一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法
【專利摘要】一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法屬于泡沫玻璃領(lǐng)域。通過自動化機(jī)械方式，利用具有通孔且下表面固定絲網(wǎng)的壓板對模具中的已經(jīng)梳理過的配合料進(jìn)行壓實(shí)處理：模具中配合料梳理平整后，通過傳輸輥移動到壓實(shí)裝置的正下方，傳感器將信號反饋給控制器，控制器將信號發(fā)送到夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)將模具夾持固定。驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動壓板向下運(yùn)動，壓板對配合料施加1-20KPa壓力,作用3-15秒，壓實(shí)的配合密度為1.20-1.35g/cm3，完成配合料的壓實(shí)操作后，壓板通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)向上提升，夾持機(jī)構(gòu)松開模具，模具在傳輸輥的作用下離開壓實(shí)裝置。本發(fā)明有效地解決了泡沫玻璃制品的斷面氣孔結(jié)構(gòu)不均勻、表面出現(xiàn)犁狀凹陷，甚至制品內(nèi)部“瓷化”等缺陷的發(fā)生。
【專利說明】一種用于泡沬玻璃配合料的壓實(shí)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法。
【背景技術(shù)】[0002]泡沫玻璃是由定量的碎玻璃、發(fā)泡劑、發(fā)泡助劑，經(jīng)過粉磨，形成均勻配合料。將配合放入耐熱模具中，經(jīng)過預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡、定型、退火等工藝生成的多孔狀玻璃材料，上述工藝是泡沫玻璃生產(chǎn)廣泛采用的“粉末法燒結(jié)工藝”。泡沫玻璃中泡孔占其總體積的80~95%，泡孔直徑多為0.5~2mm，其體積密度為100~200kg/m3。泡沫玻璃是一種性能優(yōu)越的隔熱、吸聲、防潮、防火的輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料和裝飾材料。
[0003]泡沫玻璃產(chǎn)品分為絕熱型制品和吸音型制品。絕熱型泡沫玻璃主要使用炭類發(fā)泡劑，包括炭黑、石墨、炭化硅等，其制品的泡孔為封閉結(jié)構(gòu)，泡孔之間彼此之間不相連通，生產(chǎn)中必須避免泡孔之間連通，連通泡孔將導(dǎo)致泡沫玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)增加，因此絕熱型泡沫玻璃具有顯著的絕熱保溫、防火、防水和防腐功能。絕熱型泡沫玻璃廣泛用于工業(yè)保溫和建筑保溫。
[0004]泡沫玻璃絕熱制品斷面的氣泡結(jié)構(gòu)均勻性將影響泡沫玻璃外觀質(zhì)量和產(chǎn)品性能，當(dāng)制品斷面上出現(xiàn)異常大氣泡，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量和產(chǎn)品性能；一般整塊毛坯所切割的制品的斷面氣泡分布情況為:外表面的氣泡大，中心的氣泡小，有時泡沫玻璃制品的外表與中心的氣泡大小尺寸差異超過50%;由于氣泡不均勻性會嚴(yán)重影響制品的導(dǎo)熱系數(shù)，制品外表體積密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，而制品中心的體積密度大，導(dǎo)熱系數(shù)大，還會造成毛坯退火周期的延長，超過36小時，甚至達(dá)到48小時；另外退火的毛坯破損幾率增大，正常情況毛坯破損率小于5%，而因?yàn)闅馀莶痪鶆?，會?dǎo)致毛坯破碎率大于5% ;另外受大氣孔的影響，還會導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度下降，包括抗壓、抗折、抗拉強(qiáng)度；由于氣孔不均勻性，甚至影響泡沫玻璃絕熱制品的吸水率。
[0005]導(dǎo)致泡沫玻璃絕熱制品氣孔結(jié)構(gòu)不均的主要原因在于傳統(tǒng)的“粉末法燒結(jié)工藝”的配合料布料處理問題，傳統(tǒng)布料工藝是將配合料放入模具中后，采用人工梳理攤平方法將配合料展平在模具中，該梳理工具類似于梳理頭發(fā)的梳子結(jié)構(gòu)，該梳理工具由梯形結(jié)構(gòu)的金屬板和金屬絲組成，將直徑2-5mm金屬絲按間距25_50mm焊接在梯形金屬板的長平行邊上。按前后左右多次梳理配合料即可實(shí)現(xiàn)其表面平整，梳理平整工藝將會使配合料變得疏松，并且配合料上表面中會留有犁狀劃痕，在梳理過程中，空氣會夾雜在配合料和犁狀溝痕中。