CN102343627B - 多层组合型真空石材成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种多层组合型真空石材成型装置，解决了现有石材成型装置只能逐片成型且另外固化，还有成型的复合板不密实、易翘曲变形等问题。该装置在真空箱顶部安装有带压具的油缸或气缸，底部安装有支撑弹簧和2~6只频率为50-300Hz的振动器，真空箱内还设有多层对其叠放设置的模板，且每层模板之间都设有若干只压缩弹簧。振动器从下部产生的激振力与油缸从真空箱上部产生的低频激振力，并与模板间的压缩弹簧、真空箱底部的支撑弹簧配合共同形成其振幅变化的振动过程，且成型与固化一体进行，提高了工作效率，限制了复合板固化中翘曲变形的问题。本发明适用于硅质玉等矿物的真空渗胶与拼接复合板的成型。

Description

多层组合型真空石材成型装置

技术领域

本发明涉及石材及人造合成石成型装置领域，具体是一种多层组合型真空石材成型装置。

背景技术

现行的作为建筑饰面用天然石材的生产工艺，是对裂隙较少的荒料用锯切与研磨两个主要工序制成板材，而对其碎石是进一步破碎后用搅拌与真空振动两个主要工序成型，再经锯切与研磨工序制成合成板材。随着甘肃敦煌玉、内蒙芙蓉石和山西黑曜石的规模性开发，如何对这些高硬度与裂隙较严重的矿物进行转化利用的问题，实际上对石材加工技术提出了挑战，由此也可能形成一种称之为“玉石建材”的产业。其中人造石英石是对树脂基混合料，用内置振动器的压具，从上面进行以硬压为特点的真空振动成型，其石材薄板是逐片成型的，且成型后的薄板再分别插入多层的加温固化箱完成固化，这样石材的逐片成型和固化分开进行，大大的降低了工作效率。而对于较大规格的石英砂料体的单片成型，受工频的激振频率与振幅的限制，其产品的密实度指标很难达到2.5g/cm³，并且其较多的设备环节使其操作繁琐且造价过高。中国专利一种“玉石类碎石聚合板的生产方法”，申请号为201010538199.5，采用碎板拼接再复合的工艺，以近似的原构聚合方法使其保持一定的块度而有所利用，但其逐片的揉压振动成型存在设备环节较多的问题，尤其是对拼接复合板必然存在的翘曲变形问题还未涉及。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有石材成型装置存在的上述缺点，而提供了一种多层组合型真空石材成型装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多层组合型真空石材成型装置，包括两端设置密封门的真空箱、置于真空箱内双轨上的传输台车和叠放于传输台车上的模板，真空箱外顶上分别设有与真空箱内部空间相通的抽气管和放气阀，真空箱顶上还固定有油缸（气缸），油缸或气缸的塞杆朝下并伸入真空箱内部，塞杆端部与位于真空箱内的压具铰接，真空箱内箱壁上还安装有加热器，其中，所述的油缸（气缸）的升降频率为0.02-2Hz；所述的真空箱的底部设有支撑弹簧和2~6只振动器，振动器的振动频率为50-300Hz；所述的传输台车上依次对齐叠放有至少两块设有边框的模板，且各个模板之间的边框上分别支撑有若干只压缩弹簧。

使用时，先将涂抹有胶液的裂隙石板或碎板及混合料排布在叠放于传输台车上设边框的各层模板内，将传输台车通过双轨推入到真空箱内，关闭真空箱上的密封门，此时通过真空箱顶部的抽气管将真空箱内抽制真空，并启动真空箱顶部的油缸（气缸），油缸（气缸）的塞杆带动真空箱内的压具对叠放于台传输台车上的多层模板进行各层间隙距离在0-100mm之间变化的上下重复压缩振动，其振动频率为0.02-2Hz，压具下降对模板进行压缩时，其各层的缝隙距离将从上层开始闭合而逐渐向下延伸，压具的上升过程中将使各模板由下而向上的增大缝隙距离；同时也启动设于真空箱底部的振动器，振动器的振动频率为50-300Hz，用振动器对真空箱及模板进行下部振动，与压具的快速升降形成的振动配合，将使各层模板内的混合料受到两个方向的冲击力，并由压具的升降控制使得这种双面冲击作用在各层间发生转移；综上所述，这样振动器从真空箱下部产生的激振力与油缸（气缸）从真空箱上部产生的低频激振力，并与模板间的压缩弹簧、真空箱底部的支撑弹簧配合共同形成其振幅变化的振动过程，以促进各层模板内的混合料致密，制造出的石材复合板板强度更高，同时放气阀在释放真空时的气流动冲击力也可使模板内的混合料产生一定的致密作用，可重复进行2-5次的抽放真空的循环操作。激振过程完成后，就对真空箱内进行加温固化操作，在加温固化过程中，可以将压具降下以下压各层模板，使各层模板间距接近于零，利用压具的压缩力阻止模板内的石材复合板在固化中发生变形；加温固化完成后，开启密封门用传输台车传送出叠放的各模板，降温后用起吊器将各模板进行逐块的分离及剥离而完成石材的复合成型。

