WO2021217901A1 - 一种供砂系统及3d打印设备 - Google Patents

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Abstract

一种3D打印设备及供砂系统，包括混料装置、盛料装置和运输装置，所述混料装置用于混料，所述盛料装置用于承接所述混料装置的出料，所述运输装置能够带动所述盛料装置运动以将所述盛料装置内的物料分别运输至各需供砂的3D打印设备处为对应的所述3D打印设备供砂。应用本申请提供的3D打印设备及供砂系统，混料装置进行集中混料，通过盛料装置将混好的物料存储，并在运输装置的带动下将盛料装置内的物料分别输送至各需要供砂的3D打印设备处。通过该供砂系统，可以给单台或多台打印机送砂，改善目前单台3D打印设备配备送砂、混料机构状况，减小3D打印设备成本、人员和场地的浪费，完成输送的自动化。

Description

一种供砂系统及3D打印设备
本申请要求于2020年4月30日提交中国专利局、申请号为202010367505.7、发明名称为“一种供砂系统及3D打印设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及增材制作技术领域，更具体地说，涉及一种供砂系统，还涉及一种3D打印设备。
背景技术
目前3D打印设备的砂子输送，多为单台设备单独设计混料装置，然后将砂子输送至铺砂器进行铺砂作业。这种方式需要给每台设备配备单独的混料装置，而且还要在设备旁配备单独的吸砂机构，因而要有专门人员进行管理，这样每台设备的成本和场地浪费较多。
综上所述，如何有效地解决单台设备单独设计混料装置成本高等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种供砂系统，该供砂系统的结构设计可以有效地解决单台设备单独设计混料装置成本高的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述供砂系统的3D打印设备。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种供砂系统，包括混料装置、盛料装置和运输装置，所述混料装置用于混料，所述盛料装置用于承接所述混料装置的出料，所述运输装置能够带动所述盛料装置运动以将所述盛料装置内的物料分别运输至各需供砂的设备处为对应的所述设备供砂。
优选地，上述供砂系统中，所述盛料装置包括皮带，所述运输装置包括带动所述皮带传动的扭矩输出装置，所述皮带沿各所述设备的布置位置延伸，且所述混料装置的出料口设置于所述皮带的上方。
优选地，上述供砂系统中，所述盛料装置包括多根所述皮带，且多根所述皮带首尾依次相接呈环状设置，所述混料装置的出料经各所述皮带循环运输。
优选地，上述供砂系统中，所述盛料装置包括至少一根皮带，且所述皮带呈直线状布置，所述皮带的首端设置有所述混料装置，各所述设备沿所述皮带的延伸方向依次设置。
优选地，上述供砂系统中，所述皮带的尾端设置有用于盛放所述皮带上多余物料的存砂斗。
优选地，上述供砂系统中，还包括挡板和砂量调节装置，所述挡板位于所述皮带的边缘，且所述挡板上对应各所述设备分别设置有下料口，对应各所述下料口分别设置所述砂量调节装置，且所述砂量调节装置包括调节板和驱动部件，所述调节板位于所述皮带的上方，且一端与所述挡板转动连接，另一端能够在所述驱动部件的带动下在将所述下料口关闭及打开预设角度的范围内转动。
优选地，上述供砂系统中，所述皮带设置于各所述设备进料口的上方，与各所述下料口配合的分别设置有皮带导向装置，所述皮带导向装置的顶端与所述下料口相连，底端位于对应的所述设备的进料口上方。
优选地，上述供砂系统中，所述皮带设置于各所述设备进料口的下方，与各所述下料口配合的分别设置有皮带导向装置，与各所述设备配合的设置有集砂斗，所述皮带导向装置的顶端与所述下料口相连，底端位于对应的所述集砂斗的进料口上方，所述集砂斗与所述设备之间通过管路连接，且管路内设置有用于将所述集砂斗内的物料输送至所述设备内的提升装置。
优选地，上述供砂系统中，所述盛料装置为对应各所述设备分别设置的盛料斗或盛料车，所述盛料斗及所述盛料车的底部设置有阀口，所述运输装置为设置于所述设备的进料口上方的导轨、绳索、链条或皮带，所述运输装置沿各所述设备的布置位置延伸，以将各所述盛料斗或盛料车输送至对应的所述设备处。
