一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，包括物料斗，物料仓，缸体，所述缸体的一端连接有导流管，所述缸体内安装有活塞，所述物料仓内安装有控制阀，所述控制阀与物料仓同轴安装并通过设置在物料仓外部侧面上的第一电机驱动，以用于搅拌物料并将物料流转到所述缸体内；所述活塞连接有丝杆，所述丝杆通过第二电机驱动。本发明专利技术通过在物料仓内设置控制阀，既可以实现物料的搅拌混合作用，同时实现了物料从物料斗到缸体内的有序转移，整个挤出过程稳定，高效，无需人工进行操作。

Cylinder block reciprocating extruder for 3D food printing

The invention discloses a cylinder reciprocating extrusion machine for 3D food printing, including material hopper, material bin, cylinder, one end of the cylinder is connected with a guide pipe, the cylinder provided with a piston, wherein the material bin is installed in the control valve, the control valve and the material bin coaxial mounting and drive the first motor is arranged on the external side of the material bin, for mixing material and material flow to the cylinder body; the piston is connected with a screw rod, the screw rod by second motor drive. By setting the control valve in the material bin, can realize the mixing effect of the material, and the material from the material hopper to the orderly transfer of the cylinder body, the extrusion process is stable and efficient, without manual operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机
本专利技术涉及3D打印装置领域，尤其涉及用于食品3D打印设备装置领域，具体的说，是一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机。
技术介绍
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。当前已经存在将3D打印技术应用到食品行业领域，其中对食品加工成型会用到挤出机。现有的挤出机通常是通过手动操作，机械辅助，物料的挤出过程通常都是依赖于人的操作，凭借经验和主观判断实现物料的挤出。这种方式优点是操作灵活，可以随意停止，但存在比较严重和明显的不足；例如：挤出的速率不均匀，效率低，产品的一致性无法得到统一。而采用ED打印技术，通过程序控制，利用机械模具的一致性可以确保挤出物料形状的一致性，同时根据物料堆砌产品的形状不同可以调整自动挤出速度的快慢。中国专利，申请号：201410374807.1，授权公告号CN104339625B，公开了一种挤出机，包括缸体和电机，以及布置在缸体中的挤出机螺杆的工作部分，还有用于分开电机与传动装置动力的离合器和控制装置，以及采用传感单元检测螺杆插入在缸体内的位置，以实现精确控制的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，用于解决现有的挤出机采用人工操作，机械辅助的方式不容易实现精确控制，需要依赖于操作人员的技术和经验，对于物料挤出的速率，效率不具有稳定性和统一性，不利于工业化大生产；进一步地，提出一种与
技术介绍
中检索到的挤出机不同构造的新方案。本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，包括用于进料的物料斗，与所述物料斗出料端密闭连接的物料仓，与所述物料仓密闭连接的缸体，所述缸体的一端贯穿连接有用于将物料排出的导流管，所述缸体内安装有用于将物料挤压进入所述导流管的活塞，所述物料仓内安装有用于搅拌和流转物料的控制阀，所述控制阀与物料仓同轴安装并通过设置在物料仓外部侧面上的第一电机驱动，以用于搅拌物料并将物料流转到所述缸体内；所述活塞远离导流管的一侧固定连接有用于驱动活塞往复运动的丝杆，所述丝杆靠近活塞的一段为光轴，远离活塞的一段设置有外螺纹，所述丝杆通过第二电机驱动连接。为了更进一步的实现本专利技术，优选地，所述控制阀为中空结构的圆筒状且沿长度方向设置有开口，所述开口与两端侧壁相交处为圆弧设置且圆弧半径与所述活塞的半径相适应。工作流程及原理：为了更好的说明上述产品结构，下面按照物料的流转顺序对本专利技术进行说明。在说明之前需要强调的是本专利技术中所述的第一电机和第二电机需要的电源均为家用市电，若匹配较小功率或者特殊应用环境也可以匹配直流电，只需要增设对应的交直流转换器和/或变压器即可以实现，这对于本领域技术人员来说是显而易见的公知常识，因此，在此就不再做详述。情况一：在对不需要加热融化的物料进行挤出工作时，首先，将符合要求的物料按照设定的比例放入物料斗内，开启第一电机和第二电机，第一电机的转动驱动着控制阀不断的搅动着物料。由于控制阀为中空结构且沿长度方向设置有开口，当控制阀没旋转一个周期，则开口则会运动一个完整的圆周，当开口运动到对准物料斗时，即处于正上方时，物料在重力的作用下会自动通多所述开口进入到控制阀的空腔内，当控制阀继续旋转运动，当开口运动到下方时，位于控制阀空腔内的物料在重力作用下进入到缸体内，如此反复，直到控制第一电机的控制装置停止发出驱动信号，第一电机停止工作，同时控制装置向第二电机发出驱动信号，驱动第二电机工作，在第二电机的驱动下丝杆向靠近活塞的方向做直线运动。