用于形成压紧制品的装置、系统和方法和由其形成的压紧制品制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于通过压紧粉末或颗粒形成压紧制品的方法和系统(10)，系统包括下列装置：粉末卸料组合件(12)；无腔压紧组合件(20)，其包括：尺寸与压紧制品相同或大于压紧制品的底板(22)、分离一部分粉末的限制工具和顶部冲床(24)；和运输粉末和/或压紧制品的输送机(14)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成压紧制品的装置、系统和方法和由其形成的压紧制品
本专利技术涉及用于压紧粉末一尤其涉及由包含飘尘的组合物成形地面和墙面瓷砖一的装置、系统和方法。
技术介绍
陶瓷粉通常通过将基于喷雾干燥的粘土的粉末沉积于在其中粉末被压紧成压缩形状的腔中而形成砖和其他压紧制品。这在本领域中已知为干法形成(dry forming)。通过许多不同的方法包括输送机、单批料斗(single batch hopper)和多批料斗,将粉末沉积于腔中。通常使用的装料料斗是振动漏斗形状的传送容器，其将喷雾干燥的颗粒直接地沉积至腔中，或沉积至单批次测量容积的传送托盘上。在每次沉积中，料斗中的喷雾干燥的颗粒被摇落至靠近料斗出口门的料斗底部。当发生沉积时，打开料斗并且将预定量的材料传送到将粉末传送至腔中的供料器托盘。由于在狭窄的漏斗形传送容器中形成粉末桥(powder bridge)导致难以保持连续均匀的粉末沉积，狭窄的漏斗形输送容器导致粉末的平滑流动中的短暂且不规则的中断。这在将粉末沉积至限制的容积——诸如压紧腔或批量传送容器——中的系统中是可接受的，因为腔中的粉末可以被处理从而均匀地分散。一旦将粉末沉积在压紧腔中，其被压紧以形成成形的制品。压紧制品通过底板从腔中被排出，并且被推倒至翻坯机(take-off table)上以行进到干燥机和装饰单元。在装饰后，制品可以被直接移至窑中进行焙烧，或其可以被再次压紧从而将设计印至制品的表面中并且然后移动至窑中进行焙烧。在压紧瓷砖过程中经常发生的问题是分层(lamination)。通常由于在压紧过程中在粉末层之间截留的空气发生分层。这些分层导致在焙烧过程中的问题。普遍地，截留的空气会导致陶瓷基体中的不连续，其弱化最终强度并且可以改变烧成制品的形状。避免这些分层的一种方式是以增加的力多次重复地缓慢压紧制品。每次压紧和释放制品时，更多的空气被从制品中排出，并且实现更大的压实。这种缓慢的过程消除了最终制品中的分层，但其减小了生产量并且降低了生产线的效率。在腔中压紧制品存在的另一问题是当它们从压紧腔中提起或推出时，当制品离开模具壁时在制品中已经形成的残余横向压力被释放。这种横向松弛会容易地导致制品边缘上的裂缝，尤其对于具有有限可塑性的组合物诸如含有大量飘尘——例如多达90%——的组合物。与基于飘尘的组合物不同，基于喷雾干燥的粘土的粉末的组合物具有足够的弹性来承受这些力。在此过程中粘土粉末和飘尘粉末之间的行为存在显著的差异。本专利技术能够使基于飘尘的组合物压紧成地面砖和墙面砖以及其他制品。含有多达90%飘尘的组合物主要由具有圆形形状和少棱角的非晶的、非塑性矿物质构成。这允许飘尘粒子自由移动经过彼此，而不会碰撞(catch)或结合在一起一这降低生坯强度。材料的生坯强度定义为当在高压压紧形成后被处理或操作时保持其本身在一起的能力。因为这些光滑的粒子形态，在制备用于焙烧中被压紧的飘尘制品具有低得多的生坯强度。标准的基于喷雾干燥的粘土的组合物在被干燥前可以承受大约4-8kg/cm2的负荷(断裂试验的模量)。含有多达90%飘尘的组合物具有大约1.5-2kg cm2的典型生坯强度。有许多添加剂可以用来增加飘尘制品的生坯强度。这些包括水、粘土和高效减水剂(superplasticizer)诸如在PCT W005/033040A1 “由飘尘制造制品(Manufacture of Articles from Flyash) ”中描述的那些。在常规的压力机器中，如图1和图2中所示的机器，将制品6在腔2中用压板I和3压紧，然后由底板水平台4提升至工作区域的表面，在此推臂5将其移动至输送机上以将制品运输至干燥机和装饰单元或运输至窑进行焙烧。