TWI449588B - 過濾系統 - Google Patents

Description

過濾系統

本案係關於一種過濾系統，尤指一種係應用於立體成型裝置之作業空間上之過濾系統。

快速成型技術(Rapid Prototyping，簡稱RP技術)主要以層層堆疊成型的概念所發展而成，其係將粉末鋪設於載具上，再利用噴墨列印技術噴塗高黏度膠合劑液體，使粉末彼此凝合，以在不需要任何刀具，模具及卡具的情況下自動、快速將任意複雜形狀的設計方案快速轉換為3D的實體模型。

然而，習知採用RP技術之立體成型裝置在鋪粉、列印及取出成型品時，所揚起的粉塵常會造成工作環境的汙染，且容易沾染在立體成型裝置之作業空間中，為了維持作業正常，習知技術需於進行某一階段作業後，執行吸塵及清掃保養工作。然而，在清潔過程中，常因不慎而損毀了成型品，或破壞立體成型裝置之構件；此外，高頻率的清潔亦會造成人力及時間的浪費，相對地提高了整體製作成本，而若減少清潔頻率，又有粉塵汙染而不易維持作業空間清潔之虞。

有鑒於此，如何發展一種立體成型裝置及其過濾系統，以改善上述習知技術缺失之，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的，在於提供一應用於立體成型裝置之作業空間的過濾系統，俾解決習知桌上型立體成型裝置必須頻繁地靠作業後的整理來維持作業空間清潔之種種不便。本案立體成型裝置之過濾系統主要係透過吸風裝置產生負壓，以利用負壓集塵技術將作業空間中飛揚的建構粉末直接吸入過濾系統，藉此維持作業空間之清潔。而吸入過濾系統之建構粉末則藉由塵埃過濾裝置過濾，再配合回收裝置將建構粉末加以集中回收，以避免建構粉末直接進入吸風裝置造成吸風裝置損毀，同時便於建構粉末之回收再生利用。是以透過本案之過濾系統，可確保立體成型裝置在良好的環境下正常操作而不會受到建構粉末飛揚的干擾，且亦可有效地回收建構粉末，從而避免習知頻繁地清潔對成型品或立體成型裝置所可能造成的負面影響。

為達上述目的，本案之一較廣義實施樣態為提供一種過濾系統，其係應用於立體成型裝置之作業空間上，作業空間係透過管件與過濾系統連通，而過濾系統包括：一殼體，其至少包括第一空間及第二空間；一塵埃過濾裝置，其係分隔第一、第二空間；一塵埃吸入口，其係與第二空間連通，用以連接固定管件；以及一吸風裝置，其係與第一空間連通，俾使第一空間產生負壓，以將作業空間飛揚之建構粉末透過管件及塵埃吸入口吸入第二空間，並藉由塵埃過濾裝置將建構粉末集中於第二空間。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第一圖A及第一圖B，其係分別為本案一較佳實施例之立體成型裝置之立體結構示意圖及部分拆解示意圖。如第一圖A及第一圖B所示，本案之立體成型裝置1，例如：桌上型立體成型裝置，至少包括罩蓋11、建構基座12、過濾系統13及管件14，其中罩蓋11與建構基座12共同定義出與外界隔離之一作業空間10，為了圖示作業空間10，第一圖A中係將部分罩蓋11移除。而作業空間10中容置有諸多用以建構3D實體模型之構件，例如：容裝建構粉末之供粉槽及其傳動部件、噴塗膠合劑之列印模組、提供加熱作用之加熱組件、清潔、保存列印模組之噴頭的噴頭清潔裝置及噴頭封存裝置等(皆未圖示)，其實質上與民國98年4月1日申請之第098110948號中華民國專利申請案中所述之構件相同，且該些構件可設置於建構基座12之基座平台123上，俾透過該些構件於作業空間10中進行3D實體模型的製作，然而本案之第一圖B中並未圖示出該些構件，且移除了部分的基座平台123及建構基座12之一側壁，俾簡化圖示以便於說明。

