Способ изготовления строительных блоков прессованием, пресс- форма и линия для реализации способа

 

Использование: в производстве строительных изделий из полусухих смесей методом гиперпрессования. Сущность изобретения: способ включает приготовление формовочной массы, загрузку ее в пресс-форму, выполнение прессования с образованием пустот в строительных блоках, выпрессовку свежеотформованного блока, съем его и транспортировку согласно технологическому маршруту, в частности, на позицию тепловой обработки, штабелирование. Отличительные признаки способа направлены на решение задачи изготовления блоков значительной высоты 140 - 1160 мм и размерами (400 - 200) мм, имеющий тонкий рельеф на основаниях типа "выступ-паз", предназначенный для осуществления безрастворной кладки. Пресс-форма выполнена двухсекционной и имеет конструкцию механизма выпрессовки, которая обеспечивает в условиях гипердавлений надежное извлечение блоков, при этом новые связи между элементами пресс-формы упрощают конструкцию, создают возможность реализации оптимального режима прессования, заложенного в способе без увеличения мощности пресса и энергоемкости оборудования. Линия для реализации способа изготовления содержит установленные в технологической последовательности смесительный модуль, загрузочное устройство, формовочный пост, пресс и пресс-форму, перегружатель, толкающий механизм, приемное и штабелирующее устройства. Линия снабжена сборно-разборным приспособлением, содержащим промежуточный, несущий строительные блоки, элемент - приемные лотки и базовый элемент - поддон-накопитель, которые выполнены с возможностью взаимодействия с оборудованием линии не соответствующих технологических позициях. Линия снабжена также механизмом поперечной подачи промежуточных: несущих элементов - приемных лотков для строительных блоков, а выполнение отдельных функциональных устройств, построение линии направлено на повышение производительности, качества, надежности при изготовлении блоков. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 30 ил.

Изобретение относится к производству строительных изделий, преимущественно стеновых камней, изготавливаемых из полусухих строительных смесей методом гиперпрессования.

Проблема эффективного строительства выдвигает для решения ряд вопросов, в частности: обеспечение возможности безрастворной кладки стен при возведении малоэтажных домов; обеспечение возможности использования промышленных отходов в строительных смесях и др.

При этом к качеству строительных изделий предъявляются требования, касающиеся как физико-химических и эксплуатационных свойств, так и показателей внешнего вида.

Известно, что на показатели качества строительных изделий оказывают влияние многие параметры и условия: формовочные свойства строительных смесей; метод и оптимальный режим формообразования; обеспечение надежной выпрессовки изделия и пресс-формы с последующим съемом и перемещением на другие технологические позиции, в частности, сушку; накопление (штабелирование) изделий без нарушения целостности и качества поверхности.

При этом немаловажную роль играют тип и назначение самого строительного изделия. К особенностям строительных блоков, производимых на заявляемом технологическом оборудовании, относятся: наличие на основаниях тонкого рельефа типа "выступ-паз", необходимого для безрастворной кладки; значительная высота 140 1160 мм при размерах (400х200) мм, что по объему составляет порядка шести кирпичей; высокие требования к стабильности геометрических размеров, чистоте поверхности, точности выполнения ответных частей "выступ-паз" на основания блока.

Наиболее рациональным, в связи с вышеперечисленными обстоятельствами, является применение метода гиперпрессования полусухих строительных смесей. Дополнительно следует учитывать, что для достижения высокой производительности целесообразно использовать многоместные (секционные) пресс-формы, что в условиях гипердавлений предъявляет соответствующие требования к конструкции такого блока оборудования, как "пресс пресс-форма механизм выпрессовки" изделий, а наличие ответственного рельефа на основаниях изделия к конструкциии механизмов съема, перегрузке, таре, штабелирующему устройству.

Таким образом, актуальной задачей является разработка технологий и оборудования, обеспечивающих комплексные решения проблемы производства строительных блоков, пустотных или сплошных, с указанными геометрическими размерами, конфигурацией поверхности и эксплуатационными характеристиками.

Заявителю известно из патентных и других источников технической информации решение поставленной задачи в целом.

Известные способы изготовления строительных изделий различаются по:
составу строительных смесей;
по режиму и параметрам уплотнения этой смеси;
по виду изделий и требованиям, которые к ним предъявляются.

Так, например, известен способ изготовления методом полусухого прессования безобжиговых строительных изделий, преимущественно кирпича, по патенту РФ N 2004429, B 28 B 3/00, 1994. Способ включает изготовление бетонной смеси на основе минерального вяжущего, мелкого заполнителя и воды, загрузку формовочной бетонной массы в пресс-форму с последующим уплотнением и извлечением отформованных изделий, при этом в процессе приготовления бетонной смеси в нее дополнительно вводят 10 50% сухой молотой глины с размером частиц до 25 мкм с доведением при этом влажности смеси до 2 10% путем орошения водой последней, а уплотнение ведут в течение 1,5 5с с приложением прессующей нагрузки в 2 5 МПа к поверхности бетонной смеси; при смешении компонентов бетонной смеси в нее вводят до 2% пигмента, предварительно перемешанного с минеральным вяжущим.

К недостаткам способа относится следующее:
приготовление смеси требует дополнительных технологических операций, в связи с использованием сухой молотой глины, что усложняет способ изготовления изделий;
используемый диапазон прессующей нагрузки (2 5 МПа) не может быть результативным для уплотнения строительных блоков значительной высоты;
не описано конструктивное решение операций съема, перегрузки свежеотформованных изделий.

Все это ограничивает возможности применения способа в производстве строительных изделий.

Наиболее близким по технической сущности является выбранный за прототип способ изготовления строительных кирпичей из прессованной земли по патенту SU N 1839653, B 28 B 3/02, 1993, который состоит в том, что:
приготавливают полусухую формовочную массу путем смешения минерального вяжущего (цемента), мелкого заполнителя (стабилизированной добавками земли) и воды;
осуществляют загрузку формовочной массы в пресс-форму, воздействуя в процессе загрузки вибрационными импульсами;
производят гиперпрессование путем встречного направления давлений на формовочную массу: снизу вверх со стороны приводного штампа-поддона при его перемещении и реактивного усилия сверху вниз со стороны жестко закрепленной крышки пресс-формы, при этом сжатие осуществляют с изменением скорости поддона (в 3 фазы);
при необходимости в процессе прессования формуют пустоты в изделиях с помощью вертикальных пустотообразователей, после чего извлекают изделие из пресс-формы;
извлечение ведут выпрессовкой при подъеме нижнего штампа вверх и далее перемещают изделие в соответствии с технологическим маршрутом, который включает операцию съема изделия после выпрессовки, а также транспортировку его при необходимости, например, на позицию тепловой обработки, штабелирование. Способ реализует вариант изготовления из неодинаковых по составу смесей различных строительных изделий, в частности, кирпичей размером (290х140x90) мм, методом гиперпрессования (20 30 МПа) в течение одного цикла, имеющего три фазы по скорости перемещения нижнего штампа-поддона.

К недостаткам описанного способа можно отнести следующее:
одностороннее сжатие формовочной массы путем внедрения в нее только нижнего штампа приводит к неодинаковой по глубине изделия плотности, уменьшающейся в направлении к крышке пресс-формы, что отрицательно сказывается на прочности, морозоустойчивости и других характеристик строительного изделия. При этом выбранный интервал гипердавлений недостаточен при изготовлении строительных блоков высотой 140 160 мм;
результат воздействия на формовочную массу виброимпульсами невелик, что связано с местом крепления вибраторов.

Известный способ не может быть использован для случая изготовления строительных блоков значительной высоты и имеющих ответственный рельеф на основаниях, еще и по причине выполнения оборудования для его реализации, не учитывающего особенности таких изделий.

Так, например, при выборе или разработке конструкции пресса для вышеупомянутых изделий необходимо, кроме обеспечения достаточной мощности, обеспечить соответствующую геометрию, в частности, расстояние между верхними штампами и рабочим столом, с учетом размещения по вертикали емкости с формовочной массой и пресс-формы.

В известном способе перегрузка изделия с поддерживающей пластиной, где оно находилось после выпрессовки, осуществляется сталкиванием.

Тара для штабелирования не предусмотрена, что также неприемлемо при производстве упомянутых строительных блоков.

Таким образом, известный способ имеет ограниченные технологические возможности. Кроме того, он реализуется с помощью одноместной пресс-формы, что снижает его производительность.

Одной из ответственных операций при изготовлении гиперпрессованием блоков достаточно больших габаритов и с использованием многоместной пресс-формы является извлечение блоков из пресс-формы. Это обстоятельство связано с тем, что не исключено появление неодинаковых сил трения формовочной массы о стенки матрицы в ее секциях, что вызывает перекос траверсы со штампами, в результате чего может произойти поломка механизма выпрессовки, так как усилия, развиваемые при этом, довольно значительно 500кН.

