способ формования изделий из сыпучих дисперсных материалов (варианты)

Формула изобретения

1. Способ формования изделий из сыпучих дисперсных материалов путем непрерывной подачи материалов в форму и набивки их через открытую сторону формы набивающим элементом, которому сообщают многократные перемещения к открытой стороне формы и от нее туда и обратно и одновременно поступательно перемещают относительно формы, отличающийся тем, что дисперсный материал подают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы, причем набивающий элемент перемещают к открытой стороне формы и от нее туда и обратно одновременно по крайней мере в двух направлениях относительно открытой стороны формы, а поступательное перемещение осуществляют при условии выжимания набиваемого материала из-под набивающего элемента в незаполненную часть формы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали и горизонтали.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной оси.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по горизонтали и вокруг горизонтальной оси.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг вертикальной оси.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

7. Способ формования изделий из сыпучих дисперсных материалов путем непрерывной подачи материалов в форму и набивки их через открытую сторону формы набивающим элементом, которому сообщают многократные перемещения к открытой стороне формы и от нее туда и обратно и одновременно поступательно перемещают относительно формы, отличающийся тем, что дисперсный материал подают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы, причем набивающий элемент перемещают к открытой стороне формы и от нее туда и обратно одновременно по крайней мере в двух направлениях относительно открытой стороны формы, а поступательное перемещение осуществляют при условии выжимания набиваемого материала из-под набивающего элемента выше за пределы открытой стороны формы.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали и горизонтали.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной оси.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по горизонтали и вокруг горизонтали и вокруг горизонтальной оси.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг вертикальной оси.

12. Способ по п.7, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

13. Способ формования изделий из сыпучих дисперсных материалов путем непрерывной подачи материалов в форму и набивки их через открытую сторону формы набивающим элементом, которому сообщают многократные перемещения к открытой стороне формы и от нее туда и обратно и одновременно поступательно перемещают относительно формы, отличающийся тем, что дисперсный материал подают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы, причем набивающий элемент перемещают к открытой стороне формы и от нее туда и обратно одновременно по крайней мере в двух направлениях относительно открытой стороны формы, а поступательное перемещение осуществляют при условии выжимания набиваемого материала из-под набивающего элемента в незаполненную часть формы и выше за пределы открытой стороны формы.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали и горизонтали.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной оси.

16. Способ по п.13, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по горизонтали и вокруг горизонтальной оси.

17. Способ по п.13, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг вертикальной оси.

18. Способ по п.13, отличающийся тем, что набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области формования изделий и полуфабрикатов из различных порошкообразных и композиционных сыпучих материалов и может быть применен в различных отраслях промышленности и строительства.

Под дисперсными сыпучими материалами понимаются грунты, бетонные смеси, керамические массы, огнеупорные массы, формовочные составы литейного производства, металлические порошки и т.п. материалы.

Под изделиями подразумеваются преимущественно плиты толщиной от 5 мм до 500 мм, размером по ширине и длине без ограничений, кирпичи, стеновые блоки, панели, трубы от 30-50 мм до 3000 мм в диаметре и другие подобные изделия. Возможны изделия и меньших или больших размеров, чем указано выше.

Известны способы формования изделий из дисперсных сыпучих материалов, в которых уплотняемый материал забивают в форму посредством жесткой поверхности в виде рабочих органов пресса (пуансон пресса), трамбовок, катков и т. п. (1).

При осуществлении этих способов практически невозможно заполнить форму материалом с плотностью, соответствующей пределу прочности (текучести) данного материала.

Известны также способы формования изделий из дисперсных сыпучих материалов, в которых уплотняемый материал забивают в форму посредством жесткой поверхности (2).

При забивании уплотняемого материала в форму жесткой поверхности в виде пуансона пресса, органическим практически неустранимым неизбежным недостатком существующих способов набивания дисперсных сыпучих материалов в форму является упругое расширение прессовок (изделий), возникающее при снятии давления прессующего пуансона пресса и выталкивании прессовки из формы.

