CN100594280C

CN100594280C - 用于制造预制建筑板的方法和装置

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Publication number: CN100594280C
Application number: CN200580020605A
Authority: CN
Inventors: 杰夫·怀特
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2025-06-22
Also published as: AU2005254588B2; EA200700091A1; CN101010471A; EP1766159A4; EA009183B1; US20100107543A1; EP1766159A1; WO2005124059A1; AU2005254588A1; US20070221820A1

Abstract

本发明涉及用于模制实质中空的建筑板(12)的装置和方法，所述建筑板具有通过多个间隔的结构部(16)而互连的间隔对置外板壁(14)，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔(18)。所述装置包括模具(20)，其具有形成至少一个外板壁的外表面的装置；多个彼此间隔开的用于形成充胀式空腔的插入构件(26)，其布置在模具内并且可以与充胀装置连接。所述装置还包括用于将可固化的湿混合料引入模具的装置。

Description

用于制造预制建筑板的方法和装置

技术领域

本发明涉及建筑板，特别是实质中空的建筑板。

本发明主要是作为对模制建筑板的装置和方法的改进，下文将针对该应用来说明本发明。然而，可以认识到本发明并不限于这些特定的应用领域。

背景技术

在整个说明书中对现有技术的任何讨论并不认为是承认该现有技术是众所周知的或者是本领域的公知常识的组成部分。

在建筑业中公知的是，在建造建筑物以及尤其适用于民用或工业应用的其它结构时使用预制墙板。这些板一般为矩形，构型上具有两个间隔开的对置壁，通过多个结构部或者连接件使所述对置壁互连。相邻结构部之间留有空腔以形成实质中空的建筑板。采用这种方式，建筑板更轻，因此运输和建造将更容易且更经济。用于构成建筑板的材料通常包括混凝土、灰泥或者玻璃纤维加强灰泥。另外，一旦安装好建筑板可以将混凝土灌入空腔中，从而加强了最终的结构。

Geoffrey Grantham的澳大利亚专利No.673446公开了用于制造这种类型的建筑板的传统方法。最普遍的是，该方法首先需要建立适当的类似槽的水平模具。然后将大量可固化的湿混合料引入模具中以形成预定厚度的第一层。接着将多个用于形成充胀式空腔的插入构件放入第一层使其在模具的相对侧之间延伸。一旦完成模制，则在已完成的板内插入构件之间的空间将形成结构部或者连接件。

然后，又将大量可固化的湿混合料加入模具内以充分填满插入构件之间的空间并形成第二层。接着可固化的湿混合料可以达到第一固化状态，并且将用于形成充胀式空腔的插入构件移走。当可固化的湿混合料已经完全固化时，则完成了建筑板的制作。

可固化的湿混合料通常包含某种形式的加强材料，例如碎玻璃纤维粗纱等。也将一层加强材料加入模具。通常，以类似于手工编制玻璃纤维垫的方法使用这种材料。

可以认识到，这种模具通常不包括任何用于形成所述板第二壁的外表面的成形构件。也就是说，所述板的最顶面是随意形成而非模制形成的。

采用这种方法模制建筑板的一个问题是，拉出空腔成形构件需要巨大的力。这可能导致在拉出插入构件的过程中破坏所模制的建筑板。

另一个遇到的已知问题是，由于位于流体池内的大量流体产生的流体静压作用，在固化过程中向上的力将施加给用于形成充胀式空腔的插入构件。因为用于形成充胀式空腔的插入构件通常是细长构件，所以未支撑部位可能会弯曲。这种弯曲可能导致模制建筑板的壁厚不一致。

WO2004/001160(ZWAANS)通过公开收缩式用于形成充胀式空腔的插入构件提出了解决拉出力过大这一问题的方案。所公开的用于形成充胀式空腔的插入构件包括多个可动外壳体部分，该外壳部分包围着轴向可动的细长型芯。型芯的纵向运动形成用于形成充胀式空腔的插入构件的扩张和收缩状态。采用这种方式，在湿混合料固化后可收缩式用于形成充胀式空腔的插入构件的横截面面积可以减小，从而基本减小了所需要的拉出力。

这种配置是对AU673446的改进，然而发现所需要的机构的复杂性可能是有待解决的问题并且可能导致昂贵的维护体系。另外，WO2004/001160忽略了第二个问题，即插入构件的弯曲和由此引起的壁厚不均匀问题。