此时控制阀的开口方向是处于竖直向下的，也就是正好与缸体连通，形成一个相对密闭的空腔，活塞推动物料进入导流管，实现物料的挤出。值得说明的是：利用控制装置控制，譬如PLC逻辑控制器或者单片机均可实现对一电机为驱动单元的驱动装置进行逻辑控制，单片机通常可以采用PIC系列，例如型号为PICFA\PICF、PICF//等型号均可实现。单片机以输出方波的方式对驱动单元进行信号控制，实现全自动机械控制，避免了人工手动操作的繁琐和不稳定的情况。由于通过单片机控制驱动机构的系统在现有技术中有多种组合均可实现，且并非本方案需要保护和改进的地方，在市面上采用现有的控制系统即可实现，因此，在此就不再对系统模块的组合和控制部分进行详述。为了更进一步的实现本专利技术，优选地，所述导流管与缸体之间设置有防回流装置，所述防回流装置包括固定连接导流管与缸体的防回流壳体，所述防回流壳体内固定连接有限位柱，所述限位柱的末端固定连接有具有开口的环状滑套，所述滑套滑动连接有用于阻止物料从导流管一端流入缸体内的防回流阀栓，所述防回流阀栓通过与滑套滑动连接的滑杆实现在防回流阀栓内往复移动所述防回流阀栓与防回流壳体之间设置有处于压缩状态的弹簧。所述缸体靠近第二电机的一端设置有缸体盖，所述缸体盖与缸体可拆卸密封连接，便于对活塞的维护和更换，以及清除缸体内的残余物料。当活塞对缸体内的物料进行挤压时，物料受到活塞的压力作用会向阻力较小的放心进行运动，由于缸体的四周都是封闭的，上方开口处为控制阀所密封，因此，物料在活塞的挤压作用下只能通过导流管排出，当物料施加在防回流阀栓表面的应力大于所述弹簧的弹力时，防回流阀栓与防回流壳体之间出现空隙，随着物料挤压的应力的不断加大，空隙不断加大，物料通过空隙进入到导流管中。值得说明的是：防回流阀栓与防回流壳体之间的空隙不会无限加大，当防回流阀栓后退到限位柱时，则在限位柱的抵挡下防回流阀栓与防回流壳体之间的间隙达到最大值。当活塞回缩的时候，由于物料对防回流阀栓没有了正压力，因此，在弹簧弹力作用下，防回流阀栓自动复位并与防回流阀体自动贴合。为了更进一步的实现本专利技术，优选地，所述缸体的下部设置有缸体底座，所述缸体底座向所述丝杆一端延伸并与容纳丝杆的机座固定连接，所述机座上端安装有所述第二电机，所述丝杆具有外螺纹的一端上螺纹连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母固定连接有嵌套在所述机座侧壁上的固定轴承，所述丝杆螺母通过传动皮带与可拆卸固定连接在所述第二电机输出轴上的驱动轮驱动连接。为了更进一步的实现本专利技术，优选地，所述丝杆靠近机座一端设置有防止丝杆随丝杆螺母转动的防旋转柱，所述防旋转柱滑动连接在机座内壁上的滑道内，所述滑道端头设置有限制丝杆回缩过量的滑道座。由于丝杆与丝杆螺母是通过将相互之间的旋转运动转换成丝杆的往复直线运动，因此，丝杆会受到一个丝杆螺母施加的旋转力，为了避免因丝杆与丝杆螺母之间发生同向旋转，影响到丝杆进给量的准确性，因此在丝杆末端设置方旋转柱，避免了丝杆的旋转，确保了丝杆的精准进给量。为了更进一步的实现本专利技术，优选地，所述导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，包括用于进料的物料斗（6），与所述物料斗（6）出料端密闭连接的物料仓（8），与所述物料仓（8）密闭连接的缸体（10），所述缸体（10）的一端贯穿连接有用于将物料排出的导流管（2），所述缸体（10）内安装有用于将物料挤压进入所述导流管（2）的活塞（11），其特征在于：所述物料仓（8）内安装有用于搅拌和流转物料的控制阀（9），所述控制阀（9）与物料仓（8）同轴安装并通过设置在物料仓（8）外部侧面上的第一电机（12）驱动，以用于搅拌物料并将物料流转到所述缸体（10）内；所述活塞（11）远离导流管（2）的一侧固定连接有用于驱动活塞（11）往复运动的丝杆（19），所述丝杆（19）靠近活塞（11）的一段为光轴，远离活塞（11）的一段设置有外螺纹，所述丝杆（19）通过第二电机（14）驱动连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，包括用于进料的物料斗（6），与所述物料斗（6）出料端密闭连接的物料仓（8），与所述物料仓（8）密闭连接的缸体（10），所述缸体（10）的一端贯穿连接有用于将物料排出的导流管（2），所述缸体（10）内安装有用于将物料挤压进入所述导流管（2）的活塞（11），其特征在于：所述物料仓（8）内安装有用于搅拌和流转物料的控制阀（9），所述控制阀（9）与物料仓（8）同轴安装并通过设置在物料仓（8）外部侧面上的第一电机（12）驱动，以用于搅拌物料并将物料流转到所述缸体（10）内；所述活塞（11）远离导流管（2）的一侧固定连接有用于驱动活塞（11）往复运动的丝杆（19），所述丝杆（19）靠近活塞（11）的一段为光轴，远离活塞（11）的一段设置有外螺纹，所述丝杆（19）通过第二电机（14）驱动连接。2.根据权利要求1所述的一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，其特征在于：所述控制阀（9）为中空结构的圆筒状且沿长度方向设置有开口，所述开口与两端侧壁相交处为圆弧设置且圆弧半径与所述活塞（11）的半径相适应。3.根据权利要求1所述的一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，其特征在于：所述导流管（2）与缸体（10）之间设置有防回流装置，所述防回流装置包括固定连接导流管（2）与缸体（10）的防回流壳体（4），所述防回流壳体（4）内固定连接有限位柱（23），所述限位柱（23）的末端固定连接有具有开口的环状滑套（24），所述滑套（24）滑动连接有用于阻止物料从导流管（2）一端流入缸体（10）内的防回流阀栓（3），所述防回流阀栓（3）通过与滑套（24）滑动连接的滑杆（25）实现在防回流阀栓（3）内往复移动且所述防回流阀栓（...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢明阳，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川,51