CN108556115B - 一种适用于大型地质模型3d成型的电机驱动式送料控制器 - Google Patents

一种适用于大型地质模型3d成型的电机驱动式送料控制器 Download PDF

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Abstract

一种适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器，包括送料控制主机、进料控制阀及出料控制阀；送料控制主机分为驱动级机体和送料级机体，两机体间通过转接法兰固连；两机体内分别设有驱动盘和送料活塞，驱动盘与送料活塞通过活塞杆固连，活塞杆贯穿转接法兰；驱动级机体腔室内设有固连在转接法兰与驱动盘之间的位移传感器，驱动盘内装有丝母，丝母内穿装有丝杆，丝杆通过轴承连接在转接法兰与驱动级机体底板之间；驱动级机体底板外侧固装有伺服电机，电机轴上固装有主动齿轮，丝杆外伸端固装有从动齿轮，两齿轮相啮合；送料级机体无杆腔壳体上设有进料口和出料口；进料控制阀通过进料管与进料口相连，出料控制阀通过出料管与出料口相连。

Description

一种适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器
技术领域
本发明属于大型三维物理模型制备技术领域，特别是涉及一种适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器。
背景技术
通过物理模型试验来模拟自然岩体工程开挖过程，是预测和预报大型岩体工程地质灾害的重要方法。地质模型需要由岩体相似材料制成，而岩体相似材料通常由水泥、石膏、砂子、铁粉及重晶石等组成，在制作地质模型前，需要先将岩体相似材料搅拌均匀，然后由泵送设备将搅拌好的岩体相似材料供给3D成型机进行使用。
目前，对于搅拌好的岩体相似材料主要通过两种泵送设备进行输送，包括螺旋式输送机和柱塞式输送机。但是，现有的两种泵送设备均无法精确控制出料量，且出料量的可调能力弱；当泵送工作结束后，泵送设备不便于拆卸和清洗。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器，可用于代替传统的螺旋式输送机和柱塞式输送机，其能够精确额控制出料量，且出料量的可调能力强；当泵送工作结束后，送料控制器可进行拆卸，更加方便清洗。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器，包括送料控制主机、进料控制阀及出料控制阀；所述送料控制主机分为驱动级机体和送料级机体，驱动级机体与送料级机体通过转接法兰相固连；在所述驱动级机体内设置有驱动盘，在所述送料级机体内设置有送料活塞，送料活塞与送料级机体为密封滑动配合；所述驱动盘与送料活塞之间通过活塞杆相固连，活塞杆贯穿转接法兰，且在活塞杆与转接法兰之间加装有直线轴承；在所述驱动级机体的腔室内设置有拉杆式位移传感器，拉杆式位移传感器与活塞杆相平行，拉杆式位移传感器一端固定在转接法兰上，拉杆式位移传感器另一端固定在驱动盘上；在所述驱动盘上安装有丝母，在丝母内穿装有丝杆，丝杆一端通过轴承与转接法兰相连接，丝杆另一端通过轴承与驱动级机体的底板相连接，且丝杆端部延伸至驱动级机体外部，在位于驱动级机体外部的丝杆端部固定安装有从动齿轮；在所述驱动级机体的底板外侧通过电机支架固装有伺服电机，在伺服电机的电机轴上固定安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合；在所述送料级机体的有杆腔壳体上开设有压力平衡透气孔；在所述送料级机体的无杆腔壳体上分别开设有进料口和出料口；所述进料控制阀通过进料管与进料口相连接，出料控制阀通过出料管与出料口相连接。