本发明的目的在于解决或者改进现有技术的至少一个缺陷，或者提供有效的供选择的方法。

发明内容

在该说明书中，术语“使充胀”或者“充胀”可以解释为利用空气、气体或者任何流体来膨胀或者扩张。

根据本发明的第一个方面，提供了用于模制实质中空的建筑板的用于形成充胀式空腔的插入构件，该建筑板具有通过多个间隔的结构部而互连的间隔对置外壁，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔，所述插入构件包括：

两个或更多个可充胀囊体，每个所述可充胀囊体适于与充胀装置相连接；和

用于所述囊体的支撑结构；

所述插入构件被构造成，当一个或多个所述囊体处于充胀状态时，所述插入构件的外表面限定所述空腔的形状。

根据第一方面的一个优选实施方式，囊体包括柔性但基本不可伸展的材料，所述材料具有良好的形状记忆特性和理想的单壁结构。

根据第一方面的另一个优选实施方式，当所有囊体处于充胀状态时，所述外表面限定所述空腔的形状。

优选的是，插入构件还包括由另一种材料形成的型芯，所述型芯形成所述支撑结构。

优选的是，所述囊体沿其纵轴限定出基本恒定的横截面形状。

根据第一方面的另一个优选实施方式，插入构件包括基本包围所述各囊体的套管。

根据本发明的第二个方面，提供了用于模制实质中空的建筑板的装置，该建筑板具有通过多个间隔的结构部而互连的间隔对置外壁，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔，所述装置包括：

模具，其具有形成至少一个所述外壁的外表面的装置；

根据第一方面所述的布置在模具内的多个彼此间隔开的用于形成充胀式空腔的插入构件；

充胀装置，其可以与插入构件连接；和

用于将可固化的湿混合料引入模具的装置。

在优选方式中，模具基本竖直定向，并且将可固化的混合料优选地注入模具的下部。

采用这种优选的竖直方式，模具优选地包括用于形成外壁的至少两个成形构件。另外，优选的是，模具包括用于形成外壁的两个移动式成形构件，或者作为选择，模具包括用于形成外壁的至少一个固定式成形构件和至少一个移动式成形构件。

优选的是，用于形成充胀式空腔的插入构件可以移入和移出模具。这优选地通过沿着插入构件的纵轴使其移动来实现。

优选的是，所述装置还包括支撑架，该支撑架适于从模具提升多个用于形成充胀式空腔的插入构件以及将多个用于形成充胀式空腔的插入构件插入模具内。优选的是，流体歧管将充胀流体供应到每个插入构件的囊体。

根据本发明的第三方面，提供了利用第二方面所述的装置来模制实质中空的建筑板的方法，该建筑板具有通过多个间隔的结构部而互连的间隔对置外壁，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔，所述方法包括步骤：

(i)将多个用于形成充胀式空腔的插入构件充胀；

(ii)将可固化的湿混合料引入模具内，所述模具内设有用于形成充胀式空腔的插入构件；

(iii)当可固化的湿混合料达到第一固化状态时，使多个用于形成充胀式空腔的插入构件放气；和

(iv)从模具中移走如此模制的建筑板。

优选的是，在通过步骤(iv)而移走所模制的建筑板之前，将多个用于形成充胀式空腔的插入构件从模具中移走。同时优选的是，在通过步骤(iv)而移走所模制的建筑板之前，将移动式成形构件(当包含移动式成形构件时)从模具中移走。

优选的是，在可固化的湿混合料达到第一固化状态之前为模具增加加强结构。更优选的是，在通过步骤(i)而引入可固化的湿混合料之前为模具增加加强结构。

在一种方式中，加强结构是由具有相对良好的伸展性能的固体材料制成的网篮。优选的是，加强结构基本由玻璃纤维形成。作为选择，加强结构由聚丙烯或者尼龙或者其它合适的材料形成。

在优选方式中，可固化的湿混合料包括灰泥和多股玻璃纤维。可固化的湿混合料可以包括水泥基混合物。

优选的是，可固化的湿混合料包括脱模剂，该脱模剂用于确保可以从模具中容易地移走所模制的建筑板，和/或将脱模剂施加于模具上。

优选的是，通过将充胀气体引入囊体使多个用于形成充胀式空腔的插入构件充胀。在优选方式中，这种气体是空气。作为选择，通过将充胀流体引入囊体优选地使多个用于形成充胀式空腔的插入构件充胀。