进一步的，所述各个模板之间支撑的压缩弹簧个数按某一层与下一层为1:1、或1:1.5、或1:2的比例配置，因为在模板层数较多的情况下，越往下的模板受到的压力会越大，因此为保证各模板之间的距离基本保持一致，在模板间设置压缩弹簧时，压缩弹簧个数可以按从上往下依次增加的方式设置。其中，各模板间压缩弹簧的支撑方式为：在各个模板边框的上表面开设若干个圆孔，并在模板边框的下表面对应圆孔的位置固接有与圆孔相配合的圆柱，然后将压缩弹簧装配在相邻的上下两模板的边框上的对应圆柱和圆孔内。

所述的真空箱内双轨间的底板为凸台设置，凸台高度低于传输台车的高度；真空箱内两相对侧壁上分别固定有短套筒，短套筒内插设有垂直设置的拉杆，压具的两侧边上固接有导向套，拉杆穿插在压具的导向套中，且导向套上方的拉杆上固定有卡位块，拉杆底部还固接有提升卡块。其中，拉杆可以在压具进行上下压缩过程中对压具起平衡导向作用，以防止压具在运动过程中的倾斜或跑偏等问题；此外，当压具向上收缩时，可以卡住固定于压具导向套上方拉杆上的卡位块，将拉杆连同固接在拉杆下部的提升卡块向上提起，提升卡块又会卡住并提起叠放于传输台车上的模板，提起模板后就可以将传输台车退出真空箱，然后再下降压具，通过拉杆及提升卡块将模板下降并放在真空箱内双轨间的凸台上，这样就避免了真空箱在振动时，传输台车也在真空箱内跟着振动，保护了传输台车不被振坏。

所述的每个模板的边框上在同一位置开设有相同的孔，孔内至上而下插设有定位立柱，在压具上正对定位立柱上方的位置处开设有直径大于定位立柱直径的孔。在模板被压具压缩时，定位立柱可以对模板起定位导向作用，防止模板在被压具挤压时出现跑偏问题。

与现有技术相比，本发明采用多块模板的逐层叠放方式，并用压缩弹簧分别进行弹性支撑，还用压具控制其缝隙距离的弹性组合结构，可利用模板之间的距离进行抽真空与加温，还用其模板及边框接近于相互接触时的压缩力促进其混合料的致密，同时用其挤压力防止固化后期的翘曲变形；在压具的升降中带动各模板之间的缝隙距离相应变化，并随着下部的振动与模板之间压缩弹簧、真空箱底部的支撑弹簧的固有振动频率形成的综合振动过程中，将使某一层形成其上面与下面同时进行冲击并逐渐转移的条件，从而以适中的压缩力与双重激振力达到较好的致密效果；用真空、加温和下部振动三种作用方法能够较好地完成胶液对裂隙板材的渗透并用其附设的加温器具同时完成其固化过程，避免了渗胶后再传输至固化箱所带来的繁琐而简化了生产线的结构。

本发明具有多张复合板成型与多片裂隙板材综合加工的功能，还具有限制复合板固化中翘曲变形的功能，以叠放与弹性支撑的特点简化了成型生产线的结构，适用于硅质玉、黑曜石、玛瑙和芙蓉石等晶体矿物的综合性加工，并有变废为宝的效果。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图中：1-真空箱、2-传输台车、3-模板、4-凸台、5-抽气管、6-放气阀、7-油缸或气缸、8-塞杆、9-压具、10-加热器、11-支撑弹簧、12-振动器、13-压缩弹簧、14-短套筒、15-拉杆、16-卡位块、17-提升卡块、18-定位立柱。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例对本发明装置作进一步的描述，需要说明的是实施例是说明性的，并不对本发明装置做任何限定。

