CN204354263U - 一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：它包括电机、电机三脚架机座、锥形储料筒、导管和变径喷头；所述锥形储料筒下端设有出口连接管，所述出口连接管与锥形储料筒共同构成一个漏斗形；所述电机三脚架机座固定安装在锥形储料筒上端，电机则固定安装在电机三脚架机座上；电机的输出轴上连接有搅拌杆，搅拌杆的下端连接有挤出螺杆，所述输出轴、搅拌杆和挤出螺杆均与锥形储料筒同中轴线，搅拌杆位于锥形储料筒内，挤出螺杆位于出口连接管内；所述导管一端与出口连接管连接，另一端设有混料管，所述混料管与变径喷头连接。该装置不仅可以连续挤出宾汉姆流体，还能实现多组分流体的混合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种流体连续挤出装置，尤其指一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置。
背景技术
宾汉姆流体是非牛顿流体的一种，在低张力的时候表现得像固体,但是在高张力的时候表现得像粘性流体。水泥浆、沥青、油漆等均属于宾汉姆流体，在非搅拌条件下屈服应力大，难以挤出成型，特别是高粘度宾汉姆流体在小管径内更加难以连续挤出。例如在水泥基材料3D打印成型技术中，不仅要求水泥基材料出料连续，还要求水泥浆在出料前与速凝剂等外加剂混合均匀。
发明内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，该装置不仅可以连续挤出宾汉姆流体，还能实现多组分流体的混合。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：它包括电机、电机三脚架机座、锥形储料筒、导管和变径喷头；所述锥形储料筒下端设有出口连接管，所述出口连接管与锥形储料筒共同构成一个漏斗形；所述电机三脚架机座固定安装在锥形储料筒上端，电机则固定安装在电机三脚架机座上；电机的输出轴上连接有搅拌杆，搅拌杆的下端连接有挤出螺杆，所述输出轴、搅拌杆和挤出螺杆均与锥形储料筒同中轴线，搅拌杆位于锥形储料筒内，挤出螺杆位于出口连接管内；所述导管一端与出口连接管连接，另一端设有混料管，所述混料管与变径喷头连接。
所述电机的输出轴、搅拌杆和挤出螺杆之间采用螺纹连接、键连接或销连接。
所述导管与出口连接管之间通过螺纹连接。
所述搅拌杆的搅拌叶的形状匹配锥形储料筒的内壁，并且与锥形储料筒内壁的间距≤3mm，但不接触。
所述挤出螺杆的螺纹的上端不低于出口连接管的上端，挤出螺杆的外径与出口连接管内壁的距离≤1mm，但是不接触；并且挤出螺杆与出口连接管的长度均不小于100mm。
所述变径喷头为圆锥形结构，沿长度方向分为多段，段与段之间通过螺纹连接；变径喷头与混料管也通过螺纹连接。
所述变径喷头的中轴线与母线之间的夹角≤15°。
所述混料管有两个进口一个出口，其内部设有两个旋转叶片；混料管的一个进口与导管连接，另一个进口用于添加其他组分，混料管的出口则与变径喷头连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的装置利用剪切稀化现象（宾汉姆流体静止时呈凝胶状态，经过搅拌后能迅速表现出高流态流体的良好工作性能，这一现象为剪切稀化现象）不仅可以连续挤出宾汉姆流体，还能实现多组分流体的混合。针对不同粘度（特别是高粘度）宾汉姆流体实现小管径的连续挤出和多组分混合功能（通过改变挤出螺杆尺寸、电机输入参数、导管内径、变径喷头内径等方式，针对不同粘度的宾汉姆流体优化）。将本实用新型与桌面级FDM型3D打印机结合，可以打印原材料为水泥浆体或其他浆体的小型工艺品或建筑部件，为3D打印技术开拓了新领域，为混凝土生产工艺提供更多可能，为混凝土企业找到新的盈利方向。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中电机三脚架机座处的俯视示意图。
图3为本实用新型中变径喷头的结构示意图。
图中：1-电机三脚架机座；2-搅拌杆；3-挤出螺杆；4-出口连接管；5-电机；6-搅拌叶；7-锥形储料筒；8-导管；9-混料管；10-变径喷头。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案做进一步的说明（如图1-3）。
一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，它包括电机5、电机三脚架机座1、锥形储料筒7、导管8和变径喷头10；所述锥形储料筒7下端设有出口连接管4，所述出口连接管4与锥形储料筒7共同构成一个漏斗形；所述电机三脚架机座1固定安装在锥形储料筒7上端（如图2所示，电机三脚架机座1为简易立式支架，锥形储料筒7上下部敞开，筒体内壁光滑，耐腐蚀，电机三脚架机座1固定在锥形储料筒7上部），电机5则固定安装在电机三脚架机座1上；电机5的输出轴上连接有搅拌杆2，搅拌杆2的下端连接有挤出螺杆3，所述输出轴、搅拌杆2和挤出螺杆3均与锥形储料筒7同中轴线，搅拌杆2位于锥形储料筒7内，挤出螺杆3位于出口连接管4内；所述导管8一端与出口连接管4连接，另一端设有混料管9，所述混料管9与变径喷头10连接（所述导管8内壁光滑，内径一般≤12mm，耐化学腐蚀，耐摩擦，耐高压，且与变径喷头10和出口连接管4连接密封性好）。
