專利名稱：石膏空心砌塊生產(chǎn)的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到石膏砌塊尤其是石膏空心砌塊的生產(chǎn)方法及其相關(guān)設(shè)備，屬于建筑材料的生產(chǎn)領(lǐng)域。
石膏砌塊或石膏空心砌塊是以建筑石膏為主要原料，經(jīng)加水?dāng)嚢?、澆注成型和干燥制成的塊狀輕質(zhì)墻體材料，有石膏空心砌塊、石膏實(shí)心砌塊和石膏輕質(zhì)砌塊三類。由于石膏空心砌塊能有效地消除縱向應(yīng)力所引起的縱向裂紋的缺陷，其微孔結(jié)構(gòu)及其錯(cuò)縫式的砌筑能有效地分散縱向應(yīng)力，防止墻體裂縫出現(xiàn)；而且石膏空心砌塊中分布的單排或雙排孔，減輕了墻體的自重，增強(qiáng)了砌塊自身的垂直抗折力；再加上空心結(jié)構(gòu)的隔音、隔熱及保溫性能，石膏空心砌塊將越來越提到廣泛的應(yīng)用。
國外的石膏砌塊起始于二十世紀(jì)中葉，最早采用平模成型生產(chǎn)，至1954年改為立模成型生產(chǎn)，液壓頂升的工藝設(shè)備。經(jīng)過近二十年的不斷完善與更新，已基本形成了不同規(guī)模的石膏砌塊成型生產(chǎn)裝備系列。我國石膏砌塊的研制開發(fā)雖較早，但目前仍處于發(fā)展初期。國內(nèi)在70年代末就開始研制和生產(chǎn)石膏砌塊，主要采用平模手工成型工藝；至1998年，9個(gè)模箱、生產(chǎn)規(guī)格為500×666×80mm石膏空心砌塊的機(jī)組開發(fā)成功。無論國外還是國內(nèi)，目前石膏砌塊生產(chǎn)的最典型工藝如下，參見

圖1，圖1為德國某石膏制品廠生產(chǎn)工藝流程，它主要包括有計(jì)量、攪拌、成型、干燥和包裝入庫等流程工序。其計(jì)量工序是從熟石膏料倉經(jīng)螺旋輸送機(jī)計(jì)量提取原料并按一定比例計(jì)量量水的過程，由于熟石膏 即建筑石膏在進(jìn)行水化作用的化學(xué)階段時(shí)需要有水的參與，而又由于熟石膏其質(zhì)量等多方面的原因，其水化作用所需的水量有所不同，一般按不低于成品石膏的標(biāo)稠進(jìn)行量水；攪拌工序是經(jīng)計(jì)量后的原料直接進(jìn)入攪拌機(jī)的攪拌過程，經(jīng)此工序后形成具有可塑性的石膏漿體，目前工藝中所采用的攪拌機(jī)為低速攪拌機(jī)，其運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)為200～300轉(zhuǎn)/分，采用葉輪攪拌，其攪拌時(shí)間需30秒，一方面由于石膏漿的流動(dòng)時(shí)間為1分鐘，攪拌時(shí)間過長，給石膏成型等后部工段所余留的時(shí)間較短，從而影響整個(gè)工藝的工作及石膏的成型，另一方面由于攪拌速度較慢，為了攪拌成流動(dòng)的石膏漿，其加水量將比石膏的標(biāo)稠要高，從而相對地延長了石膏漿的凝固時(shí)間及成型后砌塊的干燥時(shí)間；成型工序是將可塑性的石膏漿注入模具并凝固的過程；干燥工序是凝固成型的石膏砌塊置入熱氣爐干燥的過程；最后對干燥后的成型石膏產(chǎn)品進(jìn)行包裝入庫。該工藝流程中的砌塊成型有平模澆注工藝和立模頂升工藝。平模澆注工藝由于采用砌塊模具水平放置，石膏漿浪費(fèi)嚴(yán)重，其生產(chǎn)間需占用較大的平面面積，因此該工藝已不適合于現(xiàn)代化生產(chǎn)?，F(xiàn)在普遍使用立模頂升工藝設(shè)備，該工藝主要包括有立模成型和液壓頂升兩過程。但在實(shí)際使用時(shí)，由于無法準(zhǔn)確控制石膏漿的初凝和終凝時(shí)間，大都采用通常的時(shí)間間隙進(jìn)行控制，如石膏漿的初凝時(shí)間不小于3～6分鐘，終凝時(shí)間不大于30分鐘的標(biāo)準(zhǔn)，而一旦加入緩凝劑或速凝劑后對其凝固時(shí)間就更難以控制?，F(xiàn)有的石膏制品廠生產(chǎn)都是采用石膏漿的經(jīng)驗(yàn)?zāi)虝r(shí)間作為控制石膏成型時(shí)參數(shù)，或由操作人員的肉眼觀察來進(jìn)行控制。