Известны устройства и пресс-формы с различными вариантами выпрессовки, в том числе:
выталкивания изделия из пресс-формы в горизонтальной плоскости (авт.свид. N 580982, B 28 B 3/00);
выталкивания изделия в вертикальной плоскости при поворотном варианте выполнения оборудования (авт.свид. N 113252, B 28 B 3/04 и др.)
Каждому из вариантов соответствует своя определенная совокупность конструктивного выполнения блока "пресс пресс-форма механизм выпрессовки". Аналогом для заявляемой технологии строительных блоков, в частности пресс-оснастки, может служить вариант выталкивания из пресс-формы изделия в вертикальной плоскости (авт.свид. N 528202, B 28 B 3/04, N 1839653, B 28 B 3/02 и другие).

Так, пресс-форма для формования фигурных изделий по авт.свид. N 528202, B 28 B 3/04, с целью облегчения извлечения отформованного изделия из матрицы, содержит верхний пуансон и составной нижний пуансон, выполненный из соосно расположенных внутреннего и внешнего элементов, при этом пресс-форма снабжена толкателями, пропущенными через отверстия, выполненные во внутреннем и внешнем элементах нижнего пуансона (штампа), а внутренний элемент подпружинен. Толкатели соединены снизу основанием и установлены с возможность прохождения через отверстия в монтажной плите. Предусмотрено, что изделие, отделившись от внешнего элемента пуансона, свободно лежит на внутреннем его элементе, что обеспечивает возможность его съема каким-либо из известных способов.

Недостатком описанной пресс-формы является ее сложность и, в связи с этим, ненадежность в условиях гиперпрессования. Кроме того, она является одноместной, что снижает производительность технологического цикла изготовления строительных блоков.

Наиболее близкой по технический сущности и достигаемому результату является выбранная за прототип пресс-форма для изготовления изделий из строительных смесей по патенту РФ N 2001757, B 28 B 3/00, 1994, включающая односекционную матрицу, представляющую собой замкнутую по периметру бортоснастку с кронштейнами на внешней поверхности для крепления в них штырей с упругими элементами-пружинами. При этом матрица посредством упругих элементов установлена подвижно в вертикальной плоскости и с возможностью опоры на основании. Опозитно нижнему штампу-поддону установлен приводный верхний штамп (пуансон), связанный с ползуном пресса. Опорная плита, закрепленная при помощи проставок на нижнем торце матрицы, имеет сквозные каналы для упоров, высота которых превышает толщину опорной плиты на 0,05-0,15 высоты матрицы, при этом в опорной плите закреплены съемные пустотообразователи, а поддон и пуансон выполнены с окнами для их прохода и имеют контактную поверхность, соответствующую заданному профилю изделия. Механизм выпрессовки имеет вертикальный толкатель, расположенный между выталкивателем пресса и траверсой, при этом в траверсе закреплены пальцы (штоки), контактирующие с упомянутыми упорами, проходящими через каналы опорной плиты.

Под воздействием на траверсу выталкивателя пресса пальцы, контактируя с упорами, перемещают нижний штамп-поддон с готовым изделием до полного выхода из пресс-формы.

К недостаткам описанной пресс-формы относится следующее:
опорная плита жестко связана с матрицей через проставки, что усложняет обслуживание пресс-формы, в частности продувку между поддоном и опорной плитой для удаления осыпи;
крепление пустотообразователей в опорной плите также влияет негативно;
наличие упоров, участвующих в работе при выпрессовке изделия, снижает надежность конструкции; такое выполнение целесообразно только при формовании тонкостенных высоких изделий;
традиционное выполнение механизма выпрессовки в известной пресс-форме не исключает возможности перекосов и поломки оснастки;
пресс-форма является одноместной, что снижает производительность изготовления строительных блоков.

Упоминающийся в описании к патенту положительный эффект не достигается при экспериментальной проверке пресс-формы. Это обстоятельство связано с тем, что для крепления элементов пресс-формы используются резьбовые соединения. Примером может служить крепление пальцев, с одной стороны в нижних штампах-поддонах, с другой в траверсе, которая, в свою очередь, связана с толкателем механизма также резьбовым соединением.

При использовании многоместной пресс-формы в условиях гиперпрессования, когда, как было показано выше, развиваются значительные усилия на нижние штампы-поддоны, в силу разных причин могут быть приложены неодинаковые силы F₁≠F₂, при этом конструкция становится неустойчивой, легко перекашивается, что может привести к поломке механизма выпрессовки. Может произойти поломка и резьбового соединения траверсы с толкателем при обратном ходе выталкивателя пресса как в процессе работы, вследствие просыпания осыпи, так и при погрешности в выключении пресса на 2-3 мм: если концевой выключатель установлен на выключение пресса до того, как нижний штамп-поддон опустится на опорную плиту, то в этом случае при формовании все усилие будет принимать механизм выпрессовки.

В связи с тем, что технологический цикл изготовления блоков не заканчивается выпрессовкой, а требуется обеспечить съем свежеотформованного изделия с поддона, с целью транспортировки на следующие технологические позиции, в частности, для тепловой обработки и штабелирования, причем без поломок и ухудшения качества поверхности, становится актуальной разработка специальных средств для этого.

Известна установка для прессования кирпича по патенту N 2000001, B 28 B 3/02, которая содержит некоторые формально схожие с заявляемой линией признаки.

Установка реализует метод гиперпрессования, в ней предусмотрено загрузочное устройство, устройство для прессования с двумя пресс-формами, имеющими пустотообразователи. Предусмотрена транспортирующая система, размещенная над устройством прессования, что обеспечивает подачу готовых кирпичей в зону перегрузки партиями.

Установка снабжена рольгангом и перегружателем, при этом рольганг выполнен с поворотной секцией и сталкивателями. По обе стороны от устройства прессования размещены подъемные столы с приемными платформами, а перегружатель выполнен в виде рычажной системы со смонтированным на ней схватом.

К недостаткам установки относится следующее:
она не обеспечивает изготовление строительных блоков, то есть имеет ограниченные технологические возможности;
пресс-формы смонтированы по торцам силового цилиндра двухстороннего действия, то есть пресс-формы работают попеременно;
съем кирпичей происходит сталкиванием, при этом выпрессовка из пресс-формы осуществляется в горизонтальной плоскости;
кирпичи укладываются в стопы (друг на друга);
перегружатель схватом захватывает сразу порцию кирпичей.

Очевидно, что такие условия непригодны для изготовления строительных блоков с ответственными поверхностями. Кроме того, известная установка имеет сложную конструкцию. Наиболее близкой по технической сущности (по количеству функциональных блоков, формально общих с заявляемой линией), является выбранная за прототип установка для прессования строительных изделий по авт.свид. 1472266, B 28 B 3/00, 1989, содержащая установленные в технологической последовательности смесительный модуль, загрузочное устройство с расходным бункером и мерным питателем, формовочный пост с формовочными рамами в качестве пресс-формы, имеющими продифилированные полки; толкающий механизм для перемещения формовочных рам в зону прессования, манипулятор (перегружатель), механизм для подачи формовочных рам в магазин, приемное устройство в виде транспортера-накопителя отформованных изделий и вертикально подвижный стол.

Отформованные изделия в формовочных рамах, примыкающих одна к другой, перемещаются до зоны действия манипулятора, поворотом которого вокруг оси осуществляется перевод горизонтальной ориентации рамы с изделиями в вертикальное и укладка непосредственно изделия на накопитель, а также съем рам, подача их в магазин и далее опять в зону прессования.

К недостаткам описанной установки относится следующее:
установка реализует вариант, когда свежеотформованное изделие передается на последующие позиции вместе с поддоном формовочной рамой; это обстоятельство применительно к изготовлению заданных строительных блоков либо экономически не выгодно из-за необходимости иметь значительное количество поддонов сложной формы, выполненных с большой точностью, так как именно этим определяется точность геометрии (рельефа) заданных строительных блоков, либо будет низкая производительность из-за недостаточного количества таких поддонов;
в установке применена усложняющая технологию переориентация изделия из горизонтального положения в вертикальное, размещение на накопителе непосредственно изделий, не защищенных тарой, что является неприемлемым при изготовлении строительных блоков с ответственным рельефом на основании, предназначенным для обеспечения безрастворной кладки;
установка применяется для производства кирпичей, то есть имеет ограниченные технологические возможности.

