專利名稱：混合色混凝土產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及混凝土產(chǎn)品的生產(chǎn)。更具體地，本發(fā)明涉及一種或多種液體顏料混入混凝土的生產(chǎn)工藝，由此得到的成品的顏色不是均勻的，而是外觀呈雜色，可以呈旋渦狀、折疊狀，也可以呈斑駁色。從最具體的角度說(shuō)，本發(fā)明涉及用干澆注工藝來(lái)生產(chǎn)這種混凝土產(chǎn)品。本發(fā)明適用的混凝土產(chǎn)品包括(但不限于)建筑混凝土塊體、混凝土磚和適用于景觀建設(shè)方面的混凝土塊體，如擋墻塊體、鋪路磚和板材。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)混凝土產(chǎn)品時(shí)可以不加入著色劑，這時(shí)產(chǎn)品的顏色由原料的本色決定。所采用的原料通常是水泥和骨料，結(jié)果產(chǎn)品一般呈灰色。如果在原料混合物中加入著色劑，就有可能改變灰色。著色劑一般是顏料或顏料混合物，它們可以使成品具有所需顏色。
生產(chǎn)混凝土產(chǎn)品的已知方法有很多。在濕澆注系統(tǒng)中，通常在混凝土混合物加入足夠的水，使它容易流動(dòng)，然后倒進(jìn)封閉模具。讓混合物在模具中硬化，然后將模制產(chǎn)品從模具上剝離下來(lái)。在干澆注系統(tǒng)中，在模具中加入的是干得多的混凝土混合物。在模具中將混凝土混合物壓實(shí)，將它從模具中取出再進(jìn)行硬化。由于混凝土混合物處于“低坍度”或“無(wú)坍度”狀態(tài)，如果小心搬運(yùn)，模制產(chǎn)品在轉(zhuǎn)移到固化區(qū)時(shí)將保持其模制形狀，然后在數(shù)小時(shí)內(nèi)固化。這種干澆注工藝適合于高度自動(dòng)化地大批量生產(chǎn)多種類型的混凝土產(chǎn)品，包括建筑用混凝土塊體、片段式擋墻單元、混凝土磚塊、混凝土板材和互鎖混凝土鋪路磚。
近年來(lái)，人們希望生產(chǎn)一些雜色產(chǎn)品，而不是只有一種均勻顏色。雜色產(chǎn)品具有兩種或多種可以明顯區(qū)分的顏色，這些顏色可以按一定方式重疊、形成旋渦狀或構(gòu)成斑點(diǎn)。這對(duì)于景觀建設(shè)用產(chǎn)品尤其流行，所追求的是天然的雜色外觀。在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“混合色”就是指這樣一種雜色外觀。
一種已知的干澆注混凝土產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)5的例子見(jiàn)

圖1。系統(tǒng)5包含攪拌器6，含已知組分的低坍度混凝土批料在此混合。混合之后，用傳送設(shè)備7將未固化混凝土的批料通過(guò)傳送帶轉(zhuǎn)移到振蕩加料斗8中，混凝土就裝在加料斗8中。然后將未固化的混凝土從加料斗8計(jì)量倒在計(jì)量傳送帶9上，由此輸送到生產(chǎn)機(jī)器10中，形成許多混凝土產(chǎn)品。
成形機(jī)器10包含加料斗15，它接愛(ài)來(lái)自計(jì)量傳送帶9的混凝土。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不難理解，成形機(jī)器10包含上下開(kāi)口的模具。每個(gè)模具下面有一個(gè)托板，用以關(guān)閉模具底部。通過(guò)一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料屜將加料斗15中的未固化混凝土由模具頂部開(kāi)口送入每個(gè)模具，然后通過(guò)振動(dòng)和加壓將未固化混凝土壓實(shí)。然后借助模具和托板的相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)，將模具拆卸，從其中取出未固化混凝土產(chǎn)品。然后將未固化產(chǎn)品輸送到固化地點(diǎn)。制造這類體系的成形機(jī)器可購(gòu)自Besser公司，Alpena，Michigan，也可購(gòu)自其他廠家，包括Columbia機(jī)器公司、Tiger機(jī)器公司，Masa，Omag，Rikers，Hess，KVM，Zenith等。批料配制和混合設(shè)備可購(gòu)自工業(yè)上已知的許多廠家。顏料也有許多來(lái)源，包括Bayer、Davis Color和Hamburger Color公司。
現(xiàn)在回到圖1。原來(lái)混合著色的混凝土的方法是，制備具有第一種顏色的混凝土批料，將此第一種著色混凝土層11裝在加料斗8中；制備具有第二種顏色的混凝土批料，將此第二種著色混凝土層12裝在加料斗8中的第一層混凝土11的頂部；如果需要第三種顏色，則制備具有第三種顏色的混凝土批料，將此第三種著色混凝土層13裝在加料斗8中的第二層混凝土12的頂部。例如，第一層11可以是黑色混凝土，第二層12可以是棕色混凝土，而第三層13可以是灰色混凝土。三種著色的混凝土的混合發(fā)生在加料斗8中，當(dāng)混凝土從加料斗8計(jì)量送到傳送帶9上時(shí)，混合又發(fā)生在傳送設(shè)備9上，在進(jìn)入模具之前混合還發(fā)生在成形機(jī)器10中。
