способ формования кирпича

Формула изобретения

1. Способ формования кирпича, включающий перемещение в продольном направлении расположенных на конвейере одна за другой открытых и имеющих поперечные боковые стенки и дно форм, заполнение этих форм формовочным материалом путем подсыпки последнего в форму и послойное трамбование совершающим циклическое движение инструментом-бойком, плоская рабочая поверхность которого имеет продольный и поперечный размеры такими, что по меньшей мере один из них меньше соответствующего размера формы, отличающийся тем, что трамбование ведется с неодинаковой продолжительностью воздействия на материал больше в зоне, прилегающей к стенкам формы, и меньше в ее центральной части.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что более продолжительному трамбованию подвергается прилегающая к боковым продольным и поперечным стенкам формы зона, ширина которой составляет 0,15 0,25 ширины кирпича.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что трамбование в прилегающей к стенкам формы зоне осуществляется в течение времени в 3 4 раза большем трамбования материала в центральной части формы.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что изменение продолжительности трамбования достигается путем изменения скорости движения конвейера от 1,5 - 2,0 м/с при обработке трамбующим органом центральной части формы до 0,4 0,5 м/с при приближении бойка к поперечной стенке.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что при применении формы с установленным на ее дне пустотообразователем трамбование ведут бойком, рабочая поверхность которого вытянута в продольном направлении, а его ширина не превосходит наибольшее расстояние от продольной боковой стенки формы до наклонного участка поверхности пустотообразователя, в котором касательная к этой поверхности образует угол, превосходящий угол трения между формуемым материалом и материалом дна формы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству кирпича, имеющего лицевую поверхность повышенной плотности.

Получение кирпича, имеющего гладкую лицевую поверхность, способную противостоять атмосферным влиянием, обладающую повышенной термо и влагостойкостью в сочетании с высокими декоративными качествами известно (см. И.А. Альперович. Производство лицевого глиняного кирпича обзор, ВНИИЭСМ, М. 1978). Известные технологии изготовления лицевого кирпича рассматривают такой кирпич преимущественно как облицовочный материал. Так, производство лицевого кирпича из легкоплавких красножгущихся глин методом ввода в шихту определенных присадок позволяет получить кирпич с хорошими декоративными свойствами. Однако при этом затруднено получение материала с необходимыми строительными и эксплуатационными качествами, что требует дополнительной сложной обработки и существенно удорожает производство.

Возможно также получение лицевого кирпича методом двухслойного формования (см. там же, а также В. Г. Костянов и др. Особенности производства лицевого кирпича на Минском керамическом заводе журн. Строительные материалы, N 4 1987). Здесь для лицевого кирпича подобрана специальная шихта, которая готовится на технологической линии отдельно от линии приготовления основной шихты. Сказанное существенно усложняет и удорожает производство, повышает энергоемкость процесса, а полученный кирпич имеет негомогенную двухслойную структуру, что отрицательно сказывается на его механических эксплуатационных характеристиках.

Наиболее близкой является технология формования кирпича, применяемая в установке для непрерывного формования строительных изделий типа кирпича по патенту СССР N 1788930, кл. В 28 В 5/02, 1993. Формы, установленные на движущемся конвейере, имеют продольные и поперечные боковые стенки и дно и заполняются материалом сверху. Материалы по мере заполнения форм подвергается уплотнению путем послойного трамбования рабочим инструментом бойком, плоская рабочая поверхность которого имеет продольные и поперечные размеры меньше, чем длина и ширина формы.

Установка, работающая по описанному принципу, не позволяет получать кирпич с лицевой поверхностью надлежащего качества. Заполнение формы, путем подсыпки материала по всей поверхности формы, ведет к образованию бугра, который при трамбовке создает переуплотненную зону в центральной части изделия и недоуплотненную по периметру формы, у ее стенок. Полученные таким способом кирпичи имеют некачественную лицевую поверхность с пониженной прочностью и морозостойкостью, повышенной влагопроницаемостью, неудовлетворительным внешним видом.

Задача изобретения улучшить качество кирпича при сохранении достаточно простой технологии и минимальной энергоемкости процесса. Эта задача решается за счет того, что в процессе формования обеспечивается увеличение плотности формуемой массы в некотором слое кирпича у его лицевой поверхности при сохранении малой плотности внутри кирпича.

