本發明涉及一種搖擺回旋分散器裝置和方法，更特別地說，是指一種用于控制滾珠或者粉體顆粒物運動、翻滾和回旋流動的裝置，屬于機械制造領域和表面工程領域。

背景技術：

滾珠和粉體顆粒物在機械、化學領域有廣泛的應用，如粉體表面積較大，使其性質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，在特定的應用領域中能夠發揮重要作用。

對于滾珠和粉體顆粒物通常需要表面處理，這類材料因為數量眾多，總體表面積較大，對于表面的處理需要達到均勻化處理，但是對于大量的滾珠和粉體顆粒，不容易控制其運動和固定，因此怎樣達到處理效果的均勻化是一個工程難題，涉及的表面工程的應用領域，比如在滾珠和粉體顆粒物表面實現真空離子鍍，又比如為了控制化學反應或者實現符合需要的功能，需要在滾珠和粉體顆粒表面進行涂覆、包覆等處理，同樣需要實現均勻化分散處理，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、陰極電弧、化學鍍、化學氣相沉積和溶膠-凝膠法等。

陰極電弧沉積技術的沉積速率高、膜-基結合力好、裝置性能穩定、操作控制方便，應用越來越廣泛。如專利CN 103436848 A球形粉體材料真空霧化懸浮均勻濺射鍍膜方法，實現了一種粉體濺射鍍膜的方法，采用真空霧化的方法，對于空間分布不能控制，同時限制了粉體的顆粒度必須非常小；專利CN 101805893 A滾筒式樣品臺以及用其進行粉體顆粒的磁控濺射鍍膜方法，實現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揮最大的效果，基于同樣的理由，滾筒難以實現非常好的分散均勻化空間分布。本發明能夠克服上述技術的缺陷，實現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域，比如在滾珠和顆粒粉體上真空離子鍍均勻涂層，或者進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用和領域。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種搖擺回旋分散器裝置和方法，實現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。

本發明的技術方案為：

一種搖擺回旋分散器裝置，包括樣品容器1、柔性平臺2、一組減震彈簧或氣缸3、固定基礎4、電動機5、電動機轉軸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2上方，柔性平臺2下方通過減震彈簧或氣缸3緊固在固定基礎4上，電動機5通過緊固螺絲8緊固在柔性平臺2的一側，電動機轉軸6連接激振器7的偏心錘，激振器7鉸接于柔性平臺2和樣品容器1，偏心錘旋轉產生激振力。所述的樣品容器1的直徑根據需要調整；所述的一組減震彈簧或氣缸3的數量至少為二個，減震彈簧或氣缸3緊固在固定基礎4上形成穩定支撐。電動機(5)和激振器(7)偏心絞接于柔性平臺的側面、上部或下部。

所述的減震彈簧或氣缸在整個裝置中的位置關系為多邊形分布；激振器7安裝在前述減震彈簧位置多邊形的一個邊上，激振器偏離柔性平臺的重心，所述的一組減震彈簧或氣缸3與激振器7構成偏心結構；在此種偏心結構的約束條件下，激振器可以置于系統的側面，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；同時在功能控制上，調整激振器7的頻率、幅值、轉軸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。。

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，電動機5旋轉，帶動激振器7的偏心錘旋轉形成激振力，連接柔性平臺2和固定基礎4的減震彈簧或氣缸3在激振力的作用下產生搖擺振蕩，樣品容器1中的滾珠或顆粒粉體呈現有組織的回旋運動，通過調整偏心錘的頻率和幅值，控制樣品運動的速度。

所述的樣品容器1、柔性平臺2與偏心錘之間形成搖擺耦合，搖擺耦合發生于三維空間，是三維空間振動分量的加和，即樣品容器、柔性平臺與激振器的偏心錘之間形成三維的振動、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裝置的質量有關。

本發明的有益效果為：本發明樣品容器中的滾珠或顆粒粉體呈現有組織的流體狀的回旋運動，通過調整偏心錘的方位角、頻率和幅值，控制柔性平臺連接樣品容器中的滾珠或顆粒粉體流動狀態，同時能夠避免了滾珠或顆粒粉體的劇烈振動，特別適合于需要顆粒粉體均勻分布翻滾的領域。樣品容器內的滾珠或顆粒粉體在回旋流動床激振器的作用下，通過回旋翻滾的方式實現滾珠或顆粒粉體在平面上分散和循環。

附圖說明

圖1是本發明搖擺回旋分散器裝置結構示意圖。

圖2是本發明搖擺回旋分散器裝置結構俯視圖。

圖3是本發明電動機轉軸7方向的三維方位圖。

圖中：1樣品容器；2柔性平臺；3彈簧或氣缸；4固定基礎；5電動機；6電動機轉軸；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電動機轉軸6的三維矢量；13整個裝置的三維坐標系。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例詳細說明本發明結構和功能。

參見圖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2、彈簧或氣缸3、固定基礎4、電動機5、電動機轉軸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，樣品盛放在樣品容器1中，樣品容器1緊固在柔性平臺2之上，柔性平臺2通過彈簧或氣缸3緊固在固定基礎4上，電動機5通過緊固螺絲8緊固在柔性平臺2上，電動機轉軸6連接激振器7的偏心錘，偏心錘旋轉產生激振力。

樣品放置在樣品容器1中，樣品容器1直徑根據需要調整。連接柔性平臺2和固定基礎4的彈簧或氣缸3在激振力的作用下產生搖擺振蕩，參見圖2所示的一種搖擺耦合滾珠和顆粒粉體回旋流動床裝置結構俯視圖中，一組彈簧或氣缸3的數量至少為二個構成一組，彈簧或氣缸3緊固在固定基礎4上形成穩定支撐。

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

通電后電動機5旋轉，帶動偏心錘旋轉形成激振力，調整電動機5的電流和電壓能夠控制搖擺頻率在1Hz～10kHz之間的數值，這時輸出功率可為5W以上。偏心錘帶動樣品容器1和柔性平臺2在諧振狀態下搖擺運動，這時樣品容器1中的滾珠和顆粒粉體發生回旋流動，通過調整搖擺的幅值就控制流動的速度。

實施例

a、將本發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的處理倉中，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離子源產生等離子體轟擊滾珠和顆粒粉體，對其進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，調節真空離子鍍膜機的參數，磁控放電電壓為320V；直流電流為12A，樣品的偏壓為-300V，工作時間為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℃；啟動分散器，控制電動機6功率為10W，擺動的頻率為100Hz,使滾珠和顆粒粉體處于流動和翻滾的狀態。這時樣品質量為1kg，工作結束后滾珠和顆粒粉體表面形成致密均勻的鈦金屬薄膜。