CN103864279B

CN103864279B - 一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法

Info

Publication number: CN103864279B
Application number: CN201410075326.0A
Authority: CN
Inventors: 田英良; 孙诗兵; 吴德龙; 田连生; 张继光; 吴中伟; 王辉
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: CN103864279A

Abstract

一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法属于泡沫玻璃领域。通过自动化机械方式，利用具有通孔且下表面固定丝网的压板对模具中的已经梳理过的配合料进行压实处理：模具中配合料梳理平整后，通过传输辊移动到压实装置的正下方，传感器将信号反馈给控制器，控制器将信号发送到夹持机构和驱动机构，夹持机构将模具夹持固定。驱动机构驱动压板向下运动，压板对配合料施加1-20KPa压力,作用3-15秒，压实的配合密度为1.20-1.35g/cm³，完成配合料的压实操作后，压板通过驱动机构向上提升，夹持机构松开模具，模具在传输辊的作用下离开压实装置。本发明有效地解决了泡沫玻璃制品的断面气孔结构不均匀、表面出现犁状凹陷，甚至制品内部“瓷化”等缺陷的发生。

Description

一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法

技术领域

本发明涉及一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法。

背景技术

泡沫玻璃是由定量的碎玻璃、发泡剂、发泡助剂，经过粉磨，形成均匀配合料。将配合放入耐热模具中，经过预热、烧结、发泡、定型、退火等工艺生成的多孔状玻璃材料，上述工艺是泡沫玻璃生产广泛采用的“粉末法烧结工艺”。泡沫玻璃中泡孔占其总体积的80～95%，泡孔直径多为0.5～2mm，其体积密度为100～200kg/m³。泡沫玻璃是一种性能优越的隔热、吸声、防潮、防火的轻质高强建筑材料和装饰材料。

泡沫玻璃产品分为绝热型制品和吸音型制品。绝热型泡沫玻璃主要使用炭类发泡剂，包括炭黑、石墨、炭化硅等，其制品的泡孔为封闭结构，泡孔之间彼此之间不相连通，生产中必须避免泡孔之间连通，连通泡孔将导致泡沫玻璃的导热系数增加，因此绝热型泡沫玻璃具有显著的绝热保温、防火、防水和防腐功能。绝热型泡沫玻璃广泛用于工业保温和建筑保温。

泡沫玻璃绝热制品断面的气泡结构均匀性将影响泡沫玻璃外观质量和产品性能，当制品断面上出现异常大气泡，将严重影响产品外观质量和产品性能；一般整块毛坯所切割的制品的断面气泡分布情况为：外表面的气泡大，中心的气泡小，有时泡沫玻璃制品的外表与中心的气泡大小尺寸差异超过50%；由于气泡不均匀性会严重影响制品的导热系数，制品外表体积密度小，导热系数小，而制品中心的体积密度大，导热系数大，还会造成毛坯退火周期的延长，超过36小时，甚至达到48小时；另外退火的毛坯破损几率增大，正常情况毛坯破损率小于5%，而因为气泡不均匀，会导致毛坯破碎率大于5%；另外受大气孔的影响，还会导致机械强度下降，包括抗压、抗折、抗拉强度；由于气孔不均匀性，甚至影响泡沫玻璃绝热制品的吸水率。

导致泡沫玻璃绝热制品气孔结构不均的主要原因在于传统的“粉末法烧结工艺”的配合料布料处理问题，传统布料工艺是将配合料放入模具中后，采用人工梳理摊平方法将配合料展平在模具中，该梳理工具类似于梳理头发的梳子结构，该梳理工具由梯形结构的金属板和金属丝组成，将直径2-5mm金属丝按间距25-50mm焊接在梯形金属板的长平行边上。按前后左右多次梳理配合料即可实现其表面平整，梳理平整工艺将会使配合料变得疏松，并且配合料上表面中会留有犁状划痕，在梳理过程中，空气会夹杂在配合料和犁状沟痕中。已经梳理过的配合料随模具送入发泡窑进行预热、烧结和发泡时，由于配合料变得疏松，会导致配合料的传热能力下降，上表面和接触模具的另外五个面率先出现烧结和发泡反应，而发泡窑内的热量就再很难快速传入配合料内部，往往出现毛坯内部泡孔小，外表泡孔大的情况，另外，由于配合料中所夹杂的空气，于是导致炭黑优先与配合料所夹杂空气中氧气发生反应，一般会出现三种情况：第一，在犁状沟痕处产生“瓷化”，即炭类发泡剂提前被氧气消耗，导致配合料不能充分发泡，其表面形成明显玻璃化，颜色呈发白现象，而正常颜色为黑灰色；第二，泡沫玻璃毛坯内部由于所夹杂的空气未能及时排出，因为配合料在受热过程中首先是表面受热封闭，致使内部的空气膨胀形成大的连通气孔，尺寸甚至达到10mm以上；第三，在泡沫玻璃毛坯上表面的犁状沟痕处产生明显下陷沟痕，下陷深度达5-10mm,甚至更大，主要由于在梳理过程中，配合料受梳理工具的金属齿作用，配合料被分离到金属齿两侧，金属齿位置的配合料相对较少，因此在烧结和发泡后就更加清晰地显现出来了。

