Спосіб виготовлення виробів, композиційний матеріал для виготовлення виробів і установка для виготовлення виробів

Винахід відноситься до способу виготовлення виробів, зокрема, до виготовлення екологічно чистих облицювальних плит тощо. Відомий спосіб виготовлення виробів, який полягає в розміщенні у формі вологої однорідної суміші, що включає формувальну масу зі зв'язувальними частками і наповнювачем, здійсненні її ущільнення і наступному сушінні. Тут же описані композиційний матеріал для виготовлення виробів, який містить формувальну масу зі зв'язувальними частками і наповнювач, і установка для виготовлення виробів, яка містить зв'язані між собою пристрій по підготовці сировини для формувальної маси, пристрій для одержання формувальної маси, пристрій для змішування наповнювача зі зв'язувальними частками, пристрій для здійснення ущільнення маси і її сушіння (див. RU патент № 2114890, 10.07.98 - аналог і прототип). Недоліком відомих об'єктів є низькі експлуатаційні характеристики і якість випускаємо! продукції. Технічним результатом винаходу є розширення розмаїтості випускаючих виробів і підвищення їх експлуатаційних характеристик і підвищення якості. Досягається це у способі тим, що як зв'язувальні частки використовують частки розміром 0,01-10мкм, причому ущільнення вологої однорідної суміші здійснюють шляхом впливу на неї регульованими динамічними навантаженнями для забезпечення можливості переміщення зв'язувальних часток на границю розподілу двох середовищ -форми і виробу, сила ударів яких складає 0,0001-100 кг/см2, частота ударів - 0,003-300 1/сек., кількість ударів - 1-10000 одиниць, а вологість суміші складає 30-97%, при цьому вміст зв'язувальних часток і наповнювача визначають наступним співвідношенням (мас. %): зв'язувальні частки - 3-75, наповнювач - 97-25, а сушіння здійснюють до одночасного утворення внутрішньої крупночарункової структури, заповненої повітрям і затвердіння зв'язувальних часток на зовнішній поверхні виробу. Як зв'язувальні частки використовують торф, сапропель, дерево, а як наповнювач дерев’яну тирсу, торф, вугільну кришку, вугільний пил, сланці. А в композиційному матеріалі досягається це тим, що розмір зв'язувальних часток складає 0,01-10мкм, а вміст зв'язувальних часток і наповнювача визначено наступним співвідношенням (мас. %): зв'язувальні частки - 3-75, наповнювач - 97-25, при цьому внутрішня структура матеріалу виконана у виді крупночарункової структури, заповненої повітрям, а зовнішня - у виді розташованих по поверхні затверділих зв'язувальних часток. В якості зв'язувальних часток використаний торф, сапропель, дерево, а в якості наповнювача - дерев'яна тирса, торф, вугільна кришка, вугільний пил, сланці. Причому, для виготовлення топкових брикетів у якості наповнювача використані торф, вугільна кришка, вугільний пил, сланці, а кількість зв'язувальних часток складає не менше 15% відносно кількості наповнювача. А в установці досягається це тим, що пристрій для здійснення ущільнення маси включає засіб для створення регульованих динамічних навантажень, який містить, наприклад, прес, виконаний із забезпеченням можливості одержання сили ударів, що складає 0,0001 - 100 кг/см2, частоти ударів - 0,003-300 1/сек., і кількості ударів - 1-10000 одиниць. Пристрій по підготовці сировини включає, зокрема, сепаратор, пристрій для одержання формуючої маси молольні валки, пристрій для змішування наповнювача зі зв'язувальними частками - змішувачі, а пристрій для сушіння включає, зокрема, різні печі. Композиційний матеріал для одержання облицювальних плит, будівельних і теплоізоляційних виробів, і топкових брикетів одержують формуванням однорідної суміші, що складається з екологічно чистої маси зі зв'язувальними частками, наприклад, торфу, сапропелю, деревини, льонокостри, целюлози й іншої органічної речовини і наповнювача, причому зв'язувальні частки розміром 0,01-10 мкм концентруються на поверхні виробу і/або брикетів, а компоненти містяться в наступних співвідношеннях (мас. %): зв'язувальні частки - 3-75, наповнювач - 97-25. При одержанні топкових брикетів зв'язувальних часток у матеріалі повинно бути не менше 15%. Будь-які місцеві органічні матеріали такі, як торф, сапропель, деревина, льонокостра, целюлоза й інші, шляхом подрібнення, стирання, дроблення у вологому середовищі, виварювання перетворюють в однорідну масу, що має частки розміром від 0,01 до 10мкм, які мають зв'язувальні властивості. Передбачається, що часток у масі може бути від 3 до 100%. Дані частки при видаленні вологи мають зв'язувальні (клеючі) властивості. У підготовлену масу зі зв'язувальними частками вводять наповнювач органічного, мінерального чи хімічного походження, наприклад, тирса, льонокостра, торф, перліт, пісок, вермикуліт, сапропель, золи, шлаки, гранули