CN109482822A - 一种应用于3d打印机的液料供应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于3D打印机的液料供应系统，包括3D打印机、供料工作站、上料装置、供料装置和回料装置。所述供料工作站用于接收所述上料装置的供料信号，所述供料工作站根据所述供料信号将所述上料装置的液料输送至所述供料装置；所述供料装置将所述液料输送至所述3D打印机；所述供料工作站接收到所述3D打印机废液排出信号，所述回料装置根据所述废液排出信号执行回收处理工作；所述上料装置与供料装置均与所述供料工作站相连接；所述回液装置与所述打印机排废口相连接。针对现有3D打印机液料自动补给和废液自动回收存在的问题，本发明通过实时、连续测定3D打印机液料的液位将液料的供给与回收实现全自动化过程控制。
Description
技术领域
本发明涉及铸造业领域，具体涉及一种应用于3D打印机的液料供应系统。
背景技术
在现发展中，铸造业飞速发展，砂芯3D打印已经应用于铸造业，打印机在持续工作中，持续消耗液料，3D打印机所需液料需通过人工判断加入，液料的搬运添加影响工作效率及安全隐患较高，需要人员监控液料情况。打印机所需三种液料，在人为的情况下可能会出现加错液料的情况，从而浪费人力，且存在安全隐患。打印机所需的三种液料中固化剂为强酸，有极强的腐蚀性，人工操作存在安全问题，且一般的液料输送装置不能满足智能自动化且不能实时对打印机液料进行监控补给；普通的输送装置不能满足在强酸环境下工作，在液料补给过程中要采集打印机的液料液位情况，对打印机液料需求信号进行实时接收及执行，3D打印机在工作过程中会产生废液，废液的排出补给系统要进行人工废液回收、耗费人力，且人工不能实现集中收集批量处理，砂芯3D打印机为新型产业，未有其液料配套供给系统。通过对打印机工况了解，液料化学属性了解，工作环境及工作状态研究，研发出3D打印机液料集中供应系统，实现液料全程自动精确上料与回收控制。
发明内容
本发明为解决现有3D打印机三类液料自动补给，废液自动回收存在的问题，提供了一种用于3D打印液料自动补给及废液回收系统，通过实时、连续测定3D打印机液料的液位，可将液料的供给与回收实现全自动化过程控制。本发明可有效地消除人为因素的影响，并实现高效、智能、安全、绿色、环保运行。
本发明采用的技术方案为：
一种应用于3D打印机的液料供应系统，包括供料工作站、上料装置、供料装置和回料装置；所述供料工作站用于接收所述上料装置的供料信号，所述供料工作站根据所述供料信号将所述上料装置的液料输送至所述供料装置；所述供料装置将所述液料输送至所述3D打印机；所述供料工作站接收到所述3D打印机废液排出信号，所述回料装置根据所述废液排出信号执行回收处理工作。
进一步的，所述上料装置与供料装置均与所述供料工作站相连接；所述回料装置与所述打印机排废口相连接。
进一步的，所述上料装置包括上料泵、过滤器、管路压力检测装置、气压检测器装置、防加错液料装置、气动手动阀组；所述气动隔膜泵与滤袋过滤器连接；所述管路压力检测装置与滤袋过滤器连接；所述气压检测器与气源连接；所述防加错液料装置与气动隔膜泵连接；所述气动手动阀组与滤袋过滤器连接。
进一步的，所述防加错液料装置为机械防错和电气防错；所述机械防错由三种由令组成；所述电气防错由扫码枪组成；所述三种由令与上料气动隔膜泵的进料口相连接；所述扫码枪与电控系统电连接。
进一步的，所述供料工作站包括供料泵、液料储存罐、阀组及管路系统、物位检测、液位监控传感器及电气控制系统；所述阀组与管路系统连接；所述供料泵与液料储存罐连接；液位检测装置与液料储存罐连接；所述液位监控传感器与液料储存罐连接；所述电气控制系统与各个传感器连接。
进一步的，所述供料装置包括供料泵、过滤器、管路压力检测装置、阀组；所述阀组与供料泵连接；所述管路压力检测装置与过滤器连接；阀组与过滤器连接。
