CN114683547A - 一种环形密封结构制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于工业制造技术领域，公开了一种环形密封结构制备装置，包括承载平台、固定支架、液环制备组件、储液容器、驱动机构和收集组件。液环制备组件包括注射泵、移液件、连接于注射泵和移液件之间的管道和光固化件，光固化件用于对液态光固化材料进行固化，移液件用于喷吐液态光固化材料。储液容器中放置有粘性液体。驱动机构用于驱动移液件沿竖直方向升降和旋转，以使移液件伸入或移出粘性液体中以制备环形件。收集组件用于自动化收集环形件；驱动机构驱动液环制备组件制备环形件，再通过收集组件将制备好的环形件收集，从而实现环形密封结构的自动化制备，进而提高环形密封结构的制备效率以及设备的工作效率。

Description

一种环形密封结构制备装置

技术领域

本发明涉及工业制造技术领域，尤其涉及一种环形密封结构制备装置。

背景技术

环形密封结构是具有圆形截面的环状结构，由于其规则的外形和优良的结构特性，在材料制备、食品加工和生物医学中得到广泛的应用，如常见的O型橡胶圈、甜甜圈面包、环形药片等。目前常用的制备环形密封结构的方法为模具成型法，即采用上下模模压成形工艺，具有产量高、制品性能稳定等优势。但是利用这种方法所制备的环形密封结构会在模具接缝处形成分模线，导致圆截面不光滑，需在加工过程中增加去除分模线的工序，导致加工成本增加、生产效率降低。为了解决这一技术问题，形成无瑕疵的圆截面环状结构。现有技术提出一种新型的结合液-液相打印和光固化技术来制备环形密封结构的装置和方法。然而这种装置只能够实现环形密封结构的制备，无法实现制备、收集的全自动化制备过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环形密封结构制备装置，其旨在解决如何采用液-液相打印和光固化技术实现环形密封结构的全自动化制备的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：一种环形密封结构制备装置，包括：

承载平台；

固定支架，安装于所述承载平台上；

液环制备组件，所述液环制备组件包括注射泵、移液件、连接于所述注射泵和所述移液件之间的管道和光固化件，所述注射泵安装于所述承载平台上，所述注射泵具有用于放置液态光固化材料的容置腔，所述光固化件用于对所述液态光固化材料进行固化，所述移液件用于喷吐所述液态光固化材料；

储液容器，安装于所述承载平台上，所述储液容器中放置有粘性液体；

驱动机构，安装于所述固定支架上，所述移液件安装于所述驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述移液件沿竖直方向升降和旋转，以使所述移液件伸入或移出所述粘性液体中以制备环形件；

收集组件，用于自动化收集所述环形件；

所述液环制备组件、所述驱动机构、所述收集组件配合以实现所述环形件的自动化制备。

可选地，所述液环制备组件还包括液环制备主体和安装件，所述液环制备主体与所述驱动机构连接，所述安装件可拆卸连接于所述液环制备主体上，所述移液件安装于所述安装件。

可选地，所述液环制备组件还包括图像获取设备，所述图像获取装置用于观测所述环形件，所述图像获取设备与所述液环制备主体连接；且/或，

所述移液件设有两个以上。

可选地，所述图像获取设备万向连接于所述液环制备主体。

可选地，所述驱动机构用于驱动所述移液件沿第一水平方向移动，所述第一水平方向与所述竖直方向相互垂直。

可选地，所述收集组件包括升降机构、放置板和收纳盒，所述升降机构安装于所述承载平台上，所述收纳盒设于所述承载平台上且位于所述储液容器旁侧，所述放置板与所述升降机构连接，所述环形件放置于所述放置板上，所述升降机构用于驱动所述放置板升降以使所述环形件移动至所述收纳盒中。

可选地，所述升降机构包括第一升降组件和第二升降组件，所述第一升降组件靠近所述收纳盒设置且与所述放置板可转动连接，所述第二升降组件远离所述收纳盒设置且与所述放置板可滑动连接，所述第一升降组件驱动所述放置板的升降高度低于所述第二升降组件驱动所述放置板的升降高度，以使所述放置板朝向所述收纳盒倾斜。