原有的這種混合工藝存在的困難是，不同著色的混凝土的混合和混凝土產(chǎn)品得到的混合顏色的外觀不可控制。剛開(kāi)始從加料斗8中計(jì)量加到傳送帶9上的混凝土大多是單色層11。因此，由最初的混凝土制備的混凝土產(chǎn)品混合色很少或沒(méi)有混合色，結(jié)果其外觀明顯不同于由后面計(jì)量加入的混凝土形成的混凝土產(chǎn)品。由于著色的混凝土混合不充分，這些最初的產(chǎn)品往往要扔掉。此外，最后從加料斗8加入的混凝土往往主要是單色層13，因此由最后的這些混凝土制備的產(chǎn)品也常常要扔掉。
此外，加料斗8中和加料斗下游著色的混凝土的混合是隨機(jī)的，從加料斗計(jì)量傳送到傳送設(shè)備9上的混凝土中所包含的每種著色的混凝土的量也是隨機(jī)的。因此，由一份計(jì)量的混凝土生產(chǎn)的產(chǎn)品是一種樣子，而由另一份計(jì)量的混凝土生產(chǎn)的產(chǎn)品完全會(huì)是另外一種樣子。如果想獲得前后大體一致的混合色外觀，這就成了一個(gè)問(wèn)題。
除此之外，加料斗8的結(jié)構(gòu)要求是，在加入新的著色的混凝土層11-13之前，斗中的所有混凝土必須用完。因此，如果確實(shí)要在加料斗8中殘留有混凝土的情況下改變產(chǎn)品的混合色外觀，一般需要將加料斗中殘留的混凝土用完，或者要將殘留的混凝土全部扔掉。用完加料斗8中所有的混凝土還將減緩生產(chǎn)速度，因?yàn)榛旌掀?要重新形成各個(gè)著色混凝土料，用來(lái)送入加料斗8。在加料斗重新裝料的時(shí)候，成形機(jī)器10要閑等著裝料完成和新混凝土從加料斗計(jì)量地輸送過(guò)來(lái)。
此外，由于各種著色的混凝土彼此接觸的時(shí)間較長(zhǎng)，著色的混凝土?xí)B到一起，得到的產(chǎn)品在某些區(qū)域具有兩種或更多種顏色混合而成的顏色。這種滲透會(huì)影響產(chǎn)品的外觀，使著色的混凝土交界處的顏色變得模糊不清，從而模糊所得產(chǎn)品中著色的混凝土之間的界限。
因此，需要改進(jìn)混合色混凝土產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，以便更好地控制所得產(chǎn)品的混合色外觀，使其外觀在一般情況下可以重復(fù)，同時(shí)減少浪費(fèi)和停工時(shí)間。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及高速地大量生產(chǎn)混凝土產(chǎn)品的工藝和設(shè)備，生產(chǎn)所述產(chǎn)品的混凝土中混有一種或多種顏料。所述混凝土宜為多種顏色的混合物，得到的是復(fù)色混凝土產(chǎn)品。本發(fā)明宜用于生產(chǎn)適用于景觀建設(shè)的混凝土產(chǎn)品，如擋墻塊體。本發(fā)明還適用于生產(chǎn)混合色鋪路磚、板材和磚塊。由復(fù)色混合料得到的混凝土產(chǎn)品的外表面具有雜色外觀，這種外觀一般是可重復(fù)獲得的，而且對(duì)于景觀建設(shè)用產(chǎn)品，可模擬天然石塊或巖石的樣子。
在本發(fā)明中，為生產(chǎn)復(fù)色混凝土產(chǎn)品而加入混凝土的每種顏料的量是精確控制的。結(jié)果，在混凝土中可以得到更連續(xù)的復(fù)色混合料，這樣混凝土產(chǎn)品的混合色外觀更連續(xù)，重復(fù)性更好，并減少了單色產(chǎn)品或顏色混合不充分的產(chǎn)品的產(chǎn)生。這樣就減少了由于顏色混合不充分而需要扔掉的產(chǎn)品。此外，用于復(fù)色混合料中的顏料很容易更換，這樣，所得混凝土表面的外觀也容易改變。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，將液體顏料加入將從加料斗卸出的混凝土。兩種或多種液體顏料宜通過(guò)噴灑機(jī)構(gòu)加到混凝土中。然后混凝土進(jìn)入混合機(jī)構(gòu)，將加入的顏料與混凝土混合，得到復(fù)色混凝土。接著將混凝土裝在成形機(jī)器的加料斗中，從復(fù)色混凝土形成一個(gè)或多個(gè)混凝土產(chǎn)品。
噴灑機(jī)構(gòu)宜包含噴嘴，它可以在接近或遠(yuǎn)離混凝土的垂直方向上調(diào)節(jié)，也可以垂直于混凝土傳送方向水平地調(diào)節(jié)。噴嘴的噴淋壓力也可調(diào)節(jié)。此外，混合機(jī)構(gòu)宜包含一對(duì)可旋轉(zhuǎn)的攪拌裝置，它們的旋轉(zhuǎn)速度可以調(diào)節(jié)，并且可以沿靠近和遠(yuǎn)離混凝土的方向垂直調(diào)節(jié)，也可以在垂直于沿傳送混凝土的方向水平調(diào)節(jié)。