Целью изобретения явилась разработка способа и комплекса оборудования (пресс-формы и линии) для изготовления из полусухих смесей методом гиперпрессования строительных блоков с ответственными поверхностями, имеющими для обеспечения безрастворной кладки рельеф типа "выступ-паз", которые обеспечили при сравнительной простоте способа и оборудования расширение технологических возможностей, повышение производительности, качества и надежности при производстве упомянутых блоков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления строительных блоков прессованием, заключающемся в том, что приготавливают полусухую формовочную массу путем смешения вяжущего, мелкого заполнителя и воды, осуществляют загрузку формовочной массы в пресс-форму, одновременно воздействия на нее виброимпульсами, производят прессование формовочной массы, в процессе которого посредством пустотообразователей формуют пустоты, осуществляют извлечение блоков выпрессовкой при подъеме нижнего штампа, после чего блоки перемещают в соответствии с технологическим маршрутом, включающим съем блоков после выпрессовки, транспортировку, например, на позицию тепловой обработки, штабелирование, на стадии приготовления формовочной массы в нее дополнительно вводят пластификатор, в качестве которого служит шлам-отход водоочистки ТЭЦ в количестве 15-20% по массе в зависимости от типа изготавливаемых строительных блоков, в процессе загрузки одновременно с воздействием виброимпульсов формовочную массу приводят в колебательное движение вместе с подвешенной на упругих элементах матрицей пресс-формы, причем загрузку формовочной массы и прессование с образованием сквозных пустот в блоках ведут при неподвижных вертикальных пустотообразователях, выдвинутых на полную длину. Режим прессования, состоящий в двухстороннем сжатии формовочной массы в течение одного цикла с приложением одинаковой на обе стороны, нарастающей в течение цикла до заданного значения прессующей нагрузки, создают путем синхронного с верхними штампами и встречно направленного внедрения в формовочную массу неподвижных нижних штампов при перемещении относительно них до упора подвешенной на упругих элементах матрицы пресс-формы, с которой силами трения сцеплена формовочная масса, находящаяся под давлением приводных верхних штампов пресса при их движении вниз, а транспортировку извлеченных из пресс-формы съема блоков после съема каждого из них за боковые стенки производят на промежуточных несущих элементах приемных лотках путем линейного перемещения в горизонтальной плоскости до накопления их вместе с готовыми блоками на базовых элементах поддонах, которые штабелируют затем на позиции тепловой обработки. Уплотнение формовочной массы ведут в течение 4-6 секунд, с приложением гиперпрессующей нагрузки не менее 30 МПа.

Поставленная цель достигается тем, что пресс-форма для изготовления строительных блоков прессованием, которая содержит подвижно установленную в вертикальной плоскости и опирающуюся на основание посредством упругих элементов матрицы, в секции которой размещен нижний силовой штамп-поддон, а опозитно расположен приводной верхний штамп, имеющие окна для прохождения съемных пустотообразователей и профилированные контактные поверхности в соответствии с поверхностями изготавливаемых блоков, опорную плиту и механизм выпрессовки, включающий в свой состав вертикальный толкатель, расположенный между выталкивателем пресса и траверсой, которая пальцами жестко связана с нижним штампом-поддоном, снабжена дополнительной аналогично выполненной секцией, вертикальный толкатель механизма выпрессовки, установленный по оси симметрии двухсекционной матрицы, снабжен со стороны верхнего конца гильзой, а выталкиватель пресса обоймой, на которую в ее углублении трапецеидальной формы свободно опирается нижним концом вертикальный толкатель, при этом гильза, с которой он соединен пальцем, жестко закреплена своей торцевой поверхностью на траверсе, а диаметр толкателя составляет не менее 1/3 линейного размера траверсы, съемные пустотообразователи закреплены на основании, которое имеет также окна для пальцев нижних штампов-поддонов и жестко связано с опорной плитой, выполненной в виде закрепленной на столе пресса рамы, внутри которой размещена траверса.

Поставленная цель достигается тем, что линия для изготовления строительных блоков прессованием, содержащая установленные последовательно на технологических позициях смесительный модуль, загрузочное устройство с расходным бункером и мерным питателем, формовочный пост, пресс и пресс-форму, перегружатель, толкающий механизм, приемное и штабелирующее устройство, снабжена:
сборно-разборным приспособлением для поддержания свежеотформованных блоков, которое включает приемные лотки и поддон-накопитель и установлено с возможностью взаимодействия с оборудованием на технологических позициях линии,
механизмом поперечной подачи приемных лотков в зону действия перегружателя, установленным между формовочным постом и приемным устройством, образующих продольное направление линии, при этом механизм поперечной передачи включает в свой состав установленные на раме приводную тележку с площадкой, которая образует ступеньку с ее основанием, и магазин для приемных лотков, выполненных в виде стоек, имеющих прорезь со стороны подачи лотков и оборудованный с возможностью их самовыгрузки в одном из крайних положений тележки.

Формовочный пост выполнен в виде приводной каретки с размещенными на ней в направлении продольной оси линии мерным питателем загрузочного устройства, перегружателем и толкающим механизмом, которые в крайнем левом положении каретки совмещены с зонами соответствующих технологических позиций линии: мерный питатель с расходным бункером загрузочного устройства, перегружатель с зоной пресс-формы, причем толкающий механизм закреплен на правом конце каретки. В крайнем правом положении каретки мерный питатель расположен над пресс-формой, перегружатель в зоне действия механизма поперечной подачи приемных лотков, а толкающий механизм контактирует с одним из них, при этом перегружатель выполнен в виде манипуляторов типа пневматического схвата с контактными элементами прямоугольной формы, в соответствии с размерами боковых стенок изделия.

Сборно-разборное приспособление на позиции приемного устройства, выполненного в виде рольганга, представляет собой установленную с возможностью взаимодействия с грузозахватным устройством тару с изделиями - свежеотформованными строительными блоками, дном которой служат опирающиеся на ролики рольганга приемные лотки в виде пластин, расположенные вплотную друг к другу в поддоне-накопителе, как в направляющих, который, в свою очередь, уложен на раму рольганга. Толкающий механизм для перемещения приемных лотков выполнен в виде собачек с фиксаторами, расположенными по краям правого торца каретки. Мерный питатель загрузочного устройства, выполненный в виде емкости прямоугольной формы, имеет наклонную заднюю стенку, составляющую тупой угол с нижним основанием питателя. Штабелирующее устройство снабжено закрепленными на его стойках опорами, установленными с возможностью поворота на 180^o около горизонтальной оси, при этом каждая опора выполнена в виде уголка, прикрепленная к планке, которая посредством оси жестко связана с соответствующей стойкой. Манипуляторы типа пневматических схватов выполнены в виде жестко соединенных корпуса и крышки, между которыми расположена подпружиненная диафрагма с отверстием по центру для штока, один конец которого зафиксирован в диафрагме, другой пропущен через основание каретки формовочного поста и соединен с платой, которая имеет контактный элемент в виде подушки и зафиксирована относительно корпуса, при этом крышка соединена с воздуховодом.

Обоснование изобретательского уровня способа изготовления строительных блоков.

Заявителю из патентного и других информационных источников неизвестны способы изготовления на основе цементно-минеральных композиций строительных блоков с размерами (200 x 400 x 160) мм, которые, с целью возможности безрастворной кладки, имеют рельеф типа "выступ-паз", сформированный вокруг зоны сквозных пустот в блоке, причем на одном основании в виде тонких граней до 8 мм высотой, а на другом в виде ответных контуров, образованных пазом.

В связи с тем, что цемент начинает "работать" через 40 мин, а блок должен быть вынесен из пресс-формы и транспортирован согласно технологическому маршруту, то наличие пластификатора, повышающего структурную прочность - необходимо. Однако заявителю неизвестно использование в качестве пластификатора шлам-отхода водоочистки ТЭЦ. Применение его в составе цементно-минеральной композиции создает следующий положительный эффект:
по сравнению с многими известными способами, которые предусматривают использование дефицитного сырья, необходимого для других производств, или имеют достаточно сложную и дорогостоящую технологию, шлам-отход водоочистки ТЭЦ, является дешевым, экологически чистым сырьем; известно использование в качестве добавки легкой керамзитовой пыли, но она имеет невысокие качества, как пластификатор; пластификатор в виде золоуноса является радиоактивным;
шлам-отход, обладая высоким качеством, как пластификатор, хорошо сочетается с цементно-минеральной композицией, применяемой для изготовления строительных блоков, которая сама по себе дешевле блоков из бетона за счет меньшей стоимости сырья, экономии транспорта, производственных затрат.

Заявленный способ основан на методе гиперпрессования за один цикл путем двухстороннего сжатия полусухой формовочной смеси, при этом двустороннее сжатие формовочной массы и образование пустот в блоках обеспечиваются за счет определенного набора отличительных признаков, которые по совокупности не присущи ни одному из известных способов и придают заявленному способу новый положительный эффект. Так, известно двухстороннее прессование за счет встречного одновременного перемещения верхнего и нижнего приводных штампов при неподвижной пресс-форме (авт.свид. N 789204, B 22 C 15/00, 80г). Этот вариант не экономичен, требует больших затрат энергии. Это же касается авт. свид. N 1214425, B 28 B 3/00.