如图1所示，一种多层组合型真空石材成型装置，包括两端设置密封门4的真空箱1、置于真空箱1内双轨上的传输台车2和叠放于传输台车2上的模板3，真空箱1外顶上分别设有与真空箱1内部空间相通的抽气管5和放气阀6，真空箱1顶上还固定有油缸或气缸7，油缸或气缸7的塞杆8朝下并伸入真空箱1内部，塞杆8端部与位于真空箱1内的压具9铰接，真空箱1内箱壁上还安装有加热器10，其中，所述的油缸或气缸7的升降频率为0.02-2Hz；所述的真空箱1的底部设有支撑弹簧11和2~6只振动器12，振动器12的振动频率为50-300Hz；所述的传输台车2上依次对齐叠放有至少两块设有边框的模板3，且各个模板3之间的边框上分别支撑有若干只压缩弹簧13。

在具体的实施时，所述各个模板3之间设置的压缩弹簧13个数按某一层与下一层为1:1、或1:1.5、或1:2的比例配置，因为在模板3层数较多的情况下，越往下的模板3受到上层模板3的压力就越大，因此为保证各模板3之间的距离基本保持一致，在模板3间设置压缩弹簧13时，压缩弹簧13个数可以按从上往下依次递增的方式设置。其中，各模板3间压缩弹簧13的支撑方式为：在各个模板3边框的上表面开设若干个圆孔，并在模板3边框的下表面对应圆孔的位置固接有与圆孔相配合的圆柱，然后将压缩弹簧13装配在相邻的上下两模板3的边框上的对应圆柱和圆孔内。

所述的真空箱1内的双轨间的底板为凸台4设置，凸台4高度低于传输台车2的高度；真空箱1内两相对侧壁上分别固定有短套筒14，短套筒14内插设有垂直设置的拉杆15，压具9的两侧边上固接有导向套，拉杆15穿插在压具9的导向套中，且导向套上方的拉杆15上固定有卡位块16，拉杆15底部还固接有提升卡块17。拉杆15一方面是为压具9起平衡导向作用，另一方面是通过压具9的上升，带动拉杆15底部固接提升卡块17上升 ，从而托起传输台车2上叠放的模板3，令传输台车2可以退出真空箱1，保护传输台车2不被真空箱1振动而损坏。

所述的每个模板3的边框上在同一位置开设有相同的孔，孔内至上而下插设有定位立柱18，在压具9上正对定位立柱18上方的位置处开设有直径大于定位立柱18直径的孔。定位立柱18是对各层模板3起平衡导向的作用。

实施例1

采用10mm厚度的碳钢板制作带边框的8块模板3，边框厚度为24mm，两者的边缘对齐且点焊成整体，其边框之内的模板3规格为249*129cm；在边框上表面沿其长度方向的中线上分别钻出直径为38mm，深度为30mm的若干个圆孔，并在其模板下表面对应圆孔位置焊装直径为16mm圆柱，形成上下两模板3的圆柱与圆孔可插入配合的结构，然后将长度H_o为80mm，刚度K为130N/mm的压缩弹簧13装配在相邻的上下两模板3对应的圆柱和圆孔内，以最上层的第一块模板3与第二块模板3之间的缝隙开始，依次往下选择压缩弹簧13的个数为：4、8、16、32、64、128、256，使得各层模板3之间的缝隙距离分别保持在30-40mm之间；用两只油缸7装设于真空箱1顶部的中线上，其穿通真空箱1顶部的塞杆8与其两边设置拉杆15的压具9联结，油缸7活塞行程为600mm；振动器12用3.7KW振动电机6台，分两排同轴装设并逆向运转；加热器10采用电热元件，按10min使箱内温度达到100℃配置；在紧邻边框处的模板3铺设四条高出模框高度为2-3mm的方形胶条，并在模板3底面上铺放一层4-5mm厚度的胶板及纸板。