进一步的，所述回料装置包括废液存储罐、回料泵、废液集中处理罐、阀组、液位监控传感器及管路系统；所述废液存储罐进液口与打印机废液箱出液口连接；所述废液存储罐与废液集中处理罐通过管路系统连接；所述回料泵与废液存储罐连接；所述阀组与回料泵连接；所述液位监控传感器与废液存储罐连接。
进一步的,所述液料储存罐由耐强酸腐蚀性材料制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)配套铸造3D打印设备，实现打印机所需的液料实时进行补给，实现智能精确液料供给；
(2)减少劳动力，提高工作效率，实现三供一回无人化操作；
(3)可根据实际情况，同时为多台打印机进行供液；
(4)整个系统动力源为压缩空气，工作中实现无工业废气排放，绿色能源利用；
(5)实现废液智能集中回收收集处理，实现无污排放理。
附图说明
图1为上料装置。
图2为供料工作站。
图3为废液集中收集装置。
图4为废液缓存装置。
图5为液料防加错接头。
图6为设备总体安装示意图。
图7为智能工作流程图图中。
图中，1-上料气动球阀，2-上料手动球阀，3-上料压力计，4-上料滤袋过滤器，5-上料气动隔膜泵，6-供料压力计，7-供料气动球阀，8-供料手动球阀，9-气动隔膜泵，10-控制柜，11-液料储存罐，12-雷达物位计，13-液料储存罐低液位音叉，14-液料储存罐高液位音叉，15-集中处理罐音叉，16-废液集中处理罐，17-排废手动球阀，18-排废气动球阀，19-集中废液气动隔膜泵，20-废液气动球阀，21-废液手动球阀，22-打印机排除废液进口，23-废液收集罐，24-废液罐废液排出口，25-废液收集罐音叉，26-废液气动隔膜泵，27-清洗剂防错由令，28-固化剂防错由令，29-树脂防错由令。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步说明。
如图7所示，一种应用于3D打印机的液料供应系统，包括3D打印机、供料工作站、上料装置、供料装置和回料装置。所述供料工作站用于接收所述上料装置的供料信号，所述供料工作站根据所述供料信号将所述上料装置的液料输送至所述供料装置；所述供料装置将所述液料输送至所述3D打印机；所述供料工作站接收到所述3D打印机废液排出信号，所述回料装置根据所述废液排出信号执行回收处理工作。
进一步的，所述上料装置与供料装置均与所述供料工作站相连接；所述回液装置与所述打印机排废口相连接。
液料储存罐、管路及阀体内衬均为耐强酸腐蚀材料，可防止强酸腐蚀，保证管路液体输送的安全性。
1)该系统主要特征：
上料装置组成包括：上料泵、滤袋过滤器、管路压力检测装置、气压检测器、防加错液料装置、气动手动阀组。所述气动隔膜泵与滤袋过滤器连接；所述管路压力检测装置与滤袋过滤器连接；所述气压检测器与气源连接；所述防加错液料装置与气动隔膜泵连接；所述气动手动阀组与滤袋过滤器连接。
进一步的，所述防加错液料装置为机械防错和电气防错；所述机械防错由三种由令组成；所述电气防错由扫码枪组成；所述三种由令与上料气动隔膜泵的进料口相连接；所述扫码枪与电控系统电连接。
供料工作站组成部分：供料泵、液料储存罐、气动手动阀组及管路系统、液位监控传感器及电气控制系统。所述阀组与管路系统连接；所述供料泵与液料储存罐连接；液位检测装置与液料储存罐连接；所述液位监控传感器与液料储存罐连接；所述电气控制系统与各个传感器连接。
供料装置组成部分：供料泵、滤袋过滤器、管路压力检测装置、阀组；所述阀组与供料泵连接；所述管路压力检测装置与过滤器连接；阀组与过滤器连接。
回料装置组成部分：废液存储罐、回料泵、废液集中处理罐、阀组、液位监控传感器及管路系统。所述废液存储罐进液口与打印机废液箱出液口连接；所述废液存储罐与废液集中处理罐通过管路系统连接；所述回料泵与废液存储罐连接；所述阀组与回料泵连接；所述液位监控传感器与废液存储罐连接。
进一步的，所述上料泵、供料泵和回料泵可选用气动隔膜泵。
2)该系统涉及的具体结构：