這樣由于對石膏漿凝固時(shí)間不能精確的撐握，使整個(gè)生產(chǎn)只能一模一模的斷續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低，且無法準(zhǔn)確保證成型石膏砌塊的質(zhì)量；一般每小時(shí)最多只能生產(chǎn)6模，既使上述圖1所示的較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，其砌塊成型機(jī)組的一個(gè)循環(huán)周期也需要9～15min，即每小時(shí)只能成型4～6次；并且由于對澆注模型的石膏漿凝固時(shí)間無法控制，將造成整個(gè)生產(chǎn)無法合理地協(xié)調(diào)生產(chǎn)，如很容易控制的配料、上料及攪拌工序也因此而造成加工過程的停頓，造成有限的石膏漿流動(dòng)時(shí)間的浪費(fèi)，不能進(jìn)行全自動(dòng)化生產(chǎn)；在生產(chǎn)過程中需要有經(jīng)驗(yàn)較豐富的工作人員進(jìn)行監(jiān)控，整個(gè)生產(chǎn)過程中需要的工作人員較多，生產(chǎn)效率較低，其生產(chǎn)設(shè)備利用率大大降低。該工藝中的干燥工序有自然干燥和人工干燥，自然干燥受砌塊的厚度和季節(jié)以及環(huán)境溫度、濕度的影響，一般夏季為1～3周，冬季為3～6周，其干燥時(shí)間較長，不適合于工業(yè)化、大批量的生產(chǎn)。因此對于大型的石膏制品廠都采用人工干燥。目前所采用的人工干燥方法主要采用熱風(fēng)爐，該熱爐的循環(huán)空氣進(jìn)口溫度控制在230度左右，出口溫度控制在130度左右，石膏砌塊在熱風(fēng)滬內(nèi)加溫使砌塊內(nèi)的濕氣蒸發(fā)，由于石膏砌塊等在物理特征決定了其表面溫度不能超過80度，否則將破壞其結(jié)構(gòu)，其干燥時(shí)間較長，一般需要24小時(shí)，且其溫度不容易控制，干燥成功率較低。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有工藝流程的成型和干燥工序中所存在的缺陷、并根據(jù)石膏漿在機(jī)具模具中的凝固時(shí)間控制整個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍所提出的一種能全自動(dòng)化控制的石膏空心砌塊生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種與上述生產(chǎn)方法相配的石膏空心砌塊的生產(chǎn)機(jī)具。
本發(fā)明的生產(chǎn)石膏空心砌塊的方法，包括有配料合漿、成型、干燥及包裝入庫四個(gè)工序，生產(chǎn)石膏空心砌塊所用原料經(jīng)配料合漿水發(fā)成可塑的流動(dòng)石膏漿，該流動(dòng)石膏漿經(jīng)澆注成型加工成一定形狀的空心砌塊，再經(jīng)干燥和包裝入庫后加工成成品的石膏空心砌塊；所述的配料合漿是將生產(chǎn)石膏空心砌塊的各種原料經(jīng)輸送、按一定比例計(jì)量提取及攪拌成均勻的混合料，再定量量取混合料、和一定比例的水一同進(jìn)行高速攪拌形成可塑性流動(dòng)石膏漿的過程；其特征在于所述的成型是一個(gè)以上的生產(chǎn)單元循環(huán)組成在一起的、通過石膏漿凝固采集控制法進(jìn)行全自動(dòng)化控制的步進(jìn)式過程；所述的生產(chǎn)單元依次包括有準(zhǔn)備、澆注成型及送出三個(gè)工序，它由對應(yīng)三個(gè)工序段位數(shù)的機(jī)具相互連接構(gòu)成，控制中心通過石膏凝固采集控制法控制液壓系統(tǒng)推動(dòng)每個(gè)生產(chǎn)單元的第一個(gè)機(jī)具步進(jìn)；其準(zhǔn)備工序有就位、合蓋和落托、水洗及回托工段；澆注成型工序是將來自合漿機(jī)的可塑流動(dòng)石膏漿注入由箱體構(gòu)成的石膏砌塊模具中并凝固的過程，具有插芯管、澆注、初凝工段；送出工序是將成型后的石膏砌塊從箱體中頂出并運(yùn)送至干燥工序中的過程，它具有頂出工段和外移工段。
圖1為國外石膏砌塊的生產(chǎn)工藝流程圖；圖2為本發(fā)明的流程簡圖；圖3為本發(fā)明的配料合漿工序的流程圖；圖4為本發(fā)明的成型工序流程圖；圖5根據(jù)本發(fā)明所提供的一機(jī)具運(yùn)行示意圖；圖6為本發(fā)明的石膏空心砌塊成型機(jī)具(合蓋和落托工段)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明中沖洗設(shè)備安裝示意圖；圖8為本發(fā)明的石膏空心砌塊成型機(jī)具(插芯管工段并含頂出工段)的結(jié)構(gòu)示意圖9為石膏漿凝固時(shí)電流隨時(shí)間的變化曲線示意圖。