Известно также решение по патенту РФ N 2010704, B 2B B 3/04, где прессование происходит при возвратно-поступательном перемещении прессующего органа относительно пресс-формы в течение цикла прессования. Здесь осуществляется одностороннее сжатие с подпрессовкой, в результате которого может быть обеспечена одинаковая плотность по всей высоте изделия. Однако описанный режим снижает производительность изготовления изделия и является энергоемким. Известен режим прессования в многоместной пресс-форме с приложением к формовочной массе двухстороннего давления поочередно циклами с неодинаковым прессующим усилием с разных сторон изделия (см. например патент РФ N 2004431, B 28 B 3/02). Недостатком описанного способа является циклический характер прессования, что также снижает производительность.

Прессование за один цикл сжатия с постепенным нарастанием давления за этот цикл описано в решении по патенту РФ N 2012491, B 28 B 3/00. Однако усилие здесь создается по всему периметру одноместной с подвижными боковыми стенками разъемной пресс-формы, а не только в вертикальной плоскости. Такой вариант нецелесообразно применять для изготовления изделия большей высоты и с рельефом на поверхностях. Режим прессования, реализуемый пресс-формой по патенту РФ N 2001757, B 28 B 3/00, во многом аналогичен режиму, который обеспечивается в заявленном способе. Однако из-за недостатков конструкции известной пресс-формы эффект двухстороннего сжатия достигается значительно сложнее и не в полной мере, что снижает равномерность распределения плотности по всей высоте блока, а следовательно, и его качество.

Известны различные способы формирования пустот в изделии:
пресс для формирования пустот в строительном кирпиче по авт.свид. N 1763192, B 28 B 3/02 реализует сложные относительные перемещения в вертикальной плоскости верхних и нижних пустотообразователей; это же касается и авт.свид. N 1430280, B 28 B 3/00;
решение по авт. свид. N 1470516, B 28 B 3/00 предусматривает прессование путем одновременного разнонаправленного перемещения пустотообразователей в замкнутой пресс-форме;
в пресс-форме для полусухого прессования кирпича по авт.свид. N 1794023 формирование пустот ведут с помощью неподвижных пустотообразователей, однако плоскость образования горизонтальная, а не вертикальная и также присутствуют сложные относительные перемещения;
в пресс-форме для изготовления изделий из строительных смесей по патенту РФ N 2001757, B 28 B 3/00 реализован вариант, когда формирование пустот в первый момент происходит при совпадении перемещения верхнего штампа и пустотообразователей, закрепленных в опорной плите, а затем только при достижении плитой упора в виде стола пресса, формирование пустот продолжается при неподвижных пустотообразователях путем утопления их в окнах верхних штампов.

Известно использование виброимпульсов на стадии загрузки формовочной массы в пресс форму, (см. например патент РФ N 1823809, B 28 B 3/00). Однако формовочная масса в этом решении не совершает дополнительно колебательного движения. Заявителю не известны способы транспортировки свежеотформованных изделий, которые содержали бы следующую совокупность признаков:
транспортировка путем линейного перемещения в горизонтальной плоскости, без кантования, переориентации или употребления столов-снижателей;
транспортировка и штабелирование на специально разработанной таре, простой и удобной, обеспечивающей перемещения каждого свежеотформованного изделия без нарушения целостности, но и без снижения производительности. Таким образом, по мнению заявителя, совокупность признаков способа соответствует критерию "изобретательский уровень".

Обоснование изобретательского уровня пресс-формы.

Наличие дополнительной секции матрицы при одновременном упрощении конструкции по сравнению с прототипом (патент РФ N 2001757, B 28 B 3/00) за счет изменения связей между элементами пресс-формы (что отражено в формуле изобретения), обеспечивает повышение производительности и надежности. Выполнение механизма выпрессовки в значительной мере увеличивает надежность, так как обеспечивает исключение перекосов и поломок пресс-оснастки в момент удаления из двухсекционной матрицы одновременно двух строительных блоков. Это имеет экспериментальное подтверждение при работе с заявленной пресс-формой. Кроме того, выполнение механизма выпрессовки позволяет оставить крепежными элементами резьбовые соединения, которые при традиционном вертикальном варианте механизма выпрессовки после уплотнения формовочной массы гиперпрессованием часто ломались. Размещение на боковых сторонах пресс-формы вибраторов при подвижной матрице, подвешенной на упругих элементах, делает эффективной их работу. В заявленной пресс-форме основание и опорная плита, как было отмечено выше, имеют другие по сравнению с прототипом расположение и связи с элементами пресс-формы, что в совокупности с механизмом выпрессовки обеспечивает новый положительный эффект. Заявленная пресс-форма реализует вариант, когда формообразование осуществляется на фигурных (профильных) поддонах нижних силовых штампах, поверхность которых с большой точность при гиперпрессовании повторяет формовочная масса. Верхняя поверхность строительных блоков создается также профильными верхними штампами. Это упрощает технологию изготовления строительных блоков. Анализ патентной информации и других технических источников показал, что ни одно из известных устройств не обладает совокупностью вышеописанных качеств и не реализует заявленный способ в части пресс-оснастки. Известна пресс-форма по авт.свид. N 1660969, B 28 B 3/00 для полусухого формования изделий сложной формы. Недостатком ее является значительная и неоправданная сложность конструкции и механизма выпрессовки, если использовать ее для изготовления заданных строительных блоков. Кроме того, известная пресс-форма предназначена для одновременного прессования только одного изделия, что снижает производительность.

Известны устройства для прессования нескольких изделий. Так, в установке по патенту РФ N 2010704, B 28 B описан вариант, когда несколько пресс-форм размещены на поворотной платформе, однако здесь происходит последовательное прессование, т. е. в каждый промежуток времени на выпрессовке одно изделие, при этом реализация поворотного варианта является более дорогостоящей. Известен станок для изготовления керамзито-цементных стеновых блоков по патенту РФ N 1823809, B 28 B 3/00, содержащий формоблок (пресс-форму) с прямоугольными ячейками (секциями), вибратор и выталкиватель со штырями (механизм выпрессовки), установленный под формоблоком. Хотя такая конструкция обеспечивает выход сразу нескольких изделий, она не может быть использована для изготовления блоков с ответственной поверхностью. В известном станке использован тросо-блочный привод механизма выпрессовки, что создает ряд дополнительных трудностей и недостатков. При этом, хотя для равномерного распределения формовочной массы в известном станке используется вибратор, но его работа не эффективна, так как сам формоблок закреплен жестко на станине.

Таким образом, заявляемая пресс-форма для изготовления строительных блоков сплошных или с пустотами удовлетворяет критерию "изобретательский уровень", так как совокупность ее существенных признаков не используется в устройствах аналогичного назначения, известных из патентной и научно-технической литературы. Заявленная совокупность признаков путем обеспечения за счет нее надежности и производительности влияет на достижение поставленной цели.

Обоснование изобретательского уровня линии для изготовления строительных блоков прессованием.

Заявляемая линия проста по конструкции. Заданные функции обеспечиваются за счет комбинации всего лишь двух прямолинейных перемещений, продольного и поперечного в горизонтальной плоскости и одного вертикального на позиции прессования. Построение линии, в том числе выполнение формовочного поста с расположенным на нем оборудованием, обеспечивает повышение производительности за счет возможности выполнения нескольких операций за один прямой ход каретки формовочного поста, а также за счет наличия механизма поперечной подачи приемных лотков в сочетании с выполнением сборно-разборного приспособления, один из элементов которого приемный лоток играет на позиции перегрузки самостоятельную защитную функцию для свежеотформованного изделия; выполнение контактирующего элемента схвата прямоугольной и по размерам боковой стенки изделия формы, вместо традиционно круглой, значительно снижает вероятность поломки изделия из-за близости зон приложения усилия захвата и пустотности изделия;
конструктивное обеспечение самовыгрузки приемных лотков из магазина механизма поперечной подачи;
выполнение штабелирующего устройства простой и эффективной конструкции с поворотными опорами значительно упрощает операцию (варианты этих устройств, описанные в РТМ "Типовые конструкции производственной тары для механизированного перемещения и многоярусного хранения грузов") не содержит подобного решения;
расположение и выполнение толкающего механизма, который воздействует на приемный лоток с изделиями, а не на само изделие.

Выполнение мерного питателя загрузочного устройства является простым и эффективным решением вопроса о полном и равномерном заполнении обеих секций пресс-формы без увеличения объема питателя или его хода. Аналогичная проблема в известной установке прессования строительных изделий по авт.свид. N 1756153, B 28 B 3/00 решается сложной конструкцией питателя с гравитационной шторкой, захватом, защелкой и упорами. Анализ известных решений (см. например авт. свид. N 580982, B 28 B 3/00, N 1320066, B 28 B 3/00; авт.свид. N 1294610, B 28 B 3/08) в части, касающейся конструкции перегрузочных устройств, показал, что они не могут быть использованы для изготовления строительных блоков с ответственным рельефом на основаниях.

