一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头
技术领域
本实用新型涉及混凝土3D打印技术领域，尤其涉及一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土 3D打印喷头。
背景技术
3D打印混凝土对混凝土材料的要求具有一定特殊性，它要求材料的流动度控制在合理的范围内，不能太大，否则打印过程中混凝土难以堆积，也不能太小，否则不利于打印喷头的挤出，且打印出来的实体质量差，微观结构缺陷多、机械性能差。当前对3D打印混凝土材料的研究方向主要在混凝土的改性方面，在混凝土中加入速凝剂、缓凝剂等外加剂，或者使用硫铝酸盐快硬水泥等，但这又会造成另外一个问题，水泥水化的速度加快，会使新拌混凝土用于打印的时间缩短，只能现拌速用，不利于大面积、大体积施工。
水泥等胶凝材料可以通过提高水化的温度加快水化速度，达到快速凝结、快速硬化的目的。为使混凝土在打印喷头内顺利输送，需要混凝土具有足够大的流动度，所以不能直接对打印喷头的某一部分加热以加快混凝土的水化速度，只能在混凝土挤出后对混凝土加热。现有技术中，混凝土的水化速度过快造成的水化所需水分不足，影响水化质量，继而对水泥后期强度的发展产生不利影响。
实用新型内容
本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土 3D打印喷头，通过热蒸汽对挤出的混凝土进行加热加湿，提高混凝土水化质量。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，包括挤出式混凝土3D打印喷头，挤出式混凝土3D打印喷头可以安装到混凝土3D 打印机上，所述挤出式混凝土3D打印喷头外部设有热蒸汽辅凝装置，热蒸汽辅凝装置负责对挤出的混凝土进行加热加湿，提高混凝土水化质量，所述的热蒸汽辅凝装置包括进气口、腔体外壳体、蒸汽隔热层、蒸汽保温层、第一蒸汽输送腔、第二蒸汽输送腔、腔体内壳体、热蒸汽喷口和顶盖，所述腔体外壳体与腔体内壳体之间设有第一蒸汽输送腔和第二蒸汽输送腔，第一蒸汽输送腔在第二蒸汽输送腔上方，所述进气口位于腔体外壳体的右侧，与第一蒸汽输送腔连通，进气口可以接入热蒸汽，所述热蒸汽喷口位于第二蒸汽输送腔的底部，所述第二蒸汽输送腔与第一蒸汽输送腔之间的隔板上设有热蒸汽中转口，热蒸汽中转口上固定有竖直的热蒸汽管道，热蒸汽管道位于第二蒸汽输送腔内，所述热蒸汽管道外侧壁上设有第一热蒸汽排放孔和第二热蒸汽排放孔，所述热蒸汽管道下方设有热蒸汽排放腔，所述第一热蒸汽排放孔与第二蒸汽输送腔连通，所述第二热蒸汽排放孔位于热蒸汽排放腔内，所述热蒸汽管道内设有可以上下移动的换向管，换向管侧壁上设有换向孔，所述换向管在上部工位时，换向孔与第一热蒸汽排放孔连通，所述换向管在下部工位时，换向孔与第二热蒸汽排放孔连通，所述换向管底部固定有铁片，所述换向管下方设有复位弹簧，负责恢复换向孔与第一热蒸汽排放孔连通，所述热蒸汽排放腔底部设有电磁铁，通电后可以吸附铁片，使换向管下移，所述热蒸汽排放腔右部设有排放管，排放管与腔体外壳体右侧壁连通，所述腔体内壳体内壁上设有蒸汽隔热层，可以避免对挤出式混凝土3D打印喷头内的混凝土造成影响，所述腔体外壳体和顶盖外表面上设有蒸汽保温层，可以提高装置的保温效果，热蒸汽不容易冷凝，避免发生预热时热蒸汽喷口流下小水滴的现象。
为了进一步完善，所述第一蒸汽输送腔内设有第一挡筒和第二挡筒，所述第一挡筒下端垂直固定第一蒸汽输送腔底部，第一挡筒与腔体外壳体之间存在间隙，所述第一挡筒上端开口，不连接第一蒸汽输送腔顶面，所述第二挡筒固定在腔体内壳体外部，所述第一挡筒和第二挡筒之间为热蒸汽中转口。第一挡筒可以对从进气口进入的热蒸汽进行阻挡，使其改道从第一挡筒上方经过，减小热蒸汽的冲力，并调节了热蒸汽流动路径，提高了热蒸汽与热蒸汽辅凝装置的接触面积，使装置受热更加均匀，缩短了预热时间。热蒸汽在第一时间接触第一挡筒后会冷凝出小液滴，第一挡筒会阻挡小液滴流入热蒸汽中转口，随着装置被加热后，小液滴又会被蒸发，避免发生装置在预热时热蒸汽喷口流下小水滴的现象。第二挡筒可以阻挡热蒸汽和腔体内壳体接触，起到一个保护的作用。
