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DE102021104997A1 - conditioner - Google Patents

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DE102021104997A1
DE102021104997A1 DE102021104997.0A DE102021104997A DE102021104997A1 DE 102021104997 A1 DE102021104997 A1 DE 102021104997A1 DE 102021104997 A DE102021104997 A DE 102021104997A DE 102021104997 A1 DE102021104997 A1 DE 102021104997A1
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DE
Germany
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accelerator
insulating container
setting accelerator
solidification
pump
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DE102021104997.0A
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German (de)
Inventor
André Hamper
Lukas Härtenberger
Frank Strietzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilhelm Toelke & Co Kg GmbH
Original Assignee
Wilhelm Toelke & Co Kg GmbH
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Abstract

Verfahren zum Bereitstellen eines Erstarrungsbeschleunigers an eine Dosierpumpe eines 3-D-Druckers mit folgenden Verfahrensschritten:
a) Einbringung des Erstarrungsbeschleunigers in einen luftdichten Isolierbehälter (4),
b) Umrühren des Erstarrungsbeschleunigers bzw. Umwälzen des Erstarrungsbeschleunigers bei konstanter Temperatur,
c) Entnahme einer vordefinierten Erstarrungsbeschleunigermenge zum zum 3-D-Drucken sowie ein Aufbereiter zur Durchführung dieses Verfahrens mit
• einem luftdichten Isolierbehälter (4),
• einer Zulaufleitung (5) für den Erstarrungsbeschleuniger,
• einem kombinierten Aufbereiterrührwerk (8) und Mischwerk,
• einer Wärmequelle (7) mit Thermostat,
• einem Füllstandssensor (6),
• einer Umwälzpumpe (10) und
• einem Mehrwegeventil (11) mit einem Ausgang in einen Rücklauf (12) in den Isolierbehälter (4) und mit einem Ausgang zu einer Druckkopfleitung (14) zur Bereitstellung von Erstarrungsbeschleuniger an eine Dosierpumpe (13) eines Druckkopfs.

Figure DE102021104997A1_0000
Method for providing a solidification accelerator to a dosing pump of a 3D printer with the following method steps:
a) placing the setting accelerator in an airtight insulating container (4),
b) stirring the setting accelerator or circulating the setting accelerator at a constant temperature,
c) Removal of a predefined amount of setting accelerator for 3D printing and a processor for carrying out this process
• an airtight insulating container (4),
• a feed line (5) for the setting accelerator,
• a combined treatment agitator (8) and mixer,
• a heat source (7) with a thermostat,
• a level sensor (6),
• a circulation pump (10) and
• a multi-way valve (11) with an output into a return (12) in the insulating container (4) and with an output to a printhead line (14) for providing solidification accelerator to a metering pump (13) of a printhead.
Figure DE102021104997A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufbereiter für einen Erstarrungsbeschleuniger. Erstarrungsbeschleuniger, welche auch als Schnellhärter bezeichnet werden, dienen bei chemischen Prozessen zur Beschleunigung des Erstarrungsvorgangs eines flüssigen Werkstoffs. Der Erstarrungsbeschleuniger beschleunigt den Übergang des Werkstoffs aus der flüssigen Phase in seine feste Phase.The present invention relates to a conditioner for a solidification accelerator. Solidification accelerators, which are also known as rapid hardeners, are used in chemical processes to accelerate the solidification process of a liquid material. The solidification accelerator accelerates the transition of the material from the liquid phase to its solid phase.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Aufbereiter zur Bereitstellung eines Erstarrungsbeschleunigers an eine 3-D-Druckeinheit für flüssigen Beton. Handelsübliche Erstarrungsbeschleuniger werden in Containern angeliefert. Die Container werden mit einem Rührwerk versehen, damit sich im flüssigen Erstarrungsbeschleuniger während der Standzeit des Containers keine Feststoffe absetzen.The present invention relates to a method and a conditioner for providing a setting accelerator to a 3D printing unit for liquid concrete. Customary setting accelerators are delivered in containers. The containers are equipped with an agitator so that no solids settle in the liquid setting accelerator while the container is standing.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, aus dem Container eine vordefinierte Menge von flüssigem Erstarrungsbeschleuniger in einen luftdichten Isolierbehälter einzubringen und den Erstarrungsbeschleuniger dort so aufzubereiten, dass er jederzeit an eine Dosierpumpe eines 3-D-Druckkopfes für flüssigen Beton weitergeleitet werden kann, um dort mit dem Beton verarbeitet zu werden.The invention is based on the idea of introducing a predefined amount of liquid setting accelerator from the container into an airtight insulating container and preparing the setting accelerator there in such a way that it can be forwarded at any time to a dosing pump of a 3D print head for liquid concrete, in order to use it there to be processed into the concrete.