噴嘴的設(shè)置，即噴嘴相對(duì)于混凝土的位置、噴淋壓力、以及攪拌裝置的設(shè)置，即攪拌裝置相對(duì)于混凝土的位置、其旋轉(zhuǎn)速度都影響著顏料與混凝土的混合。改變?nèi)魏我环N設(shè)置都會(huì)改變混合的效果。不過(guò)，一旦產(chǎn)品的外觀達(dá)到所需的混合顏色，只要保持噴嘴和攪拌裝置的設(shè)置，混合色外觀就能得到重復(fù)，因而產(chǎn)品的復(fù)色外觀就能保持穩(wěn)定。
如果使用本發(fā)明的工藝和設(shè)備，在需要改變產(chǎn)品的復(fù)色外觀時(shí)，就可以不必扔掉加料斗中的混凝土，從而減少浪費(fèi)。本發(fā)明還能減少停工時(shí)間，因?yàn)榧恿隙分械幕炷量煊猛陼r(shí)可以直接加入混凝土。
附圖簡(jiǎn)述本專利或申請(qǐng)文件包含至少一幅彩圖或彩色照片。美國(guó)專利商標(biāo)局將根據(jù)客戶要求提供本專利或?qū)＠暾?qǐng)的彩圖版副本，但需支付必要的費(fèi)用。
圖1是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)已知干澆注混凝土產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖。
圖2是一個(gè)本發(fā)明干澆注混凝土產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖。
圖3是生產(chǎn)系統(tǒng)中液體顏料噴淋機(jī)構(gòu)和混合機(jī)構(gòu)相對(duì)于混凝土傳送設(shè)備的位置的透視圖。
圖4是液體顏料噴淋機(jī)構(gòu)和混合機(jī)構(gòu)相對(duì)于傳送設(shè)備的位置的高位透視圖，從傳送設(shè)備端部方向看。
圖5是根據(jù)本發(fā)明工藝生產(chǎn)的一些混凝土塊體壘成墻后的彩色照片。
優(yōu)選實(shí)施方式詳述本發(fā)明提供了生產(chǎn)復(fù)色混凝土產(chǎn)品的工藝以及完成此工藝所用的系統(tǒng)和設(shè)備。在本說(shuō)明書中所用的術(shù)語(yǔ)“混凝土產(chǎn)品”包括可以用灰泥壘成外墻的建筑用的混凝土塊體；混凝土磚塊；適用于景觀建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)混凝土產(chǎn)品，如擋墻塊體、混凝土鋪路磚和混凝土板材；其他混凝土產(chǎn)品。
所述工藝、系統(tǒng)和設(shè)備優(yōu)選用于景觀建設(shè)用塊體的干澆注生產(chǎn)，特別是擋墻塊體，它們的用途是沿多個(gè)路線互相堆砌起來(lái)形成擋墻，而不需要用灰泥。
圖2所示為本發(fā)明的干澆注生產(chǎn)系統(tǒng)20。系統(tǒng)20包含加料斗22，它是個(gè)混合混凝土各批料的混合器。形成混凝土的各組分及其比例根據(jù)具體用途而變化，具體的混合方案本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都是知道的。一般的組分是骨料如沙子和礫石、水泥和約5wt％的水。根據(jù)用途，可以包含其他組分，如浮石、石英、鐵燧巖、其他天然或人造填料，改善防水性、固化強(qiáng)度等性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)。在混合器22中混合的混凝土也可以包含顏料，使混凝土帶上基色。各種成分的比例和材料的類型可利用本領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行選擇，而且常常根據(jù)當(dāng)?shù)孬@取原料的難易程度、終端產(chǎn)品的技術(shù)要求和所用成形機(jī)器的類型等進(jìn)行選擇。混合器本身可以是工業(yè)上目前在用的任何類型的混合器，包括盤式混合器和螺條混合器。在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式中，混合器是盤式的。
混凝土混合之后，用進(jìn)料傳送設(shè)備24將混凝土批料從混合器22傳送到振蕩加料斗26中裝起來(lái)。振蕩加料斗26是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括幾個(gè)側(cè)壁和底，它們構(gòu)成了內(nèi)部體積。卸料孔在靠近加料斗26的底部處形成，混凝土通過(guò)它從加料斗中卸下。卸料孔由一道閘門控制。閘門通過(guò)卸料孔有控制地或計(jì)量地將混凝土從加料斗中卸到傳送設(shè)備28上，傳送設(shè)備宜為計(jì)量帶。然后傳送帶28將混凝土從加料斗26傳送到成形機(jī)器30中，成形機(jī)器包含加料斗32，混凝土就裝在其中。成形機(jī)器30將混凝土形成許多塊體。
如示意圖2所示，液體顏料噴淋機(jī)構(gòu)40位于振蕩加料斗26和加料斗32之間。噴淋機(jī)構(gòu)40的結(jié)構(gòu)可以在傳送帶28將混凝土傳送到成形機(jī)器30的過(guò)程中，向傳送設(shè)備28上的混凝土噴淋一種或多種液體顏料。在此優(yōu)選實(shí)施方式中，噴淋機(jī)構(gòu)40向混凝土施加兩種或多種不同顏色的液體顏料。在混凝土中施加兩種不同顏色的顏料將在后面討論。但是，如果需要，可以施加一種液體顏料，也可以施加兩種以上的液體顏料。