所述进料控制阀和出料控制阀结构相同，均包括阀壳、软管、截流杆、舵机、驱动轮及驱动弹簧；所述软管位于阀壳内侧底部，软管两端均连接有转接螺母；所述舵机固装在阀壳顶端，驱动轮偏心固装在舵机的电机轴上；所述截流杆一端顶靠接触在驱动轮的轮盘外周边沿上，截流杆另一端与软管的外管壁顶靠接触配合；所述驱动弹簧位于阀壳内部，驱动弹簧与截流杆相平行，驱动弹簧一端固连在阀壳上，驱动弹簧另一端通过转接杆与截流杆相固连；通过舵机或驱动弹簧带动截流杆做直线运动，用于调整软管管腔的开启和闭合。
本发明的有益效果：
本发明的适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器，可用于代替传统的螺旋式输送机和柱塞式输送机，其能够精确额控制出料量，且出料量的可调能力强；当泵送工作结束后，送料控制器可进行拆卸，更加方便清洗。
附图说明
图1为本发明的适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器的结构示意图；
图2为本发明的送料控制主机的结构示意图；
图3为本发明的进料控制阀/出料控制阀的结构示意图；
图中，1—送料控制主机，2—进料控制阀，3—出料控制阀，4—驱动级机体，5—送料级机体，6—转接法兰，7—驱动盘，8—送料活塞，9—活塞杆，10—直线轴承，11—驱动级机体的腔室，12—拉杆式位移传感器，13—丝母，14—丝杆，15—从动齿轮，16—电机支架，17—伺服电机，18—主动齿轮，19—送料级机体的有杆腔，20—压力平衡透气孔，21—送料级机体的无杆腔，22—进料口，23—出料口，24—进料管，25—出料管，26—阀壳，27—软管，28—截流杆，29—舵机，30—驱动轮，31—驱动弹簧，32—转接螺母，33—转接杆，34—快速接头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1～3所示，一种适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器，包括送料控制主机1、进料控制阀2及出料控制阀3；所述送料控制主机1分为驱动级机体4和送料级机体5，驱动级机体4与送料级机体5通过转接法兰6相固连；在所述驱动级机体4内设置有驱动盘7，在所述送料级机体5内设置有送料活塞8，送料活塞8与送料级机体5为密封滑动配合；所述驱动盘7与送料活塞8之间通过活塞杆9相固连，活塞杆9贯穿转接法兰7，且在活塞杆9与转接法兰7之间加装有直线轴承10；在所述驱动级机体4的腔室11内设置有拉杆式位移传感器12，拉杆式位移传感器12与活塞杆9相平行，拉杆式位移传感器12一端固定在转接法兰6上，拉杆式位移传感器另一端固定在驱动盘7上；在所述驱动盘7上安装有丝母13，在丝母13内穿装有丝杆14，丝杆14一端通过轴承与转接法兰6相连接，丝杆14另一端通过轴承与驱动级机体4的底板相连接，且丝杆14端部延伸至驱动级机体4外部，在位于驱动级机体4外部的丝杆14端部固定安装有从动齿轮15；在所述驱动级机体4的底板外侧通过电机支架16固装有伺服电机17，在伺服电机17的电机轴上固定安装有主动齿轮18，主动齿轮18与从动齿轮15相啮合；在所述送料级机体5的有杆腔19壳体上开设有压力平衡透气孔20；在所述送料级机体5的无杆腔21壳体上分别开设有进料口22和出料口23；所述进料控制阀2通过进料管24与进料口22相连接，出料控制阀3通过出料管25与出料口23相连接。
所述进料控制阀2和出料控制阀3结构相同，均包括阀壳26、软管27、截流杆28、舵机29、驱动轮30及驱动弹簧31；所述软管27位于阀壳26内侧底部，软管27两端均连接有转接螺母32；所述舵机29固装在阀壳26顶端，驱动轮30偏心固装在舵机29的电机轴上；所述截流杆28一端顶靠接触在驱动轮30的轮盘外周边沿上，截流杆28另一端与软管27的外管壁顶靠接触配合；所述驱动弹簧31位于阀壳26内部，驱动弹簧31与截流杆28相平行，驱动弹簧31一端固连在阀壳26上，驱动弹簧31另一端通过转接杆33与截流杆28相固连；通过舵机29或驱动弹簧31带动截流杆28做直线运动，用于调整软管27管腔的开启和闭合。
