CN106042174A - 一种液压直推式练泥机及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种液压直推式练泥机，包括机架，其特征在于：所述的机架上固定有竖向练泥机缸体，竖向练泥机缸体的上端为泥料进口、下端为泥料出口；所述的竖向练泥机缸体上方设置有第一液压活塞、竖向练泥机缸体下方设置有第二液压活塞，第一液压活塞和第二液压活塞通过油泵实现往复运动；所述的第一液压活塞的外轮廓与竖向练泥机缸体的内壁相吻合，所述的第二液压活塞的外轮廓大于泥料出口轮廓；所述的竖向练泥机缸体上部侧壁设置有排气孔，排气孔连接有真空泵。具有摩擦力小、不会导致泥料发热和水份蒸发过快的缺陷，泥料内外不会分层剥离，可以生产各种泥料，泥料密实性均匀，内膛容积小、且能大大提高练泥机的适用性优点。
Description
技术领域
本发明涉及练泥设备技术领域，具体涉及一种液压直推式练泥机及其方法。
背景技术
陶瓷制造一般有制泥，练泥，成型，干燥，焙烧等主要工序，泥料的性能好坏直接影响成型和后续产品性能，性能良好的泥料，生产出来的产品具有内部缺陷少，物化性能稳定，机械强度高等优点。
要提高泥料的致密性，可塑性等性能，除了改良泥料配方，泥料含水率以及工艺环境外，练泥也十分关键，在大多数湿法成型陶瓷生产领域，尤其是蜂窝陶瓷生产，练泥工序是一个不可或缺的工艺环节，良好的练泥工艺可以使泥料，性能趋于一致，其致密性，可塑性等性能明显提高。
现有蜂窝陶瓷生产使用卧式螺旋式练泥机，具体的结构如附图1所示：包括机架1’，第一横向练泥腔2’、真空室3’、第二横向练泥腔4’；所述的第一横向练泥腔上方设置有进泥口2.1’、腔体内设置有横向搅刀2.2’、右侧的出口御真空室相连；所示的真空室的下方连接有第二横向练泥腔4’，所述的第二横向练泥腔内设置有挤出螺杆、右侧设置有出料口；所述的横向搅刀和挤出螺杆均连接有电机输出轴。这种结构的练泥机具有技术成熟，连续性好等优点；但是，上述这种结构的练泥机仍然存在如下不足：(1)泥料隨搅刀(螺旋叶)旋转向前推进，泥料在推进过程中会发生多次扭曲并相互挤压，剪切产生摩擦力，容易使泥料发热，泥料一旦发热，水份蒸发加快，使泥料变干，变干的泥料，摩擦阻力会增大，发热更为严重，恶性循环；(2)泥料在设备中所承受螺旋叶施加的剪切扭力和摩察力内外相差比较大，给泥料施加的应力很不均匀，使泥段横截面方向容易出现中间凸起类似螺纹形状现象，严重情况会使泥料内外分层剥离而达不到泥料密实均匀的目的，给后续生产带来困难；(3)对于流动性差的，粘度和硬度比较大的泥料会出现泥料发热，挤出动力不足，泥料密实性不均匀等缺陷；(4)对于较软且比较滑的泥料，因泥料过软而不能将螺杆或螺旋叶提供的推力传导给前面的泥料，其本身也因推力不能向纵向传导只得向周边横向溢流，则会出现泥料黏在练泥机螺旋杆，螺旋叶，内膛壁的情况，相当于泥料在练泥机内同一圆平面做圆周运动或黏在内膛内某点不动而达不到练泥的目的；(5)传统练泥机整机跨度比较大，内膛容积大，空载使用时需要大量的泥料填充，一旦遇到练泥机故障或换用其它泥料使用，则需要拆解练泥机设备清除内膛 里面的残留泥料，因其内膛容积大，设备复杂，有诸如搅泥刀，泥槽，筛板，螺杆，螺旋叶子等配套设备，拆解清洗工作量极大，严重影响生产效率。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种摩擦力小、不会导致泥料发热和水份蒸发过快的缺陷，泥料内外不会分层剥离，可以生产各种泥料，泥料密实性均匀，内膛容积小、且能大大提高练泥机的适用性的液压直推式练泥机。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种液压直推式练泥机，包括机架，机架上固定有竖向练泥机缸体，竖向练泥机缸体的上端为泥料进口、下端为泥料出口；所述的竖向练泥机缸体上方设置有第一液压活塞、竖向练泥机缸体下方设置有第二液压活塞，第一液压活塞和第二液压活塞通过油泵实现往复运动；所述的第一液压活塞的外轮廓与竖向练泥机缸体的内壁相吻合，所述的第二液压活塞的外轮廓大于泥料出口轮廓；所述的竖向练泥机缸体上部侧壁设置有排气孔，排气孔连接有真空泵。