优选地，上述供砂系统中，所述盛料装置为对应各所述设备分别设置的盛料斗，所述运输装置包括轨道、换向装置和与所述轨道配合的运动设备，所述运动设备带动放置于其上的盛料斗移动至对应各所述设备处，并通过所述换向装置将所述盛料斗转移至所述设备旁。
优选地，上述供砂系统中，所述盛料装置为对应各所述设备分别设置的盛料斗，所述运输装置为自动导引运输车。
优选地，上述供砂系统中，还包括设置于各所述设备旁用于放置所述盛料斗的供料台。
本发明提供的供砂系统包括混料装置、盛料装置和运输装置。其中，混料装置用于混料，盛料装置用于承接混料装置的出料，运输装置能够带动盛料装置运动以将盛料装置内的物料分别运输至各需供砂的设备处为对应的设备供砂。
应用本发明提供的供砂系统，混料装置进行集中混料，通过盛料装置将混好的物料存储，并在运输装置的带动下将盛料装置内的物料分别输送至各需要供砂的3D打印设备处。通过该供砂系统，可以给单台或多台打印机送砂，而且可以给不同机型的3D打印设备按照其所需的砂量完成输送，改善目前单台3D打印设备配备送砂、混料机构状况，减小3D打印设备成本、人员和场地的浪费，完成输送的自动化。
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种3D打印设备，该3D打印设备包括上述任一种供砂系统。由于上述的供砂系统具有上述技术效果，具有该供砂系统的3D打印设备也应具有相应的技术效果。
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获得其他的附图。
图1为本发明第一个具体实施例的供砂系统的结构示意图；
图2为图1中A部位的局部放大示意图；
图3为图1中B部位的局部放大示意图；
图4为图1中调节板关闭状态的示意图；
图5为图4对应的调节板打开状态的示意图；
图6为皮带安装示意图；
图7为本发明第二个具体实施例的供砂系统的结构示意图；
图8为本发明第三个具体实施例的供砂系统的结构示意图；
图9为图8盛料装置的结构示意图；
图10为本发明第四个具体实施例的供砂系统的结构示意图；
图11为本发明第五个具体实施例的供砂系统的结构示意图。
附图1-6中标记如下：
1-1混料装置，1-2第一皮带、1-3第二皮带、1-4第三皮带、1-5第四皮带，1-6砂子导向装置，1-7皮带导向装置，1-8调节板，1-9存砂斗，1-10电机，1-11轴承，1-12旋转轴，1-13 3D打印设备；1-14支撑杆，1-15带轮，1-16电机，1-17支撑座，1-18整体安装座；
附图7中标记如下：
2-1泵；2-2管道；2-3集砂斗；
附图8-9中标记如下：
3-1混料装置；3-2盛料装置；3-3运输系统；3-4 3D打印设备；
附图10中标记如下：
4-1混料装置、4-2 3D打印设备、4-3盛料斗、4-4运动设备、4-5轨道、4-6中转装置、4-7供料装置；
附图11中标记如下：
5-1混料装置、5-2 3D打印设备、5-3盛料斗、5-4运动设备、5-7供料装置。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种供砂系统，以减小设备成本、人员和场地的浪费。
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做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。
在一个具体实施例中，本发明提供的供砂系统包括混料装置、盛料装置和运输装置。
其中，混料装置用于混料，混料装置的具体结构此处不做限制，完成混料即可，如叶片混料。本申请是通过将多台需要供砂的设备与同一混料装置对应，即通过该混料装置满足多台设备供砂，改变现有技术中一对一的供砂关系。
盛料装置用于承接混料装置的出料，运输装置能够带动盛料装置运动以将盛料装置内的物料分别运输至各需供砂的设备处为对应的设备供砂。由于设备与混料装置为多对一的关系，故通过盛料装置和运输装置实现对完成混料的物料转移，将其运输至需要供砂的各台设备处，以分别供各台设备使用。