Сущность патентуемого способа заключается в том, что перемещаемые в продольном направлении, расположенные на конвейере одна за другой, открытые сверху и имеющие боковые продольные и поперечные стенки и дно формы заполняют формовочным материалом путем его подсыпки в форму и послойно трамбуют рабочим инструментом бойком, плоская рабочая поверхность которого имеет продольный и поперечный размеры такими, что по меньшей мере один из них меньше соответствующего размера формы. При этом, подсыпка материала осуществляется по периметру формы у ее блоковых продольных и проперечных стенок, трамбование ведут с неодинаковой продолжительностью воздействия на материал большей в зоне, прилегающей к стенкам формы и меньшей в центральной части, а перемещение форм осуществляют в режиме, который согласуют с движениями бойка.

Трамбование с повышенной продолжительностью целесообразно вести в прилегающей к боковые продольным и поперечным стенкам зоне шириной 0,15-0,25 ширины кирпича.

Неодинаковая продолжительность трамбования достигается за счет различного количества воздействий бойка на материал, большего у стенок и меньшего в центральной части формы.

Это можно обеспечить, в частности, за счет сокращения в 3-4 раза времени трамбования центральной части по сравнению с зоной, прилегающей к стенкам формы, при неизменной частоте перемещений бойка.

Оптимальной частотой циклических перемещений бойка при трамбовании является частота 120-150 циклов/мин.

Согласуя режим перемещения форм с движениями бойка, целесообразно выполнять трамбование при неподвижной форме, а ее перемещение при поднятом бойке.

Возможно также трамбование в форме, движущейся со скоростью I,5-2 см/с при обработке трамбующим органом ее центральной части. Эту скорость снижают до 0,4-0,5 см/с при приближении бойка к поперечной боковой стенке, чем повышается продолжительность трамбования вблизи поперечных стенок.

В формах, на дне которых установлены пустообразователи, трамбование ведут бойком, рабочая поверхность которого вытянута в продольном направлении, а его ширина не превосходит наибольшее расстояние от продольной боковой стенки формы до наклонного участка поверхности пустотообразователя, в котором касательная к этой поверхности образует угол, превосходящий угол трения между формуемым материалом и материалом дна формы.

Осуществление способа позволяет получить кирпич, имеющий плотность более высокую в его частях, прилегающих к стенкам, и меньшую во внутренней части кирпича. При этом лицевые поверхности получаются гладкими, маловлагопроницаемыми, морозостойкими и высокопрочными. Пониженная же плотность внутренней части обеспечивает высокие теплоизоляционные качества строительного материала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено: на фиг. I - конвейер с расположенными на нем формами и бойком в продольном разрезе; на фиг. 2 то же, что на фиг. I в плане; на фиг. 3 конвейер с расположенными на нем формами и двумя бойками в продольном разрезе; на фиг. 4 поперечный разрез формы с пустотообразователем и бойком; на фиг. 5 то же, что на фиг. 4 в плане; на фиг. 6, 7, 8 варианты формы рабочих поверхностей бойка.

Оборудование для осуществления способа представляет из себя формовочную машину, на конвейере I (фиг. I, 2) которой установлены одна за другой формы 2, ориентированные длинной стороной в направлении перемещения конвейера (по стрелке А). Формы открыты сверху и имеют полость 3 для помещения в них формовочного материала 4, ограниченную дном и боковыми стенками, продольными 5 и поперечными 6. Трамбующий боек 7 с плоской рабочей поверхностью установлен с возможностью совершать возвратно-поступательные трамбующие движения (стрелка Б) и связана с приводом (не показан). На фиг. 3 показан вариант оборудования, снабженного двумя бойками 7. На дне формы может быть установлен пустотообразователь 8, имеющий цилиндрическую поверхность, ось которой параллельна продольной оси формы (фиг. 4, 5). Рабочие поверхности бойка 7, показанные на фиг. 6, 7, 8, имеют плоскую поверхность, боковые стороны 9, поперечину 10.

Формирование кирпича ведут следующим образом.