Вследствие упругого расширения в изделии наблюдаются продольные и поперечные трещины, плотность оказывается ниже теоретически возможной, имеют место трудно управляемые отклонения от заданных размеров, бесполезно расходуется часть мощности на упругое сжатие.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ формования изделий из сыпучих дисперсных материалов путем непрерывной подачи материалов в форму и набивки их через открытую сторону формы набивающим элементом, которому сообщают многократные перемещения к открытой стороне формы и от нее туда и обратно и одновременно поступательно перемещают относительно формы (3).

При осуществлении способа набивания сыпучих дисперсных материалов посредством тромбовок и катков практически невозможно заполнить форму материалом с теоретически возможной плотностью, так как в этом случае удельное давление становится равным пределу прочности (текучести) плотной структуры этого материала и каток "тонет", а трамбовка "проваливается" в утопляемый материал.

Таким образом, известными способами формования изделий принципиально невозможно одновременно получать теоретически возможную плотность и точные геометрические размеры изделий.

В основу изобретения положена задача повышения плотности до теоретически возможной с одновременным получением точных размеров изделия во всех трех измерениях, а также устранение продольных и поперечных микро и макротрещин при формовании.

Это достигается тем, что в способе формования изделий из сыпучих дисперсных материалов путем непрерывной подачи материалов в форму и набивки их через открытую сторону формы набивающим элементом, которому сообщают многократные перемещения к открытой стороне формы и от нее туда и обратно, и одновременно поступательно перемещают относительно формы, дисперсный материал подают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы, причем набивающий элемент перемещают в открытой стороне формы и от нее туда и обратно одновременно, по крайней мере, в двух направлениях относительно открытой стороны формы, а поступательное перемещение осуществляют при условии выжимания набиваемого материала из-под набивающего элемента в незаполненную часть формы.

В другом варианте способе формования изделий из сыпучих дисперсных материалов дисперсный материал подают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы, причем набивающий элемент перемещают к открытой стороне формы и от нее туда и обратно одновременно, по крайней мере, в двух направлениях относительно открытой стороны формы, а поступательное перемещение осуществляют при условии выжимания набиваемого материала из-под набивающего элемента выше за пределы открытой стороны формы.

В следующем варианте способа формования изделий из сыпучих дисперсных материалов дисперсный материал подают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы, причем набивающий элемент перемещают к открытой стороне формы и от нее туда и обратно одновременно, по крайней мере, в двух направлениях относительно открытой стороны формы, а поступательное перемещение осуществляют при условии выжимания набиваемого материала из-под набивающего элемента в незаполненную часть формы.

Согласно изобретению при осуществлении каждого варианта способа формования изделий из сыпучих дисперсных материалов набивающий элемент перемещают одновременно по вертикали и горизонтали, либо по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной оси, либо по горизонтали и вокруг горизонтальной оси, либо по вертикали, горизонтали и вокруг вертикальной оси, либо по вертикали, горизонтали и вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

Предлагаемый способ поясняется чертежами.

Фиг. 1. Схема осуществления способа в форме с горизонтально расположенной открытой стороной. Фиг. 1а начальное положение набивающего элемента относительно открытой стороны формы при формовании изделия, фиг. 1б - промежуточное положение набивающего элемента при формовании, фиг. 1, 2, 3 соответственно начальное, среднее и конечное положения набивающего элемента. Поз. 1 набивающий элемент, п.2 форма (боковой борт условно показан прозрачным), п.3 незаполненная часть формы, п.4 выпирание материала в незаполненную часть формы, п.5 выпирание материала выше открытой стороны формы, п.6 отформованная часть формы, п.5 выпирание материала выше открытой стороны формы, п. 6 отформованная часть изделия, п.7 подаваемый материал между набивающим элементом и плоскостью, совпадающей с открытой стороной формы, п.8 устройство или течка для подачи материала, п.9 подача материала, п.10 одновременные движения набивающего элемента вдоль координатных осей относительно открытой стороны формы, п.11 стабилизирующее устройство.

