CN210874649U - 一种3d打印系统的多级过滤气体循环净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，针对用于密闭舱内保护气体的循环结构、进行改进设计，引入多级过滤结构，通过一级过滤结构，在重力作用下，分离保护气体中的大量粉末与烧结残渣，并结合所设计过筛系统，实现粉末与烧结残渣之间的分离，使得粉末可直接取出、重复利用，提高粉末利用率；二级过滤结构中，通过依次串联多级过滤装置、实现保护气体的多级过滤；由此最大限度去除保护气体中的烟气、粉末与烧结残渣，最终通过风机提供循环结构中的动力，实现保护气体在密闭舱与外循环过滤结构之间的流动；如此通过多级过滤方式的应用，过滤效果得到明显加强，有效提高3D打印的效果、以及保证3D打印过程的稳定。

Description

一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，属于3D打印系统技术领域。

背景技术

在3D激光打印过程中，密闭舱室内部的保护气体对工件的打印效果有着极其重要的影响，其中，激光打印过程会产生一定的烟尘、以及烧结残渣，因此现有技术增设了气体循环结构，保护气体在循环过程中，烟尘、残渣、以及微量金属粉末会随着气流进入到管路循环系统，过滤不完全会导致黑烟和粉末在舱室来回循环，影响工件打印效果，甚至会在激光保护镜上形成堆积，影响3D打印效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，能够最大限度提高保护气体在循环过程中过滤效果，有效保证3D打印的工作效率。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，用于针对3D打印系统中密封舱内的保护气体、实现循环净化，包括进气管路、沉淀管路、沉淀集料瓶、过滤装置、风机；其中，进气管路和沉淀管路均为直线形管路，密封舱内上的排气孔对接进气管路的其中一端，进气管路的另一端对接沉淀管路的其中一端，沉淀管路的另一端对接沉淀集料瓶的顶部瓶口，进气管路、沉淀管路、沉淀集料瓶均呈竖直姿态，且进气管路所在直线与沉淀管路所在直线相共线；

沉淀管路的侧壁上设置贯穿其内外空间的通孔，该通孔的外侧端通过管路串联过滤装置后、对接风机的进风管口，风机的排风管口对接密封舱内上的进气孔。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括过筛系统，过筛系统包括转动电机、内柱体、外套筒和过筛本体；

其中，过筛本体包括第一管体接口、第一硅胶管、上罩体、筛网、下罩体、第二硅胶管、第二管体接口；上罩体与下罩体均为上下端口敞开、且相互贯通结构，以及上罩体与下罩体的侧壁为密闭结构；第一管体接口固定连接于第一硅胶管的其中一端，第一硅胶管的另一端固定对接上罩体的顶部端口，上罩体的底部端口口径与下罩体的顶部端口口径相等，上罩体的底部端口与下罩体的顶部端口活动对接，筛网的外径与上罩体的底部端口的内径相适应，筛网可分离式设置于上罩体的底部端口中、或下罩体的顶部端口中，用于分离上罩体的内部空间与下罩体的内部空间；下罩体的底部端口固定对接第二硅胶管的其中一端，第二硅胶管的另一端固定对接第二管体接口；

第一管体接口竖直向上、对接沉淀管路上背向所连进气管路的端口，第二管体接口竖直向下、对接沉淀集料瓶的顶部瓶口；

内柱体上设置贯穿其两端的直线形通孔，该通孔的中心线与内柱体的中心线彼此平行、且彼此不共线，以及该通孔的内径与转动电机上转动杆的外径相适应，转动电机上转动杆端部固定插入内柱体上的通孔中，且转动杆与内柱体彼此位置固定，内柱体基于转动电机上转动杆的转动而实现离心转动；外套筒的其中一端固定对接上罩体底部端口的外侧、或下罩体顶部端口的外侧，外套筒的内径与内柱体的最大外径相适应，内柱体上背向转动电机的一端、穿入外套筒上背向罩体的一端，转动电机位置固定，外筒体不随内柱体而转动，外筒体基于内柱体的离心转动而发生振动，进而带动过筛本体发生振动。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述过滤装置包括过滤器与过滤箱，所述沉淀管路侧壁通孔的外侧端通过管路依次串联过滤器、过滤箱后，对接所述风机的进风管口。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括第一气动阀门和第二气动阀门，第一气动阀门串联设置于所述沉淀管路侧壁通孔外侧端与所述过滤器之间的管路上，第二气动阀门串联设置于所述过滤箱与所述风机进风管口之间的管路上，第一气动阀门和第二气动阀门分别用于控制其所设管路位置的通断。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括第三阀门，第三阀门对接所述过筛本体的第二管体接口，用于控制所设位置的通断，第二管体接口经第三阀门、可分离式对接所述沉淀集料瓶的顶部瓶口。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括压力传感器，压力传感器固定设置于所述沉淀集料瓶的内底部，且压力传感器的检测结果通过导线外输显示。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括风速仪，风速仪串联设置于所述过滤箱与所述风机进风管口之间的管路上，风速仪用于测量所设管路中气流的流速。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括连接键，所述转动电机上转动杆端部、与其所插入内柱体上的通孔之间，通过连接键实现固定键连连接。