本发明目的就是解决传统泡沫玻璃生产工艺过程中，受梳理作用后，泡沫玻璃制品的断面气孔结构不均匀和表面出现犁状凹陷等现象，甚至制品内部有“瓷化”问题的发生，减少泡沫玻璃气泡缺陷，提高产品外观质量，实现制品体积密度均匀性，抑制表面犁状沟痕凹陷和内部瓷化现象发生，提高毛坯发泡高度，降低体积密度，获得更低导热系数的泡沫玻璃绝热制品，同时改善了泡沫玻璃绝热制品的机械强度。

发明内容

本发明基于泡沫玻璃粉状配合料在模具中梳理摊平过程，虽然使配合料变得平整，但是其变得也会更加疏松，堆积密度仅有0.95-1.10g/cm³，配合料内部夹杂更多空气，容易产生发明背景中所描述的各种缺陷，包括“瓷化”、毛坯表面不平、异常泡孔增多、发泡高度降低，因此，发明了一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法。

一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法，其特征在于：通过自动化机械方式，利用具有通孔且下表面固定丝网的压板对模具中的已经梳理过的配合料进行压实处理；模具中配合料梳理平整后，通过传输辊移动到压实装置的正下方，传感器将信号反馈给控制器，控制器将信号发送到夹持机构和驱动机构，夹持机构将模具夹持固定；驱动机构驱动压板向下运动，压板对配合料施加1-20KPa压力,作用时间3-15秒，压实的配合料密度为1.20-1.35g/cm³，完成配合料的压实作用后，压板通过驱动机构向上提升，夹持机构松开模具，模具在传输辊的作用下离开压实装置。

进一步，压板材质为金属、木、塑料或复合材料，压板上的通孔形式为矩形、正方、菱形、梯形或圆形,孔面积为10-1600mm²,孔中心距离为10-80mm,丝网为金属或尼龙材质,孔眼尺寸为16-120目。

进一步，所述驱动机构，采用液压方式或气动方式，来实现上下往复运动。

进一步，所述夹持机构的作用方式为气动、液压或机械连杆方式。

本发明的泡沫玻璃配合料压实方法，在泡沫玻璃生产工艺参数不发生改变的前提条件下，在模具中加入配合料质量也相同的情况下，会得到如下有益的效果。

1）泡沫玻璃制品的泡孔均匀得到提高和改善。泡孔平均尺寸偏差值收敛到0.3mm,未压实处理的制品泡孔尺寸偏差值为0.8mm。

2）泡沫玻璃制品外观泡孔缺陷明显减少。5-10mm规格的泡孔减少50%，大于10mm规格泡孔没有，而未压实处理的泡沫玻璃制品，大于10mm规格的泡孔有5个/m²。

3）毛坯表面没有犁状沟痕或沟痕下方的“瓷化”现象发生。未压实处理的泡沫玻璃毛坯犁状沟痕清晰可见，深度可达10mm，会降低毛坯切材率2-4%，内部经常出现黄色或白色夹杂物，该类缺陷即为“瓷化”产物。

4）毛坯发泡高度提高了3-5%,体积密度下降了3-5%，导热系数下降了2-3%；

5）泡沫玻璃毛坯退火破损率降低了3%，原来的破损率接近或大于5%，而压实处理的配合料仅有不足2%毛坯破损率泡孔。

附图说明

图1是本发明示意图。

1.驱动机构2.连杆3.压板3-1.通孔4.丝网5.机架5-1.横梁6.传感器7.夹持机构7-1.夹板8.传输辊9.控制器10.模具

具体实施方式

本发明的压实方法通过对配合料表面施压，使配合料中的夹杂空气最大限度地排出，使配合料更加密实，堆积密度达1.20-1.35g/cm³，增强了配合料的导热能力，促进配合料在短时间可达到温度均匀，从而实现泡沫玻璃配合料的均匀发泡，获得质量更加完美的泡沫玻璃制品。

