一种建筑3D打印油墨生产装置的制作方法

本发明属于特种砂浆生产设备技术领域，尤其涉及一种建筑3d打印油墨生产装置。

背景技术：

建筑3d打印技术是将3d打印与建筑施工有机结合起来，通过逐层累加材料来制造实物的的一种新型建筑技术。建筑3d打印技术与传统建筑技术相比，其优势在于速度快，不需要使用模板，不需要数量庞大的建筑工人，可以节省人力成本、提高建造效率；可以非常容易地打印出其他方式很难建造的高成本曲线建筑。传统的水泥基胶凝材料存在凝结硬化时间长、流动性差等问题，难以满足建筑3d打印技术的要求。相比于传统建筑技术，建筑3d打印技术对建筑材料的要求更高。建筑3d打印油墨一种新型建筑材料，具有可塑性、流动性、触变性、层间结合性、挤出性、建造性、以及早期强度等有别于传统建筑材料的性能，以水泥为主要胶凝材料，粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣等工业废物为掺合料，化学纤维为主要增强材料，以工业垃圾、矿山尾矿、破碎后的城市建筑垃圾等为支撑骨料，再辅以少量胶粉、减水剂等外加剂制成的。建筑3d打印油墨具有节约资源、保护环境、确保建筑工程质量、实现资源再利用等方面的优点，已逐步被人们所认知和重视。

现如今市场上的油墨总体需求量比较小，市场上还没有大型专业生产油墨的装置，油墨制作从原材料准备到生产配料过程全部需要人工操作，无法实现自动化生产，工人工作量比较大进而导致较高人工成本。同时现有油墨生产设备生产能力较小，生产能力无法满足日常生产以及外销需求。并且生产现场粉尘弥漫，环境恶劣，严重影响劳动者身心健康。

技术实现要素：

本发明提供一种建筑3d打印油墨生产装置，旨在解决上述的问题。

本发明是这样实现的，一种建筑3d打印油墨生产装置，包括干砂组件、粉料供给组件、外加剂组件、搅拌组件和成品处理组件，其中：

所述干砂组件用于对原料干砂进行暂存并按照配比精确的全自动添加到所述搅拌组件中；

所述粉料供给组件用于常用辅料进行暂存以及按照配比精确的全自动添加到所述搅拌组件中；

所述外加剂组件用于对不常用辅料进行暂存以及通过全自动或者手动两种方式中的任一种添加到所述搅拌组件中；

所述搅拌组件用于对原料干砂、常用辅料以及不常用辅料进行破碎以及均匀混合形成成品油墨，最后将成品油墨排放到所述成品处理组件中；

所述成品处理组件用于对混合均匀的成品油墨进行储存。

优选的，所述干砂组件包括用于将散装车运输来的沙子进行暂储的干砂仓以及按照配比将需要的沙子作称重计量处理后进行上料的砂计量部。

优选的，所述粉料供给组件包括用于对不同种类常用辅料进行分开盛装的多个粉料仓，以及用于对各个所述粉料仓中的常用辅料进行逐个称重计量后按照配比进行上料的粉料计量部。

优选的，所述外加剂组件包括四个用于自动添加不常用辅料的自动添加仓以及一个用于人工添加不常用辅料的人工添加仓，所述自动添加仓以及所述人工添加仓均通过外添加剂计量部对不常用的辅料进行称重计量后逐个按照配备上料。

优选的，所述搅拌组件采用无重力双轴桨叶混合机，包括卧式筒体、传动机构、双轴搅拌桨叶三个部分，所述传动机构带动双轴搅拌桨叶在所述卧式筒体中进行转动用于对内部的物料进行混合。

优选的，所述成品处理组件由成品暂存仓、成品提升斗、成品仓三个部分组成，混合均匀的油墨卸料至所述成品暂存仓，经所述成品提升斗提升至所述成品一仓存储，用于备后续生产使用。

