[发明专利]一种流量可控的建筑增材制造打印系统

说明书

本发明提供一种流量可控的建筑增材制造打印系统，包括混凝土输送泵和设置有流量分配阀的打印喷头；所述流量分配阀包括形成控制内腔的阀体，转动设置在控制内腔内的旋转阀芯，以及分别设置在阀体上均与控制内腔连通的喷头出料口、进料口和循环出料口；所述旋转阀芯用于控制喷头出料口和循环出料口与控制内腔的连通开度；所述混凝土输送泵的输出端与进料口连通，输入端与循环出料口连通。能够同时实现喷头挤出建筑材料时流量可控；大幅的减轻建筑增材制造打印喷头的重量，减轻了打印装置的负载，大幅度提高建筑增材制造装置的打印跨度；混凝土能够持续的输送，混凝土没有在输送管中停留的时间，防止混凝土凝结。

技术领域

本发明涉及建筑增材制造打印设备，具体为一种流量可控的建筑增材制造打印系统。

背景技术

目前，建筑增材制造方式中有一种的原理类似于FDM原理，依靠喷头挤出建筑材料，按照事先设定好的轨迹，层层累积形成建筑的打印。在建筑打印过程中，不同结构之间的转换，打印速度的变化等要求，就需要喷头在这些变化中能够流量可控。另外在打印某些孔洞结构时，例如门窗，要求喷头能够自动启停，实现一段时间内的停止工作。

首先，在目前的解决方案中，大家基本采用的是将混凝土泵送至喷头处，在喷头处设置一个料斗，然后利用螺杆泵等实现喷头的挤出流量控制。公开号为CN206678129U的中国专利，公开了一种变流量的建筑构件3D打印喷头，它包括有：机架、缓存接料斗、搅拌棒、变流量装置及定型装置所述搅拌棒含螺旋搅拌体及与其连接的动力，变流量装置内含下料单向阀、出料单向阀、柱塞泵、及连接的动力；所述搅拌棒位于缓存接料斗内，与螺旋搅拌体连接的动力设置在缓存接料斗上方的机架上，定型装置为专用打印喷头。在适应不同配料技术参数的下混凝土，通过搅拌棒的搅动下提高了混凝土的流动性，同时将各个组分的添加剂与混凝土充分搅拌均匀，减少了凝固时间，再经专用喷头打印，缩短了打印时间，完全满足了打印建筑构件的需要。

由于建筑打印的尺寸比较大，不管是何种方式的打印机，为了实现尽可能大的打印跨度，都力求打印喷头的轻量化，因此在喷头处设置一个复杂且带料斗的结构无疑是增加了喷头的重量，对于实现更大跨度的建筑打印无疑是增加了巨大的困难。

其次，混凝土在打印过程中根据建筑物的结构不同，有时需要进行启停等工作，这时就增加了混凝土在输送管中凝结的风险，最终造成输送管道的破坏，影响建筑打印的效果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种流量可控的建筑增材制造打印系统，结构简单，设计合理，喷头挤出量可控，混凝土输送不凝结。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种流量可控的建筑增材制造打印系统，包括混凝土输送泵和设置有流量分配阀的打印喷头；

所述流量分配阀包括形成控制内腔的阀体，转动设置在控制内腔内的旋转阀芯，以及分别设置在阀体上均与控制内腔连通的喷头出料口、进料口和循环出料口；

所述旋转阀芯用于控制喷头出料口和循环出料口与控制内腔的连通开度；

所述混凝土输送泵的输出端与进料口连通，输入端与循环出料口连通。

优选的，所述阀体呈空心圆柱体，空心部分形成圆柱体控制内腔；旋转阀芯绕中轴线旋转，且贴合控制内腔的侧壁和上下底面；喷头出料口、进料口和循环出料口分别设置在阀体的侧壁上且与控制内腔连通。

进一步，所述旋转阀芯呈扇形设置；扇形结构的圆弧大于喷头出料口和循环出料口中最大开口的弧度；喷头出料口和进料口之间的最小弧度为A，进料口和循环出料口之间的最小弧度为B，扇形结构能够连通部分的弧度不小于A和B中的最小值。

进一步，所述旋转阀芯呈90°扇形设置。

进一步，所述旋转阀芯呈180°扇形设置。