圖2還簡(jiǎn)要示出了位于噴淋機(jī)構(gòu)40與成形機(jī)器30的加料斗32之間的混合機(jī)構(gòu)42。液體顏料加到混凝土中后，傳送設(shè)備28將混凝土傳送到混合機(jī)構(gòu)42中，由混合機(jī)構(gòu)將液體顏料混入混凝土，得到復(fù)色混凝土。然后將混凝土裝到成形機(jī)器30的加料斗32中。這樣就可以從復(fù)色混凝土得到一個(gè)或多個(gè)復(fù)色塊體。
參見(jiàn)圖3，噴淋機(jī)構(gòu)40包括一個(gè)支撐棒44，它兩頭與一對(duì)縱向框架部件46、48相連。框架部件46、48與位于它們一端的橫向框架部件50構(gòu)成框架52的一部分?？蚣?2與傳送設(shè)備28呈一定的位置關(guān)系，支撐著噴淋機(jī)構(gòu)40和混合機(jī)構(gòu)42。
一對(duì)噴嘴54、56以一定間隔裝在支撐棒44上。要加入混凝土的每種顏料需要一個(gè)獨(dú)立的噴嘴。因此，對(duì)于雙顏料，使用至少兩個(gè)噴嘴54、56；對(duì)于三種顏料，至少要用三個(gè)噴嘴；依此類推。單種顏料也可以采用一個(gè)以上的噴嘴。
噴嘴54、56朝下指向傳送設(shè)備28，能將液體顏料噴淋到從加料斗26卸到傳送設(shè)備上的混凝土中。在傳送設(shè)備將混凝土傳送到成形機(jī)器30的過(guò)程中，顏料較好噴淋到傳送設(shè)備28上混凝土上表面的部分。由于噴嘴54、56彼此隔開(kāi)，來(lái)自每個(gè)噴嘴的顏料就分別落在混凝土的不同部位上。
顏料可以連續(xù)噴淋在混凝土上，這樣全部混凝土的上表面都噴有顏料。也可以間歇噴淋，這時(shí)混凝土的上表面將隔一段距離噴淋顏料。此外，噴嘴54、56可以同時(shí)操作，不同的顏料同時(shí)噴淋；也可以交替操作，這時(shí)先噴第一種顏料，然后噴第二種顏料，接下來(lái)再噴第一種顏料，依此類推。在本發(fā)明范圍內(nèi)，噴淋顏料的順序可以有許多種。具體噴淋順序的選擇將影響所得混凝土的顏色混合情況以及由此得到的混凝土產(chǎn)品。在優(yōu)選實(shí)施方式中，噴淋是連續(xù)進(jìn)行的，噴嘴同時(shí)操作。
每個(gè)噴嘴54、56分別通過(guò)管線62、64連接到液體顏料源58、60上。在此優(yōu)選實(shí)施方式中，顏料是Hamburger Color公司(King，Prussia，Pennsylvania)供應(yīng)的SPR 9000系列著色的混凝土。每條管線62、64都配有一個(gè)泵66，它將液體顏料從源頭58、60抽入噴嘴54、56。泵66宜為空氣驅(qū)動(dòng)泵，可以通過(guò)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)顏料的輸送壓力。據(jù)信，顏料的輸送壓力會(huì)影響混凝土的混合和所得混凝土產(chǎn)品的外觀。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，證明輸送壓力在約40-100psi之間是比較成功的。但是，其他輸送壓力也可以采用，這取決于所需產(chǎn)品的外觀。顏料與混凝土的用量比，即顏料負(fù)載量在約1-10％之間。例如，將約37.5磅顏料加到約1250磅混凝土中，即顏料負(fù)載量約為3％，可以得到較好的結(jié)果。
每條管線62、64上有一個(gè)閥68控制著顏料到噴嘴54、56的流量。用已知方法控制閥68，可以得到上述連續(xù)、間歇、同時(shí)和或交替施加顏料的方式。
每個(gè)噴嘴54、56也可以在支撐棒44長(zhǎng)度方向上移動(dòng)。這使得噴嘴54、56可以相對(duì)于傳送設(shè)備28的傳送方向橫向移動(dòng)，因而可以改變顏料在計(jì)量混凝土的表面上施加的位置。噴嘴54、56也可以相對(duì)于傳送設(shè)備28上下移動(dòng)。據(jù)信，噴嘴54、56相對(duì)于混凝土的水平和垂直位置也會(huì)影響混凝土的混合效果和所得混凝土產(chǎn)品的外觀。
傳送設(shè)備28將計(jì)量混凝土在噴淋機(jī)構(gòu)40下方移動(dòng)之后，混凝土就進(jìn)入混合機(jī)構(gòu)42，它將顏料混入混凝土。混合機(jī)構(gòu)42在圖3和4中看得很清楚，它至少包含一個(gè)、較好包含兩個(gè)攪拌裝置80。攪拌裝置80在圖中在線排列。除了各自的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向之外，攪拌裝置80是相同的，如下面將要討論的。因此，下面將只詳細(xì)介紹其中一個(gè)攪拌裝置，應(yīng)當(dāng)知道另一個(gè)攪拌裝置與此相同。