已經(jīng)梳理過的配合料隨模具送入發(fā)泡窯進(jìn)行預(yù)熱、燒結(jié)和發(fā)泡時，由于配合料變得疏松，會導(dǎo)致配合料的傳熱能力下降，上表面和接觸模具的另外五個面率先出現(xiàn)燒結(jié)和發(fā)泡反應(yīng)，而發(fā)泡窯內(nèi)的熱量就再很難快速傳入配合料內(nèi)部，往往出現(xiàn)毛坯內(nèi)部泡孔小，外表泡孔大的情況，另外，由于配合料中所夾雜的空氣，于是導(dǎo)致炭黑優(yōu)先與配合料所夾雜空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，一般會出現(xiàn)三種情況:第一，在犁狀溝痕處產(chǎn)生“瓷化”，即炭類發(fā)泡劑提前被氧氣消耗，導(dǎo)致配合料不能充分發(fā)泡，其表面形成明顯玻璃化，顏色呈發(fā)白現(xiàn)象，而正常顏色為黑灰色；第二，泡沫玻璃毛坯內(nèi)部由于所夾雜的空氣未能及時排出，因?yàn)榕浜狭显谑軣徇^程中首先是表面受熱封閉，致使內(nèi)部的空氣膨脹形成大的連通氣孔，尺寸甚至達(dá)到IOmm以上；第三，在泡沫玻璃毛坯上表面的犁狀溝痕處產(chǎn)生明顯下陷溝痕，下陷深度達(dá)5-10mm,甚至更大，主要由于在梳理過程中，配合料受梳理工具的金屬齒作用，配合料被分離到金屬齒兩側(cè)，金屬齒位置的配合料相對較少，因此在燒結(jié)和發(fā)泡后就更加清晰地顯現(xiàn)出來了。
[0006]本發(fā)明目的就是解決傳統(tǒng)泡沫玻璃生產(chǎn)工藝過程中，受梳理作用后，泡沫玻璃制品的斷面氣孔結(jié)構(gòu)不均勻和表面出現(xiàn)犁狀凹陷等現(xiàn)象，甚至制品內(nèi)部有“瓷化”問題的發(fā)生，減少泡沫玻璃氣泡缺陷，提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)制品體積密度均勻性，抑制表面犁狀溝痕凹陷和內(nèi)部瓷化現(xiàn)象發(fā)生，提高毛坯發(fā)泡高度，降低體積密度，獲得更低導(dǎo)熱系數(shù)的泡沫玻璃絕熱制品，同時改善了泡沫玻璃絕熱制品的機(jī)械強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明基于泡沫玻璃粉狀配合料在模具中梳理攤平過程，雖然使配合料變得平整，但是其變得也會更加疏松，堆積密度僅有0.95-1.lOg/cm3，配合料內(nèi)部夾雜更多空氣，容易產(chǎn)生發(fā)明背景中所描述的各種缺陷，包括“瓷化”、毛坯表面不平、異常泡孔增多、發(fā)泡高度降低，因此，發(fā)明了一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法。
[0008]一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法，其特征在于:通過自動化機(jī)械方式，利用具有通孔且下表面固定絲網(wǎng)的壓板對模具中的已經(jīng)梳理過的配合料進(jìn)行壓實(shí)處理；模具中配合料梳理平整后，通過傳輸輥移動到壓實(shí)裝置的正下方，傳感器將信號反饋給控制器，控制器將信號發(fā)送到 夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)將模具夾持固定；驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動壓板向下運(yùn)動，壓板對配合料施加l_20KPa壓力，作用時間3-15秒，壓實(shí)的配合料密度為1.20-1.35g/cm3，完成配合料的壓實(shí)作用后，壓板通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)向上提升，夾持機(jī)構(gòu)松開模具，模具在傳輸輥的作用下離開壓實(shí)裝置。
[0009]進(jìn)一步，壓板材質(zhì)為金屬、木、塑料或復(fù)合材料，壓板上的通孔形式為矩形、正方、菱形、梯形或圓形，孔面積為10-1600mm2，孔中心距離為10_80mm，絲網(wǎng)為金屬或尼龍材質(zhì)，孔眼尺寸為16-120目。
[0010]進(jìn)一步，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采用液壓方式或氣動方式，來實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動。
[0011]進(jìn)一步，所述夾持機(jī)構(gòu)的作用方式為氣動、液壓或機(jī)械連桿方式。
[0012]本發(fā)明的泡沫玻璃配合料壓實(shí)方法，在泡沫玻璃生產(chǎn)工藝參數(shù)不發(fā)生改變的前提條件下，在模具中加入配合料質(zhì)量也相同的情況下，會得到如下有益的效果。
[0013]I)泡沫玻璃制品的泡孔均勻得到提高和改善。泡孔平均尺寸偏差值收斂到0.3mm，未壓實(shí)處理的制品泡孔尺寸偏差值為0.8mm。
[0014]2)泡沫玻璃制品外觀泡孔缺陷明顯減少。5-10mm規(guī)格的泡孔減少50%，大于IOmm規(guī)格泡孔沒有，而未壓實(shí)處理的泡沫玻璃制品，大于IOmm規(guī)格的泡孔有5個/m2。