Фиг. 4. Схема осуществления способа в форме с наклонно расположенной открытой стороной. Поз. 1 набивающий элемент п.10 направления одновременных движений набивающего элемента вдоль координатных осей относительно открытой стороны формы, п.12 подача материала, п.2 форма (боковой борт показан условно прозрачным), п.3 незаполненная часть формы, п.4 выжимание материала в незаполненную часть формы, п. 5 выжимание материала выше открытой стороны формы, п. 7 подаваемый материал между набивающим элементом и плоскостью, совпадающей с открытой стороной формы, п.6 отформованная часть изделия, п. 11 стабилизирующее устройство.

Фиг. 5 схема осуществления способа в форме с вертикально расположенной открытой стороной. Поз.1 набивающий элемент, п.10 направления одновременных движений набивающего элемента вдоль координатных осей относительно открытой стороны формы, п.9 подача материала, п.2 форма (боковой борт показан условно прозрачным), п. 3 незаполненная часть формы, п. 4 выжимание материала в незаполненную часть формы, п.8 течка для подачи материала, п.7 подаваемый материал между жесткой поверхностью и плоскостью, совпадающую с открытой стороной формы, п.6 отформованная часть изделия, п.11 стабилизирующее устройство.

Фиг. 6 и 7, на которых показана форма в разрезе поперечном и продольном. Схема осуществления способа, при котором набивающему элементу придают одно вращательное движение около координатной оси, два возвратно-поступательных и одно поступательное движение вдоль координатных осей.

Фиг. 8 и 9, на которых показана форма в разрезе поперечном и продольном. Схема осуществления способа, при котором набивающему элементу придают одно вращательное движение около координатной оси, одно возвратно-поступательное и одно поступательное движение вдоль координатных осей.

Осуществление способа описано на примере формования плитных изделий в форме с горизонтально расположенной открытой стороной формы посредством набивающего элемента, который может совершать два возвратно-поступательных и одно поступательное движение (фиг. 1, 2, 3).

В начале формования плитного изделия форма и набивающий элемент рабочего органа взаимоустанавливаются таким образом, чтобы набивающий элемент его рабочая поверхность перекрывала полностью или частично формовочную зону, ограниченную двумя измерениями высотой и шириной (торцевой стенкой и частью боковых стенок формы).

Как показано на чертеже стрелками (п.10), относительно открытой стороны формы набивающий элемент совершает не менее трех движений относительно трех взаимно перпендикулярных координатных осей и не пересекает контуров формуемого, а доходит только до соприкосновения с открытой поверхностью формы.

Сыпучий дисперсный материал подсыпают между набивающим элементом рабочего органа и плоскостью проходящее через открытую сторону формы. При своих движениях набивающий элемент принуждает попадающий между ней и открытой поверхностью формы материал поступает в форму. Таким образом набивающим элементом набивают дисперсный сыпучий материал в форму до выжимания набиваемого материала в сторону незаполненной части формы и выше поверхности, совпадающей с открытой стороны формы.

При этом достигается теоретически возможная плотная структура, соответствующая пределу прочности (текучести).

При наличии вытеснения материала обратно в незаполненную часть формы и выше поверхности открытой стороны формы, набивающий элемент перемещают относительно формы в направлении одной из координатных осей от начала до конца формы вдоль ее открытой стороны. При этом продолжают подсыпать дисперсный материал между набивающим элементом и плоскостью, проходящей через открытую сторону формы. Перемещение набивающего элемента вдоль открытой стороны формы осуществляют только при наличии постоянного выжимания формуемого материала в незаполненную часть формы и выше поверхности открытой стороны формы. При подходе набивающего элемента к торцевому борту формы, когда не остается незаполненной части формы, набивающий элемент перемещают вдоль открытой стороны формы при условии выжимания набиваемого материала выше открытой стороны формы. Подсыпание материала осуществляют до полного выхода открытой поверхности формы из-под соприкасающимся с ней набивающим элементом. На этом процесс формования изделия заканчивается.