參見(jiàn)圖3和4，攪拌裝置80包含與軸84相連的攪拌槳82，軸與可變速驅(qū)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)86相連。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)86宜為液壓馬達(dá)。用閥控制流體向液壓馬達(dá)的流動(dòng)，從而控制攪拌槳的旋轉(zhuǎn)速度?？梢圆捎肈eltrol公司供應(yīng)的EF30S型Easy Read色碼流動(dòng)控制閥。但也可以使用其他類型的變速驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，包括電力馬達(dá)。在傳送設(shè)備28傳送混凝土的過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)86使槳82旋轉(zhuǎn)。當(dāng)混凝土接觸每個(gè)攪拌裝置80時(shí)，槳82就攪動(dòng)混凝土，將顏料混合進(jìn)入或攪拌進(jìn)入混凝土中。可相對(duì)于傳送設(shè)備28垂直調(diào)節(jié)的槳82的位置，使其在旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠接觸混凝土，將在下面討論。
攪拌裝置80安裝在傳送設(shè)備28上方，而支撐棒88則橫在傳送設(shè)備上方，連接在框架部件46、48之間。此外，有個(gè)豎直支撐件90支撐在支撐棒88上，它向上延伸，位于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)86和軸84之間還有個(gè)支撐塊體92，安裝在支撐件90上。
如圖3所示，支撐棒88有個(gè)長(zhǎng)形調(diào)節(jié)狹槽94，該狹槽沿傳送設(shè)備28的橫向延伸。狹槽94可使支撐件90、從而使攪拌裝置80相對(duì)于傳送設(shè)備28水平或橫向調(diào)節(jié)。此外，支撐件90上有個(gè)長(zhǎng)形調(diào)節(jié)狹槽96，它垂直于傳送設(shè)備28。狹槽96能使支撐塊體92、從而使攪拌裝置80相對(duì)于傳送設(shè)備28垂直調(diào)節(jié)。
可以認(rèn)為，攪拌裝置80的垂直和水平位置都對(duì)顏料在混凝土中的混合有影響。調(diào)節(jié)攪拌裝置80的水平和垂直位置，就可以改變攪拌裝置相對(duì)于混凝土的位置，從而改變最終顏料在混凝土中的混合效果和所得塊體的外觀。垂直和水平位置的具體選擇取決于塊體的所需形狀。
槳82的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)混合效果也有影響。使用變速馬達(dá)86可改變旋轉(zhuǎn)速度，從而改變混合效果。因此，旋轉(zhuǎn)速度可根據(jù)塊體的所需外觀進(jìn)行選擇。
回到圖3和4，槳82包括與驅(qū)動(dòng)軸84相連的剛性棒98，其長(zhǎng)度基本上等于槳82的長(zhǎng)度。橡膠板100、102固定在棒98上，它們?cè)诎?8下的長(zhǎng)度使得它們一般可在棒98下形成連續(xù)橡膠板。用來(lái)形成板100、102的橡膠應(yīng)具有足夠剛性，使槳82在旋轉(zhuǎn)時(shí)能攪動(dòng)混凝土，但也要足夠軟，以防槳82萬(wàn)一碰到傳送設(shè)備時(shí)損壞傳送設(shè)備28。
槳82應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，幾乎與傳送設(shè)備的整個(gè)寬度相等，但也要為水平調(diào)節(jié)攪拌裝置留下余地。例如，經(jīng)過(guò)測(cè)試，傳送設(shè)備寬約14.0英寸、槳寬約12.0英寸是比較合適的。由于槳具有這樣的長(zhǎng)度，傳送設(shè)備28上的混凝土在其整個(gè)寬度上都受到旋轉(zhuǎn)槳的作用。
攪拌機(jī)構(gòu)42的優(yōu)選實(shí)例已經(jīng)通過(guò)一對(duì)攪拌裝置80進(jìn)行了闡述，但也可以用其他攪拌機(jī)構(gòu)將顏料混合到混凝土中。
為了在攪拌裝置80攪拌混凝土的過(guò)程中使混凝土保持在傳送設(shè)備28上，框架52上裝有圍件104，它自框架部件46、48向下凸出。當(dāng)框架52安裝到位后，圍件104的底邊緊靠傳送設(shè)備28的上表面，如圖3所示，目的是使混凝土在通過(guò)攪拌機(jī)構(gòu)時(shí)保持在傳送設(shè)備上。每個(gè)圍件104的底邊部分106由橡膠形成，以防圍件萬(wàn)一碰到傳送設(shè)備時(shí)損壞傳送設(shè)備28。
如上面所討論的，除了優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向以外，各攪拌裝置80是相同的。旋轉(zhuǎn)方向也影響顏料在混凝土中的混合。兩個(gè)攪拌裝置80的放置方向較好相反，如圖3所示。但是，如果攪拌裝置80的旋轉(zhuǎn)方向相同，則得到的產(chǎn)品的復(fù)色外觀不同。此外，攪拌裝置可周期性反向。