本实用新型所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本实用新型所设计3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，针对用于密闭舱内保护气体的循环结构、进行改进设计，引入多级过滤结构，通过所设计的一级过滤结构，在重力作用下，分离保护气体中的大量粉末与烧结残渣，并结合所设计过筛系统，实现粉末与烧结残渣之间的分离，使得粉末可直接取出、重复利用，提高粉末利用率；所设计的二级过滤结构中，通过依次串联多级过滤装置、实现保护气体的多级过滤；由此最大限度去除保护气体中的烟气、粉末与烧结残渣，最终通过风机提供循环结构中的动力，实现保护气体在密闭舱与外循环过滤结构之间的流动；如此通过多级过滤方式的应用，过滤效果得到明显加强，有效提高3D打印的效果、以及保证3D打印过程的稳定。

附图说明

图1是本实用新型所设计3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统的结构示意图；

图2是本实用新型所设计过筛系统的结构示意图；

图3是图2示意图中A-A方向示意图；

图4是图2示意图中B-B方向示意图。

其中，1. 进气管路，2. 沉淀管路，3. 沉淀集料瓶，4. 风机，5. 转动电机，6. 内柱体，7. 外套筒，8. 第一管体接口，9. 第一硅胶管，10. 上罩体，11. 筛网，12. 下罩体，13. 第二硅胶管，14. 第二管体接口，15. 过滤器，16. 过滤箱，17. 第一气动阀门，18. 第二气动阀门，19. 第三阀门，20. 压力传感器，21. 风速仪，22.连接键。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实用新型设计了一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，用于针对3D打印系统中密封舱内的保护气体、实现循环净化，如图1所示，包括进气管路1、沉淀管路2、沉淀集料瓶3、过滤装置、风机4和过筛系统。

其中，如图2所示，过筛系统包括转动电机5、内柱体6、外套筒7和过筛本体；如图4所示，过筛本体包括第一管体接口8、第一硅胶管9、上罩体10、筛网11、下罩体12、第二硅胶管13、第二管体接口14；上罩体10与下罩体12均为上下端口敞开、且相互贯通结构，以及上罩体10与下罩体12的侧壁为密闭结构；第一管体接口8固定连接于第一硅胶管9的其中一端，第一硅胶管9的另一端固定对接上罩体10的顶部端口，上罩体10的底部端口口径与下罩体12的顶部端口口径相等，上罩体10的底部端口与下罩体12的顶部端口活动对接，筛网11的外径与上罩体10的底部端口的内径相适应，筛网11可分离式设置于上罩体10的底部端口中、或下罩体12的顶部端口中，用于分离上罩体10的内部空间与下罩体12的内部空间；下罩体12的底部端口固定对接第二硅胶管13的其中一端，第二硅胶管13的另一端固定对接第二管体接口14。

进气管路1和沉淀管路2均为直线形管路，密封舱内上的排气孔对接进气管路1的其中一端，进气管路1的另一端对接沉淀管路2的其中一端，第一管体接口8竖直向上、对接沉淀管路2上背向所连进气管路1的端口，第二管体接口14竖直向下、对接沉淀集料瓶3的顶部瓶口；进气管路1、沉淀管路2、沉淀集料瓶3均呈竖直姿态，且进气管路1所在直线与沉淀管路2所在直线相共线。

如图3所示，内柱体6上设置贯穿其两端的直线形通孔，该通孔的中心线与内柱体6的中心线彼此平行、且彼此不共线，以及该通孔的内径与转动电机5上转动杆的外径相适应，转动电机5上转动杆端部固定插入内柱体6上的通孔中，且转动杆与内柱体6彼此位置固定，实际应用当中，转动电机5上转动杆端部、与其所插入内柱体6上的通孔之间，通过连接键22实现固定键连连接；内柱体6基于转动电机5上转动杆的转动而实现离心转动；外套筒7的其中一端固定对接上罩体10底部端口的外侧、或下罩体12顶部端口的外侧，外套筒7的内径与内柱体6的最大外径相适应，内柱体6上背向转动电机5的一端、穿入外套筒7上背向罩体的一端，转动电机5位置固定，外筒体7不随内柱体6而转动，外筒体7基于内柱体6的离心转动而发生振动，进而带动过筛本体发生振动。