Таким образом, заявленная линия для изготовления строительных блоков удовлетворяет критерию изобретательского уровня, так как совокупность ее существенных признаков не используется в устройствах аналогичного назначения, известных из патентной и научно-технической литературы. Заявленный комплекс: способ изготовления строительных блоков прессованием, пресс-форма и линия для его реализации, объединенные одним изобретательским замыслом, обеспечивают высокопроизводительное и надежное производство строительных блоков для безрастворной кладки, обладающих заданными показателями качества и физико-механическими характеристиками. Возможность изготовления по заявленной технологии и оборудовании широкого ассортимента строительных изделий путем незначительных переналадочных работ, расширяет его возможности по использованию.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид линии, реализующей способ изготовления строительных блоков прессованием;
на фиг.2 вид линии в плане;
на фиг.3 общий вид пресс-формы;
на фиг.4 вид пресс-формы в плане;
на фиг.5-10 элементы и выполнение сборно-разборного приспособления;
на фиг.11 взаимное расположение оборудования в крайнем правом положении каретки формовочного поста, когда одновременно на соответствующих позициях линии происходит загрузка формовочной смеси в пресс-форму, укладка перегружателем изделий на приемный лоток и перемещение толкающим механизмом предыдущего лотка на приемное устройство;
на фиг.12 вид в плане фиг.11;
на фиг. 13-14 схемы, иллюстрирующие различные этапы работы на позициях "приемное устройство" штабелирование";
на фиг.15 толкающий механизм;
на фиг.16 18 схемы, иллюстрирующие различные моменты работы и взаимного расположения мерного питателя загрузочного устройства с расходным бункером и пресс-формой;
на фиг. 19 20 изображены соответственно выполнение манипуляторов типа "пневматический схват" и вид в плане;
на фиг.21 зона пониженной прочности на строительных блоках;
на фиг.22 вид сбоку механизма поперечной подачи приемных лотков;
на фиг.23 то же, вид спереди;
на фиг. 24 показано в плане положение приемного лотка в магазине механизма поперечной подачи лотков;
на фиг.25 26 схемы расположения приемных лотков в крайних положениях тележки механизма поперечной подачи;
на фиг.27 общий вид штабелирующего устройства;
на фиг. 28 то же, вид при загрузке тарой с изделиями;
на фиг.29 вид в плане штабелирующего устройства;
на фиг. 30 изображено выполнение поворотных опор штабелирующего устройства.

Производство строительных блоков осуществляется по поточно-агрегатной технологии, обеспечивающей ритмичный выпуск блоков требуемого качества методом гиперпрессования полусухой формовочной массы на оборудовании линии, в состав которой входит пресс 1, имеющий гидравлический привод 2 и заявляемая пресс-форма. Пресс-форма содержит двухсекционную матрицу 3, представляющую собой замкнутую по периметру конструкцию, установленную подвижно в вертикальной плоскости и с возможностью опоры на основание 4 посредством четырех упругих элементов 5. Для этого на внешней поверхности матрицы 3 имеются кронштейны 6 в виде втулок, охватывающих направляющие штыри 7, которые с одной стороны имеют регулировочные гайки 8, с другой закреплены в основание 4, причем на направляющие штыри надеты упомянутые упругие элементы 5 пружины. Основание 4 установлено на опорную плиту в виде рамы 9 пресс-формы, жестко закрепленной болтовыми соединениям на столе 10 пресса 1. В секциях матрицы 3 расположены пустотообразователи 11, закрепленные съемно на основании 4 и проходящие через окна в нижних штампах-поддонах 12. Каждый нижний штамп 12 представляет собой силовой профилированный поддон в соответствии с заданной конфигурацией поверхности строительного блока. Нижние штампы-поддоны 12 посредством пальцев 13 соединены с траверсой 14, через которую они связаны с механизмом выпрессовки. Механизм выпрессовки выполнен в виде штанги-толкателя 15, установленного по вертикальной оси симметрии двухсекционной матрицы 3 пресс-формы 1 между траверсой 14 и обоймой 16 выталкивателя 17 пресса 1, при этом вертикальный толкатель 15 со стороны траверсы 14 снабжен гильзой 18, в которую посажен скользящей посадкой и закреплен в ней пальцем 19, а сама гильза 18 жестко прикреплена своей торцевой поверхностью к траверсе 14. С другой стороны вертикальный толкатель 15 свободно опирается на обойму 16, находясь в ее углублении трапецеидально1 формы, и выполнен с диаметром, составляющим не менее 1/3 линейного размера траверсы 14, расположенной внутри рамы 9. Над матрицей 3 пресс-формы опозитно каждой ее секции установлен соответствующий верхний штамп 20, при этом верхние штампы 20 закреплены в ползуне 21 пресса 1, связанным со штоком гидроцилиндра 2, и имеют профильную поверхность в соответствии с конфигурацией верхнего основания изделия, а также полости для прохождения пустотообразователей 11. На верхних штампах 20 закреплены также ограничители перемещения (на чертеже не показаны), контактирующие с верхними торцами матрицы 3. На боковых стенках матрицы 3 закреплены вибраторы 22.

Заявленная линия содержит установленные последовательно на технологических позициях:
смесительный модуль, включающий бункера-накопители, дозаторы сырья для формовочной смеси (на чертеже не показаны), приводной бетоносмеситель 23 с шибером и скиповый подъемник 24;
загрузочное устройство, содержащие стол 25, расходный бункер 26, мерный питатель 27, имеющий заслонку 28, и уплотнитель 29;
формовочный пост 30, который с прессом 1 и приемным устройством 31 в виде рольганга, образуют продольное направление линии;
между прессом 1 и рольгангом 31 установлен механизм 32 поперечной подачи пустых приемных лотков 33 для готовых изделий 34 свежеотформованных строительных блоков после их выпрессовки из матрицы 3 пресс-формы. Приемные лотки 33 и поддоны-накопители 35 образуют сборно-разборное приспособление, выполненное с возможностью взаимодействия с технологическим оборудованием на технологических позициях линии. На позиции приемного устройства 31 оно служит тарой для готовых изделий 34, причем приемные лотки 33 являются промежуточным элементом, несущим изделия 34, а поддоны накопители 35 базовым. Параллельно основному ряду оборудования на рельсовых путях 36 установлено штабелирующее устройство 37 в виде контейнера для тары с готовыми изделиями 34, для перемещения которых с позиции приемного устройства 31 в зону длительного нахождения тарно-штучных изделий служит грузозахватный механизм 38, например кран-балка. Управление соответствующим оборудованием линии осуществляется с пульта 39 в полуавтоматическом режиме (электрическая схема управления на чертеже условно не показана). Для обслуживания смесителя 23 предусмотрена эстакада 40. Линия оснащена маслостанцией 41. Мерный питатель 27 загрузочного устройства представляет собой емкость в форме ящика с наклонной задней торцевой стенкой, составляющей тупой угол с плоскостью нижнего основания, при этом установленная за торцом заслонка 28 расположена на уровне верхнего основания, а уплотнитель 29 закреплен снизу и выполнен из износостойкой резины. Формовочный пост 30 выполнен в виде рамы, на которой размещены секции путей 42 для приводной каретки 43 на колесах 44. Каретка 43 связана со штоком 45 пневмоцилиндра 46. На раме формовочного поста 30 установлен расходный бункер 26 загрузочного устройства, а на каретке 43 размещены мерный питатель 27, перегружатель 47 и толкающий механизм 48. Перегружатель 47 выполнен в виде манипуляторов типа пневматических схватов, которые предназначены для захвата за боковые стенки и укладки на приемные лотки 33 строительных блоков 34 после выпрессовки их из двухсекционный матрицы 3 пресс-формы. Каждый манипулятор перегружателя 47 состоит из соединенных болтовым соединением корпуса 49 с крышкой 50. Между ними закреплена подпружиненная пружиной 51 диафрагма 52 с отверстием в середине для штока 53, который зафиксирован гайкой 54. Другой конец штока пропущен через основание каретки 43 и соединен резьбой с пятой 55, к которой прикреплен контактный элемент подушка 56. Подушка 56 представляет собой рифленую резину в форме прямоугольника по размерам боковой стенки изделия 34, при этом пята 55 с помощью болтов 57 зафиксирована относительно корпуса 49 для предотвращения ее поворота относительно штока 53. Крышка 50 манипулятора соединена с воздуховодом 58.

Толкающий механизм 48 выполнен в виде собачек 59 с фиксаторами 60, которые закреплены по краям на правом торце каретки 43. Приемное устройство 31 в виде рольганга предназначено для укладки приемных лотков 33 со свежеотформованными изделиями 34 на поддоны-накопители 35 и представляют собой раму 61 с пазами 62 для роликов 63, при этом на вертикальной стенке рамы 61 закреплены четыре фиксатора 64, которые служат для фиксации положения поддона-накопителя 35. Приемный лоток 33 представляет собой площадку с трубчатой окантовкой 65 по периметру и лыжами 66 снизу площадки. Поддон-накопитель представляет собой рамку, которая снабжена уголками 67, 68, закрепленными на ее торцах, и двумя парами петель 69, расположенных на ее длинных сторонах, при этом размеры приемного лотка 33 соответствуют размерам нескольких изделий 34, в частности двух, а длина рамки поддона-накопителя 35 выбрана из условия размещения на ней нескольких, например, четырех приемных лотков 33.