本例复合板成型的工艺方法按照中国专利“玉石类碎石聚合板的生产方法”，申请号为201010538199.5实施。在抽制真空后，降下压具9，并以1Hz的升降频率在10min内重复动作，同时启动振动器12进行频率为300Hz振动，使振动与压缩配合的复合板成型；在不饱和树脂用量为9%的基体料与拼接碎板完成成型后，用加热器10以95℃的温度进行加温固化，加温至25min时，降下压具9使各层间模板3的缝隙距离接近于零；加温时间达到50min后，升起压具9再经释放真空、开启密封门，送出各模板3并在常温下进行60min的后固化，逐片分离成型的复合板与模板3及定厚研磨工序完成其加工过程。

实施例2

本例的模板3共用3块，模框的高度为35cm、宽度为3cm，模框底部同模板3为螺栓紧固结构；压缩弹簧13长度为15cm，安装方式同实施例1，三块模板之间的压缩弹簧个数从上到下为分别为12和18，使得三层模板之间的缝隙距离保持在100mm左右；在真空箱1的下部装设2只振动器12，以其相互间隔60°电角度进行通流控制而产生50Hz的频率。

本例采用甘肃瓜州的敦煌玉与内蒙的芙蓉石进行密切叠垒的荒料体的成型，其石料粒径为2-15cm；作为填充缝隙用的混合料是用质量比为10%的树脂，22%的氢氧化铝粉和1-10mm粒径的透明性石粒共同混合成稠黏状的料体；在35cm高度的模框中分两层进行石块排布，两层的上面铺放混合料，但上层混合料以堆状放置而不对其完全填充，使得真空抽制力能够延伸到下层；在真空下与下部进行振动的过程中用压具9以2Hz的升降频率进行其3块模板3与两层压缩弹性13的弹性压缩，其后期用0.1Hz的上部振动频率进行振动及压缩；经室温固化的荒料体用圆盘锯进行锯切，其后续工序同实施例1相同。其板材由其密切叠垒与填充料的半透明性达到较好的仿玉效果及变废为宝的效果。

实施例3

基本与实施例1相同，不同之处是：模板3共用6块，且每块模板之间的压缩弹簧个数都为8个，压缩弹簧13安装方式同实施例1；压具9压住最上层的模板3，并以0.02Hz的较低频率进行升降压缩；真空箱底部安设的振动器12为4只液压激振器，激振器的塞杆穿过真空箱1的底板后顶至最下层模板3的两侧，对模板3进行振动频率为150Hz的振动。本例是用玛瑙与水晶锯切出且开裂的碎板进行其缝隙宽度为1-3mm的密切拼接，基体是用20%质量比的聚酯树脂液与氢氧化铝粉及水晶砂粒混合成的黏状料，制成其表层是艺术性拼接的硅质玉薄板，基体及其硅质玉缝隙是聚酯液复合成的透光板。

实施例4

本例用于虽有一定裂隙但未断裂的石材进行真空渗胶的强化处理，以原构聚合的方式保持其天然石材的属性。真空渗胶的工艺方法是：对锯切出的10-20mm厚度的存在微小裂隙但未断开的毛板，逐片排布于5块模板3的边框之中，各模板3之间仍用压缩弹簧13分别进行弹性支撑，各层模板3之间的压缩弹簧13的个数都为6个，安装方式同实施例1；用环氧树脂及助剂混合的液体对其一个表面或两个表面进行喷涂或涂刮的处理，其树脂液厚度为0.1-1mm用传输台车2传送模板3至真空箱中1，再用拉杆15托起模板3后退出台车2而后降下模板3，将模板3放于真空箱1底部的凸台4上；用加热器10对叠放的模板3及薄板进行35-55℃的前期加温而排除其中的水汽；用接近于-0.1MPa的真空度进行真空抽制，并在压具9压住最上层模板3进行升降频率为0.02Hz的压缩时，启动振动器12进行1-3min的振动，振动频率为200Hz；用加热器10的80-95℃的温度进行40-55min时间的加温固化，并在加温期间进行2-4次的释放——抽制真空的循环操作。从而用较高的真空抽拉力形成深层次的胶液渗透。

