一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機制造技術

本發明專利技術公開了一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機，包括物料斗，物料倉，缸體，所述缸體的一端連接有導流管，所述缸體內安裝有活塞，所述物料倉內安裝有控制閥，所述控制閥與物料倉同軸安裝并通過設置在物料倉外部側面上的第一電機驅動，以用于攪拌物料并將物料流轉到所述缸體內；所述活塞連接有絲桿，所述絲桿通過第二電機驅動。本發明專利技術通過在物料倉內設置控制閥，既可以實現物料的攪拌混合作用，同時實現了物料從物料斗到缸體內的有序轉移，整個擠出過程穩定，高效，無需人工進行操作。

Cylinder block reciprocating extruder for 3D food printing

The invention discloses a cylinder reciprocating extrusion machine for 3D food printing, including material hopper, material bin, cylinder, one end of the cylinder is connected with a guide pipe, the cylinder provided with a piston, wherein the material bin is installed in the control valve, the control valve and the material bin coaxial mounting and drive the first motor is arranged on the external side of the material bin, for mixing material and material flow to the cylinder body; the piston is connected with a screw rod, the screw rod by second motor drive. By setting the control valve in the material bin, can realize the mixing effect of the material, and the material from the material hopper to the orderly transfer of the cylinder body, the extrusion process is stable and efficient, without manual operation.