Dieser luftdichte Isolierbehälter verfügt zunächst über eine von einem Thermostat gesteuerte Wärmequelle, um den Erstarrungsbeschleuniger auf einer vorgegebenen Solltemperatur konstant zu halten. Weiterhin ist im Isolierbehälter ein kombiniertes Misch- und Rührwerk vorgesehen, um den Erstarrungsbeschleuniger durchzurühren und das Absetzen von Feststoffen zu verhindern. Weiterhin ist eine Umwälzpumpe mit einem Mehrwegeventil vorgesehen. Über das Mehrwegeventil kann zum einen ein Druckkopf eines 3-D-Druckers bzw. eine Dosierpumpe eines Druckkopfs für einen 3-D-Drucker mit einer vordefinierten Menge von Erstarrungsbeschleuniger versorgt werden. Zum anderen verfügt das Mehrwegeventil über eine Rücklaufleitung in den Isolierbehälter hinein, um nicht abgegebenes Erstarrungsbeschleuniger-Material in den Isolierbehälter zurück zu befördern, um diese überschüssige Menge dort aufbereitet zu halten. In bevorzugter Ausführung kann das Mehrwegeventil noch einen dritten Ventilausgang aufweisen, über welchen der Erstarrungsbeschleuniger in den Bereitstellungscontainer zurückgepumpt werden kann.This airtight insulated container initially has a heat source controlled by a thermostat in order to keep the solidification accelerator at a specified target temperature. Furthermore, a combined mixer and agitator is provided in the insulating container in order to agitate the solidification accelerator and prevent solids from settling. Furthermore, a circulating pump with a multi-way valve is provided. On the one hand, a print head of a 3D printer or a dosing pump of a print head for a 3D printer can be supplied with a predefined amount of solidification accelerator via the multi-way valve. On the other hand, the multi-way valve has a return line into the insulating container in order to convey the solidification accelerator material that has not been released back into the insulating container in order to keep this excess quantity processed there. In a preferred embodiment, the multi-way valve can also have a third valve outlet, via which the solidification accelerator can be pumped back into the supply container.

Die Aufbereitung des Erstarrungsbeschleunigers erfolgt also durch die temperaturkonstante Lagerung im Isolierbehälter einerseits und durch ein kontinuierliches Durchrühren und Umwälzen der im Isolierbehälter gelagerten Erstarrungsbeschleunigermenge andererseits. Der Erstarrungsbeschleuniger wird also von der Umwälzpumpe kontinuierlich umgewälzt und durch den Rücklauf am Mehrwegeventil in den Isolierbehälter zurückgepumpt. Wird am 3-D-Druckkopf Erstarrungsbeschleuniger benötigt, wird die entsprechende Menge durch das Mehrwegeventil zum Druckkopf bzw. zur Dosierpumpe des Druckkopfes geleitet.The preparation of the solidification accelerator is therefore carried out by storing it at a constant temperature in the insulated container on the one hand and by continuously stirring and circulating the quantity of solidification accelerator stored in the insulated container on the other hand. The setting accelerator is thus continuously circulated by the circulating pump and pumped back into the insulating container through the return flow at the multi-way valve. If solidification accelerator is required on the 3D print head, the corresponding amount is routed through the multi-way valve to the print head or to the print head’s dosing pump.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung mit weiteren Komponenten erläutert:

  • Im linken Teil der Fig. ist der Bereitsstellungscontainer 1 für angelieferten Erstarrungsbeschleuniger mit einem Containermischwerk 2 gezeigt. In der Mitte der Figur ist der erfindungsmäßige Aufbereiter abgebildet. Der rechte Teil der Fig. zeigt eine Dosierpumpe für einen 3-D-Druckkopf.
Based on the embodiment shown in the drawing, the invention is explained with additional components:
  • In the left part of the figure, the supply container 1 for the set accelerator that has been delivered is shown with a container mixing plant 2 . The conditioner according to the invention is shown in the middle of the figure. The right part of the figure shows a dosing pump for a 3D print head.

Von der Zulaufpumpe 3 wird eine vordefinierte Menge von Erstarrungsbeschleuniger aus dem Bereitstellungscontainer 1 in den luftdichten Isolierbehälter 4 des Aufbereiters gepumpt. Diese Menge kann einem Tagesbedarf einschließlich einer Reserve entsprechen. Die Zulaufpumpe 3 versorgt also über die Zulaufleitung 5 den luftdichten Isolierbehälter 4 mit Erstarrungsbeschleuniger.A predefined amount of setting accelerator is pumped from the supply container 1 into the airtight insulating container 4 of the conditioner by the feed pump 3 . This amount can correspond to a daily requirement including a reserve. The feed pump 3 thus supplies the airtight insulating container 4 with solidification accelerator via the feed line 5 .

Im Isolierbehälter 4 sind ein Füllstandssensor 6 und eine thermostatgesteuerte Wärmequelle 7 angeordnet. Weiterhin ist ein Aufbereiterrührwerk 8 im Isolierbehälter 4 angeordnet. Das Aufbereiterrührwerk 8 rührt die im Isolierbehälter 4 befindliche Menge von Erstarrungsbeschleuniger kontinuierlich durch. Außerdem wird über die Entnahmeleitung 9 mit Hilfe einer als Kreiselpumpe ausgestalteten Umwälzpumpe 10 kontinuierlich Erstarrungsbeschleuniger aus dem Isolierbehälter 4 entnommmen. Das Mehrwegeventil 11 leitet den von der Umwälzpumpe 10 umgewälzten Erstarrungsbeschleuniger über einen Rücklauf 12 in den Isolierbehälter 4 zurück, wenn kein Erstarrungsbeschleuniger zum 3-D-Druck benötigt wird. Fordert die Dosierpumpe 13 des 3-D-Druckkopfs Erstarrungsbeschleuniger an, weil mit flüssigem Beton gedruckt werden soll, fördert das Mehrwegeventil 11 über die Druckkopfleitung 14 die erforderliche Erstarrungsbeschleunigermenge zur Dosierpumpe 13. Die Dosierpumpe 13 versorgt ihrerseits den Druckkopf.A filling level sensor 6 and a thermostat-controlled heat source 7 are arranged in the insulating container 4 . Furthermore, a conditioner agitator 8 is arranged in the insulating container 4 . The conditioner agitator 8 continuously agitates the amount of setting accelerator in the insulating container 4 . In addition, solidification accelerator is continuously removed from the insulating container 4 via the removal line 9 with the aid of a circulating pump 10 designed as a centrifugal pump. The multi-way valve 11 returns the solidification accelerator circulated by the circulating pump 10 via a return line 12 to the insulating container 4 when no solidification accelerator is required for 3D printing. If the dosing pump 13 of the 3D print head requests setting accelerator because liquid concrete is to be used for printing, the multi-way valve 11 conveys the required quantity of setting accelerator to the dosing pump 13 via the print head line 14. The dosing pump 13 in turn supplies the print head.