实施例5

本发明装置还可以用于成型薄板在加温固化时可防止复合板翘曲变形，具体工艺是：将放有成型薄板的3块模板3逐层叠放于传输台车2上，其间仍用压缩弹簧13分别进行弹性支撑，压缩弹簧13的个数从上到下分别为6个和12个，安装方式同实施例1；关闭密封门之后，用加热器10进行85-100℃的加温，从室温升高至85℃的时间为10min；在25-40min的加温后，用油缸7带动压具9对叠放的模板3进行压缩，其间可间隔1-2min进行2-4次频率为0.02Hz的升起、降下的循环操作，最后保持压紧状态；降温后，开启密封门，送出传输台车2及模板3，既完成拼接复合板或人造石英石板的加温固化过程。

Claims (9)

1.一种多层组合型真空石材成型装置，包括两端设置密封门的真空箱（1）、置于真空箱（1）内双轨上的传输台车（2）和叠放于传输台车（2）上的模板（3），真空箱（1）外顶上分别设有与真空箱（1）内部空间相通的抽气管（5）和放气阀（6），真空箱（1）顶上还固定有油缸或气缸（7），油缸或气缸（7）的塞杆（8）朝下并伸入真空箱（1）内部，塞杆（8）端部与位于真空箱（1）内的压具（9）铰接，真空箱（1）内箱壁上还安装有加热器（10），其特征在于：所述的油缸或气缸（7）的升降频率为0.02-2Hz；所述的真空箱（1）的底部设有支撑弹簧（11）和2~6只振动器（12），振动器（12）的振动频率为50-300Hz；所述的传输台车（2）上依次对齐叠放有至少两块设有边框的模板（3），且各个模板（3）之间的边框上分别支撑有若干只压缩弹簧（13）。

2.根据权利要求1所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：所述各个模板（3）之间设置的压缩弹簧（13）个数按某一层与下一层为1:1、或1:1.5、或1:2的比例配置。

3.根据权利要求1或2所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：在各个模板（3）边框的上表面开设若干个圆孔，并在边框的下表面对应圆孔的位置固接有与圆孔相配合的圆柱，然后将压缩弹簧（13）装配在相邻的上下两模板（3）边框上的对应圆柱和圆孔内。

4.根据权利要求1或2所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：所述的真空箱（1）内的双轨间的底板为凸台（4）设置，凸台（4）高度低于传输台车（2）的高度；真空箱（1）内两相对侧壁上分别固定有短套筒（14），短套筒（14）内插设有垂直设置的拉杆（15），压具（9）的两侧边上固接有导向套，拉杆（15）穿插在压具（9）的导向套中，且导向套上方的拉杆（15）上固定有卡位块（16），拉杆（15）底部还固接有提升卡块（17）。

5.根据权利要求3所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：所述的真空箱（1）内的双轨间的底板为凸台（4）设置，凸台（4）高度低于传输台车（2）的高度；真空箱（1）内两相对侧壁上分别固定有短套筒（14），短套筒（14）内插设有垂直设置的拉杆（15），压具（9）的两侧边上固接有导向套，拉杆（15）穿插在压具（9）的导向套中，且导向套上方的拉杆（15）上固定有卡位块（16），拉杆（15）底部还固接有提升卡块（17）。

6.根据权利要求1或2所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：所述的每个模板（3）的边框上在同一位置开设有相同的孔，孔内至上而下插设有定位立柱（18），在压具（9）上正对定位立柱（18）上方的位置处开设有直径大于定位立柱（18）直径的孔。

7.根据权利要求3所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：所述的每个模板（3）的边框上在同一位置开设有相同的孔，孔内至上而下插设有定位立柱（18），在压具（9）上正对定位立柱（18）上方的位置处开设有直径大于定位立柱（18）直径的孔。

8.根据权利要求4所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：所述的每个模板（3）的边框上在同一位置开设有相同的孔，孔内至上而下插设有定位立柱（18），在压具（9）上正对定位立柱（18）上方的位置处开设有直径大于定位立柱（18）直径的孔。

9.根据权利要求5所述的多层组合型真空石材成型装置，其特征在于：所述的每个模板（3）的边框上在同一位置开设有相同的孔，孔内至上而下插设有定位立柱（18），在压具（9）上正对定位立柱（18）上方的位置处开设有直径大于定位立柱（18）直径的孔。