优选的，所述砂计量部、所述粉料计量部以及所述外添加剂计量部均包括计量斗、振动器、气动蝶阀、传感器四部分，其中所述外添加剂计量部还包括螺旋输送机以及小料仓。

优选的，还包括用于对各个组件中需要气动控制的元件供气的气路组件，所述气路组件包括空压机，气控箱、储气罐、过滤器、气动三联件以及配套的尼龙管及接头配件。

优选的，还包括电气操作及控制组件，该电气操作及控制组件用于对各个组件中需要电力控制的元件，进行电力供给以及统一的plc控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种建筑3d打印油墨生产装置，从原材料准备到生产配料全部过程全自动生产控制，全部生产配料过程只需安排一个工人坐在电脑屏幕后台操作整个生产流程，设备生产能力大，每小时5-6吨产能，可以满足日常生产以及外销需求。原材料采用散装罐车送料至原料仓，降低了原料成本，减轻了员工的劳动强度，油墨从生产到出料的全过程都是在密闭状态下自动机生产，减少了环境污染，改善了工人的劳动环境，为3d打印车间带来了显著的经济效益。

附图说明

图1为本发明的整体加工示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的正视结构示意图；

图4为本发明的侧视结构示意图；

图中：1、干砂组件；11、干砂仓；12、砂计量部；13、除尘器；14、破拱装置；2、粉料供给组件；21、粉料仓；22、粉料计量部；3、外加剂组件；31、自动添加仓；32、人工添加仓；33、外添加剂计量部；4、搅拌组件；41、卧式筒体；42、传动机构；43、双轴搅拌桨叶；5、成品处理组件；51、成品暂存仓；52、成品提升斗；53、成品仓；6、气路组件；81、计量斗；82、振动器；83、气动蝶阀；84、传感器；85、螺旋输送机；86、手动蝶阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种建筑3d打印油墨生产装置，包括干砂组件1、粉料供给组件2、外加剂组件3、搅拌组件4和成品处理组件5，其中：

干砂组件1用于对原料干砂进行暂存并按照配比精确的全自动添加到搅拌组件4中；

粉料供给组件2用于常用辅料进行暂存以及按照配比精确的全自动添加到搅拌组件4中；

外加剂组件3用于对不常用辅料进行暂存以及通过全自动或者手动两种方式中的任一种添加到搅拌组件4中；

搅拌组件4用于对原料干砂、常用辅料以及不常用辅料进行破碎以及均匀混合形成成品油墨，最后将成品油墨排放到成品处理组件5中；

成品处理组件5用于对混合均匀的成品油墨进行储存。

进一步；干砂组件1由干砂仓11与砂计量部12组成，干砂仓11具备密闭、防潮、重量显示等重要功能，同时设有称重传感器84，除尘器13、透气装置、破拱装置14、手动插板阀、气动插板阀及输送管路等附件。30-40目干砂通过散装运输车的气力输送装置进入干砂仓11内存储，以备待用。

配料生产时利用蝶阀将干砂仓11中的干砂流入砂计量部12，砂计量部12利用现有设置的计算机程序，控制着砂计量部12的振动器82的上下振动，按照配比，精准计量定量的干砂使之卸至搅拌组件4。

进一步；粉料供给组件2由粉料计量部22与粉料仓21组成，各粉料仓21圴设有称重传感器84，除尘器13、透气装置、破拱装置14、手动蝶阀86及输送管路等附件。螺旋输送机85采用全叶式叶片结构，粉料供给组件2应设置水泥、钢渣粉、矿粉、脱硫灰等4个粉料仓21，提前通过罐车利用气力运输存储一定量的粉料于相应粉料仓21内。

配料生产时，利用现有的计算机程序，按照配比，控制水泥、钢渣粉、矿粉、脱硫灰等粉料仓21内的粉料通过给料螺旋输送机85依次输送定量的粉料至粉料计量部22，计量好的粉料先后进入搅拌组件4内混合。

