ФОРМУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области строительного производства, а именно, к производству керамических штучных строительных материалов, в частности, к производству керамических пустотелых кирпичей (КПК).
Существует проблема, характерная для КПК, содержащих между двух постельных граней сквозные вертикальные пустоты, имеющие постоянную площадь поперечного сечения (например форматы КПК, рекомендуемые ГОСТ 530-2007). Пустоты, открытые на постельных гранях, позволяют кладочному раствору (КР) частично или полностью заполнять их, тем самым, ухудшая теплотехнические свойства КПК в результате образования дополнительных «мостиков» холода, что выводит теплотехнические характеристики кладки за пределы, заявленные производителем, а так же является причиной перерасхода КР.
Решением данной проблемы может быть локальное уменьшение площади поперечного сечения сквозных пустот у постельных граней КПК на этапе производственного цикла между резкой экструдированной массы КПК-сырца и его сушкой.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранный в качестве прототипа является формовочный валик для локального сужения щелевидных пустот штучных строительных материалов (RU №114436 U1).
Недостаток конструкции формовочного валика состоит в том, что его применение позволит, за счет локального сужения пустот, снизить расход КР и теплопроводность кладки состоящей из штучных строительных материалов, содержащих пустоты исключительно щелевидной формы и расположенные рядами. Кроме того, «жесткая» конструкция формовочного валика не позволяет оперативно учесть изменение линейных размеров кирпича или камня-сырца.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является дополнительное финишное прессование КПК-сырца на этапе производственного цикла между резкой экструдированной массы и сушкой, обеспечивающее уменьшение, непосредственно у постельной грани, площади поперечного сечения сквозных пустот произвольной формы и топологии их положения на 4÷60%. Тем самым, позволяя повысить тепловое сопротивление кладки и уменьшить расход кладочного раствора.
Технический результат достигается за счет того, что формующее устройство включает в себя пустотообразователи, выполненные в виде объемных геометрических фигур, обеспечивающих локальное сужение пустот КПК. Пустотообразователи расположены на упругой матрице, закрепленной в регулирующей обойме.
Вариантное решение упругой матрицы с пустотообразователями (ПО) представлено на фиг.1, где: 1 - матрица; 2 - ПО.
ПО подразделяют на внедряемые и корректирующие (ВПО и КПО, соответственно). ВПО создают несквозные отверстия на постельной плоскости КПК-сырца, тем самым оттесняя глиняную массу от краев пустот к их центру. КПО проникают в пустоты КПК-сырца, частично перекрывая собой проходное сечение у постельной грани, и ограничивают чрезмерное сужение пустот, а так же предотвращают образование трещин в оттесненной глиняной массе.
n
m
m
m
а
а
Параметры ПО подбирают таким образом, чтобы минимизировать площадь открытых пустот на постельной грани КПК-сырца при максимальной сохранности его технологической вентилируемости при последующей сушке и обжиге. Грани, образующие поверхность ПО высотой h (см. фиг.2 и табл.1), выполняются в виде плоских геометрических фигур (например, треугольник или трапеция), либо вогнутых поверхностей - см., соответственно, вариантные решения на фиг.2.1 и фиг 2.2. Вершины ВПО выполняют заостренными, при этом основание ВПО выполняют в виде многоугольника со стороной l - см., соответственно, вариантные решения на фиг.2.1 , фиг 2.2.  и табл.1. Большее основание КПО выполняют в виде многоугольника со стороной l, меньшее - со стороной t: см., соответственно, вариантные решения на фиг.2.1б, фиг 2.2б и табл.1.
Результат применения формующего устройства для финишного прессования КПК-сырца в виде вариантного решения на примере КПК производства ОАО «Мстерский кирпичный завод» представлено на фиг.3, где: на фиг. 3а представлен КПК-сырец, полученный в результате резки экструдированной массы; на фиг.3б представлен КПК-сырец после финишного прессования.
В зависимости от формы и топологии положения пустот КПК-сырца, выбранного для локального сужения, матрица с ПО может выполняться в двух вариантах.
Первый вариант - матрица с ПО осуществляющими локальное сужение пустот путем оттеснения глиняной массы от краев пустот КПК-сырца к их центру.
а
1
2
3
4
Вариантное решение представлено на примере фрагмента КПК-сырца (фиг.4), содержащего в себе квадратные пустоты. На фиг.4а представлены фрагмент матрицы формующего устройства, содержащей ВПО в виде пирамид и КПК-сырца, подвергаемого к финишному прессованию, с первоначальными пустотами постоянного квадратного сечения со стороной , и толщинами стенок k между смежными пустотами (см. табл.1), где: 3 - ВПО; 4 - КПО; 5 - сквозная вертикальная пустота постоянного сечения; P, Р, Р и Р - точки внедрения ВПО. На фиг.4б представлен процесс локального сужения сквозных пустот КПК-сырца, где: 6 - оттесненная глиняная масса, образующая локальное сужение. На фиг.4в представлен фрагмент КПК-сырца после локального сужения, где: 7 - отпечаток ВПО; 8 - локальное сужение.