參見圖2，所述的生產(chǎn)方法包括有配料合漿1、成型2、干燥3及包裝入庫4四個(gè)工序，生產(chǎn)石膏空心砌塊所用原料經(jīng)配料合漿1水發(fā)成可塑的流動(dòng)石膏漿，該流動(dòng)石膏漿經(jīng)澆注成型2加工成一定形狀的空心砌塊，再經(jīng)干燥3和包裝入庫4后加工成成品的石膏空心砌塊。再參見圖3，所述的配料合漿1是將生產(chǎn)石膏空心砌塊的各種原料經(jīng)輸送、按一定比例計(jì)量提取及攪拌成均勻的混合料，貯存待用，再定量量取混合料、和一定比例的水一同進(jìn)行高速攪拌形成可塑性流動(dòng)石膏漿的過程。所述的生產(chǎn)石膏空心砌塊的各種原料包括有石膏、水泥和有關(guān)的添加料等，石膏可采用建筑石膏即熟石膏 水泥可采用具有相當(dāng)標(biāo)號(hào)(如425)的硅酸鹽水泥，也可以采用粉煤灰等，其添加料是指能改變所生產(chǎn)砌塊的強(qiáng)度或色彩等相關(guān)物料，如纖維物質(zhì)、桔桿、彩色水泥等。它們分別貯存在各自的料倉中，由螺旋輸送機(jī)進(jìn)行輸送，采用計(jì)量秤進(jìn)行計(jì)量(下同)，由混料機(jī)(即攪拌機(jī))將各種原料攪拌成均勻的混合料，混合后的混合料再經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送至混合料倉待用。各種原料之間的比例根據(jù)所生產(chǎn)石膏空心砌塊的實(shí)際要求而定，一般情況下石膏∶水泥為10～20∶2～5，如需加入添加料時(shí)，其比例占整個(gè)重量的10％左右。在進(jìn)入合漿機(jī)時(shí)的混合料與水之間的比例一般根據(jù)所用石膏的標(biāo)稠來定，如石膏標(biāo)稠為65％，將按100份石膏加入低于65份的水(重量計(jì))。這部分技術(shù)屬于成熟技術(shù)，并且目前的石膏制品廠都采用該工序過程，在此不作詳細(xì)說明。
所述高速攪拌是通過采用高速攪拌機(jī)來完成的，該攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200～1440轉(zhuǎn)/分。由于采用該高速攪拌機(jī)將石膏粉和水?dāng)嚢璩闪鲃?dòng)的漿狀，只需要15秒，比現(xiàn)有的低速攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間縮短了至少15秒左右，從而保證了澆注過程中所需的十足時(shí)間(一般情況下石膏漿的流動(dòng)時(shí)間只為1分鐘)，并且在攪拌中所需水量比石膏標(biāo)稠要低15個(gè)左右的百分點(diǎn)，降低了石膏漿的含水量，相應(yīng)地縮小了凝固時(shí)間及成型后石膏砌塊的干燥時(shí)間。
首先參見圖4和圖5，所述的成型2是一個(gè)以上的生產(chǎn)單元循環(huán)組成在一起的、通過石膏漿凝固采集控制法進(jìn)行全自動(dòng)化控制的步進(jìn)式過程，它由對應(yīng)三個(gè)工序段位數(shù)的機(jī)具相互連接構(gòu)成，控制中心控制液壓系統(tǒng)推動(dòng)每個(gè)生產(chǎn)單元的第一個(gè)機(jī)具步進(jìn)。圖中所示為二個(gè)生產(chǎn)單元平行裝配且相對工作，該兩個(gè)生產(chǎn)單元的尾首通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位機(jī)調(diào)整方向和傳送機(jī)帶動(dòng)的傳送帶的傳送相互連接；所述的液壓系統(tǒng)可采用由液壓控制的簡單縱推機(jī)。當(dāng)機(jī)具由縱推機(jī)運(yùn)送到每一工段處后，在此段位上有一定停頓工作時(shí)間，工作完畢，繼續(xù)往前推，進(jìn)入下一工段，這樣一步一步地往前推進(jìn)直到完成一個(gè)循環(huán)，因此稱之為步進(jìn)式。石膏空心砌塊成型機(jī)具由控制中心控制、并推動(dòng)其在循環(huán)軌道生產(chǎn)線上循環(huán)步進(jìn)。再參見圖6，所述的機(jī)具包括有機(jī)架101、箱體102，該機(jī)架101具有一水平工作面，其底部通過其支架安有一可在循環(huán)流水生產(chǎn)線軌道上運(yùn)行的滾輪103，該箱體固定安裝在機(jī)架的工作面上，其側(cè)板壁上具有出水孔104；在箱體內(nèi)部套裝有一上部為石膏空心砌塊底模的底托105，該底托105可沿箱體內(nèi)表面上下滑行，在底托下部的箱體內(nèi)壁上具有底托限位的擋塊106，底托下部具有一推動(dòng)該底托上下滑行的推桿107，該推桿107穿過機(jī)架上的通孔且可沿其通孔上下移動(dòng)，且該推桿裝配在機(jī)架上。