Сборно-разборное приспособление на позиции приемного устройства (рольганга 31) является тарой, загруженной отформованными изделиями 34; дном этой тара служат приемные лотки 33, опирающиеся лыжами 66 на ролики 63 рольганга 31 и расположенные в плотную друг к другу в поддоне-накопителе 35, как в направляющих, при этом, в свою очередь, поддон-накопитель 35 рамкой уложен на раму 61 рольганга 31 и с помощью петель 69, как единое целое с приемными лотками 33, может быть перемещен грузозахватным механизмом 38 на позицию штабелирующего устройства 37. Механизм 32 поперечной подачи пустых приемных лотков 33 в зону действия перегружателя 47 имеет раму 70, на которой установлен механизм 71, а также закреплен пневмоцилиндр 72 и пути 73 (уголок) для тележки 74 на колесах 75, которая посредством кронштейна 76 соединена со штоком 77 пневмоцилиндра 72. Магазин 71 выполнен в виде стоек, между которыми размещены приемные лотки 33. В стойках со стороны подачи лотков выполнена прорезь, а на тележке имеется площадка 78, образующая ступеньку.

Оборудование линии установлено с возможностью совмещения по времени нескольких операций. Так, в крайнем левом положении каретки 43 формовочного поста 30 мерный питатель 27 установлен под расходным бункером 26, перегружатель 47 находится над пресс-формой. В крайнем правом положении каретки 43 формовочного поста 30, мерный питатель расположен над пресс-формой, перегружатель 47 в зоне действия 32 поперечной подачи приемных лотков 33, а толщиной механизм 48, закрепленный на правом торце каретки 43, контактирует с одним из лотков 33. Штабелирующее устройство 37 выполнено в виде контейнера, представляющего собой многоярусную каркасную сварную конструкцию, образованную стойками 79 из уголка коробчатой формы. Стойки 79 опираются на пятаки 80, служащие для установки контейнера на контейнер. В верхней своей части стойки 79 имеют петли 81 для взаимодействия с грузоподъемным механизмом 38, а также снабжены поворотными опорами 82, 83, каждая из которых выполнена из уголка, прикрепленного к планке 84. Планка 84 посредством оси 85 жестко связана со стойкой 79 контейнера и установлена с возможностью поворота вокруг оси на 180^o и фиксации фиксатором 86. Позицией 87 на чертеже обозначена формовочная масса, которая может находиться в расходном бункере 26, мерном питателе 27 и матрице 3 пресс-формы.

Пример. В линии использован гидравлический пресс 1 модели ПК 12.6.36.09 Оренбургского завода "Гидропресс", имеющий следующие характеристики:
номинальное усилие 4000 кН
ход ползуна 21 800 мм
номинальное усилие выталкивателя 7 500 кН
наибольшее расстояние между столом 12 и ползуном 21 1400 мм
мощность 18 кВт
Пресс ПК 2.6.36.09, предназначенный для формирования изделий из слоистых пластиков, получил широкое применение в области производства строительных изделий на цементном вяжущем. Выбор пресса связан также с расстоянием между его столом 10 и ползуном 21, достаточным для установления по вертикальной оси пресс-формы, верхних штампов 20 и мерного питателя 27. Емкость мерного питателя 27 сварена из листа, уплотнитель 28 выполнен из износостойкой резины, а верхнее основание за счет наклона заднего торца питателя длиннее нижнего основания питателя на ≈150 мм, так что в крайнем правом положении каретки 43 питатель 27 выходит вперед за границу матрицы 3 ≈100 мм, обеспечивая при одном и том же ходе штока 45 цилиндра 46, равном 1050 мм, и при том же объеме питателя 27 необходимое заполнение обеих секций матрицы 3. Ход штока 45 каретки 43 формовочного поста 30 выбран 1050 мм, что является достаточным для обеспечения взаимодействия оборудования на соответствующих технологических позициях линии. В состав линии входит бетоносмеситель 23 марки СБ-80, оснащенный скипом 24. Бетоносмеситель имеет следующие характеристики:
вместимость чаши 250 л
объем готового замеса 165 л
время перемешивания 45 50 с
Подушка 56 с пятой 55 в манипуляторах (перегружатель 47) соединены клеем, например "Момент" и имеют не круглую, а прямоугольную форму. При размерах изделия 34 (200 мм x 150 мм) пята с подушкой может иметь размер (190 мм x 140 мм). Это обеспечивает захват без скалывания граней или разрушения изделия. Пустотность блоков составляет ≈50% Рама формовочного поста 30 представляет собой сваренную из швеллера N 10 конструкцию. Роль путей также выполняет швеллер N 10. Расходный бункер 26 представляет собой сваренный из листа б 3 мм короб и предназначен для направления формовочной массы 87 из смесителя 23 в мерный питатель 27. Приемные лотки 33 выполнены из металлического листа б 3 мм, по периметру обрамленного для жесткости кругляком Ф 8 мм (поз. 65). Рама поддона-накопителя 35 выполнена из уголка L 50, а со стороны одного из торцов уголка L 40 для захода приемного лотка 33 в раму, при этом, в частности на лотке 33, находятся два изделия 34, на поддоне-накопителе 8 изделий (четыре лотка), в штабелирующем устройстве 37 - 96 изделий (12 поддонов-накопителей). Зазор между обоймой 16 выталкивателя 17 пресса 1 и вертикальным выталкивателем 15 достаточно иметь в пределах 5 мм.

Линия работает следующим образом.

После изготовления формовочной массы 87 путем дозирования каждой из ее составляющих, загружают ее скип 24 смесительного модуля и включают его привод. Происходит перемещение формовочной массы 87 в бетоносмеситель 23, после чего привод скипа 24 отключают, а привод бетоносмесителя включают на 4 6 с. Далее, при открытии шибера смесителя 23 формовочная масса поступает в расходный бункер 26 загрузочного устройства.

Одновременно, магазин 71 механизма 32 поперечной подачи заполняют пустыми приемными лотками 33, а на рольганг 31 с помощью грузоподъемного механизма 38 подают поддон-накопитель 35, рамку которого укладывают на раму 61 рольганга 31.

В исходном состоянии приводная каретка 43 формовочного поста 30 находится в крайнем левом положении, при котором заслонка 28 смещена относительно горловины расходного бункера 26 (см. фиг. 17), а под ней расположен мерный питатель 27, в результате чего происходит заполнение его формовочной смесью 87. Далее, включением пневмоцилиндра 46 приводят в движение каретку 43. При этом формовочная масса 87, находясь в закрепленном на каретке мерном питателе 27, одновременно перемещается по столу 25 слева направо и, достигнув начала зоны пресс-формы, где заканчивается стол 25, начинает заполнять первую по ходу каретки 43 секцию матрицы 3, затем вторую. При полном выдвижении штока 45 передняя стенка мерного питателя 27 выходит за границу второй по ходу секции матрицы 3, обеспечивая таким образом заполнение обеих секций в заданном объеме (см. фиг.16, 18), что обеспечивается конструкцией мерного питателя 27. Во время заполнения пресс-формы формовочной массой 87 работают 2 3 с вибраторы 22, обеспечивая более равномерное заполнение секции матрицы. После этого вибраторы 22 отключают, а каретка 43 при реверсе штока 45 возвращается в крайнее левое положение (в крайних положениях каретка 43 взаимодействует с пружинными амортизаторами, оказывающими тормозящее действие на чертеже не показаны).