Матрица и ПО, изготовленные по первому варианту, может осуществлять локальное сужение путем внедрения ВПО:
- в узлы решетки КПК-сырца, содержащего в себе систему пустот, расположенных в рядовом, либо шахматном порядке (см. вариантные решения, соответственно, на фиг.5 и фиг.6);
- в стенки между смежными пустотами или стенки между пустотами и боковыми гранями КПК-сырца, тем самым оттесняя глиняную массу от краев пустот к их центру (см. вариантное решение на фиг.7).
Вариантное решение матрицы и ВПО, внедряемых в узлы решетки пустот квадратного поперечного сечения и рядового расположения, представлено на фиг.5, где: 9 - КПК-сырец до локального сужения; 10 - КПК-сырец после локального сужения.
Вариантное решение матрицы и ВПО, внедряемых в узлы решетки многопараметрических и цилиндрических пустот с шахматной системой расположения, представлено на фиг.6, где: 9 - КПК-сырец до локального сужения; 10 - КПК-сырец после локального.
Вариантное решение матрицы и ВПО, внедряемых в стенки между смежными пустотами квадратного поперечного сечения или стенки между пустотами и боковыми гранями КПК-сырца, представлено на фиг.7, где: 9 -КПК-сырец до локального сужения; 10 - КПК-сырец после локального.
Второй вариант - матрица, содержащая ПО, осуществляющие локальное сужение пустот путем расклинивания стенок между смежными рядами пустот или стенок между рядами пустот и боковыми гранями КПК-сырца.
а
а
1
2
3
4
Вариантное решение представлено на примере фрагмента КПК-сырца, содержащего в себе щелевидные и квадратные пустоты - см. фиг.8. На фиг.8а представлены: фрагмент матрицы формующего устройства, содержащей ВПО в виде клиньев и фрагмент КПК-сырца, подвергаемый финишному прессованию, с первоначальными пустотами постоянного прямоугольного (с большей стороной b и меньшей стороной ) и квадратного (со стороной ) сечений и толщинами стенок между смежными пустотами k (см. табл.1); PP и РР - линии внедрения ВПО. На фиг.8б представлены фрагменты матрицы, ПО и КПК-сырца по сечению С-Д где: 3 - ВПО; 4 - КПО; 5 - сквозная вертикальная пустота постоянного сечения. На фиг.8в представлен процесс локального сужения сквозных пустот КПК-сырца, где: 6 - оттесненная глиняная масса, образующая локальное сужение. На фиг.8 г представлено сечение C-D фрагмента КПК-сырца после локального сужения, где: 7 - отпечаток ВПО; 8 - локальное сужение. На фиг.8д представлен план фрагмента КПК-сырца после локального сужения, где: 6 - оттесненная глиняная масса, образующая локальное сужение; 7 - отпечаток ВПО.
Вариантное решение матрицы и ВПО, внедряемых в стенки между смежными рядами щелевидных и квадратных пустот или между рядами щелевидных и квадратных пустот и тычковыми гранями КПК-сырца, представлено на фиг.9, где: 9 - КПК-сырец до локального сужения; 10 - КПК-сырец после локального.
Размеры упругой матрицы с помощью регулирующей обоймы приводятся в соответствие с размерами постельных граней КПК-сырца, которые после выхода глиняного бруса из экструдера увеличиваются стохастически вследствие переменности ряда параметров: состава глиняной массы; объема добавок для микропоризации; давления в экструдере и др.
к
к
Регулирующая обойма состоит из: корпуса, с размещенными в нем элементами, обеспечивающими устойчивость упругой матрицы, и подвижными элементами, обеспечивающими сжатие упругой матрицы до подходящих размеров. Принципиальная схема регулирующей обоймы представлена на фиг.10, где: 10 - корпус; 11 - подвижные пластины; 12 - регулирующие винты; 13 - стержни, обеспечивающие устойчивость упругой матрицы. С помощью регулирующих винтов 12 (фиг.10) приводится в соответствие размеры А×В упругой матрицы и размеры А×В постельных граней КПК-сырца (см. вариантное решение в табл.1).
Формующее устройство может быть изготовлено на любом специализирующемся в данной отрасли предприятии. Локальное сужение пустот КПК обеспечивает уменьшение проникновения кладочного раствора в пустоты, что приводит к снижению теплопроводности несущих и ограждающих стен. Таким образом, формующее устройство является промышленно применимым.
Формующее устройство
Таблица 1
Значения параметров A, B, A<sub>k</sub>, В<sub>k</sub>, a, b, h<sub>n</sub>, k, l<sub>m</sub>, m, n, t<sub>m </sub>для вариантного решения формующего устройства
Параметр, мм
Минимальное значение, мм
Максимальное значение, мм
А, А<sub>k</sub>
110(75)*
150(115)*
В<sub>,</sub> Вk
230
270
а
5
50
b
5
60
h<sub>n</sub>
5
40
k
5
40
l<sub>m</sub>
3
40
t<sub>m</sub>
1,5
40
Параметр
Минимальное значение
Максимальное значение
m
3
12
n
3
12
* в скобках даны значения вариантного решения для кирпича типа «Евро»