本發(fā)明涉及一種搖擺回旋分散器裝置和方法，更特別地說(shuō)，是指一種用于控制滾珠或者粉體顆粒物運(yùn)動(dòng)、翻滾和回旋流動(dòng)的裝置，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域和表面工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

滾珠和粉體顆粒物在機(jī)械、化學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如粉體表面積較大，使其性質(zhì)顯著不同于塊體的材料，特別是納米尺度的粉體材料的光電性能非常特殊，可能存在的量子效應(yīng)，在特定的應(yīng)用領(lǐng)域中能夠發(fā)揮重要作用。

對(duì)于滾珠和粉體顆粒物通常需要表面處理，這類(lèi)材料因?yàn)閿?shù)量眾多，總體表面積較大，對(duì)于表面的處理需要達(dá)到均勻化處理，但是對(duì)于大量的滾珠和粉體顆粒，不容易控制其運(yùn)動(dòng)和固定，因此怎樣達(dá)到處理效果的均勻化是一個(gè)工程難題，涉及的表面工程的應(yīng)用領(lǐng)域，比如在滾珠和粉體顆粒物表面實(shí)現(xiàn)真空離子鍍，又比如為了控制化學(xué)反應(yīng)或者實(shí)現(xiàn)符合需要的功能，需要在滾珠和粉體顆粒表面進(jìn)行涂覆、包覆等處理，同樣需要實(shí)現(xiàn)均勻化分散處理，很多真空鍍膜的方法能夠在滾珠和粉體顆粒物表面鍍膜，如真空蒸發(fā)、陰極電弧、化學(xué)鍍、化學(xué)氣相沉積和溶膠-凝膠法等。

陰極電弧沉積技術(shù)的沉積速率高、膜-基結(jié)合力好、裝置性能穩(wěn)定、操作控制方便，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如專(zhuān)利CN 103436848 A球形粉體材料真空霧化懸浮均勻?yàn)R射鍍膜方法，實(shí)現(xiàn)了一種粉體濺射鍍膜的方法，采用真空霧化的方法，對(duì)于空間分布不能控制，同時(shí)限制了粉體的顆粒度必須非常??；專(zhuān)利CN 101805893 A滾筒式樣品臺(tái)以及用其進(jìn)行粉體顆粒的磁控濺射鍍膜方法，實(shí)現(xiàn)了滾筒式的鍍膜方法，滾筒的形式具有封閉性，限制的離子源不能夠發(fā)揮最大的效果，基于同樣的理由，滾筒難以實(shí)現(xiàn)非常好的分散均勻化空間分布。本發(fā)明能夠克服上述技術(shù)的缺陷，實(shí)現(xiàn)滾珠和粉體顆粒均勻的分散和翻滾，方便各種表面改性處理。特別適合于需要顆粒粉體均勻分布翻滾的領(lǐng)域，比如在滾珠和顆粒粉體上真空離子鍍均勻涂層，或者進(jìn)行顆粒粉體表面噴涂處理，和在篩選和分離粒徑差異的粉體等應(yīng)用和領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種搖擺回旋分散器裝置和方法，實(shí)現(xiàn)滾珠和粉體顆粒均勻的分散和翻滾，方便各種表面改性處理。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種搖擺回旋分散器裝置，包括樣品容器1、柔性平臺(tái)2、一組減震彈簧或氣缸3、固定基礎(chǔ)4、電動(dòng)機(jī)5、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸6、激振器7、緊固螺絲8和限位螺栓9。

所述的樣品容器1固定在柔性平臺(tái)2上方，柔性平臺(tái)2下方通過(guò)減震彈簧或氣缸3緊固在固定基礎(chǔ)4上，電動(dòng)機(jī)5通過(guò)緊固螺絲8緊固在柔性平臺(tái)2的一側(cè)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸6連接激振器7的偏心錘，激振器7鉸接于柔性平臺(tái)2和樣品容器1，偏心錘旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生激振力。所述的樣品容器1的直徑根據(jù)需要調(diào)整；所述的一組減震彈簧或氣缸3的數(shù)量至少為二個(gè)，減震彈簧或氣缸3緊固在固定基礎(chǔ)4上形成穩(wěn)定支撐。電動(dòng)機(jī)(5)和激振器(7)偏心絞接于柔性平臺(tái)的側(cè)面、上部或下部。

所述的減震彈簧或氣缸在整個(gè)裝置中的位置關(guān)系為多邊形分布；激振器7安裝在前述減震彈簧位置多邊形的一個(gè)邊上，激振器偏離柔性平臺(tái)的重心，所述的一組減震彈簧或氣缸3與激振器7構(gòu)成偏心結(jié)構(gòu)；在此種偏心結(jié)構(gòu)的約束條件下，激振器可以置于系統(tǒng)的側(cè)面，上面或下部，滿足前述條件的這些激振器7的位置安排具有同樣的效果；同時(shí)在功能控制上，調(diào)整激振器7的頻率、幅值、轉(zhuǎn)軸6的方位角10和傾角11和限位螺栓9，控制搖擺回旋分散器搖擺幅值和分散狀態(tài)。。

使用上述搖擺回旋分散器裝置的方法，包括以下步驟：

第一步，組裝搖擺回旋分散器裝置，樣品盛放在樣品容器1中，所述的樣品為滾珠或顆粒粉體；

第二步，通電后，電動(dòng)機(jī)5旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)激振器7的偏心錘旋轉(zhuǎn)形成激振力，連接柔性平臺(tái)2和固定基礎(chǔ)4的減震彈簧或氣缸3在激振力的作用下產(chǎn)生搖擺振蕩，樣品容器1中的滾珠或顆粒粉體呈現(xiàn)有組織的回旋運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整偏心錘的頻率和幅值，控制樣品運(yùn)動(dòng)的速度。