[0015]3)毛坯表面沒有犁狀溝痕或溝痕下方的“瓷化”現(xiàn)象發(fā)生。未壓實(shí)處理的泡沫玻璃毛坯犁狀溝痕清晰可見，深度可達(dá)10mm，會降低毛坯切材率2-4%，內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)黃色或白色夾雜物，該類缺陷即為“瓷化”產(chǎn)物。
[0016]4)毛坯發(fā)泡高度提高了 3-5%，體積密度下降了 3-5%，導(dǎo)熱系數(shù)下降了 2_3% ；
[0017]5)泡沫玻璃毛坯退火破損率降低了 3%，原來的破損率接近或大于5%，而壓實(shí)處理的配合料僅有不足2%毛坯破損率泡孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明示意圖。
1.驅(qū)動機(jī)構(gòu)2.連桿3.壓板3-1.通孔4.絲網(wǎng)5.機(jī)架5-1.橫梁6.傳感器7.夾持機(jī)構(gòu)7-1.夾板8.傳輸棍9.控制器10.模具【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的壓實(shí)方法通過對配合料表面施壓，使配合料中的夾雜空氣最大限度地排出，使配合料更加密實(shí)，堆積密度達(dá)1.20-1.35g/cm3，增強(qiáng)了配合料的導(dǎo)熱能力，促進(jìn)配合料在短時間可達(dá)到溫度均勻，從而實(shí)現(xiàn)泡沫玻璃配合料的均勻發(fā)泡，獲得質(zhì)量更加完美的泡沫玻璃制品。[0020]本發(fā)明所述的泡沫玻璃配合料壓實(shí)方法，該方法包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)1，驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以是液壓方式或氣動方式。驅(qū)動機(jī)構(gòu)I通過連桿2連接到壓板3的上表面，壓板的面板尺寸與模具底部尺寸相吻合，壓板側(cè)邊與模具側(cè)邊間距為3-5mm最佳,壓板3的厚度優(yōu)選10_30mm,其材質(zhì)優(yōu)選金屬、木、塑料或其它復(fù)合材料，壓板3有通孔3-1，通孔具有排氣作用，通孔3-1的形式包括但不限于矩形、正方、菱形、梯形、圓形等，孔面積為10-1600mm2，孔中心距離為10-80mm,在壓板3下表面固定金屬或尼龍材質(zhì)的絲網(wǎng)4，絲網(wǎng)具有排氣和阻止配合料外溢作用，絲網(wǎng)4的孔眼為16-120目，驅(qū)動機(jī)構(gòu)1、連桿2、壓板3的位置關(guān)系為自上而下彼此相連，驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的頂部固定在機(jī)架5的橫梁5-1上。當(dāng)承載經(jīng)梳理平整配合料的模具10通過傳輸輥8到達(dá)壓板3的正下方時，傳感器6將信號反饋給控制器9，傳感器6包括但不限于光電開關(guān)、行程開關(guān)、限位開關(guān)?？刂破?輸出控制信號給夾持機(jī)構(gòu)7，夾持機(jī)構(gòu)7固定在機(jī)架5的立柱內(nèi)側(cè)，高于傳輸輥平面，夾持機(jī)構(gòu)7的夾板7-1在氣動、液壓或機(jī)械連桿等作用方式夾持住模具的兩個對稱側(cè)面，使模具處于固定狀態(tài)。帶有通孔結(jié)構(gòu)且下表面固定絲網(wǎng)的壓板3在驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的作用下向下移動，壓板3對配合料粉末施加作用力，作用壓強(qiáng)達(dá)到l-20KPa，夾雜在配合料中空氣通過壓板3上的通孔3-1和絲網(wǎng)4排出，壓板對配合料的作用時間為3-15秒，堆積密度達(dá)1.20-1.35g/cm3，然后壓板3在驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的作用下向上提升，夾持機(jī)構(gòu)7的夾板7-1離開模具，已經(jīng)壓實(shí)配合料的模具可以在傳輸輥?zhàn)饔孟码x開壓實(shí)方法，然后進(jìn)入發(fā)泡窯進(jìn)行燒結(jié)和發(fā)泡。
[0021]上述發(fā)明是基于自動流水線生產(chǎn)過程的描述，本發(fā)明同樣包括按此原理所簡化的手工壓實(shí)方法和半自動化壓實(shí)方法。壓板3要求滿足配合料的壓實(shí)和平整需要；壓板上通孔3-1和絲網(wǎng)4為了滿足配合料中的夾雜空氣排出和阻止配合料沿通孔溢出；驅(qū)動機(jī)構(gòu)I實(shí)現(xiàn)壓板3的升降功能；夾持機(jī)構(gòu)7實(shí)現(xiàn)模具固定功能。
[0022]實(shí)施例1