Одновременно, приводят в работу гидроцилиндр 2 пресса 1, происходит двустороннее прессование формовочной массы 87, находящейся в секциях матрицы 3, при движении вниз ползуна 21 с верхними штампами 20. При этом матрица 3, сжимая пружины 5, опускается до упора в основание 4, которое через опорную плиту 9 упирается в стол 10 пресса 1. Смещение ее относительно неподвижных нижних штампов 12 соответствует "подему" их, то есть внедрению снизу в формовочную массу 87 с усилием, равным в каждый момент усилию со стороны верхних штампов 20. При достижении заданного давления не менее 30 МПа в гидросистеме (что определяется по манометру на чертеже не показан) от датчика давления системы управления подается команда на отключение гидроцилиндра 2 пресса 1. Один цикл прессования включает время нарастания давления до 30 МПа, что в сумме с временем выдержки формовочной массы после отключения гидроцилиндра 2 из-за инерционности гидросистемы составляет до 5 с. В течение этого времени происходит формование пустот с помощью съемных пустотообразователей 11. В результате отключения гидроцилиндра 2 ползун 21 с верхними штампами 20 возвращается в свое исходное верхнее положение до остановки в нем. После этого автоматически осуществляется включение механизма выпрессовки изделия 34 (см. фиг. 3). Для этого включают привод выталкивателя 17, который, перемещаясь вверх, воздействует на вертикальный толкатель 15 и через него на траверсу 14 с закрепленными в ней пальцами 13 нижних штампов-поддонов 12 с изделиями 34. Свежеотформованные (готовые) изделия 34 выходят из матрицы 3, после чего осуществляется захват их за боковые стенки с помощью манипуляторов перегружателя 47 (см. фиг.19-21). Манипуляторы срабатывают при поступлении сжатого воздуха по воздухопроводу 58 при открытии клапана по команде с пульта 39 управления. Диафрагма 52 смещается, преодолевая усилие пружины 51 и приводит в движение шток 53. Болты 57 предотвращают поворот пяты 55 вокруг штока 53. В этот момент происходит захват за боковые стенки лежащих на штампах-поддонах 12 изделий 34 подушками 56. Одновременно отключается механизм выпрессовки. В результате нижние штампы 12 вместе с траверсой 14 и вертикальным толкателем 15 опускаются в нижнее положение под собственным весом, при этом толкатель 15 нижним концом все время касается обоймы 16. В момент, когда нижние штампы-поддоны 12 опускаются до основания 4 (см. фиг.3), вертикальный толкатель 15 останавливается, а выталкиватель 17 пресса 1 еще продолжает опускаться в свое исходное положение. После этого приводится в движение каретка 43 формовочного поста 30, которая находилась в течение операций прессования, выпрессовки и захвата готового изделия 34 в крайнем левом положении, в котором ранее произошла засыпка мерного питателя 27 формовочной смесью 87.

Теперь за время одного прямого хода каретки 43 выполняются две операции: происходит загрузка формовочной массы из мерного питателя 27 в матрицу 3 при достижении кареткой 43 крайнего правого положения и вынос готового свежеотформованного изделия 34 манипуляторами (перегружателем 47) в зону действия механизма 32 поперечной подачи приемных лотков 33. По достижении кареткой 43 крайнего правого положения приводится в действие пневмоцилиндр 72 тележки 74, с помощью которой пустые приемные лотки 33 поступают под изделие 34, удерживаемые манипуляторами (перегружателем 47). Зазор прохода приемного лотка под изделием не превышает 2 5 мм. Подача приемных лотков 33 поясняется чертежом (см. фиг.22-26).

Нахождение площадки 78 в зоне, ограниченной стойками 79, является исходным (см. фиг.25). Далее, при перемещении тележки 74 назад (от продольного направления линии), происходит самовыгрузка приемного лотка 33 из магазина 71 на основание тележки 74 (см. фиг.26), при этом в прорезь на стойках 79 выходит только нижний лоток, а на его место в этот момент под собственным весом ложится следующий. В этот момент ходом тележки 74 вперед, в другое крайнее положение, приемный лоток перемещается в зону действия манипуляторов 47, удерживающих изделие 34, а площадка 78 входит в зону между стойками 79, не допуская самовыгрузку следующего лотка из магазина 71. Далее, прямой и обратный ходы тележки 74 повторяются. При установлении изделий 34 над лотком 33 отключают перегружатель 47, перекрывая подачу сжатого воздуха. Пружина 51 возвращает диафрагму 52 в исходное положение, в результате готовое изделие 34 переходит на приемный лоток 33.

Далее происходит повторение операций после достижения кареткой 43 при обратном ходе штока крайнего левого положения:
на позиции прессования уплотнение формовочной массы 87 с образователем изделия 34, выпрессовка его из матрицы 3 и возврат выталкивателя 17 пресса 1 и элементов пресс-формы в исходные положения;
на позиции перегрузки захват изделия 34 манипуляторами (перегружателем 47).

Далее снова прямой ход каретки 43. Теперь при ее перемещении в крайнее правое положение выполняют три операции:
загрузка матрицы 3 формовочной смесью 87;
вынос готового изделия 34 из зоны прессования перегружателем 47;
перемещение посредством толкающего механизма 48 (собачек 59 с фиксаторами 60) приемного лотка 33 с двумя готовыми изделиями 34 на ролики 63 рольганга 31.

На фиг. 11 12 показано взаимное положение верхних штампов 20, мерного питателя 27, пресс-формы, рольганга в крайнем правом положении каретки 43, когда мерный питатель находится над пресс-формой, манипуляторы 47 захватили изделие 34 и вынесли его из зоны пресса, а собачки 59 проталкивают, то есть перемещают линейно в горизонтальной плоскости приемный лотки 33 по рольгангу 31. Базовый элемент (поддон-накопитель 35) выполняет в этом случае роль направляющих для приемных лотков 33. При последующих движениях процесс повторяется. Приемный лоток 33 проталкивает предыдущий до заполнения поддона-накопителя 35.

На фиг.13 изображена рамка поддона-накопителя 35 с приемными лотками 33, на фиг.14 момент снятия ее с рольганга 31. В этом случае приемные лотки 33 и рамка становятся одним целым, выполняя роль тары.

При заполнении поддона-накопителя 35, находящегося на рольганге 31, приемными лотками 33, которые уложены встык, поддон-накопитель 35 снимается за петли 69 грузоподъемным механизмом 38 и перемещается им в контейнер 37 (штабелирующее устройство), для чего две нижние опоры 82 должны быть задвинуты (повернуты вовнутрь), а остальные верхние 83 откинуты на внешнюю от стоек 79 сторону контейнера 37. По мере заполнения его поддонами 35, опоры 83 переводят вовнутрь (см. фиг.29-30). Приведение в работу смесителя 23 и скипа 24 может осуществляться как с пульта 39 управления, так и с эстакады 40, предназначенной для обслуживания смесителя. Подготовку формовочной смеси 87 можно осуществлять параллельно с процессом прессования, выпрессовки и т. д.

Для обслуживания технической линии предусмотрено 3 человека. Производительность линии 100 блоков/час. Установочная мощность 25 КВЧ. Производительная площадь (8x8)м².

Заявленный способ изготовления строительных блоков с помощью описанной линии осуществляется следующим образом. Используя оборудование смесительного модуля, производят подготовку строительной смеси в виде цементно-минеральной композиции, которая включает гидравлическое вяжущее, минеральные заполнители и воду. В качестве вяжущего используется портландцемент или его разновидности согласно требованниям ГОСТ 10178, марка цемента не ниже 400. В качестве заполнителя применяется кварцевый песок или технологические отходы в виде граншлака. Дополнительно в состав вводят пластификатор в виде шлам-отхода водоочистки ТЭЦ. Требования к физико-механическим свойствам следующие.

Состав кварцевого песка:
модуль крупности 1,8 1,5;
насыпная плотность сухого песка 1,345 кг/л;
содержание глинистых примесей 3,4%
Физические свойства шлам-отхода:
содержание глинистых примесей 3,5 4,5%
содержание органических примесей не превышает допустимого по ГОСТ 8735;
насыпная плотность 0,76 кг/л.

Подбор состава формовочной массы для изготовления блоков осуществляют с учетом заданной прочности.

Основные типы блоков:
СБП пустотные со сквозными пустотами (-50%) для кладки стен и перегородок надземных частей зданий;
ФБС сплошные для кладки фундаментов.

Используемый состав для изготовления блоков СБП (в мас. ):
цемент М400 12
граншлак 73
шлам-отход водоочистки ТЭЦ 15
100%
Влажность формовочной массы должна быть 7-8%
Для блоков ФБС (в мас.):
цемент М400 15
песок кварцевый 65
шлам-отход водоочистки ТЭЦ 20
100%
Рабочая влажность формовочной массы должна быть 7 8% При меньшей влажности в смесь добавляют расчетное количество воды. Отдозированные компоненты перемешиваются в бетоносмесителе 23 принудительного действия с образованием полусухой формовочной массы 87. Перемешивание осуществляется в следующем порядке: песок, шлам-отход, цемент, вода или граншлак, шлам-отход, цемент, вода в течение времени, необходимого для получения формовочной массы однородной консистенции (≈40 60 с). При смешивании компонентов в них может быть введен минеральной щелочестойкий пигмент 1 10% предварительно перемешанный с вяжущим (расход в к массу сухой смеси). На позиции загрузочного устройства приготовленная формовочная масса 87 поступает в расходный бункер 26, и далее в мерный питатель 27. Заполнение последнего осуществляют с превышением по объему на 2-3% это необходимо для получения блока заданных размеров и плотности. Отношение высоты готового блока к высоте рыхлой засыпки формовочной смеси должно составлять 0,587 0,589 при давлении 30 МПа. Это условие реализуется путем предварительного расчета размеров матрицы 3 пресс-формы и мерного питателя 27. Во время заполнения матрицы 3 формовочной массой 87 на последнюю воздействуют виброимпульсами посредством пружин 5 матрицы 3. Далее, в течение одного цикла (одностадийно) осуществляют уплотнение формовочной массы 87. Прессование ведут с использованием гипердавления, не менее 30 МПа при двухстороннем сжатии формовочной массы, которое осуществляют путем создания встречно направленных равных усилий: со стороны проводных верхних штампов 20 при перемещении их сверху вниз и внедрения в формовочную массу 87 нижних неподвижных штампов 12. Внедрение происходит вследствие того, что сцепленная с формовочной массой силами трения о боковые стенки матрица, смещается вниз относительно нижних штампов, создавая эффект их "подъема" без наличия привода, причем происходит синхронное и равное с обеих сторон уплотнение при нарастающем до заданного значения давлении (30 МПа и более).