混凝土通過(guò)混合機(jī)構(gòu)42之后，得到的復(fù)色混凝土可通過(guò)位于傳送設(shè)備28末端和框架部件50之間的間隙108裝到成形機(jī)器30的加料斗32中。
現(xiàn)在介紹用成形機(jī)器30制備復(fù)色混凝土的優(yōu)選程序。該程序假定加料斗26中有足夠量的混凝土可用來(lái)轉(zhuǎn)移到加料斗32中。加料斗32中有一個(gè)探針，當(dāng)成形機(jī)器30中的混凝土不足時(shí)，它就能感覺(jué)到，使得加料斗32再次接受加進(jìn)的混凝土。當(dāng)加料斗32中的混凝土不足時(shí)，探針就送一個(gè)信號(hào)到加料斗26。這時(shí)傳送帶28開(kāi)動(dòng)，加料斗26開(kāi)始將混凝土排放到傳送設(shè)備上。傳送設(shè)備一旦開(kāi)動(dòng)，顏料就開(kāi)始噴淋，噴淋時(shí)間與傳送設(shè)備工作時(shí)間相同。
加料斗26排出了足夠的混凝土，裝滿了加料斗32后，加料斗的閘門就關(guān)閉，從而防止排出更多的混凝土，這時(shí)傳送設(shè)備停下來(lái)。傳送設(shè)備停下的同時(shí)，噴淋也告終止。如果需要，噴淋的啟動(dòng)和終止可根據(jù)加料斗閘門的開(kāi)關(guān)和傳送設(shè)備28的速度延時(shí)操作?；蛘撸梢栽诳拷鼑娏軝C(jī)構(gòu)40的地方安裝一個(gè)傳感器，用以感知計(jì)量混凝土的頭部和尾部，從而控制噴淋機(jī)構(gòu)的操作。
因此，加料斗26中的混凝土可根據(jù)需要連續(xù)補(bǔ)充，無(wú)需將生產(chǎn)停下來(lái)向加料斗26中加料。此外，如果要改變塊體的復(fù)色外觀，也無(wú)需排空加料斗26即可達(dá)到此目的。
顏料加入混凝土之后，混凝土通過(guò)兩個(gè)攪拌裝置80，它們將顏料混入混凝土?；旌现?，將復(fù)色混凝土裝到加料斗32中。
用加料斗32中的復(fù)色混凝土可在成形機(jī)器30中制備一個(gè)或多個(gè)塊體。為了生產(chǎn)塊體，在成形機(jī)器30中上下開(kāi)口的擋墻塊體模具下面安裝一個(gè)托板，用來(lái)關(guān)閉模具底部開(kāi)口。模腔可這樣設(shè)計(jì)，它能生產(chǎn)出一個(gè)工件，該工件包含兩個(gè)面對(duì)面的模制塊體，當(dāng)它固化之后，沿著兩個(gè)面的交界處將工件分開(kāi)，可以得到兩個(gè)塊體。
加料斗32中的復(fù)色混凝土通過(guò)一個(gè)或多個(gè)加料屜從模具頂部開(kāi)口進(jìn)入模具，然后通過(guò)振動(dòng)和加壓的作用混凝土被壓緊。接著借助模具和托板的相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)，將模具拆卸，從其中取下未固化工件。關(guān)于可用于本發(fā)明的擋墻塊體模具的討論和關(guān)于塊體模制過(guò)程的討論，可參見(jiàn)美國(guó)專利5827015，其內(nèi)容參考結(jié)合于此。
然后將未固化工件送去固化，之后用已知方法將工件劈開(kāi)，形成兩個(gè)塊體。劈分機(jī)構(gòu)在本領(lǐng)域是為人熟知的?？捎糜诒景l(fā)明的分劈機(jī)構(gòu)的例子見(jiàn)美國(guó)專利6321740，其內(nèi)容參考結(jié)合于此。
圖5是由許多復(fù)色混凝土塊體152建造的墻150的局部彩色照片，其中復(fù)色混凝土塊體152用本發(fā)明工藝和設(shè)備生產(chǎn)。每個(gè)塊體152包含一個(gè)帶裂痕的前表面，這是劈開(kāi)工件時(shí)產(chǎn)生的，如前所述該工件包含面對(duì)面形成的兩個(gè)塊體。
圖5所示塊體152由復(fù)色混凝土制備，它包含白色基礎(chǔ)混凝土，其中加入了紅色和黑色顏料。條件設(shè)置如下1)為使攪拌機(jī)構(gòu)最靠近加料斗26，馬達(dá)86的轉(zhuǎn)速約為8rpm，Deltrol公司的EF30S Easy Read色碼流體控制閥設(shè)定在藍(lán)色，槳順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，攪拌裝置盡可能移動(dòng)到狹槽94的右邊(從圖4方向看)。
2)為使攪拌機(jī)構(gòu)80最靠近加料斗32，馬達(dá)86的轉(zhuǎn)速約為102rpm，Deltrol公司的EF30S Easy Read色碼流體控制閥設(shè)定在紫色，槳順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，攪拌裝置盡可能移動(dòng)到狹槽94的左邊(從圖4方向看)。
3)對(duì)于每個(gè)攪拌裝置，槳的位置要使得其底邊靠近傳送設(shè)備28的表面；4)黑色顏料在60psi的壓力下噴淋到混凝土上，紅色顏料在40psi的壓力下噴淋到混凝土上。
馬達(dá)速度在400psi的液壓下利用帶可調(diào)補(bǔ)償器的維氏活塞泵獲得。