下面结合附图说明本发明的一次应用过程：
启动进料控制阀2的舵机29，带动驱动轮30偏心转动，并在驱动弹簧31作用下使截流杆28向上移动，从而使软管27的管腔完全开启；同时，启动出料控制阀3的舵机29，进而将驱动轮偏心转动转换为截流杆28的直线运动，以使截流杆28向下移动，从而将软管27的管腔完全闭合。此时，进料控制阀2处于开启状态，而出料控制阀3处于关闭状态。
启动伺服电机17，依次带动主动齿轮18、从动齿轮15及丝杆14转动，并通过丝杆14的转动使丝母13沿着丝杆14向伺服电机17一侧移动，进而依次带动驱动盘7、活塞杆9及送料活塞8同步移动，而驱动盘7的移动距离直接通过拉杆式位移传感器12实时测量。
随着送料活塞8的移动，将使送料级机体5的有杆腔19被压缩，而腔内空气将直接通过压力平衡透气孔20排入大气中，同时送料级机体5的无杆腔21将呈现负压，且在负压作用下，相似材料将被吸入送料级机体5的无杆腔21中，直到拉杆式位移传感器12监测的活塞移动距离达到设定值，此时关闭伺服电机17，进料过程结束。
接下来执行出料过程，首先关闭进料控制阀2，并开启出料控制阀3，同时反向启动伺服电机17，进而带动主动齿轮18、从动齿轮15及丝杆14反向转动，并通过丝杆14的转动使丝母13沿着丝杆14向远离伺服电机17的一侧移动，进而依次带动驱动盘7、活塞杆9及送料活塞8同步移动，而驱动盘7的移动距离直接通过拉杆式位移传感器12实时测量。
随着送料活塞8的移动，将使送料级机体5的无杆腔21被压缩，在压力作用下，送料级机体5的无杆腔21内的相似材料将通过出料管25排出，同时送料级机体5的有杆腔19通过压力平衡透气孔20吸入空气而使腔内体积增大，直到拉杆式位移传感器12监测的活塞移动距离达到设定值，此时关闭伺服电机17，出料过程结束。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种适用于大型地质模型3D成型的电机驱动式送料控制器，其特征在于：包括送料控制主机、进料控制阀及出料控制阀；所述送料控制主机分为驱动级机体和送料级机体，驱动级机体与送料级机体通过转接法兰相固连；在所述驱动级机体内设置有驱动盘，在所述送料级机体内设置有送料活塞，送料活塞与送料级机体为密封滑动配合；所述驱动盘与送料活塞之间通过活塞杆相固连，活塞杆贯穿转接法兰，且在活塞杆与转接法兰之间加装有直线轴承；在所述驱动级机体的腔室内设置有拉杆式位移传感器，拉杆式位移传感器与活塞杆相平行，拉杆式位移传感器一端固定在转接法兰上，拉杆式位移传感器另一端固定在驱动盘上；在所述驱动盘上安装有丝母，在丝母内穿装有丝杆，丝杆一端通过轴承与转接法兰相连接，丝杆另一端通过轴承与驱动级机体的底板相连接，且丝杆端部延伸至驱动级机体外部，在位于驱动级机体外部的丝杆端部固定安装有从动齿轮；在所述驱动级机体的底板外侧通过电机支架固装有伺服电机，在伺服电机的电机轴上固定安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相结合；在所述送料级机体的有杆腔壳体上开设有压力平衡透气孔；在所述送料级机体的无杆腔壳体上分别开设有进料口和出料口；所述进料控制阀通过进料管与进料口相连接，出料控制阀通过出料管与出料口相连接；所述进料控制阀和出料控制阀结构相同，均包括阀壳、软管、截流杆、舵机、驱动轮及驱动弹簧；所述软管位于阀壳内侧底部，软管两端均连接有转接螺母；所述舵机固装在阀壳顶端，驱动轮偏心固装在舵机的电机轴上；所述截流杆一端顶靠接触在驱动轮的轮盘外周边沿上，截流杆另一端与软管的外管壁顶靠接触配合；所述驱动弹簧位于阀壳内部，驱动弹簧与截流杆相平行，驱动弹簧一端固连在阀壳上，驱动弹簧另一端通过转接杆与截流杆相固连；通过舵机或驱动弹簧带动截流杆做直线运动，用于调整软管管腔的开启和闭合。
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