CN105066706A - 点阵榫接式耐高温隔热砖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点阵榫接式耐高温隔热砖，包括砖本体，该砖本体呈六面体结构，至少在所述砖本体的一砌筑面上设有若干点式凸榫，在与该砌筑面相对的另一砌筑面上设有若干点式榫槽，该点式凸榫和点式榫槽的结构形状榫接对应。所述点式凸榫和点式榫槽呈点阵式排列于砖本体的砌筑面上。所述砖本体上的点式凸榫和点式榫槽错行或对行排列。所述点式凸榫的高度h与砖本体的厚度H之比h/H=1/10—1/15。本发明的耐火隔热砖能够实现砖墙本体的免胶泥快速砌筑，砖间结合力强，能有效阻止热能泄漏，广泛适用于各种标准型、普通型及异型耐火隔热砖中。

Description

点阵榫接式耐高温隔热砖

技术领域

本发明涉及一种用于工业窑炉及热工设备的耐火隔热砖，尤其涉及一种能免耐火泥浆或高温胶泥等胶粘剂、便于快速砌筑并具有良好砖间结合连接力的耐火隔热砖。

背景技术

耐火隔热砖是建筑工业窑炉和各类热工设备必不可少的高温结构材料；耐火隔热砖不仅要承受高温作用、机械应力和热应力，而且还要经受高温气体、熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷和磨损。为了保证热工设备的正常运行，耐火隔热砖还必须具备能够满足和适应各种使用环境和操作条件，尤其是在高温窑炉等热工设备的运行过程中，其运行温度常常会发生变化甚至剧烈的波动，这种温度的急剧变化很容易导致砖缝粘接胶泥脱落开裂，造成热源不断外泄渗漏，散热损失大，热效率低，甚至引起窑壁崩裂等结构性破坏，从而影响热工设备的稳定性、安全性和生产连续性。

现有的耐火隔热砖大都是由大面、顶面和端面两两相对而围成的直角六面体结构，这种耐火砖在相互砌筑时耐火砖的相对表面均平面，因此不管是对缝或错缝砌筑，其砖缝均为直缝，砖与砖之间的结合性能差。更由于耐火隔热砖砖体材料与砌筑胶泥材料不同，其热膨胀系数存在较大差别，高温状况下或受热不均匀时，砖体与胶泥出现不同的热胀冷缩，而砖缝的膨胀或收缩极易出现裂纹，同时还会使得砖缝间的粘合材料向外散落，不能阻断热源向外渗透漏泄，炉窑的散热损失大，热效率低，尤其是随着裂纹的增大和不断扩张会出现掉砖，因此用于粘接砖体的胶泥反而成为实际运行中热泄漏和窑墙损坏的直接隐患。以粘合胶泥等粘合材料砌筑耐火隔热砖，不仅会明显增加砖缝的热能泄漏机会，还要耗费大量的粘合材料，增加材料成本，而且施工麻烦，施工周期长，又增加了施工成本；尤其不适应抢修性、应急性耐火墙壁砖筑。因此，现有的耐火隔热砖构筑的耐火墙不仅容易出现裂缝散热，热能散失严重，热效率不高，而且施工麻烦，施工成本高，难以形成牢固和稳定的砌筑结构。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种点阵榫接式耐高温隔热砖，它不仅能免胶泥快速砌筑，而且砖间结合力强，能有效地阻止热能泄漏。

为了解决上述技术问题，本发明的包括砖本体，该砖本体呈六面体结构，至少在所述砖本体的一砌筑面上设有若干点式凸榫，在与该砌筑面相对的另一砌筑面上设有若干点式榫槽，该点式凸榫和点式榫槽的结构形状榫接对应。