沉淀管路2的侧壁上设置贯穿其内外空间的通孔，该通孔的外侧端通过管路串联过滤装置后、对接风机4的进风管口，风机4的排风管口对接密封舱内上的进气孔；实际应用当中，针对过滤装置进一步设计，应用包括过滤器15与过滤箱16，所述沉淀管路2侧壁通孔的外侧端通过管路依次串联过滤器15、过滤箱16后，对接所述风机4的进风管口。

针对上述所设计3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，在实际应用中，还进一步设计包括第一气动阀门17、第二气动阀门18、第三阀门19；其中，设计第一气动阀门17串联设置于所述沉淀管路2侧壁通孔外侧端与所述过滤器15之间的管路上，第二气动阀门18串联设置于所述过滤箱16与所述风机4进风管口之间的管路上，第三阀门19对接所述过筛本体的第二管体接口14，第二管体接口14经第三阀门19、可分离式对接所述沉淀集料瓶3的顶部瓶口；第一气动阀门17、第二气动阀门18、第三阀门19分别用于控制其所设管路位置的通断。

并且针对沉淀集料瓶3，还进一步设计应用压力传感器20固定设置于所述沉淀集料瓶3的内底部，且压力传感器20的检测结果通过导线外输显示；同时设计应用风速仪21，风速仪21串联设置于所述过滤箱16与所述风机4进风管口之间的管路上，风速仪21用于测量所设管路中气流的流速。

将上述所设计3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，应用于实际当中，在风机4工作下，整个管路产生气流驱动力，密闭舱内的保护气体流向进气管路1、至沉淀管路2中，由于进气管路1、沉淀管路2、过筛本体均呈竖直姿态，则当保护气体进入沉淀管路2后，在重力的作用下，保护气体中的大量粉末与烧结残渣会竖直下落、至过筛本体中的筛网11上，与此同时，转动电机5工作驱动内柱体6离心转动，使得外套筒7发生高速振动，进而带动所连过筛本体高速振动，在此振动下，筛网11上的粉末会下落至沉淀集料瓶3中，而烧结残渣被阻挡在筛网11的上部，应用中由于沉淀集料瓶3中设置了压力传感器20，且检测结果通过导线外输显示，诸如沉淀集料瓶3外壁上设置屏幕，或者压力传感器20外接导线至终端设备，检测沉淀集料瓶3所收集粉末的重量，操作人员即可根据此检测结果、及时替换沉淀集料瓶3，在替换沉淀集料瓶3的过程中，操作人员先控制第三阀门关闭，然后脱离沉淀集料瓶3与第三阀门，替换离沉淀集料瓶3后，重新打开第三阀门关闭，继续收集粉末，同时由于上罩体10的底部端口与下罩体12的顶部端口活动对接，在3D打印操作结束后，可以对上罩体10、下罩体12、筛网11进行清洗。

分离了大量粉末与烧结残渣的保护气体，在管道中气流驱动力下流向沉淀管路2侧壁上的通孔，并依次通过过滤器15、过滤箱16后，继续向风机4的进风管口进行输送，实际应用中，只需开启过滤箱16门，即可实现其中滤芯的替换，操作更加便捷；最终保护气体在风机4的作用下，送回密闭舱中，如此实现对保护气体的多级过滤。

上述技术方案所设计3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，针对用于密闭舱内保护气体的循环结构、进行改进设计，引入多级过滤结构，通过所设计的一级过滤结构，在重力作用下，分离保护气体中的大量粉末与烧结残渣，并结合所设计过筛系统，实现粉末与烧结残渣之间的分离，使得粉末可直接取出、重复利用，提高粉末利用率；所设计的二级过滤结构中，通过依次串联多级过滤装置、实现保护气体的多级过滤；由此最大限度去除保护气体中的烟气、粉末与烧结残渣，最终通过风机4提供循环结构中的动力，实现保护气体在密闭舱与外循环过滤结构之间的流动；如此通过多级过滤方式的应用，过滤效果得到明显加强，有效提高3D打印的效果、以及保证3D打印过程的稳定。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，用于针对3D打印系统中密封舱内的保护气体、实现循环净化，其特征在于：包括进气管路（1）、沉淀管路（2）、沉淀集料瓶（3）、过滤装置、风机（4）；其中，进气管路（1）和沉淀管路（2）均为直线形管路，密封舱内上的排气孔对接进气管路（1）的其中一端，进气管路（1）的另一端对接沉淀管路（2）的其中一端，沉淀管路（2）的另一端对接沉淀集料瓶（3）的顶部瓶口，进气管路（1）、沉淀管路（2）、沉淀集料瓶（3）均呈竖直姿态，且进气管路（1）所在直线与沉淀管路（2）所在直线相共线；