常规的基于喷雾干燥的粘土的组合物在压紧后具有足够的生坯强度来承受这些操作。然而，由含有多达90%飘尘的组合物制成的制品通常太脆，即使在使用强化添加剂后。这导致无法接受的大量的损坏的砖，主要是由于内部毛细裂纹的形成，其仅在焙烧后可见。如图2中所示，常规的砖压紧方法包括下列步骤:在步骤110，用粉末装载腔；在步骤120，用压板、等压底板水平台4压紧粉末；在步骤130，提起顶部冲床；步骤140，升高压紧制品6 ;并且在步骤150，通过推臂5将制品6推至输送机7上至装饰或干燥区域。CN2631726Y公开了一种瓷砖的形成装置；该形成装置包括机器框架、利用腔成型(cavity molding)来压紧粉末制品的冲压设备、排出设备、导向设备、调节柱塞、用于排出设备运动的液压控制系统和朝向输送机的供料设备。该技术可生产具有不同厚度的瓷砖。为了生产更大的陶瓷薄板，CN2631726Y公开了瓷砖成型的传输装置，该技术提供了瓷砖成型设备中的输送机设备，其由压力机器、上冲床、输送机或传送带、带轮和料斗构成。供料输送带在上冲床和底部模具(腔)之间通过。输送带和带轮结合成循环输送机或系统或往复式输送系统。并且US5521132公开了由90wt.%、92.5wt.%和95wt.%的原煤飘尘制成的陶瓷材料(棒)，但其没有公开如何将粉末压紧成半干棒。US5935885公开了用60wt.%-100wt.%的飘尘形成玻璃-瓷砖的方法。飘尘被氧化。氧化的玻璃形成材料被玻璃化以形成玻璃熔体。然后将该玻璃熔体形成为砖。所有这些公开内容通过引用并入本文。综上所述，在标准瓷砖制造过程中使用飘尘存在的关键性挑战之一在于压紧的基于飘尘的组合物的生坯强度不足以承受当将砖移动至输送带上从而被运输用于随后处理时所涉及的物理应力。需要创造定制设计的压紧和模具组合件来克服传统瓷砖压紧和模具组合件的局限性，传统瓷砖压紧和模具组合件不适合于使用含有25%-90%或甚至更高的飘尘的组合物来制造瓷砖。测试了目前可用的压紧和模具组合件，并且得出结论使用商业上可用的方法并没有克服下列的问题。A)粉末的装料，B)分层，C)当从腔中排出时边缘的裂纹，D)由于低于正常生坯强度而在制品中形成的毛细裂纹，E)由于低于正常生坯强度而导致高百分比的破损，F)压紧制品的有限尺寸，G)每分钟减少的压紧行程数。随后已经设计、制造和构造了工业规模的定制方案，其克服了与上述问题相关的所有问题。
技术实现思路
本专利技术的目的提供能够将含有高百分比一例如多达90%—的飘尘的可选陶瓷组合物成形和压紧成高质量且质量稳定的瓷砖——尤其是用于墙面和地面的瓷砖——的装置、系统和方法。本专利技术的另一目的是连续地生产砖以增加生产率，并且生产具有不同尺寸和厚度的砖。本专利技术的装置、系统和方法克服了所有上述挑战。新的方法、装置和系统还可以用于常规的粘土材料，节省了能量并且增加了生产率。本专利技术是创新的集合，将这些创新连在一起产生了完整集成的系统。主要创新如下述等等:A)基于摆动梳的振动供料器。B)透气式传送带，其沿装置的长度行进，并且携带松散的粉末从振动供料器的出口、通过压实机、装饰机、定制的无腔压紧模具和翻坯机。C)置于传送带上方的压实带。D) 一排独立的装饰设备，将干的装饰品装载至预先压实的组合物的表面上。E)顶部框架腔模具组合件。F)底板，其尺寸大于压紧制品的尺寸。G)固定在底板表面上的柔性栅格。H)模具下方的空间，其允许带形成连续的环路。根据第一个方面，本专利技术涉及用于通过压紧粉末或颗粒形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于通过压紧粉末或颗粒形成压紧制品的系统(10)，其包括下列装置：粉末卸料组合件(12)；无腔压紧组合件(20)，其包括：尺寸与所述压紧制品基本相同或大于所述压紧制品的底板(22)，分离一部分粉末的限制工具，和顶部冲床(24)；和运输所述粉末和/或所述压紧制品的输送机(14)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于通过压紧粉末或颗粒形成压紧制品的系统(10)，其包括下列装置: 粉末卸料组合件(12); 无腔压紧组合件(20)，其包括: 尺寸与所述压紧制品基本相同或大于所述压紧制品的底板(22)， 分离一部分粉末的限制工具，和 顶部冲床(24);和 运输所述粉末和/或所述压紧制品的输送机(14)。