可选地，所述第一升降组件与所述第二升降组件设置于所述放置板的相同一侧。

可选地，所述放置板具有弧度。

可选地，所述放置板设有呈多行多列且间隔分布的通槽，所述放置板置于所述储液容器内，所述通槽用于所述粘性液体通过。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的环形密封结构制备装置包括液环制备组件、收集组件和驱动机构，驱动机构驱动液环制备组件制备环形件，再通过收集组件将制备好的环形件收集，从而实现环形密封结构的自动化制备，进而提高环形密封结构的制备效率以及设备的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的环形密封结构制备装置的平面示意图；

图2是本发明实施例提供的环形密封结构制备装置一个视角的立体示意图；

图3是本发明实施例提供的环形密封结构制备装置另一个视角的立体示意图；

图4是本发明实施例提供的液环制备组件的立体示意图；

图5是本发明实施例提供的放置板的立体示意图；

图6是本发明实施例提供的环形件的立体示意图。

附图标号说明：

100、环形密封结构制备装置；110、承载平台；120、固定支架；130、液环制备组件；131、注射泵；132、移液件；133、管道；134、光固化件；135、液环制备主体；136、安装件；137、图像获取设备；140、储液容器；150、驱动机构；160、收集组件；161、升降机构；1611、第一升降组件；1612、第二升降组件；162、放置板；1621、通槽；163、收纳盒；170、环形件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者也可以是通过居中元件间接连接另一个元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-6所示，本发明实施例提供的一种环形密封结构制备装置100，包括承载平台110、固定支架120、液环制备组件130、储液容器140、驱动机构150和收集组件160。固定支架120安装于承载平台110上。液环制备组件130包括注射泵131、移液件132、连接于注射泵131和移液件132之间的管道133和光固化件134，注射泵131安装于承载平台110上，注射泵131具有用于放置液态光固化材料(图中未示出)的容置腔(图中未示出)，光固化件134用于对液态光固化材料进行固化，移液件132用于喷吐液态光固化材料。储液容器140安装于承载平台110上，储液容器140中放置有粘性液体(图中未示出)。驱动机构150安装于固定支架120上，移液件132安装于驱动机构150，驱动机构150用于驱动移液件132沿竖直方向升降和旋转，以使移液件132伸入或移出粘性液体中以制备环形件170。收集组件160用于自动化收集环形件170；液环制备组件130、驱动机构150、收集组件160配合以实现环形件170的自动化制备。示例性地，驱动机构150驱动移液件132呈圆环转动，再通过装满光固化材料的注射泵131将液态光固化材料注入盛满粘性液体的储液容器140中，并通过注射泵131控制光固化材料的注液速率和注液量。在粘性液体中呈现出圆环状，再通过光固化件134的照射使圆环固化制成环形件170，最后通过收集组件160自动化收集环形件170，换句话说，本申请的设备可以自动化实现环形件170的制备过程，减少人为干预，提高环形件170的制备效率。另外，需要说明的是，本实施例的移液件132是注射针，在注射光固化材料时，移液件132是伸入粘性液体中的。也即是说，环形件170是在粘性液体中成型的。在本实施例中，驱动机构150是电机；光固化件134是UV紫外光固化机。光固化件134能够保证制备的液体环能够迅速转变成固态，避免液体环因固化时间长而发生形变的问题。

本申请所说的液态光固化材料是液态光敏树脂，液态光敏树脂俗称紫外线固化无影胶，或UV树脂(胶)，主要由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光(紫外光)引发剂，或称为光敏剂。在一定波长的紫外光(250～300nm)照射下便会立刻引起聚合反应，完成固态化转换。

本发明提供的环形密封结构制备装置100包括液环制备组件130、收集组件160和驱动机构150，驱动机构150驱动液环制备组件130制备环形件170，再通过收集组件160将制备好的环形件170收集，从而实现环形密封结构的自动化制备，进而提高环形密封结构的制备效率以及设备的工作效率。

目前传统的制备环状结构的方法如铸造法，面临着制备工序复杂、成本高、形貌不均匀等问题，且难以得到尺寸可变的环状结构。相比之下，3D打印技术结合立体光固化成型法，利用紫外光照射光敏树脂材料使液态树脂快速凝固成型，具有精度高、成型质量高的优点，并且这样的成型方式不容易产生裂缝，因此不容易断裂，以此解决了现有技术中的制备环形密封结构的模具成型法中存在的模具接缝处形成分模线，导致圆截面不光滑的技术问题。在加工一些结构形态比较复杂或使用传统方式难以加工的一些模具和原型上具有广泛的应用前景。