在底托與機(jī)架工作面之間具有一復(fù)位機(jī)構(gòu)108，該復(fù)位機(jī)構(gòu)108安在機(jī)架工作面上，一般情況下采用電機(jī)帶動(dòng)的凸輪構(gòu)成；當(dāng)電機(jī)沿圖中所示的剪頭方向即逆時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)到凸輪處于完全頂起底托時(shí)，其底托的側(cè)面完全堵住出水孔，此時(shí)即可澆注石膏漿，這個(gè)過程稱之為回托，反之，當(dāng)出水孔完全露出，底托支撐于擋塊上，即圖中所示位置，此時(shí)可通過高壓水對箱體進(jìn)行沖洗，這個(gè)過程稱之落托。落托、回托可通過時(shí)間控制復(fù)位機(jī)構(gòu)108的工作來完成。當(dāng)機(jī)具在循環(huán)流水生產(chǎn)線軌道上運(yùn)行到相應(yīng)段位時(shí)，控制中心發(fā)出相應(yīng)指令啟動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)的電機(jī)工作。
上述的箱體可一次生產(chǎn)多塊石膏砌塊，一般情況下，所生產(chǎn)的石膏砌塊長為666mm寬為500mm即三塊砌塊組成1m2的墻面，，其厚度可為60mm、70mm、80mm、90mm和100mm，因此箱體內(nèi)腔為長方體筒狀，其內(nèi)腔長度為生產(chǎn)石膏砌塊的長度，其內(nèi)腔高度(回托后的底托上表面至箱體上邊緣的距離)為生產(chǎn)石膏砌塊的寬度，其內(nèi)腔厚度為砌塊厚度的倍數(shù)與用于隔開相鄰砌塊的隔板厚度之和?？紤]到所生產(chǎn)的石膏砌塊四周具有凹槽或凸榫，箱體內(nèi)腔的實(shí)際長寬與上述尺寸有所出入，在此不再詳細(xì)描述。所述的箱體上部具有一蓋板109，該蓋板上安有生產(chǎn)石膏板所需的隔板110，所述的蓋板可通過箱體兩側(cè)板內(nèi)壁上的凹槽配合安裝，這樣，一方面保證在生產(chǎn)過程中隔板不至于由于石膏漿的擠壓而變形，如向一側(cè)彎曲或傾向一側(cè)，使所生產(chǎn)的石膏空心砌塊上下厚度一致；另一方面在蓋板蓋住箱體時(shí)，隔板將箱體內(nèi)腔所劃分的隔間均勻一致，防止每一隔間所澆注的石膏漿相互滲透，產(chǎn)生缺角或形成氣孔，從而進(jìn)一步保證所生產(chǎn)的石膏空心砌塊的質(zhì)量，厚度均勻、表面平整及棱角平直。在將蓋板蓋在箱體上時(shí)，即可對整個(gè)石膏砌塊生產(chǎn)的模具進(jìn)行沖洗，以保證第二次砌塊的生產(chǎn)，將此過程稱之為合蓋。該合蓋過程是由相應(yīng)段位的相應(yīng)合蓋機(jī)來完成的，該合蓋機(jī)包括有用于抓起蓋板的抓起機(jī)構(gòu)和帶動(dòng)抓起機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置，如電動(dòng)機(jī)或液壓系統(tǒng)。
為了保證蓋板更加準(zhǔn)確地蓋在相應(yīng)段位上的箱體上，在箱體外的四個(gè)角部處設(shè)有導(dǎo)向柱111，對應(yīng)導(dǎo)向柱的蓋板上具有導(dǎo)向柱穿過的導(dǎo)向孔112，這樣使合蓋更迅速，防止了自動(dòng)控制合蓋過程中出現(xiàn)的偏差現(xiàn)象發(fā)生。
為了便于蓋板的移動(dòng)，在蓋板上具有與開蓋機(jī)的抓取機(jī)構(gòu)相配合提手，有關(guān)這方面的技術(shù)采用現(xiàn)有技術(shù)。
為了便于沖冼箱體進(jìn)行下次成型工作，在由隔板構(gòu)成的每一隔間的蓋板上分別具有高壓水沖洗口113。
上述所述的生產(chǎn)單元依次包括有準(zhǔn)備、澆注成型及送出三工序。再回頭參見圖4，圖中每一虛線方框代表一工序，其準(zhǔn)備工序?yàn)榫臀?、合蓋和落托、水洗及回托工段。就位T0是指將生產(chǎn)石膏空心砌塊的機(jī)具傳送到每個(gè)生產(chǎn)單元的開始處，也就是石膏砌塊生產(chǎn)的開始。隨著石膏砌塊成型機(jī)具在循環(huán)軌道的生產(chǎn)線上向前運(yùn)行到合蓋和落托段位T1，在此段位處的循環(huán)軌道外對應(yīng)機(jī)具的兩側(cè)安有一定位機(jī)構(gòu)，成型機(jī)具由此段位處的定位機(jī)構(gòu)定位；在已運(yùn)行至此段位處上方的合蓋機(jī)工作，將機(jī)具的蓋板蓋在機(jī)具上，與此同時(shí)，復(fù)位機(jī)構(gòu)可通過該段位處的光電開關(guān)感應(yīng)信號(hào)控制放開對底托的支撐即落托，底托由于其重量及沖洗時(shí)高壓水的壓力作用下將下移至擋塊處，底托落下，露出箱體的出水孔，便于沖洗污水的排出，污水可通過凈化處理再次利用。