本發(fā)明涉及3d打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于粗骨料混凝土3d打印的打印頭螺桿裝置。

背景技術(shù)：

對于建筑3d打印混凝土材料設(shè)備的擠出打印頭，應(yīng)能夠擠出帶有石子的混凝土，并且具有流量平穩(wěn)、輸送動力穩(wěn)定可控、有自吸功能、噪聲低、效率高、壽命長、工作可靠的特點。目前，輸送泵的形式主要有柱塞泵和螺桿泵兩種，這兩種泵主要是用于較長距離的材料輸送。柱塞泵主要用于含有粗骨料的混凝土，螺桿泵主要用于砂漿輸送。

但是，由于建筑3d打印技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，所涉及的打印混凝土的擠出頭沒有針對性的設(shè)備。由于柱塞泵輸送有明顯的脈沖，材料流量不連續(xù)，不宜用于建筑3d打印頭。所以現(xiàn)有的研究中打印頭一般都采用偏心曲軸螺桿泵作為擠出頭。偏心曲軸螺桿泵為容積式轉(zhuǎn)子泵，主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套。其工作原理是當(dāng)電動機(jī)帶動泵軸轉(zhuǎn)動時，螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn)，另一方面它又沿襯套滾動，形成密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)一周，密封腔內(nèi)的流體向前推進(jìn)一個螺距，隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動，流體呈螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔，最后擠出泵體。

依靠偏心螺旋體和雙線螺旋面成套的擠出裝置，在建筑3d打印混凝土的打印擠出上有著明顯的局限性：

（1）一般的偏心曲軸泵只能輸送和擠出骨料是砂子的砂漿材料，而在骨料是石子的打印混凝土材料和鋼纖維混凝土材料的打印擠出時無法實現(xiàn)應(yīng)用。

（2）偏心曲軸泵靠曲軸轉(zhuǎn)子和雙線螺旋桿套的緊密包裹，成型輸送和擠出壓力，在帶有砂子的材料的輸送過程中，非常容易磨損，并且材料中有少量粗顆粒異物時，打印頭會卡住，容錯率低。

（3）能夠?qū)崿F(xiàn)小粒徑細(xì)石擠出的偏心曲軸泵一般體積較大，所需的動力電機(jī)功率也大，做成建筑3d打印頭后大而笨重，不易控制和使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題，提供一種適用于粗骨料混凝土3d打印的打印頭螺桿裝置，其在轉(zhuǎn)子螺旋葉片與鋼管外套之間設(shè)置耐磨性橡膠套，葉片與橡膠套緊密結(jié)合，保證一致的擠壓力，提高出料的均勻性；該裝置能夠擠出含骨料的混凝土，有效提高建筑3d打印機(jī)的使用范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種打印頭螺桿裝置，包括定子及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的內(nèi)部，其包括直桿及螺旋葉片，螺旋葉片均布在直桿上；所述定子為鋼管與柔性套的組合件，柔性套設(shè)置在螺旋葉片及鋼管之間，轉(zhuǎn)子上的螺旋葉片與定子上的柔性套緊密結(jié)合。在擠出打印混凝土的時候螺旋葉片和柔性套之間不會出現(xiàn)擠出壓力損失，有效保證了擠出料的均勻性。

進(jìn)一步地，所述柔性套為環(huán)狀直筒型。該結(jié)構(gòu)有效保證了柔性套與螺旋葉片之間緊密結(jié)合、無間隙，即而保證了混凝土料擠出壓力的穩(wěn)定性，保證了擠出料的均勻性。

進(jìn)一步地，所述柔性套為耐磨性橡膠。該種材料保證了柔性套與螺旋葉片之間緊密結(jié)合、無間隙，并且具有耐磨性，提高了柔性套的使用周期。

本申請還公開了一種混凝土3d打印頭，其包括打印頭螺桿裝置、儲料斗、擠出料口，儲料斗設(shè)置在打印頭螺桿裝置的上方，擠出料口位于打印頭螺桿裝置的下方；所述打印頭螺桿裝置包括定子、轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括直桿及螺旋葉片，螺旋葉片均布在直桿上；所述定子為鋼管與柔性套的組合件，柔性套設(shè)置在螺旋葉片及鋼管之間；所述混凝土3d打印頭用于含有粗骨料混凝土的打印作業(yè)。

進(jìn)一步地，所述粗骨料的最大顆粒與轉(zhuǎn)子上的直桿、柔性套兩者之間的距離相匹配。在實際作業(yè)時，現(xiàn)場操作人員可根據(jù)混凝土骨料的直徑配置相應(yīng)的打印頭螺桿裝置。

進(jìn)一步地，所述混凝土3d打印頭可用于含鋼纖維混凝土的打印作業(yè)。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明提供的一種適用于粗骨料混凝土3d打印的打印頭螺桿裝置，其結(jié)構(gòu)合理，在轉(zhuǎn)子螺旋葉片與鋼管外套之間設(shè)置耐磨性橡膠套，葉片與橡膠套緊密結(jié)合，保證一致的擠壓力，提高出料的均勻性；該裝置能夠擠出含骨料的混凝土，有效提高建筑3d打印機(jī)的使用范圍。