应用本发明提供的供砂系统，混料装置进行集中混料，通过盛料装置将混好的物料存储，并在运输装置的带动下将盛料装置内的物料分别输送至各需要供砂的3D打印设备处。通过该供砂系统，可以给单台或多台打印机送砂，而且可以给不同机型的3D打印设备按照其所需的砂量完成输送，改善目前单台3D打印设备配备送砂、混料装置状况，减小3D打印设备成本、人员和场地的浪费，完成输送的自动化。
以下分别以盛料装置和运输装置采用不同的结构为例来说明。
具体的，盛料装置包括皮带，运输装置包括带动皮带传动的扭矩输出装置，皮带沿各3D打印设备的布置位置延伸，且混料装置的出料口设置于皮带的上方。也就是通过皮带承接混料装置的出料，通过扭矩输出装置带动皮带传动，从而将皮带上的物料运输至各3D打印设备处。扭矩输出 装置具体可以为电机，并通过同步轮等传动部件带动皮带传动。皮带沿各3D打印设备的布置位置延伸，如多台3D打印设备成直线排列时，皮带沿直线延伸，多台3D打印设备成折线排列时，则皮带沿折线延伸，具体可以通过多个皮带依次连接形成折线延伸。需要说明的是，本申请中的多个指两个及两个以上。
在第一个实施例中，请参阅图1-6，盛料装置包括多根皮带，且多根皮带首尾依次相接呈环状设置，混料装置1-1的出料经各皮带循环运输。如设置四根皮带，四根皮带首尾依次相接成矩形环，并根据需要在皮带的一侧设置需供砂的3D打印设备1-13。混料装置1-1具体可以设置于其中一根皮带的前端。
具体的，混料装置1-1将砂子和固化剂在混料装置1-1中混好，然后通过砂子导向装置1-6，将砂子输送至皮带上，皮带通过带轮1-15由电机1-10驱动，带轮1-15做旋转运动，从而控制皮带转动。通过支撑座1-17来支撑带轮1-15和相关机构，然后通过首尾相接的第一皮带1-2、第二皮带1-3、第三皮带1-4和第四皮带1-5对砂子进行输送，剩余的砂子最终再次进入混料装置1-1，然后循环，待本次混完的砂子利用完毕后，再次用新的砂子混砂后循环作业。
以上说明了皮带呈环状布置，可实现循环。对于简单的现场组线是直线结构的，只是单向运输，皮带也可以呈直线布置，则盛料装置包括至少一根皮带，且皮带呈直线状布置，皮带的首端设置有混料装置1-1，各3D打印设备1-13沿皮带的延伸方向依次设置。进一步地，皮带的尾端设置有用于盛放皮带上多余物料的存砂斗1-9。在砂子完成单向传输后，剩余的砂子最终集成到存砂斗1-9中，人工或者泵带动管路再输送到混砂装置中。后续作业与上述相同，当一次混的砂子利用完后，通过人工将混砂装置里残留的砂子清除后在再次混砂，然后输送。
为了调节下沙量，还包括挡板和砂量调节装置，挡板位于皮带的边缘，且挡板上对应各3D打印设备1-13分别设置有下料口，对应各下料口分别设置砂量调节装置，且砂量调节装置包括调节板1-8和驱动部件，调节板1-8位于皮带的上方，且一端与挡板转动连接，另一端能够在驱动部件的 带动下在将下料口关闭及打开预设角度的范围内转动。具体的，驱动部件可以为电机1-16。挡板位于皮带边缘，从而防止物料从皮带上落下。对应各3D打印设备1-13，挡板上设置下料口，以便于皮带上的物料由下料口进入3D打印设备1-13。调节板1-8位于皮带上方，其底面优选与皮带接触。调节板1-8的一端与挡板转动连接，具体调节板1-8的旋转轴1-12可通过轴承1-11进行转动安装，则在砂子输送过程中，通过控制电机1-16动作，使得旋转轴1-12在轴承1-11上做旋转运动，从而调节板1-8动作，调节开口量的大小。如图2所示，当开口较大时，阻挡的砂子较多，开口较小时，阻挡砂子少，从而控制下砂量的多少，对3D打印设备1-13进行供砂。皮带的尾端可以设置存砂斗1-9，则单个皮带上残留的砂子，最终进入存砂斗1-9中，人工或者泵带动管路再输送到混料机中。
图3所示3D打印设备1-13不需要启动作业或3D打印设备1-13内还有一定余量的砂子可作业时，调节板1-8关闭，不进行供砂作业。图4所示3D打印设备1-13需要供砂时，砂量调节板1-8打开一定角度，角度需要通过3D打印设备1-13的需求量来计算，此处不做详细说明。
工作时，砂子在送入混料装置1-1完成混砂后送到皮带上，然后由皮带对砂子进行输送，在输送过程中通过调节板1-8的开合以及打开角度的大小，完成下砂，在完成一个循环后，砂子返回混料装置1-1，当一次混的砂子循环利用完，通过人工将混料装置1-1里残留的砂子清除后在再次混砂，然后循环输送。对混料装置1-1的砂子的出口位置不做具体要求，可以如图1所示，位于混料装置1-1上方，也可以位于下方，然后通过泵、螺旋输送等装置运输到皮带上。