再參見圖6，所述的定位機(jī)構(gòu)114安在該段位處循環(huán)軌道兩側(cè)，為一采用液壓系統(tǒng)控制的水平定位機(jī)構(gòu)，可，如液壓缸中活塞推動(dòng)的活塞桿(圖中所示)，該控制過程可采用該段位處的光電開關(guān)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)控制，同時(shí)控制左右兩側(cè)的定位機(jī)構(gòu)沿圖中剪頭所示方向同步運(yùn)行并對機(jī)具定位，該機(jī)具在此段位上的停留時(shí)間t由控制中心的控制，為了保證整個(gè)流程的協(xié)調(diào)運(yùn)行，在每一段位上的停留時(shí)間相同，即整個(gè)運(yùn)行按一定的節(jié)拍運(yùn)行，如節(jié)拍時(shí)間t為1分鐘。由于石膏原料等的性能有所差異，在后面的石膏漿澆注成型工序段上的凝固時(shí)間有所出入，該控制中心采用石膏漿的凝固控制法控制整個(gè)工藝的運(yùn)行節(jié)拍。合蓋和回托后，成型機(jī)具由控制中心控制推動(dòng)其沿軌道向前步進(jìn)，進(jìn)入沖洗及回托工段T2，在該工段處控制中心發(fā)出指令使定位安裝在該段位處上方的沖洗設(shè)備(沖洗機(jī))工作并對箱體沖洗，其沖洗時(shí)間為一節(jié)拍t。參見圖7，所述的沖洗設(shè)備包括有能穿過沖洗口插入相應(yīng)隔間內(nèi)的相應(yīng)個(gè)數(shù)萬向噴水頭201、及與之相連的電磁閥202和通過軟管相連的高壓水倉(高壓水泵)203，電磁閥由控制中心控制，該萬向噴水頭201固定地安在一架板204上，該架板204由安裝在與該段位對應(yīng)位置的上方的驅(qū)動(dòng)裝置205驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)裝置的工作可由控制中心控制。通過驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)整噴水頭的位置使之對應(yīng)該段位處的沖洗口并插入箱體，沖洗完畢后，電磁閥關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)裝置反工作并復(fù)位，便于下次沖洗。沖洗完畢后，復(fù)位機(jī)構(gòu)復(fù)位即回托，為了保證沖洗順利，也可在此段位安有水平定位機(jī)構(gòu)。
所述的澆注成型工序是將來自合漿機(jī)的可塑流動(dòng)石膏漿體注入由箱體所構(gòu)成的石膏砌塊模具中并凝固的過程，具有插芯管、澆注及凝固工段。為了生產(chǎn)空心砌塊，在石膏漿注入前，須向箱體內(nèi)插入芯管，在工藝上稱之為插芯管，所述的插芯管工段T3是通過控制中心控制液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)抽芯裝置將芯管插入箱體內(nèi)并進(jìn)行不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)的過程。參見圖8，所述的抽芯裝置包括有液壓系統(tǒng)301驅(qū)動(dòng)的抽芯盤302、可轉(zhuǎn)動(dòng)安在抽芯盤中抽芯管303、安在抽芯盤中驅(qū)動(dòng)抽芯管轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)鏈輪機(jī)構(gòu)304。所述的抽芯盤可直接與液壓系統(tǒng)的活塞桿相連，并由活塞桿驅(qū)動(dòng)將抽芯管插入箱體內(nèi)或抽出；抽芯管可通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安在抽芯盤上；所述的電機(jī)鏈輪機(jī)構(gòu)包括有安在抽芯盤中的電機(jī)、電機(jī)帶動(dòng)的主動(dòng)鏈輪、及通過鏈條與主動(dòng)鏈輪相連且安在各芯管上的被動(dòng)鏈輪，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)，從而通過鏈條使各芯管轉(zhuǎn)動(dòng)，由于芯管是一排一排布置的，其排數(shù)與一次成型的砌塊數(shù)一致，因此在電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯管運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較復(fù)雜，在實(shí)際使用時(shí)，可在主動(dòng)鏈輪與被動(dòng)鏈輪之間加設(shè)中介鏈輪，這過程為一般的機(jī)械傳動(dòng)過程，在此不詳細(xì)說明。
