CN202507501U - 可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置 - Google Patents

可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，它包括支架，推动机构和活塞式储液装置。活塞式储液装置的储料筒的底部设有出液口，出液口与喷嘴连通，活塞轴与储料桶紧密配合。推动机构包括电机，丝杠通过驱动电机驱动，丝杠螺母与推板连接，推板通过螺母与上称重轴连接，驱动电机也固定在支架上。本实用新型可实现低温挤出成型工艺的供料速度精确、快速、高效的控制。另外，本实用新型把低温挤出成型工艺的供料控制部件集成为单独的模块，使得供料机构更紧凑，而且有利于装配和维护。

Description

可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置
技术领域
本实用新型涉及一种低温成型装置，特别是一种可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，属于自动化设备制造技术领域。
背景技术
近二十年来，由于人们越来越关注组织工程支架在组织修复上的应用，组织工程支架是一种高孔隙率、具有一定力学性能，可在人体内降解的生物支架。组织工程支架的制备方法有静电纺丝法、快速原型法、冷冻干燥法，直接模具浇注成型法，粒子沥虑法等。由于组织工程支架良好的生物相容性和可降解性，使其广泛用于医疗，材料等行业。由于组织工程支架的优良性能，人们对其制造方法进行了广泛的研究，但是用传统的方法很难制造出孔的直径和方向可控的组织工程支架。低温挤出成型技术作为制备组织工程支架的主要手段之一，对其研究和应用也就越来越多。
低温挤出成型技术与传统挤出技术有着明显的不同，即低温挤出成型技术是通过静极低温度快速冻干成型。低温挤出成型液注入到注射器的储料筒23中，在低温挤出工艺过程中，利用伺服电机1作为动力源，在其与储料筒23之间接入称重传感器9实现闭环反馈，可实时调节推力，从而实现对液体挤出量和速度的精确控制，此处控制器为单片机，压力和电机转速值通过上位机显示。与此同时，接入温度传感器20，实时测量储料筒23处的温度，可实现温度在线调控，响应快速，从而能适用不同的材料。成型时环境温度达到-20℃，液体被挤出后能在金属接收板上迅速凝固，由上位机发出指令，通过PLC控制器和单片机的调控，从而实现液体的精确挤出。
由于不同的应用材料对支架成型参数有着不同的要求，材料的挤出速度是影响支架低温成型的主要因素，所以控制低温成型工艺的供料速度对于获得相应生物支架有着至关重要的作用。目前，用于低温成型的供应装置主要包括以下几种类型：电机直接供料、电机螺杆式供料、气压式供料。传统的电机式供料具有供料装置和喷头一体，挤出速度可控等优点，但在供料时是开环设计，有一定的延时性，不能做到实时及时响应，影响供料的精度。电机螺杆式供料虽然具有精度高、可控性强等优点，但对于低粘度的材料，不能正常的给料。气压式供料配有压缩机和独立的压力控制器，响应速度慢，难于实现设备集成，容易造成成型过程中出现液珠和流涎现象，从而影响最终的支架成型。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是根据低温挤出成型工艺的要求，提供一种可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，可实现低温挤出成型工艺的供料速度精确、快速、高效的控制，并且通过压力信号作为反馈值对挤出成型速度进行微量自调节，避免了成型过程中液珠和流涎现象。另外，把低温挤出成型工艺的供料控制部件集成为单独的模块，使得供料机构更紧凑，而且有利于装配和维护。
为解决以上技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：
一种可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，包括一个支架，一个推动机构和活塞式储液装置，其特征在于所述推动机构通过一个基板连接块固定安装在所述支架上；所述推动机构中部与一个光杆连接板连接，所述光杆连接板与一个推板连接，所述推杆与所述活塞式储液装置连接，所述活塞式储液装置固定安装在所述支架上。
所述推动机构的结构是：一个驱动电机的输出轴通过一个联轴器与一根丝杠连接，与该丝杠旋配的一个丝杠螺母与所述推板连接，所述推板通过一个螺母与一个上称重轴连接；所述驱动电机通过一个电机支撑板固定在一个基板上，所述基板的左端与一个基板连接板连接，所述基板连接板固定安装在所述支架上；所述丝杠两端分别支承于一个前支撑板和一个后支撑板上，一个端盖安装在后支撑板上，一个端盖安装在所述后支撑板上；所述丝杠螺母与光杆旋配，所述丝杠螺母与一个螺母固定板连接，该螺母固定板通过所述光杆连接板与一个光杆滑块连接，该光杆滑块与一根光杆连接，所述光杆两端分别与前支撑板和后支撑板连接；所述光杆与所述丝杠平行安装；所述前支撑板和后支撑板分别固定安装在所述基板上。
所述活塞式储液装置的结构是：一个储料筒的底部设有出液口，该出液口与一个喷嘴连通，一个活塞轴与该储料筒中的活塞连接；所述储料筒的外部设有金属外罩，一个温度传感器和一个电加热棒固定安装在所述金属外罩上；一个开口垫圈通过一个螺母固定安装在所述支架上，所述金属外罩通过所述螺母和和所述开口垫圈固定安装在所述支架上；所述储料筒通过一个压块固定安装在所述支架上，所述压块通过一个螺母固定安装在所述支架上，所述螺母与一个垫圈连接；所述活塞轴安装在所述储料筒上。所述储料筒通过夹具与下称重轴固定连接，下称重轴与一个称重传感器固定连接，所述称重传感器与一个上称重轴固定连接，所述上称重轴通过一个螺母固定安装在所述推板上，所述推板固定安装在所述光杆连接板上。         
