基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统及控制方法技术方案

一种基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统及控制方法，可解决传统3D打印建筑构件效率较低的技术问题。包括分别与控制箱连接的干料提升机、砂浆搅拌机及砂浆泵、进水管，所述进水管通过电磁阀与控制箱连接，所述干料提升机的入口连接料仓，所述干料提升机出口与砂浆搅拌机的入口连接，所述砂浆搅拌机的出口与砂浆泵连接，所述进水管的出水口设置在砂浆搅拌机的入口的上方，还包括3D打印机，所述砂浆泵的出口与所述3D打印机的入口连接，所述3D打印机还与控制箱连接。本发明专利技术解决传统3D打印材料的凝结时间与打印高度之间的矛盾，导致打印效率较低的技术问题，并且有效地改善了现有技术中自动化程度低、对劳动人员需求量大、生产效率低的情况。

【技术实现步骤摘要】
基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统及控制方法
本专利技术涉及建筑施工领域，具体涉及一种基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统。
技术介绍
3D打印技术是20世纪80年代后期逐渐兴起的一项新兴制造技术，是一种以数字模型为基础，运用计算机自动控制技术，通过逐层打印方式构造三维实体的快速制造工艺，又称增材制造。随着我国建筑工业化和信息技术的不断发展，3D打印建筑技术为建筑工业化发展提供了新的选择，相对于传统建造方式，混凝土3D打印具备环保、节能和安全的优势，可推进建筑产业的升级和转型。然而，随着3D打印建筑构件尺寸越来越大，人工投料无法满足生产需求，效率较低且打印材料存在易凝固堵料、供料系统易故障无法连续供料、供料系统自动化程度低、供料精度难以控制等问题，所以建立全自动连续搅拌生产线，确保供料系统不凝结堵塞，材料保持良好的和易性，是相关
急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提出的一种基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统，可解决传统3D打印建筑构件效率较低的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统，包括分别与控制箱连接的干料提升机、砂浆搅拌机及砂浆泵、进水管，所述进水管通过电磁阀与控制箱连接，所述干料提升机的入口连接料仓，所述干料提升机出口与砂浆搅拌机的入口连接，所述砂浆搅拌机的出口与砂浆泵连接，所述进水管的出水口设置在砂浆搅拌机的入口的上方，还包括3D打印机，所述砂浆泵的出口与所述3D打印机的入口连接，所述3D打印机还与控制箱连接。进一步的，还包括称料系统，所述称料系统设置在干料提升机及砂浆搅拌机之间，具体的所述称料系统分别与干料提升机出口、进水管的出口及砂浆搅拌机的入口连接，所述称料系统还与控制箱连接。进一步的，所述称料系统包括干料称和水称，所述干料提升机的出口与干料称连通，所述进水管的出口与水称连通。进一步的，所述进水管设置有数显流量控制阀。进一步的，所述的砂浆搅拌机的出口设置可活动挡板。一种基于3D打印混凝土连续式搅拌及泵送控制方法，包括以下步骤：S1、确定出3D打印机的生产力值，并且按照3D打印机的生产力值，换算出干粉料、水的使用量；S2、将所述干粉料投入料仓，通过干料提升机运送至砂浆搅拌机内；S3、设置控制箱，设定每间隔时间为T时称量定量干粉料，同时控制水的进入量，在砂浆搅拌机内使干粉料和水拌合均匀；S4、搅拌完成后通过砂浆泵泵送至3D打印机的储料仓，其中每个循环的过程总间隔时间为T；S5、打印完成后通过控制箱设置，停止干料进料，继续保持进水，完成砂浆搅拌机、砂浆泵及3D打印机的的清洗。由上述技术方案可知，本专利技术的基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统该装置主要包括干料提升机、进水管、立式砂浆搅拌机、砂浆泵、控制箱，其中所述干料提升机顶部的秤在称量完成后可直接投料至砂浆搅拌机，具有定量定时称量上干料的功能；设置在立式砂浆搅拌机上的数显流量控制阀，具有定时定量进水的功能；搅拌机底部的可开窗口，具有定时搅拌并卸料的功能，最后在控制箱的集中控制下，将进干料、进水、搅拌、卸料、泵送的功能一体化，实现定时定量搅拌并泵送，可使3D打印机连续不间断供料完成建筑构件打印工作，区别于传统的小型搅拌站设备，本套系统可以有效解决传统3D打印材料的凝结时间与打印高度之间的矛盾，也有效解决了当前3D构筑物单次打印高度较低的问题，并且有效地改善了现有技术中自动化程度低、对劳动人员需求量大、生产效率低的情况。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的控制箱控制框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，本实施例所述的基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统，包括分别与控制箱连接的干料提升机2、砂浆搅拌机3及砂浆泵5、进水管6，所述进水管6通过电磁阀与控制箱连接，所述电磁阀具体为数显流量控制阀。