为了便于将皮带上的物料下料至3D打印设备1-13，在上述实施例中，皮带设置于各3D打印设备1-13进料口的上方，与各下料口配合的分别设置有皮带导向装置1-7，皮带导向装置1-7的顶端与下料口相连，底端位于对应的3D打印设备1-13的进料口上方。皮带设置于3D打印设备1-13进料口的上方，如整体通过支撑杆1-14设置于3D打印设备1-13顶部，支撑杆1-14可与整体安装座1-18固定连接，运输装置整体位于3D打印设备1-13上方，砂子在皮带上输送，进而通过导向砂子可直接输送到3D打印 设备1-13中。
在第二个实施例中，请参阅图7，该实施例与上述实施例的不同在于皮带设置于各3D打印设备进料口的下方，与各下料口配合的分别设置有皮带导向装置，与各3D打印设备配合的设置有集砂斗2-3，皮带导向装置的顶端与下料口相连，底端位于对应的集砂斗2-3的进料口上方，集砂斗2-3与3D打印设备之间通过管路连接，且管路内设置有用于将集砂斗2-3内的物料输送至3D打印设备内的提升装置。具体的，皮带可以设置于地面，机构的动作和上述第一个实施例基本相同，但第一个实施例是将混好的砂子直接导入3D打印设备，现在因为位于地面，所以砂子通过皮带导向装置导入集砂斗2-3，然后在提升装置如泵2-1的压力作用，通过管道2-2，将砂子输送到3D打印设备中，此装置对提升装置的放置位置不做具体要求，可以放置在3D打印设备的上方，也可放置在3D打印设备的下方等，管道2-2可以是钢丝软管、不锈钢管等。提升装置除了泵2-1还可以为管道输送如螺旋输送等。
在第三个实施例中，请参阅图8-9，盛料装置3-2为对应各3D打印设备3-4分别设置的盛料斗或盛料车，盛料斗及盛料车的底部设置有阀口，运输装置为设置于3D打印设备3-4的进料口上方的导轨、绳索、链条或皮带，运输装置沿各3D打印设备3-4的布置位置延伸，以将各盛料斗或盛料车输送至对应的3D打印设备3-4处。在多台3DP打印机工作过程中，混料装置3-1提供打印用料，将固体颗粒状原料(如砂子)与化学液料混合均匀，由盛料装置3-2将混后物料通过运输系统3-3输送至各个打印单元，保证3DP打印机的用料需求，实现3DP打印机工厂化作业集中混料，集中供料，其中，混料装置3-1的放置位置可放置在不同位置，可与3D打印设备厂房一起，亦可分开放置；还可以放置在3D打印设备3-4一侧或打印3D打印设备3-4中间。
其中运输装置可以是导轨、绳索、链条、皮带等传动装置，不做具体要求，只要可以实现运输即可，盛料装置3-2可以是盛料车通过电动等方式在轨道绳索上运行，也可以是盛料斗等其他盛料装置3-2。盛料装置3-2通过运输装置到达3D打印设备3-4顶部后，打开阀口让物料流入3D打印 设备3-4进行作业。
在第四个实施例中，请参阅图10，盛料装置为对应各3D打印设备4-2分别设置的盛料斗4-3，运输装置包括轨道4-5、换向装置和与轨道4-5配合的运动设备4-4，运动设备4-4带动放置于其上的盛料斗4-3移动至对应各3D打印设备4-2处，并通过换向装置将盛料斗4-3转移至3D打印设备4-2旁。
物料在混料装置4-1中混好后进入盛料斗4-3，盛料斗4-3在运动设备4-4上放置，跟随运动设备4-4在轨道4-5上循环动作，轨道4-5中有可旋转换向装置，实现运动设备4-4在轨道4-5上的转向，运动设备4-4在到达3D打印设备4-2旁边时，将盛料斗4-3通过换向后转运到3D打印设备4-2旁边。具体的，3D打印设备4-2旁可以设置供料装置4-7，则将盛料斗4-3通过换向后转运到供料装置4-7。然后根据需要可通过泵或者皮带、螺旋输送等给3D打印设备4-2的供料。
当3D打印设备4-2旁的盛料斗4-3里的物料用完后，运动设备4-4过来将盛料斗4-3接走，然后其他运动设备4-4给3D打印设备4-2换上新的盛料斗4-3供料。在运动过程中当运动设备4-4是电动装置如RGV时，如果碰到迎面的运动设备4-4，其中一个根据离中转装置4-6的距离，进入中转装置4-6，待前方无障碍时在进入传输装置运动。
在第五个实施例中，请参阅图11，盛料装置为对应各3D打印设备5-2分别设置的盛料斗5-3，运输装置为自动导引运输车。实施例与第四个实施例不同的是，运动设备5-4是不需要在特定轨道上运行，例如AGV，不需要特定轨道可以自由运动，只需运动设备5-4自由运动后将盛料斗5-3直接运输至3D打印设备5-2旁进行供料。在3D打印设备5-2旁放置有供料装置5-7时，则运动设备5-4自由运动后将盛料斗5-3直接供料装置5-7上。