【技術實現步驟摘要】
一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機
本專利技術涉及3D打印裝置領域，尤其涉及用于食品3D打印設備裝置領域，具體的說，是一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機。
技術介紹
3D打印技術出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術稱為3D立體打印技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程以及其他領域都有所應用。當前已經存在將3D打印技術應用到食品行業領域，其中對食品加工成型會用到擠出機。現有的擠出機通常是通過手動操作，機械輔助，物料的擠出過程通常都是依賴于人的操作，憑借經驗和主觀判斷實現物料的擠出。這種方式優點是操作靈活，可以隨意停止，但存在比較嚴重和明顯的不足；例如：擠出的速率不均勻，效率低，產品的一致性無法得到統一。而采用ED打印技術，通過程序控制，利用機械模具的一致性可以確保擠出物料形狀的一致性，同時根據物料堆砌產品的形狀不同可以調整自動擠出速度的快慢。中國專利，申請號：201410374807.1，授權公告號CN104339625B，公開了一種擠出機，包括缸體和電機，以及布置在缸體中的擠出機螺桿的工作部分，還有用于分開電機與傳動裝置動力的離合器和控制裝置，以及采用傳感單元檢測螺桿插入在缸體內的位置，以實現精確控制的目的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機，用于解決現有的擠出機采用人工操作，機械輔助的方式不容易實現精確控制，需要依賴于操作人員的技術和經驗，對于物料擠出的速率，效率不具有穩定性和統一性，不利于工業化大生產；進一步地，提出一種與
技術介紹
中檢索到的擠出機不同構造的新方案。本專利技術通過下述技術方案實現：一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機，包括用于進料的物料斗，與所述物料斗出料端密閉連接的物料倉，與所述物料倉密閉連接的缸體，所述缸體的一端貫穿連接有用于將物料排出的導流管，所述缸體內安裝有用于將物料擠壓進入所述導流管的活塞，所述物料倉內安裝有用于攪拌和流轉物料的控制閥，所述控制閥與物料倉同軸安裝并通過設置在物料倉外部側面上的第一電機驅動，以用于攪拌物料并將物料流轉到所述缸體內；所述活塞遠離導流管的一側固定連接有用于驅動活塞往復運動的絲桿，所述絲桿靠近活塞的一段為光軸，遠離活塞的一段設置有外螺紋，所述絲桿通過第二電機驅動連接。為了更進一步的實現本專利技術，優選地，所述控制閥為中空結構的圓筒狀且沿長度方向設置有開口，所述開口與兩端側壁相交處為圓弧設置且圓弧半徑與所述活塞的半徑相適應。工作流程及原理：為了更好的說明上述產品結構，下面按照物料的流轉順序對本專利技術進行說明。在說明之前需要強調的是本專利技術中所述的第一電機和第二電機需要的電源均為家用市電，若匹配較小功率或者特殊應用環境也可以匹配直流電，只需要增設對應的交直流轉換器和/或變壓器即可以實現，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的公知常識，因此，在此就不再做詳述。情況一：在對不需要加熱融化的物料進行擠出工作時，首先，將符合要求的物料按照設定的比例放入物料斗內，開啟第一電機和第二電機，第一電機的轉動驅動著控制閥不斷的攪動著物料。由于控制閥為中空結構且沿長度方向設置有開口，當控制閥沒旋轉一個周期，則開口則會運動一個完整的圓周，當開口運動到對準物料斗時，即處于正上方時，物料在重力的作用下會自動通多所述開口進入到控制閥的空腔內，當控制閥繼續旋轉運動，當開口運動到下方時，位于控制閥空腔內的物料在重力作用下進入到缸體內，如此反復，直到控制第一電機的控制裝置停止發出驅動信號，第一電機停止工作，同時控制裝置向第二電機發出驅動信號，驅動第二電機工作，在第二電機的驅動下絲桿向靠近活塞的方向做直線運動。此時控制閥的開口方向是處于豎直向下的，也就是正好與缸體連通，形成一個相對密閉的空腔，活塞推動物料進入導流管，實現物料的擠出。值得說明的是：利用控制裝置控制，譬如PLC邏輯控制器或者單片機均可實現對一電機為驅動單元的驅動裝置進行邏輯控制，單片機通常可以采用PIC系列，例如型號為PICFA\PICF、PICF//等型號均可實現。單片機以輸出方波的方式對驅動單元進行信號控制，實現全自動機械控制，避免了人工手動操作的繁瑣和不穩定的情況。由于通過單片機控制驅動機構的系統在現有技術中有多種組合均可實現，且并非本方案需要保護和改進的地方，在市面上采用現有的控制系統即可實現，因此，在此就不再對系統模塊的組合和控制部分進行詳述。為了更進一步的實現本專利技術，優選地，所述導流管與缸體之間設置有防回流裝置，所述防回流裝置包括固定連接導流管與缸體的防回流殼體，所述防回流殼體內固定連接有限位柱，所述限位柱的末端固定連接有具有開口的環狀滑套，所述滑套滑動連接有用于阻止物料從導流管一端流入缸體內的防回流閥栓，所述防回流閥栓通過與滑套滑動連接的滑桿實現在防回流閥栓內往復移動所述防回流閥栓與防回流殼體之間設置有處于壓縮狀態的彈簧。所述缸體靠近第二電機的一端設置有缸體蓋，所述缸體蓋與缸體可拆卸密封連接，便于對活塞的維護和更換，以及清除缸體內的殘余物料。當活塞對缸體內的物料進行擠壓時，物料受到活塞的壓力作用會向阻力較小的放心進行運動，由于缸體的四周都是封閉的，上方開口處為控制閥所密封，因此，物料在活塞的擠壓作用下只能通過導流管排出，當物料施加在防回流閥栓表面的應力大于所述彈簧的彈力時，防回流閥栓與防回流殼體之間出現空隙，隨著物料擠壓的應力的不斷加大，空隙不斷加大，物料通過空隙進入到導流管中。值得說明的是：防回流閥栓與防回流殼體之間的空隙不會無限加大，當防回流閥栓后退到限位柱時，則在限位柱的抵擋下防回流閥栓與防回流殼體之間的間隙達到最大值。當活塞回縮的時候，由于物料對防回流閥栓沒有了正壓力，因此，在彈簧彈力作用下，防回流閥栓自動復位并與防回流閥體自動貼合。為了更進一步的實現本專利技術，優選地，所述缸體的下部設置有缸體底座，所述缸體底座向所述絲桿一端延伸并與容納絲桿的機座固定連接，所述機座上端安裝有所述第二電機，所述絲桿具有外螺紋的一端上螺紋連接有絲桿螺母，所述絲桿螺母固定連接有嵌套在所述機座側壁上的固定軸承，所述絲桿螺母通過傳動皮帶與可拆卸固定連接在所述第二電機輸出軸上的驅動輪驅動連接。為了更進一步的實現本專利技術，優選地，所述絲桿靠近機座一端設置有防止絲桿隨絲桿螺母轉動的防旋轉柱，所述防旋轉柱滑動連接在機座內壁上的滑道內，所述滑道端頭設置有限制絲桿回縮過量的滑道座。由于絲桿與絲桿螺母是通過將相互之間的旋轉運動轉換成絲桿的往復直線運動，因此，絲桿會受到一個絲桿螺母施加的旋轉力，為了避免因絲桿與絲桿螺母之間發生同向旋轉，影響到絲桿進給量的準確性，因此在絲桿末端設置方旋轉柱，避免了絲桿的旋轉，確保了絲桿的精準進給量。為了更進一步的實現本專利技術，優選地，所述導本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機，包括用于進料的物料斗（6），與所述物料斗（6）出料端密閉連接的物料倉（8），與所述物料倉（8）密閉連接的缸體（10），所述缸體（10）的一端貫穿連接有用于將物料排出的導流管（2），所述缸體（10）內安裝有用于將物料擠壓進入所述導流管（2）的活塞（11），其特征在于：所述物料倉（8）內安裝有用于攪拌和流轉物料的控制閥（9），所述控制閥（9）與物料倉（8）同軸安裝并通過設置在物料倉（8）外部側面上的第一電機（12）驅動，以用于攪拌物料并將物料流轉到所述缸體（10）內；所述活塞（11）遠離導流管（2）的一側固定連接有用于驅動活塞（11）往復運動的絲桿（19），所述絲桿（19）靠近活塞（11）的一段為光軸，遠離活塞（11）的一段設置有外螺紋，所述絲桿（19）通過第二電機（14）驅動連接。