請再參閱第一圖B，建構基座12尚包括落粉防塵部件121和建構槽122，建構槽122之結構及作動方式亦與第098110948號專利申請案中所述之建構槽相仿，至於落粉防塵部件121具有槽體開口1211，槽體開口1211實質上環繞於建構槽122的邊緣設置，俾利用槽體開口1211接收由建構槽122邊緣落下的建構粉末。於本實施例中，槽體開口1211中設有斜面結構1212，使大部份的建構粉末可沿斜面結構1212滑落，再沿著落粉防塵部件121之傾斜板件1213匯集於集中管1214，最後落入與落粉防塵部件121之集中管1214相連的廢粉槽15。然而，由於鋪粉過程中，質量較輕或顆粒較小的建構粉末可能飛揚於作業空間10中，且當建構粉末由槽體開口1211落下時亦可能撞擊傾斜板件1213而造成反彈，由集中管1214落入廢粉槽15之建構粉末亦可能因撞擊反彈而揚起，此皆會形成塵埃造成作業空間10的污染，是以本實施例之立體成型裝置1更進一步利用過濾系統13來提升建構粉末的回收效率。

請參閱第二圖A至第二圖E，其中第二圖A係為第一圖A所示之立體成型裝置之過濾系統的外觀示意圖，第二圖B係為第二圖A所示之過濾系統之內部結構的一較佳實施例圖，第二圖C為本案第二圖B之另一視角的示意圖，而第二圖D及第二圖E則為第二圖B之俯視圖及A-A’剖面圖。如第二圖A至第二圖C所示，過濾系統13包括殼體130、塵埃過濾裝置131、塵埃吸入口132以及吸風裝置133，其中，殼體130可包括第一空間1301、第二空間1302(如第二圖E所示)和第三空間1303，其中第三空間1303係以隔板1304與第一、第二空間1301、1302分隔，而第一空間1301係以設置於第二空間1302上方為佳，且第一、第二空間1301、1302之間設置有塵埃過濾裝置131，俾利用塵埃過濾裝置131將第一、第二空間1301、1302加以分隔。此外，第一空間1301和第二空間1302之間可設有一間格框板1306，其實質上係垂直於殼體130之壁面和隔板1034，並定義出一開口1307(如第二圖F所示)，其中開口1307係以矩形為佳，但不以此為限，而間格框板1306則以與殼體130和隔板1304一體成型為佳，使塵埃過濾裝置131可承載並設置於間格框板1306上。

請再參閱第二圖D、第二圖E並配合第二圖F，其中第二圖F係為本案第二圖B所示之過濾系統的間格框板及塵埃過濾裝置之爆炸圖，於第二圖F中並未圖示殼體130及隔板1304，以便於說明塵埃過濾裝置131與間格框板1306之間的關係。如第二圖F所示，間格框板1306可設有扣件1308及夾持元件1309，例如：兩扣件1308及兩夾持元件1309，其係以鄰近於開口1307之角落設置為佳，例如設置於鄰近本實施例之矩形開口1307的四個角落，但不以此為限。其中，扣件1308可包括第一部分1308a及第二部分1308b，第一部分1308a實質上垂直於間格框板1306向上延伸而出，第二部分1308b則大致垂直於第一部分1308a朝開口1307之方向延伸(如第二圖B及第二圖C所示)；至於夾持元件1309可包括按壓部1309a及抵頂部1309b(如第二圖B所示)，抵頂部1309b可隨按壓部1309a的按壓及釋放而活動，因此可藉由扣件1308和夾持元件1309來限制塵埃過濾裝置131的活動，使塵埃過濾裝置131可穩固地相對於間格框板1306固定。

請再參閱第二圖F並配合第二圖E，本實施例之塵埃過濾裝置131可包括底板1311、凸緣環1312、孔洞1313、集塵袋1314以及墊圈1315等結構，底板1311大致呈矩形，且底板1311之面積實質上大於由間格框板1306所定義之開口1307，而孔洞1313係貫穿設置於底板1311上，至於凸緣環1312實質上相對於底板1311凸出並環繞於孔洞1313之邊緣設置，集塵袋1314則對應於孔洞1313並套設在凸緣環1312上，俾將孔洞1313加以彌封。

於本實施例中，集塵袋1314為可更換之集塵袋，其材質係以選自不織布集塵袋為佳，且集塵袋1314形狀實質上可呈一弧狀結構，例如：一半圓弧形，以提升集塵袋1314之過濾面積。此外，為了使集塵袋1314穩固地固定在底板1311上，塵埃過濾裝置131更利用墊圈1315套設於集塵袋1314及凸緣環1312外，亦即集塵袋1314與凸緣環1312交接疊合處(如第二圖E所示)，以避免使用時集塵袋1314脫落而無法達到過濾建構粉末等塵埃的效果。於本實施例中，底板1311、凸緣環1312、孔洞1313、集塵袋1314以及墊圈1315等結構的數目係以兩個為佳，但不以此為限，其亦可視需求加以調整。