當(dāng)芯管插好后再進(jìn)入下一工段澆注工段T4，澆注是將由合漿機(jī)的攪拌好的可塑流動(dòng)石膏漿通過壓泵及澆注設(shè)備注入相應(yīng)的砌塊成型隔間中的過程。所述澆注設(shè)備安裝與沖洗設(shè)備的安裝類似，所不同是水管變?yōu)槭酀{管，高壓泵采用一般的泵，在此不詳細(xì)說明。澆注的同時(shí)石膏漿將開始凝固，因此一開始澆注可同時(shí)啟動(dòng)芯管的驅(qū)動(dòng)電機(jī)使芯管不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，形成空心砌塊。為了便于區(qū)分，將石膏漿完全澆注完畢開始為初凝工段T5。在石膏漿初凝工段中芯管的驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于不停的運(yùn)轉(zhuǎn)直到下一工段開始。為了提高時(shí)效，其初凝工段可設(shè)多個(gè)，圖中為兩個(gè)。
由于石膏漿從流動(dòng)狀態(tài)—稠狀的變化過程中，芯管與石膏漿體之間的磨擦力在不斷的變化，在流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，磨擦阻力較小，隨著石膏漿的凝固，流動(dòng)的石膏漿越來越稠，它們之間的阻力變大，由于芯管在不斷的動(dòng)轉(zhuǎn)并擠壓周圍的石膏漿體形成一空心，當(dāng)石膏漿凝固到一定狀態(tài)時(shí)芯管與空心壁(石膏漿凝固所形成的)之間的阻力將再次變小，根據(jù)這一現(xiàn)象并采集由此影響的有關(guān)參數(shù)來準(zhǔn)確判斷石膏漿的凝固時(shí)間，并由此通過控制中心控制整個(gè)工藝各段位的的實(shí)際節(jié)拍。這一方法稱為石膏漿凝固采集控制法。
所述的石膏漿凝固采集控制法是通過采集石膏空心砌塊在抽芯過程中石膏漿不斷凝固、變稠，功率輸出帶動(dòng)抽芯管運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其電流、電壓變化值來準(zhǔn)確定位石膏漿初凝、終凝時(shí)間的方法。其采集時(shí)可直接采集驅(qū)動(dòng)芯管運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)線路上的電流、電壓等有關(guān)參數(shù)。參見圖9，石膏漿在流動(dòng)狀態(tài)過程，其電流是基本穩(wěn)定的，隨著它不斷地變稠，其電流下降，當(dāng)下降至低谷時(shí)，石膏漿開始凝固即初凝，在初凝過程，電流漸漸變大，當(dāng)再次趨向平緩時(shí)，即開始終凝。通過采集凝固時(shí)的變化參數(shù)傳給控制中心，由控制中心控制整個(gè)流程的節(jié)拍。通過采用石膏漿凝固采集控制法克服了前面所提到的所有缺陷，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了效率。
在設(shè)計(jì)時(shí)，每一工段的設(shè)計(jì)節(jié)拍時(shí)間t為一分鐘；而石膏砌塊生產(chǎn)整個(gè)工藝過程中的各工段的實(shí)際工作節(jié)拍t`由控制中心控制。當(dāng)石膏漿的初凝時(shí)間不小于1分鐘時(shí)，t`大于t，控制中心的正?？刂撇粫?huì)影響各工段的工作；當(dāng)石膏漿的初凝時(shí)間小于1分鐘時(shí)，t`小于t，控制中心采用節(jié)拍為1分鐘進(jìn)行控制。控制中心的控制原理如下該控制中心通過電路進(jìn)行控制，主要包括有單片機(jī)芯片的中央控制器CPU、采集參數(shù)的采集電路和有關(guān)的傳感器的傳感電路、數(shù)據(jù)鎖存器、及控制各器具工作的功率輸出控制電路；采集電路和傳感電路將采集的參數(shù)或感應(yīng)的信號(hào)傳給中央控制器CPU，經(jīng)中央控制器CPU比較處理后通過數(shù)據(jù)鎖存器發(fā)出指令使功率輸出控制電路工作，啟動(dòng)各工作器具的電磁開關(guān)并使相應(yīng)器具工作。這部分技術(shù)為成熟技術(shù)，不再作詳細(xì)說明。
