泵4、粉塵過濾器3、壓力儲氣罐5、除水器8、氬氣凈化器9、水冷套10、控制單元12和傳感器，其中[0020] 回氣管道13自氣氛保護罩1開始，依次與排氣管三向閥2、粉塵過濾器3、隔膜增壓泵4、壓力儲氣罐5、進氣管三向閥7、除水器8和氬氣凈化器9串行密封連接；進氣管道ll通過水冷套10與氣氛保護罩1連接。排氣管道14與排氣管三向閥2連接。儲氣罐進氣管道15的兩端分別與進氣管三向閥7和水冷套進氣管道11密封連接。補氣管道16的兩端分別與氣瓶6和壓力儲氣罐5密封連接。 氧含量傳感器17、氮含量傳感器18和氣氛保護罩壓力傳感器19安裝在氣氛保護罩1上，經(jīng)電纜與控制單元12連接，為控制單元12提供檢測信息，并受控制單元12控制。儲氣罐壓力傳感器20安裝在壓力儲氣罐5上，經(jīng)電纜與控制單元12連接，為控制單元12提供檢測信息，并受控制單元12控制。水份檢測傳感器21安裝在除水器8上，經(jīng)電纜與控制單元12連接，為控制單元12提供檢測信息，并受控制單元12控制。氬氣凈化器的溫度傳感器22安裝在氬氣凈化器9中心部位，經(jīng)電纜與控制單元12連接，為控制單元12提供檢測信息，并受控制單元12控制。 控制單元12由PLC控制器、繼電器、電源、空氣開關(guān)等電氣元件組成，為各個組成部分提供電源，收集氧含量傳感器17、氮含量傳感器18、氣氛保護罩壓力傳感器19、儲氣罐壓力傳感器20、水份檢測傳感器21、氬氣凈化器的溫度傳感器22的檢測信息，控制氬氣的回收、增壓、儲存、補充和凈化。 氬氣凈化器9由保溫殼體23、加熱電阻絲24、凈化材料25組成，主要用于除去氧氣、氮氣和氫氣。其結(jié)構(gòu)組成為加熱電阻絲24沿保溫殼體23的內(nèi)壁從上到下螺旋盤繞；凈化材料25填充整個保溫殼體23的內(nèi)部。氬氣凈化器9的進氣管26和出氣管27從氬氣凈化器9的上端的保溫殼體23處接入氬氣凈化器9內(nèi)，并與保溫殼體23密封連接；進氣管26插入氬氣凈化器9底部。 本實施例選用粒徑0. 8 2mm的Ti_Zr_V合金顆粒為凈化材料25。
權(quán)利要求一種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置，其特征在于，所述的封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置包括氣氛保護罩(1)、隔膜增壓泵(4)、粉塵過濾器(3)、壓力儲氣罐(5)、除水器(8)、氬氣凈化器(9)、水冷套(10)、控制單元(12)和傳感器，其中a回氣管道13自氣氛保護罩(1)開始，依次與排氣管三向閥(2)、粉塵過濾器(3)、隔膜增壓泵(4)、壓力儲氣罐(5)、進氣管三向閥(7)、除水器(8)、氬氣凈化器(9)和水冷套(10)串行密封連接；水冷套進氣管道(11)通過水冷單元(10)與氣氛保護罩(1)連接；b.排氣管道(14)與排氣管三向閥(2)連接。儲氣罐進氣管道(15)的兩端分別與進氣管三向閥(7)和進氣管道(11)密封連接；c.補氣管道16的兩端分別與氣瓶(6)和壓力儲氣罐(5)密封連接；d.氧含量傳感器(17)、氮含量傳感器(18)和氣氛保護罩壓力傳感器(19)安裝在氣氛保護罩(1)上，儲氣罐壓力傳感器(20)安裝在壓力儲氣罐(5)上，水份檢測傳感器(21)安裝在除水器(8)上，氬氣凈化器的溫度傳感器(22)安裝在氬氣凈化器(9)的中心部位；氧含量傳感器(17)、氮含量傳感器(18)和氣氛保護罩壓力傳感器(19)、儲氣罐壓力傳感器(20)、水份檢測傳感器(21)和氬氣凈化器的溫度傳感器(22)均經(jīng)電纜與控制單元(12)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述一種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置，其特征在于，所述的氬氣 凈化器(9)包括氬氣凈化器的溫度傳感器(22)、保溫殼體(23)、加熱電阻絲(24)、凈化材 料(25);加熱電阻絲(24)沿保溫殼體(23)的內(nèi)壁從上到下螺旋盤繞，凈化材料(25)填充 整個保溫殼體(23)的內(nèi)部；氬氣凈化器(9)的進氣管(26)和出氣管27從氬氣凈化器(9) 的上端的保溫殼體(23)處接入氬氣凈化器(9)內(nèi)，并與保溫殼體(23)密封連接。
3. 如權(quán)利要求2所述一種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置，其特征在于，所述的凈化 材料為Ti-Zr-V合金的顆粒。
專利摘要本實用新型是一種封閉循環(huán)凈化惰性氣氛控制裝置，回氣管道(13)依次與排氣管三向閥(2)、粉塵過濾器(3)、隔膜增壓泵(4)、壓力儲氣罐(5)、進氣管三向閥(7)、除水器(8)、氬氣凈化器(9)和水冷套(10)串行連接；水冷套進氣管道(11)通過水冷單元(10)與氣氛保護罩(1)連接。排氣管道(14)與排氣管三向閥(2)連接。儲氣罐進氣管道(15)的兩端分別與進氣管三向閥(7)和進氣管道(11)密封連接。補氣管道(16)的兩端分別與氣瓶(6)和壓力儲氣罐(5)連接。本實用新型使激光成形與修復過程中的工作氣體循環(huán)利用，減少氬氣的使用及排放，節(jié)約運行成本；工作過程中氧、氮含量控制在10ppm以內(nèi)，保證激光成形與修復的質(zhì)量。
文檔編號B22F3/105GK201446232SQ200920033869
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者林鑫, 薛蕾, 陳靜, 黃衛(wèi)東 申請人:西北工業(yè)大學