根据本发明的第四个方面，提供了根据第三个方面的方法模制的建筑板。

在建筑板的优选方式中，空腔沿其纵轴具有基本恒定的横截面。同时优选的是，空腔在所述建筑板的两个相对端之间连续延伸。

另外，优选的是，空腔沿着所述建筑板的长度或者宽度方向等间距分布。

附图说明

现在将参考附图来说明仅作为示例的本发明的优选实施方式，其中：

图1是根据本发明一个方面的模制装置的侧面剖视图；

图2是使用图1的装置制造的建筑板的剖视图；

图3a-3c是根据本发明另一个方面的充胀式空腔成形构件的三个可选实施方式的剖视图；

图4是图1所示装置的部分正视图；

图5是图4所示区域B的放大视图；和

图6是充胀式空腔成形构件的另一个实施方式的剖面透视图。

具体实施方式

参考附图，特别是图1和图2，模制装置10用于模制实质中空的建筑板12，该建筑板12具有彼此间隔的对置外板壁14，所述外板壁通过多个彼此相隔的结构部16而互连，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔18。所述装置包括具有两个主壁成形构件22、24的模具20，主壁成形构件22、24用于限定出(形成)所模制的建筑板的外板壁14的外表面。

将多个间隔的用于形成充胀式空腔的插入构件26选择性地布置在模具内。所述装置还包括吊架28、充胀歧管30和泵-混合器单元32。

在该优选实施方式中，每个用于形成充胀式空腔的插入构件26包括囊体34，该囊体34包围型芯36。该型芯为矩形中空部分38，并且由吊架28支撑。囊体由柔性但基本不可伸展的单壁材料构成，并且围绕着矩形中空部分密封连接。囊体与包含在吊架内的充胀歧管30流体连接，以至当囊体被充胀时，囊体的外表面32形成实质中空的建筑板12的空腔形状。

充胀空气通过流体连接件54从充胀歧管30流动到矩形中空部分38的内部40，然后通过中空部分的壁内小孔42被施予而使囊体34被充胀。可以通过给充胀歧管30施加负压使囊体放气，或者作为选择，简单地通过将充胀歧管与大气相通使囊体放气。

所述模具还包括定主壁成形构件22和动主壁成形构件24。在该优选实施方式中，这些成形构件形成建筑板12的壁14的外表面。使用其它(未示出)可以移动或者固定的成形构件将形成建筑板12的侧面和端部。建议在制造环境下通过自动执行系统来控制移动式成形构件。

吊架28提供了通过沿方向A提升和插入构件26而将其从模具20拉出的装置。图4显示吊架运送单个插入构件26的可选视图。也建议在制造环境下通过自动执行系统来控制吊架。

现在将参考图1至图5来说明使用模制装置10形成建筑板12的过程。

首先通过相对于固定式成形构件22将成形构件24移入适当的位置来组装模具20。另外，使用于形成充胀式空腔的插入构件26定位在成形构件22、24之间。插入构件的数目和位置应该与模制建筑板内所需空腔区域的数目和构造一致。在该模制过程的初始阶段，插入构件应该处于收缩状态。

根据所需建筑板的预期机械性能，可以将由固体材料制成的加强网篮(末示出)放在每个用于形成充胀式空腔的插入构件上。较理想的是，网篮由具有良好的可伸长和湿混合连接特性的材料制成。

然后，使可固化的湿混合料(包含灰泥和多股诸如玻璃纤维等的加强材料)注入模具的下部，注入量取决于模具内所需的板高度。现在可以使用于形成充胀式空腔的插入构件充胀或者可以在引入湿混合料之前使用于形成充胀式空腔的插入构件预充胀。

一段时间以后，可固化的湿混合料将达到第一固化状态，这时可以使用于形成充胀式空腔的插入构件放气。然后吊架通过沿与插入构件的纵轴基本平行的方向(方向A)提升用于形成充胀式空腔的插入构件而将其拉出。

一旦可固化的湿混合料达到第二固化状态，则收回移动式成形构件24以至可以移走模制建筑板12。然后将建筑板重新放到另一地方使其可以完成硬化过程。为了辅助移走建筑板，或者将脱模剂包含在可固化的湿混合料内，或者在引入可固化的湿混合料前将脱模剂施加到成形构件的模制表面上。

这样，模制建筑板12基本呈中空，并且具有两个间隔开的、基本呈平面和矩形的等厚度的对置壁14。通过多个等间距结构部16或者连接件使所述壁互连，以至在相邻连接件之间形成空腔18。空腔具有恒定的横截面，并且从板的一端连续延伸到另一端。