采用上述结构，本发明具有如下优点和好处：
(1)挤出动力可依据使用情况调节大小，节能，高效，传统练泥机固定动力，不易调节，操作空间小；
(2)采用液压直线推进方式，避免了螺杆，螺旋叶给泥料施加的各种应力，应力过大(大于泥料本身的结合强度)且不均匀则容易使成型后坯体产生变形，开裂等缺陷，所生产的泥料密实，水份均匀；
(3)避免泥料与泥料，泥料与设备相互剪切产生的摩擦发热现象；
(4)适用性，实用性更加广泛，尤其是较硬和较软的泥料相比传统练泥机，性能更加优越；
(5)设备竖向练泥机缸体，其内膛(练泥区域)除了缸体外没有其它任何附属设备，内壁光亮流畅，没有死角，清洗很方便。
作为优选，所述的泥料出口的侧方设置有用于切割泥料的切割刀具；比如钢丝、超声波切割刀具、高压油刀，高压水刀，激光刀等等中的一种或者多种的组合方式；采用该结构，当从泥料出口出来的泥料就可以采用切割刀具切割成适当大小的泥块。
作为进一步优选，所述的切割刀具为超声波切割刀具。
作为优选，所述的泥料出口的侧方设置用于抓握泥料的机械手；采用该结构可以先采用机械手将泥料稳定，然后再用切割刀具进行切割，操作稳定、方便。
本发明还提供一种利用上述液压直推式练泥机进行练泥的方法，步骤包括：
(1)将泥料的原料加入水和其它辅助材料，高速搅拌混料，使泥料成为毫米级颗粒；
(2)启动油泵将练泥机的第二液压活塞上顶至缸体下部的泥料出口，实现下部的密封，上部的第一液压活塞退出缸体外流出泥料进口；
(3)将步骤(1)颗粒状泥料送至竖向练泥机缸体内，投料高度以不超过排气孔为准，以避免泥料堵塞排气孔；
(4)泥料加满缸体后，第一液压活塞压入到缸体内，启动真空泵，对缸体进行抽真空，真空度要求达到-0.02～-0.1Mpa，真空度达到预定要求后，持续保压抽真空0.01～30分钟；
(5)抽完真空后，第一液压活塞以2mm～200mm/s的速度快速向下推进泥料(上述速度的目的除了能节省操作时间，提高效率外还可避免外面的空气渗入相对真空的区域，使缸体内真空度得到更好的保障)；第一液压活塞直到接触到泥料后调至0.01mm～150mm/s的推进速度(降低推进速度可以减缓因接触泥料后，泥料给予上缸活塞杆施加的反推力，使第一液压活塞的压力不至于过快增长而破坏油阀，油路等设备的风险，同时降低上缸活塞杆推进速度还可以使泥料有足够的时间再次排列(量多的往量少的地方挪动)，使泥料各部位性能趋于均匀一致)，泥料随上缸活塞杆向下推进过程中由松散状态快速挤压成密实的泥坯，上缸活塞杆越往下推进，泥料越密实，其给上缸活塞杆的反作用力也就越大；当泥料反作用力促使上缸达到预设定的2MPa～50MPa压力后上缸活塞杆推进自动停止，保压0.01～30分钟以增加泥料相互的结合力，避免快速泄压后，泥料体积膨胀导致泥料开裂等缺陷；
(6)步骤(2)-(5)为缸体装填泥料的一个周期，一个周期完成后继续循环下一个周期，直至缸体中的密实泥料达到所需的高度(高度视使用情况而定)，其高度不得超过排气孔位置；
(7)缸体装填泥料的最后一个周期，第一液压活塞保压后不能泄压，此时将第二液压活塞回缩至距泥料出口10mm～500mm距离，同时继续同步给上缸活塞杆施加压力，压力大小视出泥速度而定，出泥速度为1mm～500mm/s；
(8)当泥段触到第二液压活塞的上端面时，第二液压活塞起到托承泥段的作用，切割刀具根据需要进行泥段切割；
