Пристрій для напівсухого формування штучного каменю

Корисна модель відноситься до вібраційно-ущільнюючих пристроїв для виробництва за допомогою пресів фасонних виробів із жорстких малорухомих сумішей, які містять в'яжучі речовини. Може бути використана переважно для напівсухого формування штучного каменю. Відомий [1] вібростенд для формування об'ємних великорозмірних елементів з бетонних сумішей містить рухому у вертикальній площині збірно-розбірну раму (платформу), яка встановлена за допомогою пружних опор на нерухомій основі. На платформі встановлено форму, яка жорстко зафіксована в горизонтальній площині клиновими виступами. За допомогою моторної рами та підвібраторних плит на платформі встановлено дебалансні віброзбудники кругових коливань, які використовують ефект самосинхронізації. Недоліком цього пристрою є відсутність у ньому засобів для силового осадження (пресування й/або ударного стиснення) суміші після її віброущільнення. Відсутність цих засобів природня, оскільки вони були б неефективними з тієї причини, що платформа з формою встановлена на нерухомій основі через пружні опори. А ці опори будуть стискуватися при силовому осадженні суміші у формі, протидіючи стисненню й руйнуючись під дією тиску. Відомо [2] також ударно-вібраційний пристрій для ущільнення будівельної суміші, що містить встановлену на фундаменті опорно-нерухому раму та розташовану над цією рамою підпружинену плиту з формою, на якій встановлено віброзбудники. У цьому пристрої, за рахунок регулювання частоти й амплітуди коливань рухомої плити з формою, остання під дією власної ваги та ваги буді вельної суміші періодично падає вниз і б'ється по опорно-нерухомій рамі. Таким чином здійснюється ударно-вібраційний процес формування виробу з буді вельної суміші. При цьому, завдяки віброущільненню суміші, забезпечується її рівномірний розподіл по всьому об'єму форми та видалення із суміші повітря. Недоліком цього пристрою є відсутність у ньому засобів для силового осадження суміші, яке необхідне для досягнення високої щільності та міцності сформованого із суміші сирцю. Із цієї причини й цей відомий пристрій не буде ефективним при його використанні для напівсухо го формування штучного каменю. Найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак до корисної моделі є пристрій [3] для формування будівельних виробів, переважно силікатної цегли. Цей пристрій містить нерухому проміжну плиту, на якій встановлено матрицю (форму) з рухомим дном. Під плитою розташований з можливістю своєї дії на дно форми циліндр (механізм) виштовхування сформованого сирцю. Над нерухомою плитою за допомогою силових пневмоциліндрів розташована рухома у вертикальній площині платформа, на якій встановлено генератор ударних (силови х) імпульсів з пуансоном. Цей пристрій забезпечує силове осадження (пресування та стиснення силовими хвилями) початкової суміші у формі. Але він не забезпечує рівномірного ущільнення суміші та видалення із цієї суміші повітря перед початком силового осадження суміші. З цієї причини в готовому після термооброблювання виробі утворюються пористість та тріщинуватість. Тому при виробництві штучного каменю, який формується із жорстких малорухомих сумішей, такі пристрої не використовуються. В основу корисної моделі поставлено технічну задачу вдосконалити прийнятий за прототип пристрій шляхом оснащення його додатковими ефективними засобами для утрушування початкової суміші перед її силовим осадженням. Таке оснащення забезпечує рівномірне ущільнення жорсткої малорухомої суміші у формі, видалення із суміші повітря та можливість застосування вдосконаленого пристрою для напівсухого формування штучного каменю. Поставлена технічна задача вирішується тим, що в пристрої, що містить нерухому плиту, на якій встановлено форму з рухомим дном, розташований під нерухомою плитою з можливістю своєї дії на дно форми механізм виштовхування сформованого сирцю штучного каменю, розташовану над нерухомою плитою за допомогою силових циліндрів рухому у вертикальній площині платформу, на якій встановлено генератор ударних імпульсів з пуансоном, пропонується форму для початкової суміші встановлювати своєю основою на нерухомій плиті й, одночасно, фіксувати її в горизонтальної площини на плиті за допомогою пружних упорів, а на двох протилежних бічних поверхнях форми пропонується встановлювати щонайменше по одному збуднику кругови х коливань. Запропоноване встановлення на двох протилежних бічних поверхнях форми щонайменше по одному збуднику кругових коливаньстворює можливість для дії на початкову суміш спрямованими в горизонтальній площині коливаннями, які викликають зсувні деформації у суміші та забезпечують ефективне її віброущільнення. Запропоноване нежорстке фіксування форми на плиті за допомогою пружних упорів запобігає сповзанню форми із плити під дією вібрації й, одночасно, забезпечує можливість формі разом з сумішшю здійснювати під впливом вібрації горизонтальні коливання на нерухомій плиті поміж пружними упорами. Таким чином досягається технічний результат, який полягає у створенні можливості для здійснення пристроєм додаткової та незалежної операції вібраційного утрушування (віброущільнення) початкової суміші перед її силовим осадженням. За рахунок цієї