Способ можно осуществлять в формах, как с горизонтально расположенной открытой стороной, так и наклонно или вертикально расположенной открытой стороной.

Способ в формах с наклонной или вертикальной открытой поверхностью осуществляют аналогично, за исключением того, что набивающий элемент перемещают относительно формы в направлении одной из координатных осей от начала до конца формы вдоль ее открытой стороны только при опережающем обратном вытеснении материала в сторону незаполненной части формы за пределы жесткой поверхности.

Пример выполнения способа.

Осуществление способа описано на примере формования плитных изделий в форме с горизонтально расположенной открытой стороной посредством набивающего элемента, который может совершать движение к открытой стороне формы и от нее одновременно не менее, чем в двух направлениях относительно открытой стороны формы и одно поступательное движение вдоль формы (фиг. 1, 2, 3).

В начале формования плитного изделия форма и набивающий элемент рабочего органа взаимоустанавливаются таким образом, чтобы набивающий элемент рабочего органа перекрывал полностью или частично формовочную зону, ограниченную двумя измерениями высотой и шириной (торцевой стенкой и частью боковых стенок формы).

Как показано на чертеже стрелками (п.10), относительно открытой стороны формы набивающий элемент перемещают многократно к открытой стороны формы и обратно от нее одновременно не менее, чем в двух направлениях относительно открытой стороны формы.

Сыпучий дисперсный материал постоянно в течение всего времени осуществления способа подсыпают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы.

При своих движениях набивающий элемент принуждает попадающий между ним и открытой поверхностью формы материал поступать в форму. Таким образом набивающим элементом набивают дисперсный сыпучий материал в форму до выжимания набиваемого материала в сторону незаполненной части формы.

При этом достигается теоретически возможная плотная структура, соответствующая пределу прочности (текучести).

При наличии вытеснения материала обратно в незаполненную часть формы, набивающий элемент перемещают от начала до конца формы вдоль ее открытой стороны. При этом продолжают подсыпать дисперсный материал в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы. Перемещение набивающего элемента вдоль открытой стороны формы осуществляют только при наличии постоянного выжимания формуемого материала в незаполненную часть формы.

Подсыпание материала осуществляют до полного выхода открытой поверхности формы из-под соприкасающегося с ней набивающего элемента. На этом процесс формования изделия заканчивается.

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали и по горизонтали относительно открытой поверхности формы (фиг. 1-5).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг горизонтальной оси относительно открытой поверхности формы (фиг. 6 и 7).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по горизонтали и вокруг горизонтальной оси относительно открытой поверхности формы (фиг. 8, 9).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг вертикальной оси относительно открытой поверхности формы.

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг горизонтальной и вертикальной осей относительно открытой поверхности формы.

Пример выполнения способа.

Осуществление способа описано на примере формования плитных изделий в форме с горизонтально расположенной открытой стороной посредством набивающего элемента, который может совершать движение к открытой стороне формы и от нее одновременно не менее, чем в двух направлениях относительно открытой стороны формы и одно поступательное движение вдоль формы (фиг. 1).

В начале формования плитного изделия форма и набивающий элемент рабочего органа взаимоустанавливаются таким образом, чтобы набивающий элемент рабочего органа перекрывал полностью или частично формовочную зону, ограниченную двумя измерениями высотой и шириной (торцевой стенкой и частью боковых стенок формы).

Как показано на чертеже стрелками (п.10), относительно открытой стороны формы набивающий элемент перемещают многократно к открытой стороне формы и обратно от нее одновременно не менее, чем в двух направлениях относительно открытой стороны формы.

Сыпучий дисперсный материал постоянно в течение всего времени осуществления способа подсыпают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы.

При своих движениях набивающий элемент принуждает попадающий между ним и открытой поверхностью формы материал поступать в форму. Таким образом набивающим элементом набивают дисперсный сыпучий материал в форму до выжимания набиваемого материала выше (за пределы) открытой стороны формы.

При этом достигается теоретически возможная плотная структура, соответствующая пределу прочности (текучести).