保持噴嘴和攪拌機(jī)構(gòu)的設(shè)置不變，顏料混合到混凝土中的操作可穩(wěn)定地重復(fù)，因而塊體的外觀也能保持穩(wěn)定。如果需要不同外觀，可改變其中一個(gè)或多個(gè)條件的設(shè)置，從而改變混合操作，進(jìn)而改變所得復(fù)色塊體的外觀。
塊體152可具有許多形狀，具體取決于塊體的最終用途。例如，塊體152的側(cè)壁可以是收斂的，塊體頂面和/或底面上可形成整體定位件/剪切緣。美國(guó)專利5827015介紹了可利用本發(fā)明的工藝和設(shè)備形成的塊體的例子。
在此優(yōu)選實(shí)施方式中，系統(tǒng)20包含混合器，它制備要裝在加料斗26中的混凝土，混凝土隨后進(jìn)入成形機(jī)器30的加料斗32中。但是，該系統(tǒng)也可具有其他結(jié)構(gòu)。例如，從混合器過(guò)來(lái)的進(jìn)料傳送設(shè)備24可直接將混合好的混凝土裝到生產(chǎn)機(jī)構(gòu)的加料斗中。在此情況下，振蕩加料斗26可以不用，混合器可用作振蕩加料斗。在此系統(tǒng)中，類似于噴淋機(jī)構(gòu)40和混合機(jī)構(gòu)42的噴淋機(jī)構(gòu)40’和混合機(jī)構(gòu)42’位于傳送設(shè)備24上方，如圖2中虛線所示，傳送設(shè)備24將混凝土排出到成形機(jī)器的加料斗中。
以上說(shuō)明、實(shí)例和數(shù)據(jù)完整說(shuō)明了本發(fā)明的生產(chǎn)方法和用途。由于在本發(fā)明主旨和范圍之內(nèi)，可以有許多方式實(shí)施本發(fā)明，本發(fā)明的權(quán)限見(jiàn)所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)混合色混凝土產(chǎn)品的工藝，它包括將混凝土從加料斗裝到傳送設(shè)備上；在從加料斗排出的混凝土上施加液體顏料；將液體顏料混入在傳送設(shè)備上的混凝土，產(chǎn)生混合色混凝土；將混合色混凝土傳送到混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器上；在混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器中，由混合色混凝土生產(chǎn)至少一個(gè)混凝土產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于液體顏料在傳送設(shè)備傳送混凝土的過(guò)程中加入。
3.權(quán)利要求2所述工藝，其特征在于混合操作發(fā)生在加有液體顏料的混凝土傳到混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器的過(guò)程中。
4.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于施加液體顏料是施加單色液體顏料。
5.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于施加液體顏料是施加多色液體顏料。
6.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于液體顏料是噴淋到混凝土上的。
7.權(quán)利要求6所述工藝，其特征在于液體顏料是連續(xù)噴淋的。
8.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于混合操作是用至少一個(gè)攪拌裝置將液體顏料攪拌到混凝土中。
9.權(quán)利要求8所述工藝，其特征在于混合操作是利用多個(gè)攪拌裝置。
10.權(quán)利要求8所述工藝，其特征在于攪拌裝置是可以旋轉(zhuǎn)的。
11.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于混凝土的組分在加料斗中混合。
12.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于它包括將混合色混凝土裝到混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器的加料斗中。
13.權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器是個(gè)混凝土塊體成形機(jī)器，而且在混凝土塊體成形機(jī)器中由混合色混凝土生產(chǎn)至少一個(gè)混凝土塊體。
14.生產(chǎn)混合色混凝土的工藝，它包括將混凝土從加料斗裝到傳送設(shè)備上；在從加料斗排出的混凝土上施加液體顏料；將液體顏料混入在傳送設(shè)備上的混凝土，產(chǎn)生混合色混凝土。
15.權(quán)利要求14所述工藝，其特征在于液體顏料在傳送設(shè)備傳送混凝土的過(guò)程中加入。
16.權(quán)利要求15所述工藝，其特征在于混合操作發(fā)生在加有液體顏料的混凝土傳到混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器的過(guò)程中。
17.權(quán)利要求14所述工藝，其特征在于施加液體顏料是施加單色液體顏料。