所述干料提升机2的入口连接料仓1，所述干料提升机2出口与砂浆搅拌机3的入口连接，所述砂浆搅拌机3的出口与砂浆泵5连接，所述砂浆泵5具有定时泵送的功能。所述进水管6的出水口设置在砂浆搅拌机3的入口的上方，还包括3D打印机7，所述砂浆泵5的出口与所述3D打印机7的入口连接，所述3D打印机7还与控制箱连接。还包括称料系统，所述称料系统设置在干料提升机2及砂浆搅拌机3之间，具体的所述称料系统分别与干料提升机2出口、进水管6的出口及砂浆搅拌机3的入口连接，所述称料系统还与控制箱连接。所述称料系统包括干料称41和水称42，所述干料提升机3的出口与干料称41连通，所述进水管6的出口与水称42连通。可以理解的是本专利技术通过称料系统称量完成后可直接投料至立式砂浆搅拌机，具有定量定时称量不间断上干料的功能。所述的砂浆搅拌机3的出口设置可活动挡板，具有定时搅拌并卸料的功能，砂浆完成搅拌后可直接底部放料进入砂浆泵。如图2所示，本专利技术实施例的控制箱通过控制干料提升机、自来水管电磁阀、干料称、水称、立式搅拌机及砂浆泵进而控制进干料、进水、搅拌、卸料、泵送的功能，实现定时定量搅拌并泵送3D打印材料。本专利技术实施例具体控制步骤如下：合理推定出3D打印机的生产力范围，并假设3D打印机生产力为25L/10min；按照3D打印机的生产力，换算干粉料、水的使用量，拌和25L的3D打印混凝土材料需要干粉料50Kg、水7Kg(保证3D打印砂浆的保坍时间为10min，即3D打印砂浆的跳桌流动度在15min内的损失小于10mm)；将干粉料投入料仓，通过干粉料提升机运送至搅拌机内，通过控制箱设置，每10min称量50Kg干粉料；同时通过流量计控制每10min进7Kg水。干粉料和水在搅拌机内拌合3min，搅拌完成后通过砂浆泵泵送至3D打印机的储料仓，其中每个循环过程的总间隔为10min；可以精确的完成每10min打印25L的砂浆；连续打印2h，打印高度超过2m，底层无明显形变，打印面平整。打印完成后通过控制箱设置，停止干料进料，继续保持进水，完成立式砂浆搅拌机、泵及3D打印机储料仓、打印口的清洗。本套系统基本实现了3D打印的完全自动化，解放了生产力，降低了生产成本，提高了生产效率。不采用连续式搅拌及泵送系统，只采用人工供料方式的单独的相同的3D打印机，需要至少两名工人不间断供料，而工人卸料、供料、包括运送时间就超过10min，而且由于人为时间的不可控制性，所以使用人工上料的方法的3D打印机的生产力最多为25L/20min，以保坍时间20min为例。以每20min打印25L为例，在打印到1h时，由于底层形变，整个3D打印的构筑物坍塌，并且打印面不平整。所以本连续搅拌系统不但提高了生产效率，将相同的3D打印机生产力从25L/20min提高到了25L/10min，并且节约了上料的人工，也降低了打印坍塌失败的可能性。相较于自动清洗的3D打印混凝土连续式搅拌及泵送生产线，采用人工供料的方式的单独的相同的3D打印机在打印结束时需要工人手持水管清洗，增加清洗难度，也增加了人工成本。以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统，包括分别与控制箱连接的干料提升机（2）、砂浆搅拌机（3）及砂浆泵（5）、进水管（6），所述进水管（6）通过电磁阀与控制箱连接，所述干料提升机（2）的入口连接料仓（1），所述干料提升机（2）出口与砂浆搅拌机（3）的入口连接，所述砂浆搅拌机（3）的出口与砂浆泵（5）连接，所述进水管（6）的出水口设置在砂浆搅拌机（3）的入口的上方，其特征在于：还包括3D打印机（7），所述砂浆泵（5）的出口与所述3D打印机（7）的入口连接，所述3D打印机（7）还与控制箱连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统，包括分别与控制箱连接的干料提升机（2）、砂浆搅拌机（3）及砂浆泵（5）、进水管（6），所述进水管（6）通过电磁阀与控制箱连接，所述干料提升机（2）的入口连接料仓（1），所述干料提升机（2）出口与砂浆搅拌机（3）的入口连接，所述砂浆搅拌机（3）的出口与砂浆泵（5）连接，所述进水管（6）的出水口设置在砂浆搅拌机（3）的入口的上方，其特征在于：还包括3D打印机（7），所述砂浆泵（5）的出口与所述3D打印机（7）的入口连接，所述3D打印机（7）还与控制箱连接。2.根据权利要求1所述的基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统，其特征在于：还包括称料系统，所述称料系统设置在干料提升机（2）及砂浆搅拌机（3）之间，具体的所述称料系统分别与干料提升机（2）出口、进水管（6）的出口及砂浆搅拌机（3）的入口连接，所述称料系统还与控制箱连接。3.根据权利要求2所述的基于3D打印混凝土连续式搅拌泵送控制系统，其特征在于：所述称料系统包括干料称（41）和水称（42），所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建伟，唐洁，王仲汉，黄海，元强，刘洋，姚佳楠，汪志勇，陈娟，于建，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，安徽中铁工程材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34