При наличии вытеснения материала обратно выше (за пределы) поверхности открытой стороны формы, набивающий элемент перемещают от начала до конца формы вдоль ее открытой стороны. При этом продолжают подсыпать дисперсный материал в пространстве между набивающим элементом и открытой стороной формы. Перемещение набивающего элемента вдоль открытой стороны формы осуществляют только при наличии постоянного выжимания формуемого материала выше (за пределы) открытой стороны формы.

Подсыпание материала осуществляют до полного выхода открытой поверхности формы из-под соприкасающегося с ней набивающего элемента. На этом процесс формования изделия заканчивается.

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали и по горизонтали относительно открытой поверхности формы (фиг. 1-5).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг горизонтальной оси относительно открытой поверхности формы (фиг. 6 и 7).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по горизонтали и вокруг горизонтальной оси относительно открытой поверхности формы (фиг. 8, 9).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг вертикальной оси относительно открытой поверхности формы.

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг горизонтальной и вертикальной осей относительно открытой поверхности формы.

Пример выполнения способа.

Осуществление способа описано на примере формования плитных изделий в форме с горизонтально расположенной открытой стороной посредством набивающего элемента, который может совершать движение к открытой стороне формы и от нее одновременно не менее, чем в двух направлениях относительно открытой стороны формы и одно поступательное движение вдоль формы (фиг. 1-3).

В начале формования плитного изделия форма и набивающий элемент рабочего органа взаимоустанавливаются таким образом, чтобы набивающий элемент рабочего органа перекрывал полностью или частично формовочную зону, ограниченную двумя измерениями высотой и шириной (торцевой стенкой и частью боковых стенок формы).

Как показано на чертеже стрелками (п.10), относительно открытой стороны формы набивающий элемент перемещают многократно к открытой стороне формы и обратно от нее одновременно не менее, чем в двух направлениях относительно открытой стороны формы.

Сыпучий дисперсный материал постоянно в течение всего времени осуществления способа подсыпают в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы.

При своих движениях набивающий элемент принуждает попадающий между ним и открытой поверхностью формы материал поступать в форму. Таким образом набивающим элементом набивают дисперсный сыпучий материал в форму до выжимания набиваемого материала в сторону незаполненной части формы и выше (за пределы) открытой стороны формы.

При этом достигается теоретически возможная плотная структура, соответствующая пределу прочности (текучести).

При наличии вытеснения материала обратно в незаполненную часть формы и выше открытой стороны формы, набивающий элемент перемещают от начала до конца формы вдоль ее открытой стороны. При этом продолжают подсыпать дисперсный материал в пространство между набивающим элементом и открытой стороной формы. Перемещение набивающего элемента вдоль открытой стороны формы осуществляют только при наличии постоянного выжимания формуемого материала в незаполненную часть формы и выше открытой стороны формы.

Подсыпание материала осуществляют до полного выхода открытой поверхности формы из-под соприкасающегося с ней набивающего элемента. На этом процесс формования изделия заканчивается.

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали и по горизонтали относительно открытой поверхности формы (фиг. 1-5).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг горизонтальной оси относительно открытой поверхности формы (фиг. 6-7).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по горизонтали и вокруг горизонтальной оси относительно открытой поверхности формы (фиг. 8, 9).

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг вертикальной оси относительно открытой поверхности формы.

Вариант выполнения способа.

Способ осуществляют аналогично описанному выше набивающим элементом, который многократно перемещают к открытой поверхности формы и от нее одновременно по вертикали, по горизонтали и вокруг горизонтальной и вертикальной осей относительно открытой поверхности формы.

Способ можно осуществлять в формах, как с горизонтально расположенной открытой стороной, так и наклонно или вертикально, расположенной открытой стороной.

Способ в формах с наклонной или вертикальной открытой поверхностью осуществляют аналогично, за исключением того, что набивающий элемент перемещают от начала до конца формы вдоль ее открытой стороны только при опережающем обратном вытеснении материала в сторону незаполненной части формы за пределы набивающего элемента. 2 4