上料气动球阀(1)，通过程序控制开闭；上料手动球阀(2)，通过手动打开关闭及调节开口大小，控制流量；上料压力计(3)与上料滤袋过滤器(4)连接，显示上料过程中管路内的压力，通过压力大小可以判断过滤器堵塞情况，当压力超过指定压力，则说明过滤器内部过滤网有堵塞，要进行过滤器滤袋更换；上料滤袋过滤器(4)，对系统中的液料进行过滤，对液料站残留的杂质进行过滤，保证液料的质量及洁净度；上料气动隔膜泵(5)，通过电磁阀控制气动隔膜泵的开闭，将吨桶液料加入至系统液料储存罐中；供料压力计(6)，显示供液管路内压力，通过压力大小可以判断过滤器堵塞情况，当压力超过指定压力，说明过滤器内部滤袋有堵塞情况，要进行过滤器滤袋更换；供料气动球阀(7)，处于常闭状态，通过系统控制，当系统给出信号，气动球阀打开；供料手动球阀(8)，手动控制关闭、打开及调节开口大小，控制流量；气动隔膜泵(9)，通过系统控制电磁阀来控制泵的开关，液料供液；控制柜(10)，电气控制及操作中心；液料储存罐(11)，储存定量液料满足一段时间内的液料供给；雷达物位计(12)与液料储存罐(11)连接，对液面进行实时监控，实时反映储存罐内液料的高度，将液位高度反馈到控制柜屏幕上；液料储存低液位罐音叉(13)，进行定点液位位置确认，低液位报警作用；液料储存高液位罐音叉(14)，到达高液位时高液位音叉给出信号，自动关闭上料泵，起到高液位保护作用；废液集中处理罐音叉(15)安装在废液集中处理罐(16)上，防止液料液位过高溢出，排废信息的信号反馈；废液集中处理罐(16)，收集废液罐中的废液，进行废液集中储存；排废手动球阀(17)，手动控制关闭、打开及调节开口大小，控制流量，当罐内进行清洗清理时排污排废；排废液气动球阀(18)，通过系统控制打开及关闭；集中废液气动隔膜泵(19)与废液集中处理罐(16)连接，通过系统控制电磁阀来控制泵的开闭，实现废液的排出。废液气动球阀(20)，通过系统控制，打开及关闭；废液手动球阀(21)，手动控制关闭、打开及调节开口大小，控制流量；打印机废液进口(22)，连接打印机废液箱出口，通过自流进入废液收集罐；废液收集罐(23)，收集打印机直接排出的废液；废液罐废液排出口(24)，与废液集中处理罐连接；废液收集罐音叉(25)，防止液料液位过高，排废信息的信号反馈；废液气动隔膜泵(26)，系统控制通过电磁阀控制气动隔膜泵的开闭，实现废液排出到废液集中处理罐中；清洗剂防错由令(27)，防止加错清洗剂，B端接清洗剂上料泵进液软管，A端与清洗剂吨桶出液口一一配对；固化剂防错由令(28)，防止加错固化剂，B端接固化剂上料泵进液软管，A端与固化剂吨桶出液口一一配对；树脂防错由令(29)，防止加错树脂，B端接树脂上料泵进液软管，A端与树脂吨桶出液口一一配对。
3)该系统工作原理：
上料装置：工作人员通过人机操作平台，打开上料气动球阀(1)及上料气动隔膜泵(5)，通过上料气动隔膜泵(5)将液料加入至液料存储罐(11)中，当液位到存储罐最高液位音叉(14)时，音叉反馈信号至系统，系统给出停止信号，气动隔膜泵自动停止加料。上料处加有防止加错液料的结构，防错结构分为机械防错和电气防错，机械防错由三种规格由令组成，三种规格由令配对三类液料桶上，可达到防止液料加错的情况；电气防错由扫码枪组成，三类液料有对应各自的二维码，通过扫码枪扫描二维码可识别所对应的液料，扫码后操作屏上只显示对应液料阀及泵的开关按钮，从而达到防止加错液料的问题。
供料工作站：液料存储罐(11)及控制柜(10)等组成，如图2所示，控制柜(10)采集打印机液料需求信息，根据打印机反馈过来的信号自动向各个打印机补给液料，当打印机液料液位低于指定最低液位，打印机给出液料补给信号，控制中心接收到液料补给信号，打开气动隔膜泵及气动阀组，进行液料补给。当液位到达液料储存罐低液位音叉(13)时，系统报警提示液料不足，操作上料装置进行液料补充。当液位到达液料储存罐高液位音叉(14)时，音叉给出信号，上料气动隔膜泵(5)自动关闭，停止加料。
供料装置：打印机向工作站给出液料需求信号，工作站向执行元件给出指令，打开所需液料的气动球阀及气动隔膜泵，进行液料补给，全程自动精确上料，到液料最高液位高度，打印机给出高液位信号，液料系统关闭气动隔膜泵及气动球阀。