在本发明中，由于在砖本体相对的砌筑面上分别设置有能够对应榫接的点式凸榫和点式榫槽，相邻砖本体砌筑面上若干点阵式分布的凸榫和榫槽，形成了能相互直接插接的凹凸啮合面，这样凹凸啮合面通过众多的点阵式排列的凸榫和榫槽相互紧紧卡扣，使砖体间对位准确，能够实现直接堆垒砌筑，砌筑十分快捷方便，砖体间的结合力也得到大大增强，构成的耐火墙体整体好。这种凹凸榫接啮合的耐火砖结构，还大大增加了砖体间咬合接触面积，既形成了严密的砖体卡扣贴合连接结构，又构成了曲折的砖体连接缝，增强了砖体密封性能。更由于通过点式分布的凸榫和榫槽卡插结构实现了耐火墙壁砖体间的无胶泥砌筑，通过点阵式榫及槽的直接对应卡接即可以完成墙体的砌筑，而无需胶泥等粘接剂砌筑，从根本上避免了不同砖体材质和粘接剂所形成的砖缝热胀冷缩所导致的砖缝开裂和扩张，彻底解决了热能沿砖缝向外渗透和串通路径，有效阻止了热能的泄漏，具有更高的热能利用率和热效率。

本发明的进一步实施方式，所述点式凸榫和点式榫槽呈点阵式排列于砖本体的砌筑面上。所述砖本体上的点式凸榫和点式榫槽错行或对行排列。点阵式的榫接结构，具有贴合接触面积大，便于免胶泥堆垒砌筑和砖间的准确定位。点阵式榫接结构还会形成众多的咬合接触点，形成严密的砖间砌筑接触缝，能有效阻止热源的泄漏和串通。同时这种点阵式榫接结构形成的若干啮合接触点，又大大增强砖间结合力，不仅提高墙体整体性，而且能很好的实现了无胶泥粘剂的耐火砖砌筑。

本发明的优选实施方式，所述点式凸榫的高度h与砖本体的厚度H之比h/H=1/10—1/15。该结构尺寸既能较好地保证点式凸榫的结构和结合力，又不会形成对砖本体强度和承压力的损伤，具有结合力强、密封好，整体密度高的结合优点。

本发明的一种优选方式，所述点式凸榫呈外凸的圆球冠结构，所述点式榫槽为内凹的正四棱锥结构。所述点式凸榫的球冠高h与球冠半径R之比h/R=0.8—1，所述点式榫槽的正四棱底边长L=（2.1—2.3）R，该正四棱榫的锥顶角α=90°—120°以正四棱锥卡扣贴合于圆球冠上，其结合力强，卡扣牢固，利于实现可靠的免胶泥砌筑且形成稳固的耐火砖墙体。正四棱锥和球冠卡扣结构又在棱锥和球冠之间形成密封挤压接触线，不仅定位牢固，而且密封性能好，该结构也便于制作。

本发明的又一优选实施方式，所述点式凸榫呈外凸圆球冠结构，该圆球冠半径R；所述点式榫槽为内凹的圆锥结构，该圆锥的锥顶角α=90°—120°，圆锥底圆直径为（2.1—2.3）R。球冠和圆或圆锥的卡扣啮合，砌筑面间结合更强，挤压接触密封效果好，既能形成免胶接耐火砖墙体的砌筑，又具有良好的墙体密封性。

本发明的再一优选实施方式，所述点式凸榫为外凸的棱台结构，所述点式榫槽为内凹的棱台结构。该点式凸榫为外凸的正四棱台或正六棱台，该点式榫槽为内凹的正四棱台或正六棱台，以外凸棱台和内凹棱台相互卡扣，既具有良好的密封性、较强结合力，以及砌筑整体强度，又便于生产制作，便于免胶泥砌筑。

本发明的进一步实施方式，至少在所述砖本体两相对的砌筑面上分别设置有插接条形槽和插接条形榫。该实施方式中，既可以在砖本体一相对的砌筑面上分别设置有插接条形槽和插接条形榫；也可以在所述砖本体相邻的两砌筑面上设有插接条形槽，在与所述相邻砌筑面相对的两砌筑面上则设置有插接条形榫。该结构在点式榫接结构的基础上，又增加了条形连接榫和连接槽，形成了更加严密的密封性，条形榫槽结构形成曲折的砖体接触面，不仅形成稳定牢固的啮合连接，整体性更好，而且在多方向上阻断了热源的渗透和串通，具有更加严密的保湿隔热效果。