在第四及第五实施例中，还包括设置于各3D打印设备旁用于放置盛料斗的供料台。通过供料台的设置，以便于放置盛料斗。且上述两个实施例中图示对3D打印设备旁的供料装置5-7数量不做数量限制，供料频率低可以是1个，如果供料频率高，为了料斗转换时供料不中断，可以是多个。
基于上述实施例中提供的供砂系统，本发明还提供了一种3D打印设备，该3D打印设备包括上述实施例中任意一种供砂系统。由于该3D打印设备采用了上述实施例中的供砂系统，所以该3D打印设备的有益效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

  1. 一种供砂系统，其特征在于，包括相互连接的混料装置、盛料装置和运输装置，所述混料装置用于混料，所述盛料装置用于承接所述混料装置的出料，所述运输装置能够带动所述盛料装置运动以将所述盛料装置内的物料分别运输至各需供砂的设备处为对应的所述设备供砂。
  2. 根据权利要求1所述的供砂系统，其特征在于，所述盛料装置包括皮带，所述运输装置包括带动所述皮带传动的扭矩输出装置，所述皮带沿各所述设备的布置位置延伸，且所述混料装置的出料口设置于所述皮带的上方。
  3. 根据权利要求2所述的供砂系统，其特征在于，所述盛料装置包括多根所述皮带，且多根所述皮带首尾依次相接呈环状设置，所述混料装置的出料经各所述皮带循环运输。
  4. 根据权利要求2所述的供砂系统，其特征在于，所述盛料装置包括至少一根皮带，且所述皮带呈直线状布置，所述皮带的首端设置有所述混料装置，各所述设备沿所述皮带的延伸方向依次设置。
  5. 根据权利要求4所述的供砂系统，其特征在于，所述皮带的尾端设置有用于盛放所述皮带上多余物料的存砂斗。
  6. 根据权利要求2-5任一项所述的供砂系统，其特征在于，还包括挡板和砂量调节装置，所述挡板位于所述皮带的边缘，且所述挡板上对应各所述设备分别设置有下料口，对应各所述下料口分别设置所述砂量调节装置，且所述砂量调节装置包括调节板和驱动部件，所述调节板位于所述皮带的上方，且一端与所述挡板转动连接，另一端能够在所述驱动部件的带动下在将所述下料口关闭及打开预设角度的范围内转动。
  7. 根据权利要求6所述的供砂系统，其特征在于，所述皮带设置于各所述设备进料口的上方，与各所述下料口配合的分别设置有皮带导向装置，所述皮带导向装置的顶端与所述下料口相连，底端位于对应的所述设备的进料口上方。
  8. 根据权利要求6所述的供砂系统，其特征在于，所述皮带设置于各所述设备进料口的下方，与各所述下料口配合的分别设置有皮带导向装置， 与各所述设备配合的设置有集砂斗，所述皮带导向装置的顶端与所述下料口相连，底端位于对应的所述集砂斗的进料口上方，所述集砂斗与所述设备之间通过管路连接，且管路内设置有用于将所述集砂斗内的物料输送至所述设备内的提升装置。
  9. 根据权利要求1所述的供砂系统，其特征在于，所述盛料装置为对应各所述设备分别设置的盛料斗或盛料车，所述盛料斗及所述盛料车的底部设置有阀口，所述运输装置为设置于所述设备的进料口上方的导轨、绳索、链条或皮带，所述运输装置沿各所述设备的布置位置延伸，以将各所述盛料斗或盛料车输送至对应的所述设备处。
  10. 根据权利要求1所述的供砂系统，其特征在于，所述盛料装置为对应各所述设备分别设置的盛料斗，所述运输装置包括轨道、换向装置和与所述轨道配合的运动设备，所述运动设备带动放置于其上的盛料斗移动至对应各所述设备处，并通过所述换向装置将所述盛料斗转移至所述设备旁。
  11. 根据权利要求1所述的供砂系统，其特征在于，所述盛料装置为对应各所述设备分别设置的盛料斗，所述运输装置为自动导引运输车。
  12. 根据权利要求10或11所述的供砂系统，其特征在于，还包括设置于各所述设备旁用于放置所述盛料斗的供料台。
  13. 一种3D打印设备，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的供砂系统。
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