CN113995037A - 一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置 - Google Patents

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周婧
樊云光
谢杰
段国林
卢林
李嘉鑫
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Abstract

本发明涉及提出一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，包括自上而下依次连接的气动执行机构及浆料挤出机构。本发明设计科学合理，气动执行机构通过第一气孔及第二气孔的通气控制变径气动执行杆的上下运动，实现巧克力浆料挤出的启停；浆料挤出机构的浆料堵头可在变径气动执行杆上行时堵住料筒下端的浆料，使得进料口停止挤出浆料的同时能够瞬间回吸断料，减少余留针头上的残料，使巧克力浆料不产生漏滴、拉丝等现象，有效缓解巧克力浆料“拉丝流涎现象”；料筒及挤出头内部均匀分布设置有加热丝及温度传感器，可保证进入料筒及挤出头的浆料得到快速均匀的加热，保证巧克力浆料的流变性能，从而保证巧克力浆料稳定持续经挤出头挤出。

Description

一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置
技术领域
本发明属于食品3D打印技术领域，涉及巧克力打印装置，特别涉及一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置。
背景技术
目前，3D打印技术日趋成熟，已在民生领域产生了重大影响。3D巧克力打印机与FDM打印机工作原理类似，根据切片厚度分层打印叠加，可以打造出个人专属的巧克力造型。
巧克力目前打印用到的挤出装置是通过齿轮转动而将容器中的巧克力通过喷头排出，采用齿轮转动的方式 对安装精度有一定的要求，安装较为复杂且成本高，同时存在已停止打印但巧克力浆料拉丝等现象。
巧克力打印时会用到加热装置，，目前的加热装置多数采用外部被动加热方式，通过外套加热丝等方式传热，这样会产生加热延迟的弊端，且对于巧克力本身温度无法控制导致巧克力口感流失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，浆料的挤出方式采用加压气动控制挤出，结构简单，挤出速度通过压力大小可控，且加热模块通过在料筒内部设置加热器，同时充当挤出机构的料腔，可实现高效、快速、均匀的加热。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：包括自上而下依次连接的气动执行机构及浆料挤出机构，所述气动执行机构包括第一气动执行块及第二气动执行块，所述第一气动执行块上横向设置有第一气孔，第二气动执行块上横向设置有第二气孔，所述第一气动执行块及第二气动执行块中心处同轴贯通设置有变径气动执行杆，所述变径气动执行杆的顶端伸出所述第一气动执行块并连接有流量调节螺母，所述变径气动执行杆对应所述第二气动执行块位置处套装有弹簧；所述浆料挤出机构包括料筒，所述料筒侧壁上设置有进料口，所述料筒底端连接有挤出头，所述进料口与所述挤出头连通形成浆料通道，所述变径气动执行杆的下端穿装入所述料筒的浆料通道及挤出头，所述变径气动执行杆的底端通过紧固螺母安装有浆料堵头，所述料筒及挤出头内部分别均匀分布设置有料筒加热丝及挤出头加热丝，所述料筒及挤出头上分别设置有料筒温度传感器及挤出头温度传感器。
而且，所述挤出头为双锥角阶梯降压式挤出头。
而且，所述气动执行机构与浆料挤出机构之间设置有隔热板。
而且，所述浆料堵头的形状为半球形。
而且，所述变径气动执行杆与所述第一气动执行块、第二气动执行块及隔热板之间均设置有密封圈。
而且，所述密封圈采用四氟材料制成。
而且，所述料筒及挤出头采用耐腐蚀铝材料制成。
本发明的优点及有益效果为：
1、本发明用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，通过第一气孔及第二气孔的加压气动实现物料挤出，结构设计简单，且挤出速度通过流量调节螺母可控。
2、本发明用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，进料口与挤出头连通形成浆料通道，料筒及挤出头内部均设置加热丝，可保证进入料筒及挤出头的浆料得到快速均匀的加热，保证巧克力浆料的流变性能，从而保证巧克力浆料稳定持续经挤出头挤出。
3、本发明用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，变径气动执行杆的底端通过紧固螺母安装有浆料堵头，且浆料堵头为半球形，当变径气动执行杆向上运动时，浆料堵头堵住料筒下端的浆料，使得进料口停止挤出浆料的同时能够瞬间回吸断料，减少余留针头上的残料，使巧克力浆料不产生漏滴、拉丝等现象，有效缓解巧克力浆料“拉丝流涎现象”。
4、本发明用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，挤出头为双锥角阶梯降压式挤出头，可以使得料筒及挤出头内部压力最小，保证巧克力浆料的顺利挤出。
5、本发明用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，气动执行机构与浆料挤出机构之间设置有隔热板，能够防止料筒及挤出头内的热量传导至气动执行机构，延长使用寿命，有效预防老化现象。
附图说明
图1为本发明的半剖图；
图2为本发明的结构示意图。
附图标记说明
1-流量调节螺母，2-第一气孔，3-第一密封圈，4-变径气动执行杆，5-第二气孔，6-隔热板，7-料筒加热丝，8-进料孔，9-料筒传感器，10-浆料通道，11-挤出头传感器， 12-挤出头加热丝，13-弹簧，14-第二密封圈，15-浆料堵头，16-紧固螺母，17-挤出头、 18-第一气动执行块、19-第二气动执行块、20-料筒。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其创新之处在于：包括自上而下依次连接的气动执行机构及浆料挤出机构。
气动执行机构包括第一气动执行块18及第二气动执行块19，第一气动执行块18上横向设置有第一气孔2，第二气动执行块19上横向设置有第二气孔5，第一气动执行块18及第二气动执行块19中心处同轴贯通设置有变径气动执行杆4，变径气动执行杆4的顶端伸出第一气动执行块18并连接有流量调节螺母1，变径气动执行杆4 对应所述第二气动执行块19位置处套装有弹簧13，气动执行机构通过第一气孔2及第二气孔5的通气控制变径气动执行杆4的上下运动，实现巧克力浆料挤出的启停。
浆料挤出机构包括料筒20，料筒20侧壁上设置有进料口，料筒20底端连接有挤出头17，进料口与所述挤出头17连通形成浆料通道10，变径气动执行杆4的下端穿装入料筒20的浆料通道10及挤出头17，变径气动执行杆4的底端通过紧固螺母 16安装有浆料堵头15，且浆料堵头15为半球形，当变径气动执行杆4向上运动时，浆料堵头15堵住料筒20下端的浆料，使得进料口停止挤出浆料的同时能够瞬间回吸断料，减少余留针头上的残料，使巧克力浆料不产生漏滴、拉丝等现象，有效缓解巧克力浆料“拉丝流涎现象”。
料筒20及挤出头17内部分别均匀分布设置有料筒加热丝7及挤出头加热丝12，所述料筒20及挤出头17上分别设置有料筒20温度传感器及挤出头17温度传感器，可保证进入料筒20及挤出头17的浆料得到快速均匀的加热，保证巧克力浆料的流变性能，从而保证巧克力浆料稳定持续经挤出头17挤出。
挤出头17为双锥角阶梯降压式挤出头17，可以使得料筒20及挤出头17内部压力最小，保证巧克力浆料的顺利挤出。
气动执行机构与浆料挤出机构之间设置有隔热板6，能够防止料筒20及挤出头 17内的热量传导至气动执行机构，延长使用寿命，有效预防老化现象。
变径气动执行杆4与所述第一气动执行块18、第二气动执行块19及隔热板6之间分别设置有第一3及第二密封圈14，密封圈采用四氟材料制成，保证密封性能，使得第一气孔2及第二气孔5经过的气体能够更精确的控制变径气动执行杆4的上下运动，实现巧克力浆料挤出启停的控制。
本发明的工作原理为：
巧克力浆料经进料孔8注入到料筒20内，当第一气孔2进气、第二气孔5断气时，变径气动执行杆4向下运动，控制紧固螺母16及浆料堵头15与浆料通道10产生间隙，巧克力浆料通过浆料通道10流入挤出头17并由挤出头17挤出完成打印；当变径气动执行杆4运动至上端时，紧固螺母16及浆料堵头15将浆料通道10堵住，防止巧克力浆料向下流动，则浆料挤出停止。
本发明可以配合机器手，三维运动平台，滑块滑轨等移动机构使用，主要应用于巧克力个性化定制行业的巧克力3D打印机。机器手等三维运动平台带动挤出加热一体化装置实现三维运动，利用电磁换向阀控制气路进气方向、加热机构保温控性，完成巧克力的按需挤出，层层堆积。本装置可以大大简化安装，使整个巧克力3D打印机更轻量化。桌面化。
本发明也可用于食品行业其他生产领域，配合机器手可以打印奶油蛋糕，同样是采用气泵使奶油经一体化装置后按需挤出，逐层构建三维模型，使奶油蛋糕的生产制作更智能化、个性化。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (7)