(9)切割好的泥段送入下一道工序。
附图说明
图1现有技术卧式练泥机结构示意图。
图2本发明练泥机结构示意图。
图3本发明练泥机工作原理图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述。应该指出，以下具体说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有说明，本发明使用的所有科学和技术术语具有与本发明所属技术领域人员通常理解的相同含义。
实施例
如附图2所示，本发明的一种液压直推式练泥机，包括机架1，机架1上固定有竖向练泥机缸体2，竖向练泥机缸体的上端为泥料进口2.1、下端为泥料出口2.2；所述的竖向练泥机缸体上方设置有第一液压活塞3、竖向练泥机缸体下方设置有第二液压活塞4，第一液压活塞和第二液压活塞通过油泵5实现往复运动(第一液压活塞和第二液压活塞与油泵之间设置有输油管道)；所述的第一液压活塞的外轮廓与竖向练泥机缸体的内壁相吻合，所述的第二液压活塞的外轮廓大于泥料出口轮廓；所述的竖向练泥机缸体上部侧壁设置有排气孔6，排气孔连接有真空泵7。
本发明所述的泥料出口的侧方设置有用于切割泥料的切割刀具8；比如钢丝、超声波切割刀具、高压油刀，高压水刀，激光刀等等中的一种或者多种的组合方式；采用该结构，当从泥料出口出来的泥料就可以采用切割刀具切割成适当大小的泥块。作为进一步优选，所述的切割刀具为超声波切割刀具。
本发明所述的泥料出口的侧方设置用于抓握泥料的机械手9；采用该结构可以先采用机械手将泥料稳定，然后再用切割刀具进行切割，操作稳定、方便；本发明的机械手为现有技术通用的能抓取和固定物体的机械手均可，如201210470069.1中的机械手。
如附图3所示，本发明设备的工作原理，根据工作原理，本发明利用上述液压直推式练泥机进行练泥的方法，步骤包括：
(1)将泥料的原料加入水和其它辅助材料，高速搅拌混料，使泥料成为毫米级颗粒；
(2)启动油泵将练泥机的第二液压活塞上顶至缸体下部的泥料出口，实现下部的密封，上部的第一液压活塞退出缸体外流出泥料进口；
(3)将步骤(1)颗粒状泥料送至竖向练泥机缸体内，投料高度以不超过排气孔为准，以避免泥料堵塞排气孔；
(4)泥料加满缸体后，第一液压活塞压入到缸体内，启动真空泵，对缸体进行抽真空，真空度要求达到-0.02～-0.1Mpa，真空度达到预定要求后，持续保压抽真空0.01～30分钟；
(5)抽完真空后，第一液压活塞以2mm～200mm/s的速度快速向下推进泥料(上述速度的目的除了能节省操作时间，提高效率外还可避免外面的空气渗入相对真空的区域，使缸体内真空度得到更好的保障)；第一液压活塞直到接触到泥料后调至0.01mm～150mm/s的推进速度(降低推进速度可以减缓因接触泥料后，泥料给予上缸活塞杆施加的反推力，使第一液压活塞的压力不至于过快增长而破坏油阀，油路等设备的风险，同时降低上缸活塞杆推进速度还可以使泥料有足够的时间再次排列(量多的往量少的地方挪动)，使泥料各部位性能趋于均匀一致)，泥料随上缸活塞杆向下推进过程中由松散状态快速挤压成密实的泥坯，上缸活塞杆越往下推进，泥料越密实，其给上缸活塞杆的反作用力也就越大；当泥料反作用力促使上缸达到预设定的2MPa～50MPa压力后上缸活塞杆推进自动停止，保压0.01～30分钟以增加泥料相互的结合力，避免快速泄压后，泥料体积膨胀导致泥料开裂等缺陷；
(6)步骤(2)-(5)为缸体装填泥料的一个周期，一个周期完成后继续循环下一个周期，直至缸体中的密实泥料达到所需的高度(高度视使用情况而定)，其高度不得超过排气孔位置；