附圖說明

圖1是本發(fā)明之打印頭螺桿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明之混凝土3d打印頭的第一實施例的示意圖；

圖3是本發(fā)明之混凝土3d打印頭的第二實施例的示意圖；

圖4是圖3的俯視圖。

其中：

1.直桿；2.螺旋葉片；3.柔性套；4.定子；5.轉(zhuǎn)子；6.驅(qū)動電機(jī)；7.儲料斗；8.擠出料口；9.傳動鏈條裝置；10.骨料。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖，對本發(fā)明的一種適用于粗骨料混凝土3d打印的打印頭螺桿裝置進(jìn)行詳細(xì)說明：

一種打印頭螺桿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，其包括定子4及轉(zhuǎn)子5，所述轉(zhuǎn)子5設(shè)置在定子4的內(nèi)部，其包括直桿1及螺旋葉片2，螺旋葉片2均布在直桿1上；所述定子4為鋼管與柔性套3的組合件，柔性套3設(shè)置在螺旋葉片2及鋼管之間，轉(zhuǎn)子5上的螺旋葉片2與定子4上的柔性套3緊密結(jié)合。

在擠出打印混凝土的時候，螺旋葉片2和柔性套3之間不會出現(xiàn)擠出壓力損失，有效保證了擠出料的均勻性。

在本申請中，所述柔性套3為環(huán)狀直筒型，且為耐磨性橡膠。柔性套3的結(jié)構(gòu)有效保證了柔性套3與螺旋葉片2之間緊密結(jié)合、無間隙，即而保證了混凝土料擠出壓力的穩(wěn)定性，保證了擠出料的均勻性；柔性套3的材料保證了柔性套3與螺旋葉片2之間緊密結(jié)合、無間隙，并且具有耐磨性，提高了柔性套的使用周期。

本發(fā)明還公開了一種混凝土3d打印頭，其包括打印頭螺桿裝置、儲料斗7、擠出料口8，儲料斗7設(shè)置在打印頭螺桿裝置的上方，擠出料口8位于打印頭螺桿裝置的下方。

其中，所述打印頭螺桿裝置包括定子4、轉(zhuǎn)子5，轉(zhuǎn)子5包括直桿1及螺旋葉片2，螺旋葉片2均布在直桿1上；所述定子4為鋼管與柔性套3的組合件，柔性套3設(shè)置在螺旋葉片2及鋼管之間；所述混凝土3d打印頭用于含有粗骨料混凝土的打印作業(yè)，其還可可用于含鋼纖維混凝土的打印作業(yè)。

如圖2所示為本發(fā)明之混凝土3d打印頭的第一實施例的示意圖，驅(qū)動電機(jī)6連接在轉(zhuǎn)子5上的直桿1上，儲料斗7設(shè)置在打印頭螺桿裝置的上方，擠出料口8位于打印頭螺桿裝置的下方，儲料斗7、擠出料口8位于同一條直線上。在驅(qū)動電機(jī)6的作用下，轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)，螺旋葉片2充分?jǐn)嚢鑳α隙?內(nèi)部的混凝土，混凝土中的骨料11在儲料斗7內(nèi)充分?jǐn)噭颍財D出料口8下移，進(jìn)行建筑物的3d打印。

本申中，所述粗骨料的最大顆粒與轉(zhuǎn)子5上的直桿1、定子4上的柔性套3兩者之間的距離相匹配。在實際作業(yè)時，現(xiàn)場操作人員可根據(jù)混凝土骨料的直徑配置相應(yīng)的打印頭螺桿裝置。

圖3是本發(fā)明之混凝土3d打印頭的第二實施例的示意圖，圖4是圖3的俯視圖。驅(qū)動電機(jī)6通過傳動鏈條裝置9帶動轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)，即而完成儲料斗7中的混凝土的攪拌。儲料斗7設(shè)置在打印頭螺桿裝置的上方，擠出料口8位于打印頭螺桿裝置的下方，混凝土中的骨料11在儲料斗7內(nèi)充分?jǐn)噭?，沿擠出料口8下移，進(jìn)行建筑物的3d打印。

本發(fā)明提供的一種適用于粗骨料混凝土3d打印的打印頭螺桿裝置，能夠解決現(xiàn)有的一般曲軸螺桿泵只能輸送或擠出砂漿，不能擠出含骨料或者鋼纖維的混凝土的問題；其結(jié)構(gòu)合理，在轉(zhuǎn)子螺旋葉片與鋼管外套之間設(shè)置耐磨性橡膠套，葉片與橡膠套緊密結(jié)合，保證一致的擠壓力，提高出料的均勻性；該裝置能夠擠出含骨料的混凝土，有效提高建筑3d打印機(jī)的使用范圍。

本發(fā)明不局限于上述實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。