进一步完善，所述第二挡筒与腔体内壳体之间设有隔热筒，可以阻隔热蒸汽对腔体内壳体进行加热，避免影响挤出式混凝土3D打印喷头内的混凝土挤出。
进一步完善，所述热蒸汽排放腔与热蒸汽喷口之间设有电加热环，可以对将要流出热蒸汽喷口的热蒸汽进行二次加热，弥补热损。
进一步完善，所述热蒸汽喷口上设有风扇转动网罩，热蒸汽从热蒸汽喷口喷出时，风扇转动网罩在热蒸汽作用下发生转动，对热蒸汽的风向进行调节，使热蒸汽均匀和挤出的混凝土进行接触，充分进行加热加湿。
进一步完善，所述热蒸汽管道与腔体内壳体之间设有隔热圈，可以提高隔热效果。
进一步完善，所述电磁铁连接电源线，电源线穿过腔体外壳体右侧壁连接外界，电源线上设有电源开关，可以手动对电磁铁进行控制，处于第二蒸汽输送腔内的电源线部分外面设有保护套，可以保护电源线不被热蒸汽破坏。
进一步完善，所述第二蒸汽输送腔内壁上设有竖向导气条纹，可以引导热蒸汽向下流动，第二蒸汽输送腔顶部边缘设有圆弧过渡面，可以对气流进行圆滑过渡。
进一步完善，所述进气口外接高温高压蒸汽机，可以对通入的热蒸汽温度、压力和流速进行调节。
进一步完善，所述热蒸汽中转口均匀圆周分布在隔板上，数量至少有两个，可以提高装置的可靠性。
本实用新型有益的效果是：1、本实用新型在出式混凝土3D打印喷头外部设有热蒸汽辅凝装置，热蒸汽辅凝装置可以通过热蒸汽对挤出的混凝土进行加热加湿，提高混凝土水化质量；2、本实用新型的热蒸汽辅凝装置内部设有热蒸汽管道，热蒸汽管道内设有可以上下移动的换向管，换向管侧壁上设有换向孔，所述换向管在上部工位时，换向孔与第一热蒸汽排放孔连通，使热蒸汽可以从热蒸汽喷口流出，对混凝土进行加热加湿，所述换向管在下部工位时，换向孔与第二热蒸汽排放孔连通，热蒸汽改道从热蒸汽排放腔的排放管流出，避免对混凝土进行加热加湿，实现对热蒸汽喷口流出的热蒸汽的进行控制，灵活地对混凝土的加热时间掌控进行掌控，提高成型效果；3、本实用新型的热蒸汽辅凝装置内部设有第一蒸汽输送腔和第二蒸汽输送腔，热蒸汽在热蒸汽辅凝装置内部的流动比较充分，对热蒸汽辅凝装置加热均匀，缩短了装置的预热时间；4、热蒸汽辅凝装置的腔体内壳体内壁上设有蒸汽隔热层，可以避免对挤出式混凝土3D打印喷头内的混凝土造成影响，所述腔体外壳体和顶盖外表面上设有蒸汽保温层，可以提高装置的保温效果，热蒸汽不容易冷凝，避免发生预热时热蒸汽喷口流下小水滴的现象。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中的局部结构放大示意图。
附图标记说明：1、挤出式混凝土3D打印喷头，2、热蒸汽辅凝装置，3、进气口，4、腔体外壳体，5、蒸汽隔热层，6、蒸汽保温层，7、第一蒸汽输送腔，8、第二蒸汽输送腔，9、腔体内壳体，10、热蒸汽喷口，11、顶盖，12、隔板，13、热蒸汽中转口，14、热蒸汽管道，15、第一热蒸汽排放孔，16、第二热蒸汽排放孔，17、热蒸汽排放腔，18、换向管， 19、换向孔，20、铁皮，21、复位弹簧，22、电磁铁，23、排放管，24、第一挡筒，25、第二挡筒，26、隔热筒，27、电加热环，28、风扇转动网罩，29、隔热圈，30、电源线， 31、电源开关，32、保护套，33、竖向导气条纹，34、圆弧过渡面。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