當(dāng)石膏漿初凝完成后，芯管抽出，再步進(jìn)下一工序即送出工序，該工序是將成型后的石膏砌塊從箱體中頂出并運(yùn)送至干燥工序中的過程，它具有頂出工段T6和外移工段T7。當(dāng)機(jī)具進(jìn)入該段時(shí)，在該段位處的頂出機(jī)接收指令將砌塊頂出，再參見圖8，在該段位處箱體推桿107的下方設(shè)有一液壓裝置，即頂出機(jī)為一液壓控制系統(tǒng)，由液壓缸活塞桿直接推動(dòng)推桿，從而使推桿頂端將底托、底托上方已成型的砌塊、隔板和蓋板一塊頂出(圖中剪頭方向)；為了保證頂出工作的順利，在段位處的循環(huán)軌道外對應(yīng)機(jī)具的兩側(cè)安有一定位機(jī)構(gòu)，該定位機(jī)構(gòu)為一采用液壓系統(tǒng)控制的水平及垂直定位機(jī)構(gòu)，以保證在頂出時(shí)，機(jī)架不動(dòng)，訪垂直定位機(jī)構(gòu)的原理與水平定位機(jī)構(gòu)相同。當(dāng)頂出一定高度時(shí)如20CM時(shí)由夾塊機(jī)將蓋板、隔板及隔板間的砌塊一二塊夾出，頂出機(jī)復(fù)位，然后機(jī)具再步進(jìn)到外移工段T7，外移是將隔板間的各成型砌塊水平推出并移至干燥工序的過程。此時(shí)合蓋機(jī)將蓋板夾住運(yùn)送至合蓋段位處，合蓋機(jī)與各段位同步構(gòu)成一與各段位對應(yīng)的循環(huán)。
由于石膏制品在成型時(shí)，水的用量約占建筑石膏用量的65％，除20％左右要參與水化硬化反應(yīng)過程外，剩余部分的水基本上都要蒸發(fā)出去，其水的蒸發(fā)是由干燥工序來完成的。所述的干燥是采用熱冷干燥法，具有高溫段、低溫段，高溫段是對成型后的石膏砌塊進(jìn)行升溫的過程，該高溫段的工作溫度為200度～300度，低溫段控制在常溫并由抽溫機(jī)不斷的抽出濕氣，其濕度控制約20％或更低。其具體如下成型石膏砌塊運(yùn)送至高溫段進(jìn)行加熱，3～4小時(shí)，石膏砌塊的溫度升至接近80度；外送至低溫段進(jìn)行排熱，2小時(shí)，砌塊溫度降至常溫，其干燥程度達(dá)到60％以上。然后再進(jìn)行一次相同熱冷循環(huán)，即干燥完畢。其干燥基理主要是高溫砌塊在低溫下其砌塊中的熱濕氣分子向外擴(kuò)散比在同溫下(現(xiàn)有的熱氣爐)擴(kuò)散要快得多，整個(gè)干燥時(shí)間約為12小時(shí)，比現(xiàn)有的熱風(fēng)爐干燥時(shí)間大大降低，現(xiàn)有干燥時(shí)間為24小時(shí)，降低了50％，提高成品效率。
包裝入庫為現(xiàn)有工藝在此不再作說明。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法由于采用步進(jìn)式的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)單元平行安裝，生產(chǎn)工藝簡單、建廠生產(chǎn)投資規(guī)模小。并采用自動(dòng)控制砌塊機(jī)組，投資規(guī)模不大。通過抽芯管進(jìn)行抽芯處理，使砌塊的面密度提高到100kg/m2，大于實(shí)心砌塊的面密度(90kg/m2)，加大了砌塊的隔聲性能，具有廣泛的前景。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)石膏空心砌塊的方法，所述的生產(chǎn)方法包括有配料合漿(1)、成型(2)、干燥(3)及包裝入庫(4)四個(gè)工序，生產(chǎn)石膏空心砌塊所用原料經(jīng)配料合漿(1)水發(fā)成可塑的流動(dòng)石膏漿，該流動(dòng)石膏漿經(jīng)澆注成型(2)加工成一定形狀的空心砌塊，再經(jīng)干燥(3)和包裝入庫(4)后加工成成品的石膏空心砌塊；所述的配料合漿(1)是將生產(chǎn)石膏空心砌塊的各種原料經(jīng)輸送、按一定比例計(jì)量提取及攪拌成均勻的混合料，再定量量取混合料、和一定比例的水一同進(jìn)行高速攪拌形成可塑性流動(dòng)石膏漿的過程；其特征在于所述的成型是一個(gè)以上的生產(chǎn)單元循環(huán)組成在一起的、通過石膏漿凝固采集控制法進(jìn)行全自動(dòng)化控制的步進(jìn)式過程；所述的生產(chǎn)單元依次包括有準(zhǔn)備、澆注成型及送出三個(gè)工序，它由對應(yīng)三個(gè)工序段位數(shù)的機(jī)具相互連接構(gòu)成，控制中心通過石膏凝固采集控制法控制液壓系統(tǒng)推動(dòng)每個(gè)生產(chǎn)單元的第一個(gè)機(jī)具步進(jìn)；其準(zhǔn)備工序有就位、合蓋和落托、水洗及回托工段；澆注成型工序是將來自合漿機(jī)的可塑流動(dòng)石膏漿注入由箱體構(gòu)成的石膏砌塊模具中并凝固的過程，具有插芯管、澆注、初凝工段；送出工序是將成型后的石膏砌塊從箱體中頂出并運(yùn)送至干燥工序中的過程，它具有頂出工段和外移工段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的石膏漿凝固采集控制法是通過采集石膏空心砌塊在抽芯過程中石膏漿不斷凝固、變稠，功率輸出帶動(dòng)抽芯管運