本发明的进一步实施方式，在所述砖本体相对的两顶面上分别设置有卡接榫和卡接槽。该结构中卡接榫和卡接槽贯穿于砖本体的顶面上，使得在点阵式榫接结构的基础上增加了耐火墙体的纵向结合力和密封性能，耐火砖间更能稳定啮合连接，整体性更优，能较好阻断热源沿砖缝的泄漏和串通。该结构也便于制作加工，便于免胶砌筑施工。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明点阵榫接式耐高温隔热砖作进一步说明。

图1是本发明点阵榫接式耐高温隔热砖一种具体实施方式的主剖视结构示意图；

图2是图1所示实施方式的俯视结构示意图；

图3是图1所示实施方式的仰视结构示意图；

图4是图1所示实施方式的Ⅰ部局部放大结构示意图；

图5是图1所示实施方式的Ⅱ部局部放大结构示意图；

图6是图1所示实施方式相邻两耐火隔热砖点式凸榫和点式榫槽卡合时的位置尺寸示意图；

图7是本发明另一具体实施方式的俯视结构示意图；

图8是图7所示实施方式的仰视结构示意图；

图9是本发明又一具体实施方式的主剖视结构示意图；

图10是图9所示实施方式的俯视结构示意图；

图11是本发明再一种具体实施方式的主剖视结构示意图；

图12是图11所示实施方式的俯视结构示意图。

图中，1—砖本体、2—点式凸榫、3—点式榫槽、4—插接条形榫、5—插接条形槽、6—卡接榫、7—卡接槽。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2及图3所示，砖本体1为采用硅铝系耐火材料烧结成的标准型砖。当然也可以以耐火材料烧结成普通砖或特异型砖，砖本体1的烧结材料还可以是碱性系列耐火材料、含锆耐火材料或耐火粘土等耐火隔热烧结材料。砖本体1的主体结构呈正六面体，该正六面体的砖本体1包括两两相对的大面、顶面和端面围成的直角六面体。砖本体1的上下两个面为主砌筑面，其顶面也为砌筑面，砖本体1的前端面或后端面为面热面。砖本体1的长×宽×厚=230mm×114mm×76mm。根据耐火砖的实际使用情况，其大面、顶面和端面等六个面均可能性为砌筑面或面热面。

如图1、图2所示，在砖本体1的上大面上以行列形式排列有若干个点式凸榫2，该大面上的点式凸榫2共有6行、12列72个点式凸榫2，点式凸榫2以规整对行形式排列。如图1及图4所示，点式凸榫2的高度h与砖本体1的厚度H之比为1：14，考虑到点式凸榫2的卡接强度和卡接密封效果，经过多次对比试验点式凸榫高度h与砖本体厚度H之比h/H=1/10—1/15之间为最优，能够达到最佳的保湿效果。点式凸榫2呈半球冠结构，该球冠的半径R=6mm，球冠的球心应位于该大面以下位置，最高只能位于该大面上，即应当将球冠高h与球冠半径R之比控制在h/R=0.8—1。

如图1、图3所示，在砖本体1的下大面上以行列排列有若干点式榫槽3，该大面上的点式榫槽3同样有6行、12列72个点式榫槽3，点式榫槽3也以规整对行形式排列，点式榫槽3的结构与点式凸榫2的结构形状能够相互对应榫接，以便使相邻砖本体通过点式凸榫2和点式榫槽3相互榫接卡合。如图1及图5所示，点式榫槽3为内凹的正四棱锥结构，该正四棱锥的锥顶角α=100°，优选该锥顶角α=90°—120°，点式榫槽3的内凹正四棱锥底边长应略大于球冠直径，如图6所示四棱锥底边长L=（2.1—2.3）R为优。锥底边长和锥顶角选择在此范围内具有较为合理的卡扣受力和卡扣密封性。这些优选的结构参数能很好地实现耐火隔热砖的免胶泥砌筑。