2.权利要求1所述的系统(10)，还包括适于将所述粉末部分地压实和除气的压实组合件(16)ο3.权利要求1或2所述的系统(10)，还包括适于在压紧前在所述粉末上添加装饰材料的装饰单元(18)。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，还包括固定至所述底板(22)上面的所述输送机(14)下面的柔性栅格(23)。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述底板是等压板。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述输送机(14)是透气式传送带。7.根据权利要求2或当从属于权利要求2时权利要求2-5中任一项所述的系统(10)，其中所述压实组合件(16)包括具有不同直径的辊(34)和压实副带(36)。8.根据前 述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述粉末或颗粒包括:飘尘粉末、粘土粉末、颗粒状飘尘、颗粒状粘土及其组合或其混合物。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述粉末或颗粒还包括其他成分以改性所述粉末、颗粒和/或所述压紧制品的性质。10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述粉末卸料组合件(12)包括: 振动供料工具；和多个往复梳(46)，所述往复梳(46)适于破碎所述粉末并且将其均匀地沉积至所述移动的输送机(14)上。11.权利要求10所述的系统(10)，其中将所述往复梳(46)布置成平行的层，后面的层上的所述梳(46)的齿面向相反方向，其中所述梳(46)摆动的速度和幅度是可调整的，包括所述梳之间的高度以及所述输送机(14)的移动速度。12.权利要求7所述的系统(10)，其中所述辊(34)中的两个是双辊，并且所述副带(36)可以这样的方式布置使得所述传送带和所述压实带之间的空间逐渐地减小，直至达到期望的距离，所述期望的距离由所述辊的导辊(34)在致密化区域的端部处的高度设定。13.权利要求12所述的系统(10)，其中致密化组合件将所述粉末的密度增加3%-30%以形成致密化区域。14.权利要求13所述的系统(10)，其中所述密度增加10%-15%。15.权利要求3所述的系统(10)，其中将釉装饰材料施加至所述输送机(14)上的部分致密化的粉末的移动连续床以形成装饰区域。16.权利要求6所述的系统(10)，其中压紧区域的底部支撑板(22)是可移动的，并且在压紧过程中下落至合适位置，但其在所述传送带移动过程中提升从而允许所述传送带在返回至设备前方的途中在等压底板(22)下方通过。17.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述限制工具是任何形状的刀刃限制腔框架(26)，所述形状包括圆形、或正方形、或三角形等或不规则形状，并且所述限制工具分离待压紧的一部分连续的粉末层并且对压紧制品提供横向支撑，并且其中所述限制工具搁在与所述输送机(14)对齐的支撑物上以避免损坏所述输送机(14)。18.权利要求16所述的系统(10)，其中所述顶部冲床(24)使用从大约150kg/cm2至大约500kg/cm2的压力将所述限制工具所容纳的粉末或致密化的粉末压紧成高度压实的制品O19.权利要求17所述的系统(10)，其中所述顶部冲床(24)可...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡祖，L·巴戴利，
申请(专利权)人：维克IP控股公司，大众公司，
类型：
国别省市：