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其電流、電壓變化值來準(zhǔn)確定位石膏漿初凝、終凝時(shí)間的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于干燥是采用熱冷干燥法，具有高溫段、低溫段，高溫段是對成型后的石膏砌塊進(jìn)行升溫的過程，該高溫段的工作溫度為200度～300度，低溫段控制在常溫并由抽溫機(jī)不斷的抽出濕氣，其相對濕度控制在約20％或更低；其具體如下成型石膏砌塊運(yùn)送至高溫段進(jìn)行加熱，3～4小時(shí)，石膏砌塊的溫度升至接近80度；外送至低溫段進(jìn)行排熱，2小時(shí)，砌塊溫度降至常溫，其干燥程度達(dá)到60％以上；然后再進(jìn)行一次相同熱冷循環(huán)，即干燥完畢；整個(gè)干燥時(shí)間約為12小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述高速攪拌是通過采用高速攪拌機(jī)來完成的，該攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200～1440轉(zhuǎn)/分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于在合蓋和落托段位處的循環(huán)軌道外對應(yīng)機(jī)具的兩側(cè)安有一定位機(jī)構(gòu)，該定位機(jī)構(gòu)為一采用液壓系統(tǒng)控制的水平定位機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于在頂出段位處的循環(huán)軌道外對應(yīng)機(jī)具的兩側(cè)安有一定位機(jī)構(gòu)，該定位機(jī)構(gòu)為一采用液壓系統(tǒng)控制的水平及垂直定位機(jī)構(gòu)；在該段位處箱體推桿107的下方設(shè)有一液壓裝置。
7.一種石膏空心砌塊成型機(jī)具，包括有機(jī)架(101)、箱體(102)，該機(jī)架(101)具有一水平工作面，其底部通過其支架安有一可在循環(huán)流水生產(chǎn)線軌道上運(yùn)行的滾輪(103)，該箱體固定安裝在機(jī)架的工作面上，其特征在于在箱體的側(cè)板壁上具有出水孔(104)；在箱體內(nèi)部套裝有一上部為石膏空心砌塊底模的底托(105)，該底托(105)可沿箱體內(nèi)表面上下滑行，在底托下部的箱體內(nèi)壁上具有底托限位的擋塊(106)，底托下部具有一推動(dòng)該底托上下滑行的推桿(107)；在底托與機(jī)架工作面之間具有一復(fù)位機(jī)構(gòu)(108)，所述的箱體上部具有一蓋板(109)，該蓋板上安有生產(chǎn)石膏板所需的隔板(110)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)具，其特征在于在箱體外的四個(gè)角部處設(shè)有導(dǎo)向柱(111)，對應(yīng)導(dǎo)向柱的蓋板上具有導(dǎo)向柱穿過的導(dǎo)向孔(112)，在由隔板構(gòu)成的每一隔間的蓋板上分別具有高壓水沖洗口(113)。
全文摘要
一種石膏空心砌塊生產(chǎn)的方法及其設(shè)備，該方法包括有配料合漿、成型、干燥及包裝入庫四個(gè)工序；所述的成型是一個(gè)以上的生產(chǎn)單元循環(huán)組成在一起的、通過石膏漿凝固采集控制法進(jìn)行全自動(dòng)化控制的步進(jìn)式過程；所述的生產(chǎn)單元依次包括有準(zhǔn)備、澆注成型及送出三個(gè)工序，它由對應(yīng)三個(gè)工序段位數(shù)的機(jī)具相互連接構(gòu)成，控制中心通過石膏凝固采集控制法控制液壓系統(tǒng)推動(dòng)每個(gè)生產(chǎn)單元的第一個(gè)機(jī)具步進(jìn)；由于采用石膏漿凝固采集控制法使整個(gè)工藝流程來協(xié)調(diào)自動(dòng)控制，石膏漿的水發(fā)反應(yīng)完全，保證了砌塊的質(zhì)量，并且通過采用高速攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間縮短，用水量降低；通過采用熱冷干燥法，大大縮短了其干燥時(shí)間，具有廣泛的前景。
文檔編號(hào)B28B1/44GK1408521SQ01142189
公開日2003年4月9日 申請日期2001年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月17日
發(fā)明者劉勇軍, 郭乾桂 申請人:劉勇軍, 郭乾桂