虽然上文已参考一个优选形式对本发明进行了说明，但是本领域的技术人员可以认识到本发明可以以许多其它形式来实现。下面将讨论其它可选方式和变化。

图3a至3c是沿图1的线3-3获得的剖视图，分别显示用于形成充胀式空腔的插入构件26的三种可选实施方式。

在图3a所示实施方式中，用于形成充胀式空腔的插入构件26包括由柔性但基本不可伸展的材料形成的囊体34，所述材料具有良好的形状记忆特性。囊体在其一端与一结构密封连接，以至可以将充胀空气供应到囊体的中央44从而使囊体充胀。建议囊体34采用自支撑并且只需要使其保持在适当位置的结构，例如吊架28的一部分。

图3b显示插入构件的可选实施方式。充胀式空腔成形构件26包括由柔性但基本不可伸展的套管46形成的囊体，该套管46围绕着呈矩形中空部分38形式的型芯密封连接。套管46具有双壁结构，从而在两壁之间形成充胀式空腔48。所述空腔通过与管30流体连接而适于容纳充胀空气，以至当被充胀时内壁接触中空部分38，外壁则限定所述空腔的形状。

图3c所示实施方式类似于图1所示充胀式空腔成形构件，其原因在于囊体34由柔性但基本不可伸展的单壁套管50形成，该套管50围绕着型芯36密封连接。在该实施方式中，型芯也是矩形中空部分38。通过多个孔42将充胀空气从矩形中空部分到囊体的中央通道供应给囊体。作为选择，在另一个未示出的类似实施方式中，使用单壁弹性或者缓冲套管，以至当不充胀时套管偏向于中空部分的形状。

图6显示充胀式空腔成形构件60的可选实施方式。该实施方式不同于先前的实施方式，其原因在于该实施方式包括四个单独的囊体64形成的组件62，它们布置在刚性架66外围。每个囊体由弹性套管68形成，相对于支撑件70布置所述套管68。可变形半刚性套管72基本包围所述组件，以至囊体的充胀导致套管72的至少一部分扩张，由此形成预期的空腔形状。可以认识到，在该实施方式中，可以采用上述任何一种囊体配置。

可以理解的是，虽然已经公开了模具20包括一个定主壁成形构件22和一个动主壁成形构件24，但是在其它实施方式(未示出)中两个主壁成形构件均可以移动。并且，可以在用于形成充胀式空腔的插入构件保持不动时移走模制建筑板。例如，可以将用于形成充胀式空腔的插入构件26固定到地面，从插入构件周围移走模制建筑板。

加强网篮可以由具有预期强度和湿混合连接特性的尼龙或者聚丙烯或者玻璃纤维或者这些材料的组合物或者任何其它的固体材料来制造。与此类似，可固化的湿混合料可以包括水泥、灰泥、石膏、玻璃纤维或者这些材料的组合。

还可以理解的是，虽然已将空气用作充胀介质，但是采用氮气或者任何流体均没有偏离本发明的范围。

可以认识到，通过公开构造简单而经济的可靠的可收缩式用于形成充胀式空腔的插入构件，本发明的装置和方法提供了解决插入构件的拉出力过大这一问题的方案。

还可以认识到，本发明的优选形式提供了解决由于流体静压引起的空腔构件弯曲这一问题的方案。也就是说，因为本发明的优选形式公开了竖直定向的模具，由流体静压引起的力甚至将沿着每个插入构件的纵轴，因此基本上消除了任何弯曲影响。

另外，本发明有利地允许在一个模具中模制各种高度的建筑板。因此，可以生产定制尺寸的板，同时可以减少浪费。

本发明还有利地提供了模制具有两个外壁面的建筑板的方法和装置，所述外壁面基本形成为精细面，这使得最后的模制建筑板比采用现有技术的方法制造的建筑板从美学上讲更令人满意，采用现有技术的方法制造的建筑板只有一个成形表面。

并且，本发明所公开的装置较理想地适用于自动化，而现有技术的方法通常要求人的介入。

虽然已经参考特定实施例对本发明进行了说明，但是本领域的技术人员可以认识到本发明可以以许多其它形式来实现。

Claims

1、一种用于形成充胀式空腔的插入构件，其用于模制实质中空的建筑板，所述建筑板具有相间隔的对置外板壁，所述外板壁通过多个彼此相隔的结构部而互连，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔，所述插入构件包括：

两个或更多个可充胀囊体，每个所述囊体适于与充胀装置相连接；和

用于所述囊体的支撑结构；

2、根据权利要求1所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，当所有囊体处于充胀状态时，所述外表面限定所述空腔的形状。

3、根据权利要求1或2所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，还包括由另一种材料形成的型芯，所述型芯形成所述支撑结构。