所述电机5的输出轴、搅拌杆2和挤出螺杆3之间采用螺纹连接、键连接或销连接（方便拆卸和更换）。电机5、搅拌杆2和挤出螺杆3同步运动。电机5可调节扭矩、转速，搅拌杆2降低宾汉姆流体的表观粘度，特别适用于剪切稀化高粘度的宾汉姆流体，挤出螺杆3根据不同宾汉姆流体及挤出要求可设计不同的槽深和螺棱角度。
所述导管8与出口连接管4之间通过螺纹连接。
所述搅拌杆2的搅拌叶6的形状匹配锥形储料筒7的内壁，并且与锥形储料筒7内壁的间距≤3mm，但不接触。
所述挤出螺杆3的螺纹的上端不低于出口连接管4的上端，挤出螺杆3的外径与出口连接管4内壁的距离≤1mm，但是不接触；并且挤出螺杆3与出口连接管4的长度均不小于100mm。挤出螺杆3与出口连接管4的长度最好都不小于100mm。
所述变径喷头10为圆锥形结构，沿长度方向分为多段，段与段之间通过螺纹连接（如图3所示）；变径喷头10与混料管9也通过螺纹连接。每段的大口径端为外螺纹，小口径端为内螺纹，段与段之间之间螺纹连接密封性好，材质耐化学腐蚀，耐高压。
所述变径喷头10的中轴线与母线之间的夹角≤15°。
所述混料管9有两个进口一个出口，其内部设有两个旋转叶片（起混料作用）；混料管9的一个进口与导管8连接，另一个进口用于添加其他组分，混料管9的出口则与变径喷头10连接。
本实用新型中挤出螺杆3尺寸、电机5输入参数、导管8内径、变径喷头10内径等都根据具体情况而变化。
本实用新型在3D打印机上的应用：
（1）准备阶段：锥形储料筒7固定在一立式支架上，将电机5连接在3D打印机主控板上，通过3D打印机软件可控制电机5开关与转速；将变径喷头10固定在3D打印机滑动模块上，通过3D打印机可以控制变径喷头10运行轨迹；按照设计好的水泥净浆或砂浆配合比配制出符合工作性能的水泥浆体，用于3D打印成型（速凝组分可在浆体配制时同步加入，或由蠕动泵在打印系统控制下在混料管内定量加入）；
（2）运行阶段：将水泥浆体从锥形储料筒7上方开口处倒入（打印过程中定时监控，确保打印浆体供应不断），运行3D打印软件（如Repetier-Host）。在软件控制下，变径喷头10按照既定轨迹运行并在挤出螺杆3和搅拌杆2作用下连续出料，出料精度可通过调节变径喷头10内径控制。打印浆体为多组分混合时可由系统控制的蠕动泵在混料管9入料口加入多组分流体，与水泥浆体在混料管9旋转叶片作用下旋转混合，单组分可不需要混料管；
（3）结束阶段：将锥形储料筒7及其他部件清洗干净，待打印成品具有一定强度后将打印成品移至养护室蒸汽养护。
以上说明仅为本实用新型的应用实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：它包括电机（5）、电机三脚架机座（1）、锥形储料筒（7）、导管（8）和变径喷头（10）；所述锥形储料筒（7）下端设有出口连接管（4），所述出口连接管（4）与锥形储料筒（7）共同构成一个漏斗形；所述电机三脚架机座（1）固定安装在锥形储料筒（7）上端，电机（5）则固定安装在电机三脚架机座（1）上；电机（5）的输出轴上连接有搅拌杆（2），搅拌杆（2）的下端连接有挤出螺杆（3），所述输出轴、搅拌杆（2）和挤出螺杆（3）均与锥形储料筒（7）同中轴线，搅拌杆（2）位于锥形储料筒（7）内，挤出螺杆（3）位于出口连接管（4）内；所述导管（8）一端与出口连接管（4）连接，另一端设有混料管（9），所述混料管（9）与变径喷头（10）连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：所述电机（5）的输出轴、搅拌杆（2）和挤出螺杆（3）之间采用螺纹连接、键连接或销连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：所述导管（8）与出口连接管（4）之间通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：所述搅拌杆（2）的搅拌叶（6）的形状匹配锥形储料筒（7）的内壁，并且与锥形储料筒（7）内壁的间距≤3mm，但不接触。
5.根据权利要求1所述的一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：所述挤出螺杆（3）的螺纹的上端不低于出口连接管（4）的上端，挤出螺杆（3）的外径与出口连接管（4）内壁的距离≤1mm，但是不接触；并且挤出螺杆（3）与出口连接管（4）的长度均不小于100mm。
6.根据权利要求1所述的一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：所述变径喷头（10）为圆锥形结构，沿长度方向分为多段，段与段之间通过螺纹连接；变径喷头（10）与混料管（9）也通过螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：所述变径喷头（10）的中轴线与母线之间的夹角≤15°。
8.根据权利要求1所述的一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置，其特征在于：所述混料管（9）有两个进口一个出口，其内部设有两个旋转叶片；混料管（9）的一个进口与导管（8）连接，另一个进口用于添加其他组分，混料管（9）的出口则与变径喷头（10）连接。
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