进一步；外加剂组件3包括四个用于自动添加不常用辅料的自动添加仓31以及一个用于人工添加不常用辅料的人工添加仓32，所述自动添加仓31以及所述人工添加仓32均通过外添加剂计量部33对不常用的辅料进行称重计量后逐个按照配备上料。外加剂组件3中的自动加料部分由不锈钢小料仓、振动器82、气动蝶阀83、气动蝶阀83、传感器84、螺旋输送机85、计量斗81等几部分组成。外加剂组件3中的自动加料部分由斗体、机架、气动蝶阀83、连接管路四部分组成。综合考虑油墨辅料外加剂的种类与特性，分别设置四个自动添加仓31与一个人工添加仓32，每隔一段时间采用升降货梯人工投料方式向各个添加剂仓存储一定量的外加剂。

每次使用量较大且没特殊要求的外加剂通过自动添加仓31利用给料螺旋输送机85依次输送定量的粉料至外加剂组件3，计量好的粉料先后进入搅拌组件4内混合。为保证精度，对纤维状或絮状等较容易堵塞设备的外加剂则通过事先用电子秤定量称量，配料生产时人工投加人工添加仓32到搅拌组件4内混合。

进一步；搅拌组件4为无重力双轴桨叶混合机由卧式筒体41、传动机构42、双轴搅拌桨叶43组成，并可选配破碎棒；为保证油墨原料混合均匀度高，综合考虑每种原料特性，本系统采用双轴无重力we-3型搅拌机，搅拌时间10min，混合均匀度大于95％，最大填加体积1000l，最大搅拌重量1500㎏，有效形成颗粒的剪切、扩散、对流机理，气压密封性能优异；出料口分为大开门式和小开门式，大开门式出料快捷无残留，优点是适用范围广、混合均匀度高、混合时间短。

事先设定好的计算机程序使得计量好的砂料、粉料全部进入搅拌组件4后，搅拌组件4自动开启搅拌程序，工作时，双轴相对反向旋转带动不同角度的桨叶将物料沿轴向、径向循环翻动，在高线速度的作用下物料被抛起处于失重(即无重力)状态后落下，抛起和落下时物料交叉混合达到均匀，混料结束后会自动开启气动卸料门，卸料至成品暂存仓51，卸料结束后自动关闭卸料门。

进一步；成品处理组件5由成品暂存仓51、成品提升斗52、成品仓53三个部分组成，混合均匀的油墨卸料至成品暂存仓51，经成品提升斗52提升至成品仓53存储，以备后续生产使用。

其中：为保证气路中得到干燥充足的气源，以及保证各气动元件可靠执行各自规定的动作，设置了一套气路组件6即供气系统，包含空压机一台，气控箱、储气罐、过滤器一只、气动三联件一只以及配套的尼龙管及接头等配件。气路组件6所用的压缩空气由空压机提供，经储气罐、气动三联体，通过电磁阀控制各个气动执行元件，如气动蝶阀83的启闭。气控箱分两部分：主站气控箱、水泥仓破供气控箱。

其中；电气操作及控制组件包括硬件和软件两部分，

电源：采用三相四线380/220v50hz用净化稳压电源给微机供电，以确保微机工作的稳定性即可靠性。所有电磁阀均采用直流24v供电，提高了阀的使用即可靠性。所有动力电缆均采用三相四线，单点共地，大大提高了系统的可靠性及稳定性。所有低压电器、变频器、继电器及控制按钮均采用国际知名品牌(施耐德、欧姆龙、和泉等)。所有电机回路均设有短路、过载、断相保护措施，用断路器进行短路保护，用热继电器实现过载、断相保护。

控制硬件：控制硬件采用进口“工业控制计算机+快速配料控制显示仪表”的控制模式，是一种砼行业、国内最先进、高智能、高稳定的专业自动化控制系统。系统电气元件弱电部分全部采用进口知名品牌原件组装而成。控制室可安装在与主机平台的同一平面上以更直接进行观察，也可安装在其它地方通过电脑的仿真实况进行了解工作状况和故障检测。控制系统由进口高速配料控制仪moto3000，工业计算机，专用仿真软件包等几大部件组成。

配料控制仪表(pt650d)，每一路秤对应一个显示仪表，主要完成各路秤值的显示(仪表带自动配料功能)，显示仪表向传感器84提供+9v桥压信号，同时将传感器84输出的0～20mv电压信号转换成重量数据(以kg为单位)显示在仪表上，同时它还负责向工业控制机输出重量信号。