Um nicht benötigten Erstarrungsbeschleuniger wieder zurück in den Bereitstellungscontainer 1 pumpen zu können, weist das Mehrwegeventil 11 noch einen Ausgang auf, mit welchem eine Entleerungsleitung 15 mit Erstarrungsbeschleuniger beschickt werden kann. Die Entleerungsleitung 15 mündet in den Bereitstellungscontainer 1, sodass über das Mehrwegeventil 11 nicht benötigter Erstarrungsbeschleuniger in den Bereitstellungscontainer 1 über die Entleerungsleitung 15 zurückgepumpt werden kann. Schließlich ist in den Behälterboden des Isolierbehälters 4 noch eine Revisionsöffnung 16 eingebracht, um den Isolierbehälter 4 schnell und vollständig entleeren zu können und um einen Zugang zum Innenraum des Isolierbehälters 4 bereit zu stellen.In order to be able to pump solidification accelerator that is not required back into the supply container 1, the multi-way valve 11 also has an outlet, with which a discharge line 15 can be charged with solidification accelerator. The drain line 15 opens into the delivery container 1, so that solidification accelerators that are not required can flow into the delivery container via the multi-way valve 11 1 can be pumped back via the drain line 15. Finally, an inspection opening 16 is made in the bottom of the insulating container 4 in order to be able to empty the insulating container 4 quickly and completely and to provide access to the interior of the insulating container 4 .

BezugszeichenlisteReference List

11
BereitstellungscontainerDeployment Container
22
Containerrührwerkcontainer agitator
33
Zulaufpumpefeed pump
44
Isolierbehälterinsulated container
55
Zulaufleitunginlet line
66
Füllstandssensorlevel sensor
77
Wärmequelleheat source
88th
Aufbereiterrührwerkconditioner agitator
99
Entnahmeleitungsampling line
1010
Umwälzpumpecirculation pump
1111
Mehrwegeventilmulti-way valve
1212
Rücklaufreturn
1313
Dosierpumpedosing pump
1414
Druckkopfleitungprinthead line
1515
Entleerungsleitungdrain line
1616
Revisionsöffnunginspection opening

Claims (3)

Verfahren zum Bereitstellen eines Erstarrungsbeschleunigers an eine Dosierpumpe eines 3-D-Druckers mit folgenden Verfahrensschritten: a) Einbringung des Erstarrungsbeschleunigers in einen luftdichten Isolierbehälter (4), b) Umrühren des Erstarrungsbeschleunigers bzw. Umwälzen des Erstarrungsbeschleunigers bei konstanter Temperatur, c) Entnahme einer vordefinierten Erstarrungsbeschleunigermenge zum zum 3-D-Drucken.Method for providing a solidification accelerator to a dosing pump of a 3D printer with the following method steps: a) placing the setting accelerator in an airtight insulating container (4), b) stirring the setting accelerator or circulating the setting accelerator at a constant temperature, c) Removal of a predefined amount of setting accelerator for 3D printing. Aufbereiter zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch • einen luftdichten Isolierbehälter (4), • eine Zulaufleitung (5) für den Erstarrungsbeschleuniger, • ein kombiniertes Aufbereiterrührwerk (8) und Mischwerk, • eine Wärmequelle (7) mit Thermostat, • einen Füllstandssensor (6), • eine Umwälzpumpe (10) und • ein Mehrwegeventil (11) mit einem Ausgang in einen Rücklauf (12) in den Isolierbehälter (4) und mit einem Ausgang zu einer Druckkopfleitung (14) zur Bereitstellung von Erstarrungsbeschleuniger an eine Dosierpumpe (13) eines Druckkopfs.Processor for carrying out a procedure claim 1 characterized by • an airtight insulating container (4), • an inlet line (5) for the setting accelerator, • a combined preparation agitator (8) and mixer, • a heat source (7) with thermostat, • a level sensor (6), • a circulating pump ( 10) and • a multi-way valve (11) with an outlet into a return (12) in the insulating container (4) and with an outlet to a print head line (14) for providing solidification accelerator to a metering pump (13) of a print head. Aufbereiter nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch einen Ausgang am Mehrwegeventil (11) in eine Entleerungsleitung (15) für den Isolierbehälter (4).conditioner after claim 2 characterized by an outlet on the multi-way valve (11) into a drain line (15) for the insulating container (4).
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