請再參閱第二圖B至第二圖E，當集塵袋1314透過墊圈1315穩固地配置於底板1311而組成本實施例之塵埃過濾裝置131後，便可將塵埃過濾裝置131配置於殼體130之第一、第二空間1301、1302之間，其中塵埃過濾裝置131之底板1311可藉由扣件1308和夾持元件1309之配合而固定設置於間格框板1306上，俾以塵埃過濾裝置131覆蓋開口1307並分隔第一、第二空間1301、1302，且塵埃過濾裝置131的集塵袋1314係設置於第一空間1301中，換言之，集塵袋1314之弧狀結構實質上係朝第一空間1301的方向凸出。

請再參閱第二圖B並配合第二圖C及第二圖D，於本實施例中，吸風裝置133可容置於第三空間1303中，並透過例如鎖固等方式相對於隔板1304固定，但不以此為限。吸風裝置133包括馬達1331及相互對應之吸風口1332與排風口1333，吸風口1332實質上貫穿隔板1304並與第一空間1301相連通，而排風口1333則可面對殼體130的複數個排氣網孔1305，俾於吸風裝置133之馬達1331運轉時將第一空間1301的氣體自吸風口1332吸入，再透過排風口1333和排氣網孔1305排出殼體130外。

請再參閱第二圖C並配合第二圖A，過濾系統13之塵埃吸入口132係貫穿隔板1304，俾與第二空間1302相連通，於本實施例中，塵埃吸入口132的數目係以三個為佳，但不以此為限，而立體成型裝置1之管件14的第二端部142係連接固定於塵埃吸入口132，對應於第二端部142之第一端部141則貫穿出殼體130，而為了圖示塵埃吸入口132，第二圖C中並未將所有的管件14繪出。此外，如第二圖E所示，過濾系統13更包括回收裝置134，例如：一回收盒，其係容置於第二空間1302中，且第二空間1302可選擇性地增設一通孔1302a，其係透過閥門1302b來控制通孔1302a之開啟與閉合。又殼體130上設有第一蓋件1300a及第二蓋件1300b，其係分別對應第一空間1301及第二空間1302，俾於第一、第二蓋件1300a、1300b關閉時使第一、第二空間1301、1302呈現密封狀態，並於第一、第二蓋件1300a、1300b開啟時讓使用者可取出塵埃過濾裝置131及回收裝置134。

請再參閱第一圖A、第一圖B並配合第二圖A至第二圖C及第二圖E，當過濾系統13欲與建構基座12相組配時，可將過濾系統13設置於建構基座12的下方，而管件14貫穿出過濾系統13之殼體130的第一端部141則可設置於建構基座12之基座平台123及/或落粉防塵部件121上，舉例而言：如第一圖B所示，本實施例之立體成型裝置1包括三個管件14，其中管件14之第二端部142皆連接並固定於過濾系統13之塵埃吸入口132，而第一端部141則分別連接於基座平台123、落粉防塵部件121靠近傾斜板件1213處、以及落粉防塵部件121之集中管1214上，使立體成型裝置1之作業空間10可透過管件14與過濾系統13相連通。

而當立體成型裝置1於運作時，過濾系統13之吸風裝置133亦因應啟動，俾透過馬達1331之驅動而自吸風口1332及排風口1333分別進行吸氣及排氣，使第一空間1301產生負壓，以引導氣流由第二空間1302往第一空間1301移動，又由於第二空間1302係透過管件14與作業空間10相連通，由此可知，於立體成型裝置1作業過程中，飛揚於作業空間10中以及因撞擊傾斜板件1213或因落入廢粉槽15又反彈揚起的建構粉末等塵埃便可藉由第一空間1301之負壓而透過管件14及塵埃吸入口132被吸入第二空間1302。

又由於第二空間1302與第一空間1301之間係以塵埃過濾裝置131分隔，因此進入第二空間1302之塵埃可受到塵埃過濾裝置131之阻擋而留滯集中於第二空間1302，以避免塵埃進入第一空間1301而被吸風裝置133吸入，造成吸風裝置133的毀損；此外，由於第二空間1302內容置有回收裝置134，且第二空間1302係位於第一空間1301之下方，因此集中於第二空間1302中的塵埃可因應自身重量藉重力而落入回收裝置134中，以利用回收裝置134收集過濾系統13吸入之塵埃。