如图2、图6所示，需要说明的是，环形件170就是上述所说的环形密封结构，环形件170的横截面是圆形，其形状与甜甜圈的形状类似。在生活中，这种环形密封结构有多种用途，例如，可以用做固定水果的固定圈、钓鱼用的漂浮圈、泡沫环、钥匙圈扣等。

如图2、图3、图4所示，作为一种实施方式，液环制备组件130还包括液环制备主体135和安装件136，液环制备主体135与驱动机构150连接，安装件136可拆卸连接于液环制备主体135上，移液件132安装于安装件136。示例性地，本实施例的移液件132呈圆柱状，安装件136上有安装孔，移液件132通过安装孔固定在安装件136上。驱动机构150驱动移液件132的针尖伸入到粘性液体中，驱动机构150驱动移液件132旋转的同时注射泵131将液态光固化材料喷吐出来。需要说明的是，安装件136与液环制备主体135可拆卸连接，本申请的安装件136设有多个，每个安装件136安装在设备上时的旋转中心到安装孔之间的距离不同，可通过更换不同的安装件136改变环形件170的成环半径，以满足不同的使用需求。

如图2、图3、图4所示，作为一种实施方式，液环制备组件130还包括图像获取设备137，图像获取装置用于观测环形件170，图像获取设备137与液环制备主体135连接。示例性地，本申请的图像获取装置是相机，用于检查环形件170的好坏，以在减少人为干预的前提下，保证环形件170的质量，提高良品率。

如图2、图3、图4所示，作为一种实施方式，移液件132设有两个以上。在本实施例中，移液件132设有两个，都固定在安装件136上，也即是说，本实施例提供的环形密封结构制备装置100能够同时制备两个环形件170，提高设备生产效率。当然，在具体应用中，移液件132的设置数量不限于此，例如，作为一种替代方案，移液件132也可以设置三个，或者四个。

如图2、图3、图4所示，作为一种实施方式，图像获取设备137万向连接于液环制备主体135。示例性地，万向连接便于调节图像获取设备137的角度，有利于图像获取设备137从不同的角度观测环形件170，用户可以根据实际需求去进行调整，简单快捷。

如图2、图3、图4所示，作为一种实施方式，驱动机构150用于驱动移液件132沿第一水平方向移动，第一水平方向与竖直方向相互垂直。示例性地，当液环制备组件130制备完成一组环形件170后，驱动机构150驱动液环制备组件130沿第一水平方向移动适当的距离，接着开始另一组环形件170的制备，这样的结构设计，能够在制备好多组环形件170后再通过收集组件160一起收集，而不需要每制备一组环形件170就收集一次，进一步提高设备的工作效率。另外，需要说明的是，上述所说的一组环形件170是指液环制备组件130一次能够制备的环形件170数量，在本实施例中，设有两个移液件132，即相当于，在本实施例中一组环形件170为两个环形件170。在本实施例中，驱动机构150通过带传动实现竖直方向和第一水平方向的移动。

如图2、图3、图4所示，作为一种实施方式，收集组件160包括升降机构161、放置板162和收纳盒163，升降机构161安装于承载平台110上，收纳盒163设于承载平台110上且位于储液容器140旁侧，放置板162与升降机构161连接，环形件170放置于放置板162上，升降机构161用于驱动放置板162升降以使环形件170移动至收纳盒163中。示例性地，在制备环形件170的过程中，放置板162位于储液容器140中，并且放置在粘性液体中，放置板162用于承载制备好的环形件170，当需要将制备好的环形件170收集起来时，驱动机构150驱动放置板162沿竖直方向上升，使得放置板162及放置板162上的环形件170移动至粘性液体之外，再将环形件170放到收纳盒163中完成环形件170的收集。

如图1、图2、图3所示，作为一种实施方式，升降机构161包括第一升降组件1611和第二升降组件1612，第一升降组件1611靠近收纳盒163设置且与放置板162可转动连接，第二升降组件1612远离收纳盒163设置且与放置板162可滑动连接，第一升降组件1611驱动放置板162的升降高度低于第二升降组件1612驱动放置板162的升降高度，以使放置板162朝向收纳盒163倾斜。示例性地，升降机构161将放置板162及环形件170移出粘性液体之外，同时，由于第一升降组件1611的升降高度和第二升降组件1612的升降高度不同，且第一升降组件1611与放置板162可转动连接，同时第二升降组件1612与放置板162之间能够相对移动，使得放置板162能够倾斜，此时放置板162上的环形件170因为自身重力的作用滑动到收纳盒163中。需要说明的是，第一升降组件1611与第二升降组件1612可以设置在放置板162的相同一侧。也可以设置在放置板162的不同侧，即第一升降组件1611与第二升降组件1612在放置板162上呈对角设置。