参照附图：本实施例中一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，包括挤出式混凝土3D打印喷头1，挤出式混凝土3D打印喷头1可以安装到混凝土3D打印机上，所述挤出式混凝土3D打印喷头1外部设有热蒸汽辅凝装置2，热蒸汽辅凝装置2负责对挤出的混凝土进行加热加湿，提高混凝土水化质量，所述的热蒸汽辅凝装置2包括进气口3、腔体外壳体4、蒸汽隔热层5、蒸汽保温层6、第一蒸汽输送腔7、第二蒸汽输送腔8、腔体内壳体 9、热蒸汽喷口10和顶盖11，所述腔体外壳体4与腔体内壳体9之间设有第一蒸汽输送腔 7和第二蒸汽输送腔8，第一蒸汽输送腔7在第二蒸汽输送腔8上方，所述进气口3位于腔体外壳体4的右侧，与第一蒸汽输送腔7连通，进气口3可以接入热蒸汽，所述热蒸汽喷口10位于第二蒸汽输送腔8的底部，所述第二蒸汽输送腔8与第一蒸汽输送腔7之间的隔板12上设有热蒸汽中转口13，热蒸汽中转口13上固定有竖直的热蒸汽管道14，热蒸汽管道14位于第二蒸汽输送腔8内，所述热蒸汽管道14外侧壁上设有第一热蒸汽排放孔15和第二热蒸汽排放孔16，所述热蒸汽管道14下方设有热蒸汽排放腔17，所述第一热蒸汽排放孔15与第二蒸汽输送腔8连通，所述第二热蒸汽排放孔16位于热蒸汽排放腔17内，所述热蒸汽管道14内设有可以上下移动的换向管18，换向管18侧壁上设有换向孔19，所述换向管18在上部工位时，换向孔19与第一热蒸汽排放孔15连通，所述换向管18在下部工位时，换向孔19与第二热蒸汽排放孔16连通，所述换向管18底部固定有铁片20，所述换向管18下方设有复位弹簧21，负责恢复换向孔19与第一热蒸汽排放孔15连通，所述热蒸汽排放腔17底部设有电磁铁22，通电后可以吸附铁片20，使换向管18下移，所述热蒸汽排放腔17右部设有排放管23，排放管23与腔体外壳体4右侧壁连通，所述腔体内壳体 9内壁上设有蒸汽隔热层5，可以避免对挤出式混凝土3D打印喷头内的混凝土造成影响，所述腔体外壳体4和顶盖11外表面上设有蒸汽保温层6，可以提高装置的保温效果，热蒸汽不容易冷凝，避免发生预热时热蒸汽喷口流下小水滴的现象。
工作原理：带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，包括挤出式混凝土3D打印喷头1，挤出式混凝土3D打印喷头1可以安装到混凝土3D打印机上，所述挤出式混凝土3D 打印喷头1外部设有热蒸汽辅凝装置2，对挤出式混凝土3D打印喷头1的打印工作起到辅助作用，打印喷头开始工作时，打开挤出式混凝土3D打印喷头1和热蒸汽辅凝装置2，挤出式混凝土3D打印喷头1开始打印混凝土，与此同时，热蒸汽辅凝装置2喷出热蒸汽，伴随挤出式混凝土3D打印喷头1加热喷头周围及刚刚打印出的混凝土，加快混凝土水化进程。
如图1-2所示带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，打印喷头开始工作时，进气口3通入合适温度和压力的热蒸汽，热蒸汽流入第一蒸汽输送腔7，通过热蒸汽中转口13流入热蒸汽管道14，热蒸汽管道14内设有可以上下移动的换向管18，电磁铁22通电后可以吸附铁片20，使换向管18下移，换向孔19与第二热蒸汽排放孔16连通，热蒸汽流入热蒸汽排放腔17，通过排放管23流出到外界，待装置预热后，电磁铁22断电，换向管18在复位弹簧21作用下上移，换向孔19与第一热蒸汽排放孔15连通，热蒸汽流入第二蒸汽输送腔8，再通过第二蒸汽输送腔8底部的热蒸汽喷口10喷出，对挤出的混凝土进行加热加湿，加快水泥的硬化速度，提高打印产品的品质。
对于本实用新型的带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，不止适用于混凝土的3D 打印，还适用于其它胶凝材料的3D打印。
虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