所述的樣品容器1、柔性平臺(tái)2與偏心錘之間形成搖擺耦合，搖擺耦合發(fā)生于三維空間，是三維空間振動(dòng)分量的加和，即樣品容器、柔性平臺(tái)與激振器的偏心錘之間形成三維的振動(dòng)、搖擺耦合；所述的激振器輸出的頻率范圍為1Hz～10kHz，輸出功率為5W以上；所述的搖擺耦合的耦合頻率與彈簧的剛度和整個(gè)裝置的質(zhì)量有關(guān)。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明樣品容器中的滾珠或顆粒粉體呈現(xiàn)有組織的流體狀的回旋運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整偏心錘的方位角、頻率和幅值，控制柔性平臺(tái)連接樣品容器中的滾珠或顆粒粉體流動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)能夠避免了滾珠或顆粒粉體的劇烈振動(dòng)，特別適合于需要顆粒粉體均勻分布翻滾的領(lǐng)域。樣品容器內(nèi)的滾珠或顆粒粉體在回旋流動(dòng)床激振器的作用下，通過(guò)回旋翻滾的方式實(shí)現(xiàn)滾珠或顆粒粉體在平面上分散和循環(huán)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明搖擺回旋分散器裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明搖擺回旋分散器裝置結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖3是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸7方向的三維方位圖。

圖中：1樣品容器；2柔性平臺(tái)；3彈簧或氣缸；4固定基礎(chǔ)；5電動(dòng)機(jī)；6電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸；7激振器；8緊固螺絲；9限位螺栓；10X-Y方位角S；11傾角T；12電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸6的三維矢量；13整個(gè)裝置的三維坐標(biāo)系。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明結(jié)構(gòu)和功能。

參見(jiàn)圖1所示的一種搖擺回旋分散器裝置和方法，包括有樣品容器1、柔性平臺(tái)2、彈簧或氣缸3、固定基礎(chǔ)4、電動(dòng)機(jī)5、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸6、激振器7、緊固螺絲8、限位螺栓9。

一種搖擺回旋分散器裝置和方法工作時(shí)，樣品盛放在樣品容器1中，樣品容器1緊固在柔性平臺(tái)2之上，柔性平臺(tái)2通過(guò)彈簧或氣缸3緊固在固定基礎(chǔ)4上，電動(dòng)機(jī)5通過(guò)緊固螺絲8緊固在柔性平臺(tái)2上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸6連接激振器7的偏心錘，偏心錘旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生激振力。

樣品放置在樣品容器1中，樣品容器1直徑根據(jù)需要調(diào)整。連接柔性平臺(tái)2和固定基礎(chǔ)4的彈簧或氣缸3在激振力的作用下產(chǎn)生搖擺振蕩，參見(jiàn)圖2所示的一種搖擺耦合滾珠和顆粒粉體回旋流動(dòng)床裝置結(jié)構(gòu)俯視圖中，一組彈簧或氣缸3的數(shù)量至少為二個(gè)構(gòu)成一組，彈簧或氣缸3緊固在固定基礎(chǔ)4上形成穩(wěn)定支撐。

電動(dòng)機(jī)5通過(guò)緊固螺絲8緊固在柔性平臺(tái)2上，參見(jiàn)圖3所示的一種搖擺回旋分散器裝置和方法的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸7方向的三維方位圖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸6與水平面之間的夾角為轉(zhuǎn)軸與平面之間的夾角為X-Y方位角S10，根據(jù)功能的要求X-Y方位角S10H和傾角T11可以在0-90°之間調(diào)整，由此調(diào)整回旋流動(dòng)床裝置的搖擺幅值，也可以由此間接控制滾珠和顆粒粉體的流動(dòng)模式。

通電后電動(dòng)機(jī)5旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)偏心錘旋轉(zhuǎn)形成激振力，調(diào)整電動(dòng)機(jī)5的電流和電壓能夠控制搖擺頻率在1Hz～10kHz之間的數(shù)值，這時(shí)輸出功率可為5W以上。偏心錘帶動(dòng)樣品容器1和柔性平臺(tái)2在諧振狀態(tài)下?lián)u擺運(yùn)動(dòng)，這時(shí)樣品容器1中的滾珠和顆粒粉體發(fā)生回旋流動(dòng)，通過(guò)調(diào)整搖擺的幅值就控制流動(dòng)的速度。

實(shí)施例

a、將本發(fā)明中所述的一種搖擺回旋分散器裝置和方法置于真空離子鍍膜機(jī)的處理倉(cāng)中，將滾珠和顆粒粉體置于樣品容器1中，抽真空至2×10^-3Pa，用2KV離子源產(chǎn)生等離子體轟擊滾珠和顆粒粉體，對(duì)其進(jìn)行等離子體清洗處理20分鐘；

b、真空離子鍍陰極靶材為純鈦，調(diào)節(jié)真空離子鍍膜機(jī)的參數(shù)，磁控放電電壓為320V；直流電流為12A，樣品的偏壓為-300V，工作時(shí)間為30分鐘，高純氬氣流量為150毫升/分鐘，樣品加熱溫度為溫度400℃；啟動(dòng)分散器，控制電動(dòng)機(jī)6功率為10W，擺動(dòng)的頻率為100Hz,使?jié)L珠和顆粒粉體處于流動(dòng)和翻滾的狀態(tài)。這時(shí)樣品質(zhì)量為1kg，工作結(jié)束后滾珠和顆粒粉體表面形成致密均勻的鈦金屬薄膜。