如图1、图2、图3所示，作为一种实施方式，第一升降组件1611与第二升降组件1612设置于放置板162的相同一侧。示例性地，在本实施例中，第一升降组件1611与第二升降组件1612设置于放置板162的相同一侧相对于对角设置来说，能够减小设备占用的面积。

如图5所示，作为一种实施方式，放置板162具有弧度。示例性地，放置板162在第二水平方向的横截面上具有弧度，使得收集组件160在收集环形件170的过程中不易掉落，有利于提高设备的稳定性。

如图5所示，作为一种实施方式，放置板162设有呈多行多列且间隔分布的通槽1621，放置板162置于储液容器140内，通槽1621用于粘性液体通过。示例性地，收集组件160在收集环形件170的过程中，通槽1621能够让粘性液体通过，并且使得环形件170不通过通槽1621，因此，通槽1621的尺寸应当小于环形件170的最小尺寸。

本发明提供的环形密封结构的制备过程是：

首先让驱动机构150驱动移液件132伸入到粘性液体中，然后使移液件132旋转并达到匀速；注射泵131将光固化材料通过移液件132注射到粘性液体中并使液态光固化材料在粘性液体中呈环，此时通过注射泵131控制注液量进而控制液体环体积，实现精准控制液体环精度的目的。最后，利用所述光固化件134快速固化液体环，从形成环形件170。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种环形密封结构制备装置，其特征在于，包括：

承载平台；

固定支架，安装于所述承载平台上；

液环制备组件，所述液环制备组件包括注射泵、移液件、连接于所述注射泵和所述移液件之间的管道和光固化件，所述注射泵安装于所述承载平台上，所述注射泵具有用于放置液态光固化材料的容置腔，所述光固化件用于对所述液态光固化材料进行固化，所述移液件用于喷吐所述液态光固化材料；

储液容器，安装于所述承载平台上，所述储液容器中放置有粘性液体；

驱动机构，安装于所述固定支架上，所述移液件安装于所述驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述移液件沿竖直方向升降和旋转，以使所述移液件伸入或移出所述粘性液体中以制备环形件；

收集组件，用于自动化收集所述环形件；

所述液环制备组件、所述驱动机构、所述收集组件配合以实现所述环形件的自动化制备。

2.如权利要求1所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述液环制备组件还包括液环制备主体和安装件，所述液环制备主体与所述驱动机构连接，所述安装件可拆卸连接于所述液环制备主体上，所述移液件安装于所述安装件。

3.如权利要求2所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述液环制备组件还包括图像获取设备，所述图像获取装置用于观测所述环形件，所述图像获取设备与所述液环制备主体连接。

4.如权利要求3所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述图像获取设备万向连接于所述液环制备主体；且/或，

所述移液件设有两个以上。

5.如权利要求1-4任一项所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述驱动机构用于驱动所述移液件沿第一水平方向移动，所述第一水平方向与所述竖直方向相互垂直。

6.如权利要求1-4任一项所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述收集组件包括升降机构、放置板和收纳盒，所述升降机构安装于所述承载平台上，所述收纳盒设于所述承载平台上且位于所述储液容器旁侧，所述放置板与所述升降机构连接，所述环形件放置于所述放置板上，所述升降机构用于驱动所述放置板升降以使所述环形件移动至所述收纳盒中。

7.如权利要求6所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述升降机构包括第一升降组件和第二升降组件，所述第一升降组件靠近所述收纳盒设置且与所述放置板可转动连接，所述第二升降组件远离所述收纳盒设置且与所述放置板可滑动连接，所述第一升降组件驱动所述放置板的升降高度低于所述第二升降组件驱动所述放置板的升降高度，以使所述放置板朝向所述收纳盒倾斜。

8.如权利要求7所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述第一升降组件与所述第二升降组件设置于所述放置板的相同一侧。

9.如权利要求6所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述放置板具有弧度。

10.如权利要求6所述的环形密封结构制备装置，其特征在于，所述放置板设有呈多行多列且间隔分布的通槽，所述放置板置于所述储液容器内，所述通槽用于所述粘性液体通过。

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