回料装置：打印机在工作中会产生废液，将废液收集罐(23)进液口与打印机废液箱出液口连接，当打印机废液到达指定高度，给出废液允许排出信号，系统打开废液前序气动球阀，废液将通过重力自流进入废液收集罐(23)；当废液液位到达废液收集罐音叉(25)液位，音叉给出信号到控制中心，控制中心关闭废液进口处的气动球阀。废液气动球阀(20)及废液气动隔膜泵(26)打开，将废液输送到废液集中处理罐(16)，废液集中处理罐(16)集中收集废液，当废液集中处理罐液位达到集中处理罐音叉(24)，将给系统给出信号，停止排废工作，关闭所有废液泵及废液气动阀，不再进行排废，控制中心发出警报信息，控制中心将废液集中处理罐(16)中的废液通过废液气动隔膜泵(26)全部排出到回收处。当废液液面低于集中废液收集罐的高液位音叉时，废液收集可正常使用，系统给出信号，恢复自动排废程序。
图6为整个液料系统与3D打印机配套安装示意图，此设备可为多台打印机进行延伸配套供液。全程对供液及废液回收实现全自动智能模式，大大降低劳动成本，绿色无污染。智能工作流程如图7所示，供液系统通过和打印机进行信息互动，实现对打印机工作状态及液位信息采集，对打印机实施液料全程自动精确上料与回收控制，实现智能工厂的无人化操作。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种应用于3D打印机的液料供应系统，包括3D打印机、供料工作站、上料装置、供料装置和回料装置，其特征在于，
所述供料工作站用于接收所述上料装置的供料信号，所述供料工作站根据所述供料信号将所述上料装置的液料输送至所述供料装置；
所述供料装置将所述液料输送至所述3D打印机；
所述供料工作站接收到所述3D打印机废液排出信号，所述回料装置根据所述废液排出信号执行回收处理工作。
2.根据权利要求1所述的应用于3D打印机的液料供应系统，其特征在于，所述上料装置与供料装置均与所述供料工作站相连接；所述回料装置与所述3D打印机排废口相连接。
3.根据权利要求1所述的应用于3D打印机的液料供应系统，其特征在于，所述上料装置包括上料泵、过滤器、管路压力检测装置、气压检测器装置、防加错液料装置、气动手动阀组；所述气动隔膜泵与滤袋过滤器连接；所述管路压力检测装置与滤袋过滤器连接；所述气压检测器与气源连接；所述防加错液料装置与气动隔膜泵连接；所述气动手动阀组与滤袋过滤器连接。
4.根据权利要求3所述的应用于3D打印机的液料供应系统，其特征在于，所述防加错液料装置为机械防错和电气防错；所述机械防错由三种由令组成；所述电气防错由扫码枪组成；所述三种由令与上料气动隔膜泵的进料口相连接；所述扫码枪与电控系统电连接。
5.根据权利要求1所述的应用于3D打印机的液料供应系统，其特征在于，所述供料工作站包括供料泵、液料储存罐、阀组及管路系统、物位检测、液位监控传感器及电气控制系统；所述阀组与管路系统连接；所述供料泵与液料储存罐连接；液位检测装置与液料储存罐连接；所述液位监控传感器与液料储存罐连接；所述电气控制系统与各个传感器连接。
6.根据权利要求1所述的应用于3D打印机的液料供应系统，其特征在于，所述供料装置包括供料泵、过滤器、管路压力检测装置、阀组；所述阀组与供料泵连接；所述管路压力检测装置与过滤器连接；阀组与过滤器连接。
7.根据权利要求1所述的应用于3D打印机的液料供应系统，其特征在于，所述回料装置包括废液存储罐、回料泵、废液集中处理罐、阀组、液位监控传感器及管路系统；所述废液存储罐进液口与打印机废液箱出液口连接；所述废液存储罐与废液集中处理罐通过管路系统连接；所述回料泵与废液存储罐连接；所述阀组与回料泵连接；所述液位监控传感器与废液存储罐连接。
8.根据权利要求5所述的应用于3D打印机的液料供应系统，其特征在于，所述液料储存罐由耐强酸腐蚀性材料制成。
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