當立體成型裝置1作業結束後，過濾系統13之吸風裝置133可因應停止，故使用者可開啟第一蓋件1300a，並透過按壓夾持元件1309之按壓部1309a而使塵埃過濾裝置131不受抵頂部1309b之抵頂，以抽出塵埃過濾裝置131，並將塵埃過濾裝置131的集塵袋1314卸下而進行清潔或更換動作，以避免塵埃的累積而影響過濾效果；當然，使用者亦可開啟第二蓋件1300b，並將位於第二空間1302中的回收裝置134取出，以收取回收裝置134內的塵埃。此外，為了清潔第二空間1302，亦可於閥門1302b處外接一吸風設備(未圖示)並開啟閥門1302b，以利用吸風設備將殘留於第二空間1302中的塵埃吸出。於某些實施例中，亦可於開啟罩蓋11並取出立體成型品時繼續讓過濾系統13運作，以避免多餘的塵埃飛散至空氣中而造成清潔的不便。

由上述說明可知，於立體成型裝置1作業過程中，建構粉末除可由圍繞建構槽122之落粉防塵部件121的槽體開口1211沿著斜面結構1212、傾斜板件1213、集中管1214落入廢粉槽15收集外，揚起的建構粉末等塵埃亦可透過過濾系統13之吸風裝置133的運作使第一空間1301產生負壓，並配合管件14而將飛揚於作業空間10內之塵埃由塵埃吸入口132吸入過濾系統13之第二空間1302，再透過塵埃過濾裝置131將塵埃集中於第二空間1302，同時藉由回收裝置134加以回收，俾確保立體成型裝置1不會因塵埃飛揚而影響作業過程，並有效率地回收塵埃，其相較於習知技術可增加約一倍的清潔效果；此外，藉由塵埃過濾裝置131亦可防止吸風裝置133吸入塵埃而損毀。

當然，本案之過濾系統13所使用的塵埃過濾裝置並不限於上述實施態樣。請參閱第三圖，其係為本案另一較佳實施例之塵埃過濾裝置設置於間格框板之示意圖。如第三圖所示，本實施例之塵埃過濾裝置135可為高密度網孔之海綿，其可呈矩形且實質上大於間格框板1306所定義而出的開口1307，俾利用扣件1308和夾持元件1309將高密度網孔之海綿穩固地設置於第一、第二空間1301、1302之間並彌封開口1307，至於以高密度網孔之海綿作為塵埃過濾裝置135所構成之過濾系統其作動方式與本案第二圖B至第二圖F所示之第一較佳實施例相同，於此不再贅述。此外應可理解，本案之管件14及塵埃吸入口132之數目係以三個為例進行說明，然其可視立體成型裝置1之需求而增減，且管件14之第一端部141的設置位置亦可加以調整，其並不以實施例所示者為限。

綜上所述，本案之過濾系統係利用吸風裝置使其第一空間產生負壓，俾引導立體成型裝置之作業空間中飛揚的塵埃透過管件及塵埃吸入口進入過濾系統之第二空間，並藉由設置於第一、第二空間之間的塵埃過濾裝置阻擋塵埃，一方面可避免塵埃進入第一空間，從而防止吸風裝置吸入塵埃而造成吸風裝置之馬達損毀，另一方面亦可有效地將建構粉末等塵埃集中於第二空間，並配合回收裝置加以回收，以便於建構粉末之再生利用。

此外，本案亦可視立體成型裝置之需求，增設過濾系統之塵埃吸入口、配合之管件及作業空間中的設置點，以提升吸取塵埃之效果。再者，藉由本案之過濾系統，不但可確保立體成型裝置在良好環境下正常操作並使建構粉末等塵埃得以有效回收，更能夠大幅減少立體成型裝置之清潔次數，進而避免清潔時對立體成型裝置或成型品所可能造成之破壞及傷害。是以，本案之立體成型裝置及其過濾系統極具產業之價值，爰依法提出申請。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1．．．立體成型裝置