4、根据权利要求3所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，所述型芯是刚性的。

5、根据权利要求3所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，各囊体围绕着型芯布置在其外围。

6、根据权利要求3所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，还包括基本包围所述各囊体的套管。

7、根据权利要求6所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，所述套管由弹性材料形成。

8、根据权利要求6所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，所述套管由柔性但基本不可伸展的材料形成。

9、根据权利要求6所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，当一个或多个所述囊体处于充胀状态时，所述套管沿其纵轴限定出基本恒定的横截面形状。

10、根据权利要求6所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，当所有所述囊体处于充胀状态时，所述套管沿其纵轴限定出基本恒定的横截面形状。

11、根据权利要求6所述的用于形成充胀式空腔的插入构件，其特征在于，所述型芯为刚性架的形式，所述套管是半刚性的，以至所述囊体的充胀导致所述半刚性套管的至少一部分扩张，由此限定所述空腔的形状。

12、一种用于模制实质中空的建筑板的装置，所述建筑板具有相间隔的对置外板壁，所述外板壁通过多个彼此相隔的结构部而互连，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔，所述装置包括：

模具，其具有限定至少一个所述外板壁的外表面的装置；

布置在所述模具内的多个彼此间隔开的根据权利要求1至11中任一所述的用于形成充胀式空腔的插入构件；

充胀装置，其适于与所述插入构件连接；和

用于将可固化的湿混合料引入所述模具的装置。

13、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述模具基本竖直定向。

14、根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，可固化的混合料被注入所述模具的下部。

15、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述模具包括用于限定所述外板壁的至少两个成形构件。

16、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述模具包括至少两个移动式成形构件。

17、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述模具包括用于限定所述外板壁的至少一个固定式成形构件和至少一个移动式成形构件。

18、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述用于形成充胀式空腔的插入构件适于移入和移出所述模具。

19、根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述用于形成充胀式空腔的插入构件适于沿其纵轴移动。

20、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置包括支撑架，所述支撑架适于将所述多个用于形成充胀式空腔的插入构件从所述模具提升和插入所述模具内。

21、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，流体歧管将充胀流体供应到每个所述插入构件。

22、一种利用根据权利要求12至21中任一所述的装置来模制实质中空的建筑板的方法，所述建筑板具有相间隔的对置外板壁，所述外板壁通过多个彼此相隔的结构部而互连，以至在相邻结构部之间分别限定出空腔，所述方法包括步骤：

(i)将所述多个用于形成充胀式空腔的插入构件充胀；

(ii)将可固化的湿混合料引入模具内，所述模具内设有所述用于形成充胀式空腔的插入构件；

(iii)当所述可固化的湿混合料达到第一固化状态时，使所述多个用于形成充胀式空腔的插入构件放气；和

(iv)从模具中移走如此模制的建筑板。

23、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在通过步骤(iv)而移走所模制的建筑板之前，将所述多个用于形成充胀式空腔的插入构件从所述模具中移走。

24、根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，在包含有所述移动式成形构件的情况下，在通过步骤(iv)而移走所模制的建筑板之前，将所述移动式成形构件从所述模具中移走。

25、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在所述可固化的湿混合料达到第一固化状态之前，向所述模具添加加强结构。

26、根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在通过步骤(i)而引入所述可固化的湿混合料之前，向所述模具添加所述加强结构。

27、根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述加强结构采用网篮的形式，所述网篮由具有相对高伸展性能的固体材料制成。

28、根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述加强结构基本由玻璃纤维形成。

29、根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述加强结构基本由聚丙烯或者尼龙形成。

30、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述可固化的湿混合料包括灰泥和多股玻璃纤维。

31、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述可固化的湿混合料包括水泥基混合物。

32、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述可固化的湿混合料包括脱模剂，所述脱模剂用于确保从所述模具中容易地移走所模制的建筑板。

33、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，将所述脱模剂施加于所述模具上。

34、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，通过将充胀气体引入所述囊体而将所述多个用于形成充胀式空腔的插入构件充胀。

35、根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述气体是空气。

36、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，通过使充胀流体引入所述囊体而将所述多个用于形成充胀式空腔的插入构件充胀。

37、一种建筑板，其根据权利要求22至36中任一所述的方法模制而成。

38、根据权利要求37所述的建筑板，其特征在于，所述空腔沿其纵轴具有基本恒定的横截面。

39、根据权利要求37或38所述的建筑板，其特征在于，所述空腔在所述建筑板的两个相对端之间不间断地延伸。

40、根据权利要求37所述的建筑板，其特征在于，所述空腔沿着所述建筑板的长度或者宽度方向等间距分布。