实施例二：

图7和图8示出了本发明的另一实施方式的结构示意图。在本实施例中除点式凸榫2和点式榫槽3在砖本体1的大面上的排列结构，以及点式榫槽3的结构不同外，其他结构相同。本实施例的砖本体1上、下两大面上分别排列有6行、12列72个点式凸榫2和点式榫槽3成错行排列结构，这种结构具有更好的砌筑密封效果。点式榫槽3为内凹的圆锥体结构，圆锥体的锥顶角α仍优选α=90°—120°，点式凸榫2仍为球冠结构，点式榫槽3圆锥的底圆直径则为（2.1—2.3）R，R为点式凸榫2的圆球冠半径。该点式凸榫2和点式榫槽3结构形状能够相互对应榫接。

实施例三：

图9、图10示出了本发明又一种具体实施方式的结构示意图。本实施例除具有实施例一的结构特征外，还在砖本体1的相邻接的顶面和端面上设置有插接条形榫5，该插接条形榫5从上述的顶面延伸至与之相邻的端面上。在与上述相邻顶面和端面相对的另一顶面和端面上，则设置有插接条形槽4，该插接条形槽4也是从顶面延伸至端面上。该插接条形槽4的横截面呈内凹的条状半圆槽形状，插接条形榫5的横截面呈外凸的条状半圆柱形。插接条形槽4和插接条形榫5半径应控制在砖本体1厚度的1/10—1/15之间。上述的插接条形槽4和插接条形榫5的截面形状还可以是方能吻合榫接的等腰梯形、三角形或矩形，以使插接条形榫能插接到相邻砖本体的插接条形槽4中。该实施例中的插接条形榫5和插接条形槽4还可以是仅设置于砖本体1相对的两顶面上或两端面上或两相对的大面上。

实施例四：

图11、图12示出了本发明再一种具体实施方式的结构示意图。本实施例除具有实施例一的结构特征外，在砖本体1相对的两顶面上分别设置有卡接榫6和卡接槽7，卡接榫6和卡接槽7的横截面形状为等腰梯形，卡接榫6和卡接槽7能够吻合卡接，以便使卡接榫6能卡接于相邻砖本体的卡接槽7中。上述等腰梯形的下底边长度为砖本体顶面宽度的1/2，即卡接槽6的槽口宽度为所在顶面宽度的1/2；卡接榫6的凸榫底宽也为所在顶面宽度的1/2。卡接榫6和卡接槽7的截面形状为等腰梯形外，还可以是矩形或半圆形。

上述举出了本发明的一些优选实施方式，但本发明并不局限于此。在不违背本发明基本原理的情况下所作出的改进和变换仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种点阵榫接式耐高温隔热砖，包括砖本体（1），该砖本体（1）呈六面体结构，其特征在于：至少在所述砖本体（1）的一砌筑面上设有若干点式凸榫（2），在与该砌筑面相对的另一砌筑面上设有若干点式榫槽（3），该点式凸榫（2）和点式榫槽（3）的结构形状榫接对应。

2.根据权利要求1所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：所述点式凸榫（2）和点式榫槽（3）呈点阵式排列于砖本体（1）的砌筑面上。

3.根据权利要求1所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：所述砖本体（1）上的点式凸榫（2）和点式榫槽（3）错行或对行排列。

4.根据权利要求1所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：所述点式凸榫（2）的高度h与砖本体（1）的厚度H之比h/H=1/10—1/15。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：所述点式凸榫（2）呈外凸的圆球冠结构，所述点式榫槽（3）为内凹的正四棱锥结构。

6.根据权利要求5所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：所述点式凸榫（2）的球冠高h与球冠半径R之比h/R=0.8—1，所述点式榫槽（3）的正四棱底边长L=（2.1—2.3）R，该正四棱榫的锥顶角α=90°—120°。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：所述点式凸榫（2）呈外凸圆球冠结构，该圆球冠半径R；所述点式榫槽（3）为内凹的圆锥结构，该圆锥的锥顶角α=90°—120°，圆锥底圆直径为（2.1—2.3）R。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：所述点式凸榫（2）为外凸的棱台结构，所述点式榫槽（3）为内凹的棱台结构。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：至少在所述砖本体（1）两相对的砌筑面上分别设置有插接条形槽（4）和插接条形榫（5）。

10.根据权利要求1、2、3或4所述的点阵榫接式耐高温隔热砖，其特征在于：在所述砖本体（1）相对的两顶面上分别设置有卡接榫（6）和卡接槽（7）。