В полость 3 форм 2 засыпают заранее подготовленный и помещенный в бункер (не показан) материал 4 для формования кирпича. Трамбующий боек 7 с П-образной плоской рабочей поверхностью (фиг. 6), которая ориентирована боковыми сторонами 9 вдоль боковых продольных стенок 5 формы 2 и имеет поперечину 10, длина которой равна ширине полости формы, а ширина составляет 0,15-0,25 толщина изделия, совершает возвратно-поступательные рабочие перемещения в направлении, перпендикуляром плоскости рабочей поверхности бойка (по стрелке Б) и направлению перемещения формы (по стрелке А). Трамбование осуществляется при неподвижной форме. Затем форму перемещают в направлении вдоль ее продольных стенок 5 на расстояние несколько меньшее, чем ширина поперечины 10 рабочей поверхности бойка, после чего продолжают трамбование. Так поступают до те пор, пока поперечина рабочей поверхности 10 бойка не достигнет противоположной поперечной боковой стенки 6 формы. В моменты, когда боек поднят, осуществляют подсыпку материала под его рабочую поверхность по краям формы. Избыток материала 4 образует бугор (фиг. I), содержимое которого затрамбовывается соответствующими частями рабочей поверхности в периферийную часть формуемого кирпича, а избыток материала "стекает" в среднюю часть. Частота движений бойка составляет 120-150 ударов/мин. Количество воздействий бойка на разные части поверхности получается неодинаковым вследствие того, что длина боковых частей 9 рабочей поверхности бойка больше ширины 10. При нахождении поперечны 10 бойка у обеих поперечных стенок формы 6 производят дополнительно несколько (не менее пяти) трамбующих движений.

Формирование можно осуществлять и без остановки конвейера.

Но при этом скорость перемещения должна быть неодинаковой: большей при воздействии П-образным (фиг.6) трамбующим органом на среднюю по длине часть формы I, 5-2 см/с, и меньше 0,4-0,5 см/с при приближении поперечны рабочей поверхности бойка к поперечной боковой стенке 6 формы на расстояние I,5-2 см.

При формовании кирпича с пустотами на дно формы устанавливают пустотообразователь 8 с цилиндрической поверхностью (фиг. 4) так, чтобы перемещение формы происходило вдоль этой цилиндрической поверхности. Выбирают боек Н-образной формы (фиг.7), у которого рабочие поверхности 9 вытянуты в направлении перемещения формы. Ширина этих поверхностей не должна быть больше наибольшего расстояния от наружной боковой поверхности стенки формы до наклонного участка поверхности пустотообразователя, в котором касательная к этой поверхности образует угол, определяемый соотношением jarctg K, где К коэффициент трения между формуемым материалом и материалом, из которого изготовлены форма и пустотообразователь. Этим достигается возможность дополнительно уплотнять материал в зоне, прилагающей к продольным стенкам формы, поскольку уплотняемый материал "стекает" от средней части к стенкам по наклонному участку дна формы, образованному поверхностью пустотообразователя. В то же время, материал, расположенный над той частью пустотообразователя, поверхность которого имеет наклон меньший, чем угол arctg K, и который находится в центральной части формы, уплотняется в значительно меньшей степени.

Возможно в рамках патентуемого решения также формование с применением одновременно двух бойков в двух соседних формах (фиг. 3). Привод этих бойков целесообразно сделать единым так, чтобы опускание одного из бойков происходило при подъеме другого, а сами бойки разнесены по длине на расстояние, равное длине формы, увеличенное на двойную толщину стенок и зазор между ними.

При применении блоков с различными видами рабочей поверхности (фиг. 6, 7, 8) движение формы должно быть соответствующим образом согласовано с применяемыми видами этой поверхности.

Патентуемый способ позволяет получать кирпич с качественной наружной боковой поверхности с применением одной формовочной смеси, не требующей применения специальных дорогостоящих добавок. Структура кирпича получается гомогенной с отличием частей, близких к боковым поверхностям от внутренних только за счет их плотности. При этом переход структуры от внутренней части к наружным получается плавным, без скачков, что исключает расслоение кирпича при нагрузках.

Способ характерен также пониженной энергоемкостью, которая достигнута благодаря тому, что работа трамбующего органа происходит при неподвижной форме и наоборот. Этим исключается возникновение "пиков" потребляемой мощности, более равномерное ее использование и, как результат, возможность снизить мощность примененного двигателя. Этот же эффект обеспечивается при трамбовании одновременно двумя бойками, которые работают поочередно от общего привода, не требует увеличения установленной мощности оборудования.