[0023]尺寸規(guī)格為680*580*180mm (長*寬*高)的一體化模具中裝載11公斤的泡沫玻璃配合料，使用金屬梳狀工具對配合料進(jìn)行梳理平整，模具在傳輸輥的作用下，傳輸至機(jī)架橫梁正下方，光電開關(guān)感知到模具位置，將信號反饋給控制器，控制器將控制信號發(fā)送給夾持機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)利用連桿機(jī)構(gòu)完成夾持。具體動作為氣缸驅(qū)動連桿，連桿帶動夾板移動，夾持機(jī)構(gòu)將模具固定后，控制器發(fā)送信號給氣缸型驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過連桿帶動壓板，壓板尺寸規(guī)格為660*560*20mm (長*寬*厚)表面光滑的Q235材質(zhì)鋼板，壓板上的通孔為圓形，孔面積為314mm2，孔中心距離為30mm,在壓板下表面固定120目不銹鋼絲網(wǎng)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)1、連桿2、壓板3、絲網(wǎng)4的位置關(guān)系為從上到下彼此相連，驅(qū)動機(jī)構(gòu)I頂部固定在機(jī)架5的橫梁5-1下方。壓板向下移動對配合料粉末施加作用力，作用壓強(qiáng)為5KPa，作用時間為5秒，堆積密度達(dá)1.35g/cm3，夾雜在配合料中空氣通過壓板3上的通孔3_1和絲網(wǎng)4中排出。壓實(shí)動作完成后，控制器給出信號，驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動壓板上移，夾持機(jī)構(gòu)松開，模具在傳輸輥?zhàn)饔孟码x開壓實(shí)機(jī)位。
[0024]在泡沫玻璃生產(chǎn)工藝參數(shù)不發(fā)生改變的前提下，泡沫玻璃制品的泡孔平均尺寸為
1.4mm，泡孔尺寸偏差值為0.3mm,未壓實(shí)處理的制品泡孔尺寸偏差值為0.8mm。泡沫玻璃制品外觀缺陷5-10mm規(guī)格的泡孔數(shù)減少到0.5-1.2個/m2，大于IOmm規(guī)格泡孔沒有，未壓實(shí)處理的制品5-10mm規(guī)格的泡孔數(shù)為1-3個/m2,大于IOmm規(guī)格的泡孔有5個/m2。毛還表面沒有犁狀溝痕或溝痕下 方的“瓷化”現(xiàn)象發(fā)生，未壓實(shí)處理的泡沫玻璃毛坯犁狀溝痕清晰可見，深度達(dá)10mm，會降低毛坯切材率2-4%。毛坯發(fā)泡高度提高了 3_5%，體積密度下降了 3-5%，導(dǎo)熱系數(shù)下降了 2-3%;泡沫玻璃毛坯退火破損率不足2%，未壓實(shí)處理的毛坯破損率接近或大于5%。
【權(quán)利要求】
1.一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法，其特征在于:通過自動化機(jī)械方式，利用具有通孔且下表面固定絲網(wǎng)的壓板對模具中的已經(jīng)梳理過的配合料進(jìn)行壓實(shí)處理；模具中配合料梳理平整后，通過傳輸輥移動到壓實(shí)裝置的正下方，傳感器將信號反饋給控制器，控制器將信號發(fā)送到夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)將模具夾持固定；驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動壓板向下運(yùn)動，壓板對配合料施加l-20KPa壓力，作用時間3-15秒，壓實(shí)的配合料密度為1.20-1.35g/cm3，完成配合料的壓實(shí)作用后，壓板通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)向上提升，夾持機(jī)構(gòu)松開模具，模具在傳輸輥的作用下離開壓實(shí)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法，其特征在于:壓板材質(zhì)為金屬、木、塑料或復(fù)合材料，壓板上的通孔形式為矩形、正方、菱形、梯形或圓形，孔面積為10-1600mm2，孔中心距離為10-80mm,絲網(wǎng)為金屬或尼龍材質(zhì)，孔眼尺寸為16-120目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法，其特征在于:所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采用液壓方式或氣動方式，來實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫玻璃配合料的壓實(shí)方法，其特征在于:所述夾持機(jī)構(gòu)的作用方式為 氣動、液壓或機(jī)械連桿方式。
【文檔編號】C03B1/02GK103864279SQ201410075326
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】田英良, 孫詩兵, 吳德龍, 田連生, 張繼光, 吳中偉, 王輝 申請人:北京工業(yè)大學(xué)