【技術特征摘要】
1.一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機，包括用于進料的物料斗（6），與所述物料斗（6）出料端密閉連接的物料倉（8），與所述物料倉（8）密閉連接的缸體（10），所述缸體（10）的一端貫穿連接有用于將物料排出的導流管（2），所述缸體（10）內安裝有用于將物料擠壓進入所述導流管（2）的活塞（11），其特征在于：所述物料倉（8）內安裝有用于攪拌和流轉物料的控制閥（9），所述控制閥（9）與物料倉（8）同軸安裝并通過設置在物料倉（8）外部側面上的第一電機（12）驅動，以用于攪拌物料并將物料流轉到所述缸體（10）內；所述活塞（11）遠離導流管（2）的一側固定連接有用于驅動活塞（11）往復運動的絲桿（19），所述絲桿（19）靠近活塞（11）的一段為光軸，遠離活塞（11）的一段設置有外螺紋，所述絲桿（19）通過第二電機（14）驅動連接。2.根據權利要求1所述的一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機，其特征在于：所述控制閥（9）為中空結構的圓筒狀且沿長度方向設置有開口，所述開口與兩端側壁相交處為圓弧設置且圓弧半徑與所述活塞（11）的半徑相適應。3.根據權利要求1所述的一種用于3D食品打印的缸體往復式擠出機，其特征在于：所述導流管（2）與缸體（10）之間設置有防回流裝置，所述防回流裝置包括固定連接導流管（2）與缸體（10）的防回流殼體（4），所述防回流殼體（4）內固定連接有限位柱（23），所述限位柱（23）的末端固定連接有具有開口的環狀滑套（24），所述滑套（24）滑動連接有用于阻止物料從導流管（2）一端流入缸體（10）內的防回流閥栓（3），所述防回流閥栓（3）通過與滑套（24）滑動連接的滑桿（25）實現在防回流閥栓（3）內往復移動且所述防回流閥栓（...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝明陽，
申請(專利權)人：四川建筑職業技術學院，
類型：發明
國別省市：四川,51