операції створюються умови для обволікання зерен суміші в'яжучою речовиною (цементом), досягається рівномірне ущільнення суміші у формі та видалення із суміші повітря перед її силовим осадженням. Цей технічний результат забезпечує одержання споживчого результату, який полягає в можливості застосування корисної моделі для виробництва якісного штучного каменю. Суть корисної моделі пояснюється ілюстраціями одного з можливих варіантів виконання пристрою для напівсухого формування штучного каменю. На Фіг.1 цей пристрій зображено схематично у своєму ви хідному положенні. На Фіг.2 зображений переріз А-А на Фіг.1. Ілюстрації, що пояснюють суть корисної моделі, ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладених у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. Пристрій для напівсухого формування штучного каменю містить встановлену на фундаменті 1 раму, яка складається з верхньої 2 та бічних 3 несучих елементів. До верхнього елемента 2 прикріплені одним зі своїх торців два силових пневмоциліндра 4. На штоках 5 цих пневмоциліндрів закріплено платформу 6 з можливістю її руху відносно бічних несучи х елементів 3. На платформі 6 встановлено генератор 7 ударних (силових) імпульсів з місцем 8 для підведення до нього енергоносія (стисненого повітря) 9. Усередині генератора 7 розміщено бійчик 10 з наданням йому можливості здійснювати осьовий відновлювано-поступовий рух під дією енергоносія 9. Під бійчиком 10 у генераторі 7 встановлено пуансон 11 із хвостовиком 12. Пуансон 11 встановлено у генераторі 7 з можливістю руха тись у о творі 13 платформи 6 під дією бійчика 10. Платформа 6, пневмоциліндри 4 та пуансон 11 є вузлом створення статичного тиску, а генератор 7 з пуансоном 11 - вузлом створення ударних імпульсів на початкову суміш у формі 14. Під платформою 6 та пуансоном 11 до бічних несучих елементів 3 жорстко прикріплено проміжну плиту 15 з центральним отвором 16. На верхній поверхні плити 15 за допомогою фіксаторів 17, посилених ребрами жорсткості 18, встановлена своєю основою форма 14 з рухомим у вертикальній площині дном 19. Поміж зовнішніми бічними поверхнями форми 14 та фіксаторами 17 розташовані пружні (гумові) елементи 20. Фіксатори 17 з ребрами жорсткості 18 та пружні елементи 20 є пружними упорами для фіксації в горизонтальній площині форми 14 на поверхні плити 15. Поперечний переріз робочої порожнини форми 14 відповідає поперечному перерізу робочого (нижнього) торцю пуансона 11. Рухоме дно 19 встановлено у формі 14 з можливістю свого контакту зі штоком 21 пневмоциліндра 22. Циліндр 22 для виштовхування дна 19 встановлено у рамі на фундаменті 1 під плитою 15. На двох протилежних бічних поверхнях форми 14 встановлено по одному збуднику (вібратору) 23 кругови х коливань. Працює пристрій для напівсухого формування штучного каменю таким чином. У форму 14 засипають жорстку малорухому початкову суміш, яка має вологість 8-10% і складається з 80% гранітної крихти розміром 1-5мм та 20% речовини, що в'яже, з барвником. Після заповнення заданого об'єму форми 14 сумішшю включають збудники 23 кругових коливань. Збудники 23 генерують спрямовані горизонтально коливання з амплітудою прискорення 50/м 2 та з частотою 500Гц. Ці коливання передаються формі 14 і викликають зсувні деформації в суміші, рівномірно ущільнюючи її по всьому об'єму робочої порожнини форми 14 і видаляючи з неї повітря. Посилені ребрами жорсткості 18 фіксатори 17 із пружними елементами 20 запобігають сповзанню під дією вібрації форми 14 з плити 15. При цьому конструктивно задані параметри пружних елементів 20 надають можливість формі 14 здійснювати горизонтальні коливання щодо плити 15 із заданою амплітудою. Після віброущільнення (утр ушування) початкової суміші через 3 секунди збудники 23 виключають і починають операцію силового осадження суміші. Для цього до пневмоциліндрів 4 подають енергоносій, під дією якого штоки 5 синхронно опускаються вниз разом із платформою 6, а пуансон 11 стискає суміш. Після статичного стиснення суміші включають генератор 7 шляхом нагнітання в нього через місце 8 стисненого повітря 9. Бійчик 10 цього генератора починає наносити із частотою 40ГЦ й енергією 150Дж одиничні удари по хвостовику 12 пуансона 11. При цьому тиск у фронті ударної хвилі стиснення становить 110Мпа. Таким чином через пуансон 11 на суміш передається статичний тиск від силових циліндрів 4 та динамічне нагруження силовими хвилями від генератора 7. Через 2-3 секунди генератор 7 виключають та здійснюють реверс штоків 5, які піднімаються нагору платформу 6 разом із пуансоном 11 у їх ви хідне положення. Потім включають пневоциліндр 22, шток 21 якого висувається та піднімає рухоме дно 19. Таким чином з форми 14 виштовхується сформований сирець штучного каменю для подальшого його термооброблювання. Після цієї операції включають реверс циліндра 22 і шток 21 разом з дном 19 опускаються вниз у своє вихідне положення. Далі цикли повторюються. Джерела інформації 1. Патент України №10670 А на винахід, опубл. 25.12.1996р., бюл. №4, МПК8: В28В1/08, A23L1/31. 2. Патент України №3139 U на корисну модель, опубл. 15.10.2004р., бюл. №10, МПК8: С12Н1/02, В28В1/08. 3. Патент України №24121 А1 на винахід, опубл. 31.01.1998р., бюл. №4, МПК5: В28ВЗ/02 (прототип).