工业控制计算机，整个控制部分的核心器件，负责各种输入信号采集和显示，根据预先设定的配合比、方量、时序、落差、提前量等参数完成各种控制输出信号的逻辑关系，发出生产指令，控制外围各个斗门开关和电机启停，达到配料、卸料、出料、保存、打印等目的。

操作台和强电执行器件，操作台采用铝型材制做，不同与其它厂家，主要布置手动按钮、各种显示仪表、工业控制机等器件，是进行系统操作的平台。显示仪表和按钮可以指示系统当前所处工作状态，通过点击手动按钮可完成对系统的手动操作。强电柜采用专用型钢制作，内部主要布置空气开关、接触器、中间继电器和保护器件，有搅拌机安全检修保护装置，以免人为检修时发生工伤事故，这些器件具体功能及接线方法详见随机电气图纸。

抗干扰性好、易维护、易扩展、物料控制精度高。有比较完善的生产报表输出带选择输出，可选择连接砂石测湿仪，以自动在线补偿湿度，系统有各种故障报警功能，并能提示故障的排除方法。系统预留网络接口，可接入管理网络。

需要说明的是；微机控制系统由高性能的工业控制机、相关的控制单元、隔离继电器、总线测控终端、再加上专门的控制软件等构成。所用的工业控制机运行可靠、抗干扰能力强，可以在恶劣环境下不间断运行，微机供电电源稳定，控制信号(输入与输出)由继电器隔离，切断干扰信号，保证系统运行可靠，微机控制软件是基于windows10操作系统多任务并发环境开发的。控制软件含有多种自检功能，可检测微机的运行状态和搅拌站楼有关运行故障。系统运行时，生产现场的各种情况(电机运行、各种给料门的开关等等)通过开关输入向工控机发出输入信号，工控机根据此信号和配比信号开始生产，微机通过总线发出信号给终端测控单元，测控单元通过过开出板、继电器、电磁阀(接触器、电机)独立的完成称量。称量结束后，微机根据搅拌机内料的情况向搅拌机卸料，通过输出板和继电器，电磁阀打开秤斗门，并不断检测秤斗中料重，对称时超称的物料提前关门，扣下其超称物料，当所有物料(合乎精度要求)卸完时，完成卸料过程，微机将生产数据自动转存，微机打印出当盘称量实际值和误差值。并控制搅拌机进行搅拌，搅拌时间到，搅拌机自动出砂浆，至此，完成当前一次配料生产过程，进入下次配料生产循环。在全自动生产控制过程中，根据现场的情况，可以适当的手动干预，比如：散装车没到位，可以暂缓卸料，可以修改搅拌时间、出料时间等。整个生产过程通过限位开关等送来的信号在屏幕上显示，整个搅拌站的设备运行状况，出现故障时，系统能自动反应故障部位并进行文字说明。

可生产多种品种的油墨，油墨产品质量优良，品质稳定2.吸收国内外的先进技术工艺，设计紧凑，工艺先进，操作简单维修方便，占地面积小(150平方米)，能耗低，单次生产只耗6-7度电，每小时可以产3-6吨油墨，生产效率高，定员编制少，只需操作工人1人即可，减少了劳动量。4.节能减排效果显著，原材料采用散装罐车送料至原料仓，降低了原料成本，减轻了员工的劳动强度，油墨从生产到出料的全过程都是在密闭状态下自动机械化操作，减少了环境污染，改善了工人的劳动环境。5.该生产线设备易损坏部位材质全部采用高强度耐磨钢，使用寿命长6.生产线采用双轴无重力混合机，溶入多代新机型的技术精华，具有自动喂料，气动放料。桶壁无积块，无死角，配料环节全部智能化电脑系统控制，计量系统信号传输灵敏，性能稳定，抗干扰能力强，计量精度高。6.经济效益显著，生产一吨油墨可以产生300-400元利润，仅需外销4500吨油墨约150天即可收回投资成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。