1.一种用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：包括自上而下依次连接的气动执行机构及浆料挤出机构，所述气动执行机构包括第一气动执行块及第二气动执行块，所述第一气动执行块上横向设置有第一气孔，第二气动执行块上横向设置有第二气孔，所述第一气动执行块及第二气动执行块中心处同轴贯通设置有变径气动执行杆，所述变径气动执行杆的顶端伸出所述第一气动执行块并连接有流量调节螺母，所述变径气动执行杆对应所述第二气动执行块位置处套装有弹簧；所述浆料挤出机构包括料筒，所述料筒侧壁上设置有进料口，所述料筒底端连接有挤出头，所述进料口与所述挤出头连通形成浆料通道，所述变径气动执行杆的下端穿装入所述料筒的浆料通道及挤出头，所述变径气动执行杆的底端通过紧固螺母安装有浆料堵头，所述料筒及挤出头内部分别均匀分布设置有料筒加热丝及挤出头加热丝，所述料筒及挤出头上分别设置有料筒温度传感器及挤出头温度传感器。
2.根据权利要求1所述的用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：所述挤出头为双锥角阶梯降压式挤出头。
3.根据权利要求1所述的用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：所述气动执行机构与浆料挤出机构之间设置有隔热板。
4.根据权利要求1所述的用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：所述浆料堵头的形状为半球形。
5.根据权利要求3所述的用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：所述变径气动执行杆与所述第一气动执行块、第二气动执行块及隔热板之间均设置有密封圈。
6.根据权利要求1所述的用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：所述密封圈采用四氟材料制成。
7.根据权利要求1所述的用于巧克力打印机的挤出加热一体化装置，其特征在于：所述料筒及挤出头采用耐腐蚀铝材料制成。
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