Формование сквозных пустот в блоках 34 ведут в течение цикла прессования при неподвижных и выдвинутых на всю длину пустотообразователях 11 путем постепенного утопления их в окнах верхних штампов 20 в процессе перемещения этих штампов сверху вниз и уплотнении формовочной массы 37. Один цикл прессования составляет до 5 с, включая время нарастания давления до 30 МПа и выдержки при этом давлении (≈250 кг/см²). Извлечение отформованных блоков 34 из секций матрицы 3 ведут при подъеме нижних штампов-поддонов 12 под воздействием на них механизма выпрессовки. Структурная прочность свежеотформованного блока составляет не менее 0,5 МПа, что является достаточным для съема, перегрузки и транспортировки блоков согласно технологическому маршруту до завершающей операции тепловой обработки (сушки). Технологический маршрут включает съем отформованных блоков 34 с нижних штампов-поддонов 12 после выпрессовки, перегрузку их на промежуточный элемент приемные лотки 33 сборно-разборного приспособления, на которых блоки 34 поступают на базовый элемент этого приспособления поддон-накопитель 35 и далее, на нем на позиции штабелирования и тепловой обработки. Таким образом, транспортировка свежеотформованных блоков осуществляется в таре причем с использованием простых линейных перемещений в горизонтальной и вертикальной плоскостях параллельно самим себе. Завершающая операция сушка - предназначена для ускорения твердения. Тепловой режим в часах (2 + 6 + 2), где 2 часа подъем температуры, 6 часов изотермический прогрев при t^o 80^oC, 2 часа охлаждение до 40^oC. В случае естественного твердения, изделия хранятся в штабеле не менее трех суток, затем перемещаются на склад готовой продукции.

Заявленный способ изготовления строительных блоков прессованием обеспечивает характеристики и параметры, приведенные в таблице.

Строительные блоки, изготавливаемые по заявленной технологии и на заявленном оборудовании, обладают заданными параметрами, обеспечивающими надежность в эксплуатации, при этом они экологически чисты и имеют эстетический вид.

Формула изобретения

1. Способ изготовления строительных блоков прессованием, заключающийся в том, что приготавливают полусухую формовочную массу на основе вяжущего, мелкого заполнителя и воды, осуществляют загрузку полученной массы в пресс-форму, одновременно воздействуя на нее виброимпульсами, производят прессование формовочной массы, в процессе которого посредством пустотообразователей в ней формируют пустоты, осуществляют извлечение блоков выпрессовкой при подъеме нижнего штампа, после чего блоки перемещают в соответствии с технологическим маршрутом, включающим съем блоков после выпрессовки, штабелирование и транспортировку, на позицию тепловой обработки, отличающийся тем, что на стадии приготовления формовочной массы в нее дополнительно вводят пластификатор в количестве 15 20 мас. в зависимости от типа изготавливаемых строительных блоков, в процессе загрузки одновременно с воздействием виброимпульсов, формовочную массу приводят в колебательное движение через подвешенную на упругих элементах матрицу пресс-формы, причем загрузку формовочной массы и прессование с образованием сквозных пустот в блоках ведут при неподвижных вертикальных пустотообразователях, выдвинутых на полную длину, режим прессования, состоящий в двустороннем сжатии формовочной массы в течение одного цикла с приложением одинаковой на обе стороны и нарастающей в течение цикла до заданного значения прессующей нагрузки, создают путем синхронного с верхними штампами и встречно направленного внедрения в формовочную массу неподвижных нижних штампов в результате смещения относительно них до упора подвешенной на упругих элементах матрицы пресс-формы под действием сцепленной с ней силами трения формовочной массы, на которую производят давление верхние штампы пресса при их движении вниз, а транспортировку извлеченных из пресс-формы блоков после съема каждого из них за боковые стенки производят на промежуточных несущих элементах приемных лотках путем линейного перемещения в горизонтальной плоскости до полного накопления лотков вместе с готовыми блоками на базовых элементах, поддонах, которые штабелируют и транспортируют на позиции тепловой обработки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уплотнение формовочной массы ведут в течение 4 6 с с приложением гиперпрессующей нагрузки не менее 30 МПа.

3. Пресс-форма для изготовления строительных блоков, содержащая подвижно установленную в вертикальной плоскости и опирающуюся на основание посредством упругих элементов матрицу, в секции которой размещен нижний силовой штамп-поддон, а оппозитно расположен приводной верхний штамп, имеющие окна для прохождения съемных пустотообразователей и профилированные контактные поверхности в соответствии с поверхностями изготавливаемых блоков, опорную плиту и механизм выпрессовки, выполненный в виде вертикального толкателя, расположенного между выталкивателем пресса и траверсой, которая пальцами жестко связана с нижним штампом-поддоном, отличающаяся тем, что матрица снабжена дополнительно аналогично выполненной секцией, вертикальный толкатель механизма выпрессовки, установленный по оси симметрии двухсекционной матрицы, снабжен со стороны верхнего конца гильзой, а выталкиватель пресса обоймой, на которую в ее углублении трапецеидальной формы свободно опираются нижним концом вертикальный толкатель, при этом гильза, с которой он соединен пальцем, жестко закреплена своей торцевой поверхностью на траверсе, а диаметр толкателя составляет не менее 1/3 линейного размера траверсы, съемные пустотообразователи закреплены на основании, которое имеет окна для пальцев нижних штампов-поддонов и жестко связано с опорной плитой, закрепленной на столе пресса и выполненной в виде рамы, внутри которой размещена траверса.

4. Линия для изготовления строительных блоков прессованием, содержащая установленные последовательно на технологических позициях смесительный модуль, загрузочное устройство с расходным бункером и мерным питателем, формовочный пост, пресс и пресс-форму, перегружатель, толкающий механизм, приемное и штабелирующее устройства, отличающаяся тем, что она снабжена сборно-разборным приспособлением для укладки свежеотформованных блоков, которое включает приемные лотки и поддон-накопитель, установленные с возможностью взаимодействия с оборудованием на технологических позициях линии, и механизмом поперечной подачи приемных лотков в зону действия перегружателя, установленным между формовочным постом и приемным устройством, образующих продольное направлении линии, при этом сборно-разборное приспособление на позиции приемного устройства, выполненного в виде рольганга, представляет собой тару с отформованными строительными блоками, дном которой служат опирающиеся на ролики рольганга приемные лотки в виде пластин, расположенные вплотную друг к другу в поддоне-накопителе, как в направляющих, который уложен на раму рольганга, механизм поперечной подачи включает в свой состав установленные на раме приводную тележку с площадкой, которая образует ступеньку с ее основанием, и магазин для приемных лотков, выполненный в виде стоек с прорезью со стороны подачи лотков и оборудованный с возможностью их самовыгрузки в одном из крайних положений тележки, которое соответствует выдвижению ее в зону взаимодействия с перегружателем, формовочный пост выполнен в виде приводной каретки с размещенными на ней в направлении продольной оси линии мерным питателем загрузочного устройства, перегружателем и толкающим механизмом, которые в крайнем левом положении каретки совмещены с зонами соответствующих технологических позиций линии: мерный питатель с расходным бункером загрузочного устройства, перегружатель с зоной пресс-формы, причем толкающий механизм, выполненный в виде собачек с фиксаторами, закреплен на правом торце каретки, в крайнем правом положении каретки мерный питатель расположен над пресс-формой, перегружатель в зоне действия механизма поперечной подачи приемных лотков, а толкающий механизм контактирует с одним из них, при этом мерный питатель загрузочного устройства, выполненный в виде емкости с прямоугольными основаниями, имеет наклонную на внешнюю сторону заднюю боковую стенку, составляющую тупой угол с нижним основанием, перегружатель представляет собой манипуляторы типа пневматического схвата с контактными элементами прямоугольной формы, в соответствии с размерами боковых стенок блоков, причем каждый манипулятор выполнен в виде жестко соединенных корпуса и крышки, между которыми расположена предпружинная диафрагма с отверстием по центру для штока, один конец которого зафиксирован в диафрагме, другой пропущен через основание каретки формовочного поста и соединен с пятой, которая жестко соединена с контактным элементом и зафиксирована относительно корпуса, при этом крышка соединена с воздуховодом, штабелирующее устройство имеет закрепленные на его стойках опоры, установленные с возможностью поворота на 180^o около горизонтальной оси, при этом каждая опора выполнена в виде уголка, прикрепленного к планке, которая посредством оси жестко связана с соответствующей стойкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31