18.權(quán)利要求14所述工藝，其特征在于施加液體顏料是施加多色液體顏料。
19.權(quán)利要求14所述工藝，其特征在于液體顏料是噴淋到混凝土上的。
20.權(quán)利要求19所述工藝，其特征在于液體顏料是連續(xù)噴淋的。
21.權(quán)利要求14所述工藝，其特征在于混合操作是用至少一個(gè)攪拌裝置將液體顏料攪拌到混凝土中。
22.權(quán)利要求21所述工藝，其特征在于混合操作利用多個(gè)攪拌裝置。
23.權(quán)利要求21所述工藝，其特征在于攪拌裝置是可以旋轉(zhuǎn)的。
24.權(quán)利要求14所述工藝，其特征在于混凝土的組分在加料斗中混合。
25.混凝土產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括具有可裝混凝土的內(nèi)部空間的加料斗；混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器；將混凝土從所述加料斗傳送到混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器的傳送設(shè)備；位于所述加料斗和所述混凝土成形機(jī)器之間的液體顏料施加器，用來(lái)對(duì)由加料斗排出的混凝土施加液體顏料；位于所述液體顏料施加器和所述混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器之間的混合器，用來(lái)將液體顏料混合到傳送設(shè)備上的混凝土中。
26.權(quán)利要求25所述系統(tǒng)，其特征在于所述加料斗是個(gè)混合器。
27.權(quán)利要求25所述系統(tǒng)，其特征在于所述傳送設(shè)備包含位于所述加料斗和所述混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器之間的帶子。
28.權(quán)利要求27所述系統(tǒng)，其特征在于所述液體顏料施加器位于所述帶子的上方，該帶子位于所述加料斗和所述混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器之間。
29.權(quán)利要求28所述系統(tǒng)，其特征在于所述混合器位于所述帶子上方，在所述液體顏料施加器和所述混凝土產(chǎn)品成形機(jī)器之間。
30.權(quán)利要求28所述系統(tǒng)，其特征在于所述液體顏料施加器包含至少一個(gè)連接到液體顏料源上的噴嘴。
31.權(quán)利要求30所述系統(tǒng)，其特征在于它包含許多噴嘴。
32.權(quán)利要求31所述系統(tǒng)，其特征在于至少有兩個(gè)所述噴嘴連接到不同的液體顏料源上，所述不同源中裝有不同顏色的液體顏料。
33.權(quán)利要求29所述系統(tǒng)，其特征在于所述混合器包含至少一個(gè)攪拌裝置。
34.權(quán)利要求33所述系統(tǒng)，其特征在于它包含多個(gè)攪拌裝置。
35.權(quán)利要求34所述系統(tǒng)，其特征在于所述攪拌裝置可以旋轉(zhuǎn)。
36.權(quán)利要求34所述系統(tǒng)，其特征在于所述每個(gè)攪拌裝置是這樣安裝的，它們可相對(duì)于所述帶子垂直調(diào)節(jié)。
37.權(quán)利要求34所述系統(tǒng)，其特征在于所述每個(gè)攪拌裝置是這樣安裝的，它們可相對(duì)于所述帶子水平調(diào)節(jié)。
38.權(quán)利要求34所述系統(tǒng)，其特征在于所述每個(gè)攪拌裝置有個(gè)攪拌槳。
39.權(quán)利要求38所述系統(tǒng)，其特征在于所述槳在所述帶子的大部分寬度上延伸。
40.權(quán)利要求35所述系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)攪拌裝置反向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
生產(chǎn)復(fù)色混凝土產(chǎn)品的工藝和設(shè)備，所述產(chǎn)品包括建筑用混凝土塊體、混凝土磚塊、適用于景觀建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)混凝土產(chǎn)品，如擋墻塊體、鋪路磚和混凝土板材。本發(fā)明包含噴淋機(jī)構(gòu)，它將液體顏料噴淋到從加料斗排出的混凝土上。混凝土然后進(jìn)入混合機(jī)構(gòu)，它將顏料混入混凝土，產(chǎn)生復(fù)色混凝土。接著由混合后的混凝土生產(chǎn)復(fù)色混凝土產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B28C7/12GK1646281SQ03808715
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
發(fā)明者P·W·白利, G·C·波里斯, J·C·白德, D·M·拉克羅克斯 申請(qǐng)人:安可墻壁體系股份有限公司