полістиролу тощо у співвідношеннях від маси 1:0,01 до 1:20 і перемішують, причому у визначених композиційних матеріалах у масу зі зв'язувальними частками додатково наповнювач може не додаватися, наприклад, маса, що має 30% зв'язувальних часток 0,01-10мкм має 70% часток, що не мають зв'язувальних властивостей, тобто наповнювача. Готову вологу, перемішану суміш засипають у форму із використанням устаткування або пристосувань (пристроїв) прикладають регульовані динамічні навантаження з певною частотою і силою удару частки, що знаходяться у вологому середовищі переміщають до зовнішньої поверхні майбутнього виробу. Одержаний матеріал з жорсткими зовнішніми поверхнями і внутрішньою крупночарунковою структурою, .заповненою повітрям, має додатковий теплоізоляційний ефект. Його суть полягає в тому, що по всій зовнішній поверхні виробу створюється міцна "шкарлупа" з органічного зв'язувального наповнювача товщиною не менше 0,01 мкм, що поступово втрачає свої міцнісні характеристики до центра виробу. Всередині "шкарлупи" знаходиться наповнювач, в якому після сушіння (випарювання, видалення вологи) з'являються повітряні порожнини, що утворюють крупночарункову структуру і створюють додатковий теплоізоляційний ефект. Міцність і теплофізичні характеристики матеріалу при його виробництві змінюються за рахунок регулювання кількості маси, що має властивості зв'язувального, кількості зв'язувальних часток у даній масі та кількості наповнювача відносно маси і загальної вологості формуючої маси. У способі виготовлення виробів передбачається нерівномірне розміщення зв'язувальних часток по масі виробу. Зв'язувальні частки і наповнювач перемішуються при експлуатаційній вологості від 3 до 97% і подаються у тверду форму, де піддаються регульованим динамічним навантаженням з певною частотою і силою ударів. У результаті серії ударів пристроєм, таким як, наприклад, прес, пневмолоток, гідромолоток, вібротрамбовка, електроімпульсне пристосування тощо, формувальна маса, набуваючи форму зміцнюється, а зв'язувальні частки, що знаходяться у вологому середовищі, в процесі ударів переміщаються і концентруються на поверхні виробу на границі розділу двох середовищ - форми і виробу. Після сушіння, наприклад, у низькотемпературних печах або в природних умовах, зв'язувальні частки, сконцентровані на поверхні матеріалу, застигають, надаючи виробу жорсткі зовнішні форми. Волога в процесі сушіння з виробів віддаляється. Виріб набуває крупночарункової структури, заповненої повітрям. При цьому, динамічні навантаження повинні бути достатніми для переміщення мілкодисперсних часток, що мають зв'язувальні властивості, які знаходяться у вологому середовищі, до всіх граней форми. Експлуатаційна вологість маси формуючого виробу повинна бути достатньою для створення умов безперешкодного перемішування, при циклічних динамічних навантаженнях, мілкодисперсних часток зв'язувального в складному середовищі і знаходитися в межах 30-97%. Мілкодисперсні частки, що знаходяться у вологому середовищі, при ударі проходять між наповнювачем і через його пори, які спільномірні з розмірами часток. Час між прикладаємими до формованої маси динамічними навантаженнями складає і повинен бути достатнім для здійснення повного процесу релаксації, Релаксація забезпечує початкові умови, за яких можлива необхідна ударна деформація, оскільки під впливом удару частки зв'язувального переміщаються від центра до периферії тільки зі стану релаксації. При виготовленні, попередньо підготовлена торф'яна маса, що має властивості зв'язувального з 40% часток від 0,01 до 10мкм і з'єднана з наповнювачем (наприклад, деревна тирса) у співвідношенні 1:2 розміщується в рухливій жорсткій формі, на дно якої укладається піддон і потім піддається динамічним навантаженням, за допомогою, наприклад, падаючого під власною вагою (100 кг) пуансона з висоти +1,2м, через проміжки часу в 1 сек. В результаті впливу динамічних навантажень формувальна маса у формі ущільнюється до пружного стану, частки зв'язувального, знаходячись у вологому середовищі, переміщаються за законом Паскаля від центра виробу до периферії і концентруються на цих поверхнях. Після виконання, наприклад, 14 ударів пуансона по формувальній масі, відформований виріб виштовхується за допомогою штовхача з форми на піддон і відправляється на сушіння. Таким чином, винахід розширює розмаїтість випускаючих виробів, підвищує їх експлуатаційні характеристики і підвищує якість виробів. Винахід може бути використаний при виготовленні облицювальних плит, а також будівельних і теплоізоляційних виробів, у тому числі з декоративними якостями, і топкових брикетів, за допомогою установки (лінії) для виготовлення виробів.