所述夹具包括两个连接块、两个夹块和一个圆筒，所述两个连接块分别固定安装在所述上称重轴和所述下称重轴上，所述两个夹块分别安装在所述两个连接块上，所述圆筒固定套装在所述两个连接块上。
所述两个夹块之间预留空间，可调空间为2mm。
所述丝杠螺母通过推板与上称重轴的末端固定连接，所述丝杠螺母的行程是0mm-100mm；所述光杆滑块的行程是0mm-100mm；所述温度传感器的温度范围是-20℃-300℃。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
1. 本实用新型通过步进电机作为执行动力，以压力作为反馈信号，能做到实时及时响应，将储液系统和往复式运动执行机构一体，继承了传统挤出成型系统的优点，同时克服了供料速度在运行时实时调节性差的缺点；
2. 本实用新型可控低温挤出成型装置是低温成型装备的关键设备，能够以较高精度推动粘度较大的液体；
3. 根据不同材料对于低温挤出成型供料速度的不同要求，能够精确、快速、稳定的切换差异大的挤出液体速度，可实现无级调速，本实用新型可控低温挤出成型装置是实现挤出液流速度可调的有效设备，可避低温挤出成型过程中液珠和流涎现象；
4. 具有模块化设计特征，自动化程度高，结构紧凑，易于装配和检修；
5. 装置结构和构造简单，成本低、可实现性强、操作方便。
附图说明
图1是本实用新型结构总图。
图2是本实用新型推动机构的结构示意图。
图3是本实用新型活塞式储液装置分解结构图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：
实施例一：
参见图1，一种可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，包括一个支架（18），一个推动机构（37）和活塞式储液装置（36），其特征在于所述推动机构（37）通过一个基板连接块（24）固定安装在所述支架（18）上；所述推动机构（37）中部与一个光杆连接板（5）连接，所述光杆连接板（5）与一个推板（7）连接，所述推杆（7）与所述活塞式储液装置（36）连接，所述活塞式储液装置（36）固定安装在所述支架（18）上。
实施例二：
参见图2-3，本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
所述推动机构（37）的结构是：一个驱动电机（1）的输出轴通过一个联轴器（2）与一根丝杠（29）连接，与该丝杠（29）旋配的一个丝杠螺母（31）与所述推板（7）连接，所述推板（7）通过一个螺母（6）与一个上称重轴（8）连接；所述驱动电机（1）通过一个电机支撑板（34）固定在一个基板（33）上，所述基板（33）的左端与一个基板连接板（24）连接，所述基板连接板（24）固定安装在所述支架（18）上；所述丝杠（29）两端分别支承于一个前支撑板（26）和一个后支撑板（32）上，一个端盖（3）安装在后支撑板（32）上，一个端盖（25）安装在所述后支撑板（26）上；所述丝杠螺母（31）与光杆（28）旋配，所述丝杠螺母（31）与一个螺母固定板（30）连接，该螺母固定板（30）通过所述光杆连接板（5）与一个光杆滑块（4）连接，该光杆滑块（4）与一根光杆（28）连接，所述光杆（28）两端分别与前支撑板（26）和后支撑板（32）连接；所述光杆（28）与所述丝杠（29）平行安装；所述前支撑板（26）和后支撑板（32）分别固定安装在所述基板（33）上。
所述活塞式储液装置（36）的结构是：一个储料筒（23）的底部设有出液口，该出液口与一个喷嘴（21）连通，一个活塞轴（13）与该储料筒（23）中的活塞连接；所述储料筒（23）的外部设有金属外罩（19），一个温度传感器（20）和一个电加热棒（22）固定安装在所述金属外罩（19）上；一个开口垫圈（17）通过一个螺母（16）固定安装在所述支架（18）上，所述金属外罩（19）通过所述螺母（16）和和所述开口垫圈（17）固定安装在所述支架（18）上；所述储料筒（23）通过一个压块（15）固定安装在所述支架（18）上，所述压块（15）通过一个螺母（14）固定安装在所述支架（18）上，所述螺母（14）与一个垫圈（35）连接；所述活塞轴（13）安装在所述储料筒（23）上。所述储料筒（23）通过夹具与下称重轴（10）固定连接，下称重轴（10）与一个称重传感器（9）固定连接，所述称重传感器（9）与一个上称重轴（8）固定连接，所述上称重轴（8）通过一个螺母（6）固定安装在所述推板（7）上，所述推板（7）固定安装在所述光杆连接板（5）上。
所述夹具包括两个连接块（27）、两个夹块（11）和一个圆筒（12），所述两个连接块（27）分别固定安装在所述上称重轴（8）和所述下称重轴(10)上，所述两个夹块（11）分别安装在所述两个连接块（27）上，所述圆筒（12）固定套装在所述两个连接块（27）上。 
实施例三：
参见图1-3，本实施例与实施例一的技术方案基本相同，特别之处如下：
低温挤出成型液注入到注射器的储料筒（23）中，在低温挤出工艺过程中，利用伺服电机作为动力源，在其与储料筒之间接入称重传感器实现闭环反馈，可实时调节推力，从而实现对液体挤出量和速度的精确控制，此处控制器为单片机，压力和电机转速值通过上位机显示。与此同时，接入温度传感器，实时测量储料筒处的温度，可实现温度在线调控，响应快速，从而能适用不同的材料。
实施例四：
参见图1-3，本实施例与实施例一的技术方案基本相同，特别之处如下：
两个夹块（11）之间预留空间，可调空间为2mm。所述丝杠螺母（28）通过推板（7）与上称重轴（8）的末端固定连接，所述丝杠螺母（28）的行程是0mm-100mm；所述光杆滑块（4）的行程是0mm-100mm；所述温度传感器（20）的温度范围是-20℃-300℃。