10．．．作業空間

11．．．罩蓋

12．．．建構基座

121．．．落粉防塵部件

1211．．．槽體開口

1212．．．斜面結構

1213．．．傾斜板件

1214．．．集中管

122．．．建構槽

123．．．基座平台

13．．．過濾系統

130．．．殼體

1300a．．．第一蓋件

1300b．．．第二蓋件

1301．．．第一空間

1302．．．第二空間

1302a．．．通孔

1302b．．．閥門

1303．．．第三空間

1304．．．隔板

1305．．．排氣網孔

1306．．．間格框板

1307．．．開口

1308．．．扣件

1308a．．．第一部分

1308b．．．第二部分

1309．．．夾持元件

1309a．．．按壓部

1309b．．．抵頂部

131、135．．．塵埃過濾裝置

1311．．．底板

1312．．．凸緣環

1313．．．孔洞

1314．．．集塵袋

1315．．．墊圈

132．．．塵埃吸入口

133．．．吸風裝置

1331．．．馬達

1332．．．吸風口

1333．．．排風口

134．．．回收裝置

14．．．管件

141．．．第一端部

142．．．第二端部

15．．．廢粉槽

第一圖A：其係為本案一較佳實施例之立體成型裝置之立體結構示意圖。

第一圖B：其係為第一圖A所示之立體成型裝置之部分拆解示意圖。

第二圖A：其係為第一圖A所示之立體成型裝置之過濾系統的外觀示意圖。

第二圖B：其係為第二圖A所示之過濾系統之內部結構的一較佳實施例圖。

第二圖C：其係為第二圖B之另一視角的示意圖。

第二圖D：其係為第二圖B之俯視圖。

第二圖E：其係為第二圖B之A-A’剖面圖。

第二圖F：其係為第二圖B所示之過濾系統的間格框板及塵埃過濾裝置之爆炸圖。

第三圖：其係為本案另一較佳實施例之塵埃過濾裝置設置於間格框板之示意圖。

13．．．過濾系統

130．．．殼體

1300a．．．第一蓋件

1300b．．．第二蓋件

1301．．．第一空間

1302b．．．閥門

1303．．．第三空間

1304．．．隔板

1305．．．排氣網孔

1306．．．問格框板

1308．．．扣件

1308a．．．第一部分

1308b．．．第二部分

1309．．．夾持元件

1309a．．．按壓部

1309b．．．抵頂部

131．．．塵埃過濾裝置

1314．．．集塵袋

133．．．吸風裝置

1332．．．吸風口

1333．．．排風口

Claims (7)

1. 一種過濾系統，其係應用於立體成型裝置之作業空間上，該作業空間係透過管件與該過濾系統連通，而該過濾系統包括：一殼體，其至少包括一第一空間及一第二空間；一間格框板，其係設置於該第一空間及該第二空間之間，且定義出一開口並設有至少一扣件以及至少一夾持元件；一塵埃過濾裝置，其係設置於該間格框板上並覆蓋該開口，俾分隔該第一空間及該第二空間，且藉由該至少一扣件以及該至少一夾持元件與該間格框板相固定，該塵埃過濾裝置包括有一底板及至少一集塵袋，其中該底板係包括至少一孔洞，每一該孔洞邊緣設有一凸緣環，該至少一集塵袋係對應該孔洞套設於該凸緣環，俾彌封該孔洞；一塵埃吸入口，其係與該第二空間連通，用以連接固定該管件；以及一吸風裝置，其係設置於該第一空間與該殼體之一第三空間之間，俾使該第一空間產生負壓，從而將該作業空間飛揚之塵埃透過該管件及該塵埃吸入口吸入該第二空間，並藉由該塵埃過濾裝置將塵埃集中於該第二空間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之過濾系統，其中該塵埃過濾裝置更包括至少一墊圈，其係套設於該集塵袋及該凸緣 環外，俾使該集塵袋相對於該底板固定。
3. 如申請專利範圍第1項所述之過濾系統，其中該塵埃過濾裝置之該集塵袋係選自不織布集塵袋，其實質上呈一弧狀結構，並朝該第一空間方向凸出。
4. 如申請專利範圍第1項所述之過濾系統，其中該塵埃過濾裝置係為一高密度網孔之海綿。
5. 如申請專利範圍第1項所述之過濾系統，其中該殼體之該第一空間係位於該第二空間上方，且該第三空間係以一隔板與該第一空間及該第二空間分隔。
6. 如申請專利範圍第5項所述之過濾系統，其中該吸風裝置包括：一馬達；以及一吸風口與一排風口，其係相互對應，該吸風口係貫穿該隔板並與該第一空間相連通，俾藉由該馬達之驅動而分別透過該吸風口及該排風口進行吸氣及排氣，使該第一空間內產生負壓。
7. 如申請專利範圍第1項所述之過濾系統，其更包括一回收裝置，該回收裝置係容置於該第二空間中，俾收集該第二空間中自重下落的塵埃。