本发明所述的泡沫玻璃配合料压实方法，该方法包括驱动机构1，驱动机构可以是液压方式或气动方式。驱动机构1通过连杆2连接到压板3的上表面，压板的面板尺寸与模具底部尺寸相吻合，压板侧边与模具侧边间距为3-5mm最佳，压板3的厚度优选10-30mm，其材质优选金属、木、塑料或其它复合材料，压板3有通孔3-1，通孔具有排气作用，通孔3-1的形式包括但不限于矩形、正方、菱形、梯形、圆形等,孔面积为10-1600mm²,孔中心距离为10-80mm,在压板3下表面固定金属或尼龙材质的丝网4,丝网具有排气和阻止配合料外溢作用，丝网4的孔眼为16-120目，驱动机构1、连杆2、压板3的位置关系为自上而下彼此相连，驱动机构1的顶部固定在机架5的横梁5-1上。当承载经梳理平整配合料的模具10通过传输辊8到达压板3的正下方时，传感器6将信号反馈给控制器9，传感器6包括但不限于光电开关、行程开关、限位开关。控制器9输出控制信号给夹持机构7，夹持机构7固定在机架5的立柱内侧，高于传输辊平面，夹持机构7的夹板7-1在气动、液压或机械连杆等作用方式夹持住模具的两个对称侧面，使模具处于固定状态。带有通孔结构且下表面固定丝网的压板3在驱动机构1的作用下向下移动，压板3对配合料粉末施加作用力，作用压强达到1-20KPa,夹杂在配合料中空气通过压板3上的通孔3-1和丝网4排出，压板对配合料的作用时间为3-15秒，堆积密度达1.20-1.35g/cm³，然后压板3在驱动机构1的作用下向上提升，夹持机构7的夹板7-1离开模具，已经压实配合料的模具可以在传输辊作用下离开压实方法，然后进入发泡窑进行烧结和发泡。

上述发明是基于自动流水线生产过程的描述，本发明同样包括按此原理所简化的手工压实方法和半自动化压实方法。压板3要求满足配合料的压实和平整需要；压板上通孔3-1和丝网4为了满足配合料中的夹杂空气排出和阻止配合料沿通孔溢出；驱动机构1实现压板3的升降功能；夹持机构7实现模具固定功能。

实施例1

尺寸规格为680*580*180mm（长*宽*高）的一体化模具中装载11公斤的泡沫玻璃配合料，使用金属梳状工具对配合料进行梳理平整，模具在传输辊的作用下，传输至机架横梁正下方，光电开关感知到模具位置，将信号反馈给控制器，控制器将控制信号发送给夹持机构，夹持机构利用连杆机构完成夹持。具体动作为气缸驱动连杆，连杆带动夹板移动，夹持机构将模具固定后，控制器发送信号给气缸型驱动机构，驱动机构通过连杆带动压板，压板尺寸规格为660*560*20mm（长*宽*厚）表面光滑的Q235材质钢板，压板上的通孔为圆形,孔面积为314mm²,孔中心距离为30mm,在压板下表面固定120目不锈钢丝网。驱动机构1、连杆2、压板3、丝网4的位置关系为从上到下彼此相连，驱动机构1顶部固定在机架5的横梁5-1下方。压板向下移动对配合料粉末施加作用力，作用压强为5KPa,作用时间为5秒，堆积密度达1.35g/cm³，夹杂在配合料中空气通过压板3上的通孔3-1和丝网4中排出。压实动作完成后，控制器给出信号，驱动机构带动压板上移，夹持机构松开，模具在传输辊作用下离开压实机位。

在泡沫玻璃生产工艺参数不发生改变的前提下，泡沫玻璃制品的泡孔平均尺寸为1.4mm，泡孔尺寸偏差值为0.3mm,未压实处理的制品泡孔尺寸偏差值为0.8mm。泡沫玻璃制品外观缺陷5-10mm规格的泡孔数减少到0.5-1.2个/m²，大于10mm规格泡孔没有，未压实处理的制品5-10mm规格的泡孔数为1-3个/m²，大于10mm规格的泡孔有5个/m²。毛坯表面没有犁状沟痕或沟痕下方的“瓷化”现象发生,未压实处理的泡沫玻璃毛坯犁状沟痕清晰可见，深度达10mm，会降低毛坯切材率2-4%。毛坯发泡高度提高了3-5%,体积密度下降了3-5%，导热系数下降了2-3%；泡沫玻璃毛坯退火破损率不足2%，未压实处理的毛坯破损率接近或大于5%。

Claims

1.一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法，其特征在于：通过自动化机械方式，利用具有通孔且下表面固定丝网的压板对模具中的已经梳理过的配合料进行压实处理；模具中配合料梳理平整后，通过传输辊移动到压实装置的正下方，传感器将信号反馈给控制器，控制器将信号发送到夹持机构和驱动机构，夹持机构将模具夹持固定；驱动机构驱动压板向下运动，压板对配合料施加1-20KPa压力,作用时间3-15秒，压实的配合料密度为1.20-1.35g/cm³，完成配合料的压实作用后，压板通过驱动机构向上提升，夹持机构松开模具，模具在传输辊的作用下离开压实装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法，其特征在于：压板材质为金属、木、塑料或复合材料，压板上的通孔形式为矩形、菱形、梯形或圆形,孔面积为10-1600mm²,孔中心距离为10-80mm,丝网为金属或尼龙材质,孔眼尺寸为16-120目。

3.根据权利要求1所述的一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法，其特征在于：所述驱动机构，采用液压方式或气动方式，来实现上下往复运动。

4.根据权利要求1所述的一种用于泡沫玻璃配合料的压实方法，其特征在于：所述夹持机构的作用方式为气动、液压或机械连杆方式。