Claims (6)

1.一种可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，包括一个支架（18），一个推动机构（37）和活塞式储液装置（36），其特征在于所述推动机构（37）通过一个基板连接块（24）固定安装在所述支架（18）上；所述推动机构（37）中部与一个光杆连接板（5）连接，所述光杆连接板（5）与一个推板（7）连接，所述推杆（7）与所述活塞式储液装置（36）连接，所述活塞式储液装置（36）固定安装在所述支架（18）上。
2.根据权利要求1所述的可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，其特征在于所述
推动机构（37）的结构是：一个驱动电机（1）的输出轴通过一个联轴器（2）与一根丝杠（29）连接，与该丝杠（29）旋配的一个丝杠螺母（31）与所述推板（7）连接，所述推板（7）通过一个螺母（6）与一个上称重轴（8）连接；所述驱动电机（1）通过一个电机支撑板（34）固定在一个基板（33）上，所述基板（33）的左端与一个基板连接板（24）连接，所述基板连接板（24）固定安装在所述支架（18）上；所述丝杠（29）两端分别支承于一个前支撑板（26）和一个后支撑板（32）上，一个端盖（3）安装在后支撑板（32）上，一个端盖（25）安装在所述后支撑板（26）上；所述丝杠螺母（31）与光杆（28）旋配，所述丝杠螺母（31）与一个螺母固定板（30）连接，该螺母固定板（30）通过所述光杆连接板（5）与一个光杆滑块（4）连接，该光杆滑块（4）与一根光杆（28）连接，所述光杆（28）两端分别与前支撑板（26）和后支撑板（32）连接；所述光杆（28）与所述丝杠（29）平行安装；所述前支撑板（26）和后支撑板（32）分别固定安装在所述基板（33）上。
3.根据权利要求2所述的可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，其特征在于所述
活塞式储液装置（36）的结构是：一个储料筒（23）的底部设有出液口，该出液口与一个喷嘴（21）连通，一个活塞轴（13）与该储料筒（23）中的活塞连接；所述储料筒（23）的外部设有金属外罩（19），一个温度传感器（20）和一个电加热棒（22）固定安装在所述金属外罩（19）上；一个开口垫圈（17）通过一个螺母（16）固定安装在所述支架（18）上，所述金属外罩（19）通过所述螺母（16）和和所述开口垫圈（17）固定安装在所述支架（18）上；所述储料筒（23）通过一个压块（15）固定安装在所述支架（18）上，所述压块（15）通过一个螺母（14）固定安装在所述支架（18）上，所述螺母（14）与一个垫圈（35）连接；所述活塞轴（13）安装在所述储料筒（23）上；
所述储料筒（23）通过夹具与下称重轴（10）固定连接，下称重轴（10）与一个称重传感器（9）固定连接，所述称重传感器（9）与一个上称重轴（8）固定连接，所述上称重轴（8）通过一个螺母（6）固定安装在所述推板（7）上，所述推板（7）固定安装在所述光杆连接板（5）上。
4.根据权利要求3所述的可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，其特征在于所述夹具包括两个连接块（27）、两个夹块（11）和一个圆筒（12），所述两个连接块（27）分别固定安装在所述上称重轴（8）和所述下称重轴(10)上，所述两个夹块（11）分别安装在所述两个连接块（27）上，所述圆筒（12）固定套装在所述两个连接块（27）上。
5.根据权利要求3所述的可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，其特征在于所述两个夹块（11）之间预留空间，可调空间为2mm。
6.根据权利要求3所述的可精确挤出可控温可快拆的低温挤出成型装置，其特征在于所述丝杠螺母（28）通过推板（7）与上称重轴（8）的末端固定连接，所述丝杠螺母（28）的行程是0mm-100mm；所述光杆滑块（4）的行程是0mm-100mm；所述温度传感器（20）的温度范围是-20℃-300℃。
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