沉淀管路（2）的侧壁上设置贯穿其内外空间的通孔，该通孔的外侧端通过管路串联过滤装置后、对接风机（4）的进风管口，风机（4）的排风管口对接密封舱内上的进气孔。

2.根据权利要求1所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，其特征在于：还包括过筛系统，过筛系统包括转动电机（5）、内柱体（6）、外套筒（7）和过筛本体；

其中，过筛本体包括第一管体接口（8）、第一硅胶管（9）、上罩体（10）、筛网（11）、下罩体（12）、第二硅胶管（13）、第二管体接口（14）；上罩体（10）与下罩体（12）均为上下端口敞开、且相互贯通结构，以及上罩体（10）与下罩体（12）的侧壁为密闭结构；第一管体接口（8）固定连接于第一硅胶管（9）的其中一端，第一硅胶管（9）的另一端固定对接上罩体（10）的顶部端口，上罩体（10）的底部端口口径与下罩体（12）的顶部端口口径相等，上罩体（10）的底部端口与下罩体（12）的顶部端口活动对接，筛网（11）的外径与上罩体（10）的底部端口的内径相适应，筛网（11）可分离式设置于上罩体（10）的底部端口中、或下罩体（12）的顶部端口中，用于分离上罩体（10）的内部空间与下罩体（12）的内部空间；下罩体（12）的底部端口固定对接第二硅胶管（13）的其中一端，第二硅胶管（13）的另一端固定对接第二管体接口（14）；

第一管体接口（8）竖直向上、对接沉淀管路（2）上背向所连进气管路（1）的端口，第二管体接口（14）竖直向下、对接沉淀集料瓶（3）的顶部瓶口；

内柱体（6）上设置贯穿其两端的直线形通孔，该通孔的中心线与内柱体（6）的中心线彼此平行、且彼此不共线，以及该通孔的内径与转动电机（5）上转动杆的外径相适应，转动电机（5）上转动杆端部固定插入内柱体（6）上的通孔中，且转动杆与内柱体（6）彼此位置固定，内柱体（6）基于转动电机（5）上转动杆的转动而实现离心转动；外套筒（7）的其中一端固定对接上罩体（10）底部端口的外侧、或下罩体（12）顶部端口的外侧，外套筒（7）的内径与内柱体（6）的最大外径相适应，内柱体（6）上背向转动电机（5）的一端、穿入外套筒（7）上背向罩体的一端，转动电机（5）位置固定，外套筒（7）不随内柱体（6）而转动，外套筒（7）基于内柱体（6）的离心转动而发生振动，进而带动过筛本体发生振动。

3.根据权利要求2所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，其特征在于：所述过滤装置包括过滤器（15）与过滤箱（16），所述沉淀管路（2）侧壁通孔的外侧端通过管路依次串联过滤器（15）、过滤箱（16）后，对接所述风机（4）的进风管口。

4.根据权利要求3所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，其特征在于：还包括第一气动阀门（17）和第二气动阀门（18），第一气动阀门（17）串联设置于所述沉淀管路（2）侧壁通孔外侧端与所述过滤器（15）之间的管路上，第二气动阀门（18）串联设置于所述过滤箱（16）与所述风机（4）进风管口之间的管路上，第一气动阀门（17）和第二气动阀门（18）分别用于控制其所设管路位置的通断。

5.根据权利要求4所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，其特征在于：还包括第三阀门（19），第三阀门（19）对接所述过筛本体的第二管体接口（14），用于控制所设位置的通断，第二管体接口（14）经第三阀门（19）、可分离式对接所述沉淀集料瓶（3）的顶部瓶口。

6.根据权利要求5所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，其特征在于：还包括压力传感器（20），压力传感器（20）固定设置于所述沉淀集料瓶（3）的内底部，且压力传感器（20）的检测结果通过导线外输显示。

7.根据权利要求6所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，其特征在于：还包括风速仪（21），风速仪（21）串联设置于所述过滤箱（16）与所述风机（4）进风管口之间的管路上，风速仪（21）用于测量所设管路中气流的流速。

8.根据权利要求7所述一种3D打印系统的多级过滤气体循环净化系统，其特征在于：还包括连接键（22），所述转动电机（5）上转动杆端部、与其所插入内柱体（6）上的通孔之间，通过连接键（22）实现固定键连连接。

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