(7)缸体装填泥料的最后一个周期，第一液压活塞保压后不能泄压，此时将第二液压活塞回缩至距泥料出口10mm～500mm距离，同时继续同步给上缸活塞杆施加压力，压力大小视出泥速度而定，出泥速度为1mm～500mm/s；
(8)当泥段触到第二液压活塞的上端面时，第二液压活塞起到托承泥段的作用，切割刀具根据需要进行泥段切割；
(9)切割好的泥段送入下一道工序。
举例说明：称取拟搏水铝石100kg、羧甲基纤维素1.5kg采用螺带式混料机以每分钟35转的速度混料15分钟,保持混料机的转速情况下投入3kg硝酸和40kg自来水(硝酸溶于水中投入)，快速搅拌约10分钟使粉料变成含有60％以上粒径为0.5至10mm的颗粒，而后采用普通练泥机练泥(见图1)，练泥机和泥料发热严重(超过40℃)，挤出 极其困难,泥料表面粗糙，皲裂严重，取约400mm长的泥段用塑料膜密封严实，放置在35℃温度，相对湿度85％的陈腐室陈腐24小时，陈腐后的泥料采用直径3.1mm的三叶草型材质为合金钢的模具挤出实芯三叶草型坯体，坯体放置60℃烘箱干燥24小时，干燥后的坯体放置马弗炉中600℃焙烧15小时。测其产品径向压碎强度为127N/mm；
用本发明的练泥机同上述普通练泥机做平行试验。将泥料分三次投入缸体，首先投入泥料量为缸体容积的1/3，而后将第一液压活塞封住上缸口，抽真空至0.9MPa,保压5分钟后第一液压活塞以90mm/s速度快速下推进泥料直至上缸压力达到27MPa后停止推进,继续保压5分钟，最后退出第一液压活塞，继续加料重复以上操作直至加满缸体为止，练出约400mm长的泥段，测其泥料温度为28℃。该实验涉及的配料、混料、陈腐、成型、焙烧、测试等除练泥工序外的所有工序与上述普通练泥机生产产品工序等同。
生产的产品径向压碎强度为192.7N/mm，机械强度比传统练泥机提高了51.5％，练出泥料温度不发热，改善效果显著。
Claims (5)
1.一种液压直推式练泥机，包括机架，其特征在于：所述的机架上固定有竖向练泥机缸体，竖向练泥机缸体的上端为泥料进口、下端为泥料出口；所述的竖向练泥机缸体上方设置有第一液压活塞、竖向练泥机缸体下方设置有第二液压活塞，第一液压活塞和第二液压活塞通过油泵实现往复运动；所述的第一液压活塞的外轮廓与竖向练泥机缸体的内壁相吻合，所述的第二液压活塞的外轮廓大于泥料出口轮廓；所述的竖向练泥机缸体上部侧壁设置有排气孔，排气孔连接有真空泵。
2.根据权利要求1所述的液压直推式练泥机，其特征在于：所述的泥料出口的侧方设置有用于切割泥料的切割刀具。
3.根据权利要求2所述的液压直推式练泥机，其特征在于：所述的切割刀具为超声波切割刀具。
4.根据权利要求1所述的液压直推式练泥机，其特征在于：所述的泥料出口的侧方设置用于抓握泥料的机械手。
5.一种利用液压直推式练泥机进行练泥的方法，其特征在于：步骤包括：
(1)将泥料的原料加入水和其它辅助材料，高速搅拌混料，使泥料成为毫米级颗粒；
(2)启动油泵将练泥机的第二液压活塞上顶至缸体下部的泥料出口，实现下部的密封，上部的第一液压活塞退出缸体外流出泥料进口；
(3)将步骤(1)颗粒状泥料送至竖向练泥机缸体内，投料高度以不超过排气孔为准，以避免泥料堵塞排气孔；
(4)泥料加满缸体后，第一液压活塞压入到缸体内，启动真空泵，对缸体进行抽真空，真空度要求达到-0.02～-0.1Mpa，真空度达到预定要求后，持续保压抽真空0.01～30分钟；
(5)抽完真空后，第一液压活塞以2mm～200mm/s的速度快速向下推进泥料；第一液压活塞直到接触到泥料后调至0.01mm～150mm/s的推进速度，泥料随上缸活塞杆向下推进过程中由松散状态快速挤压成密实的泥坯，上缸活塞杆越往下推进，泥料越密实，其给上缸活塞杆的反作用力也就越大；当泥料反作用力促使上缸达到预设定的2MPa～50MPa压力后上缸活塞杆推进自动停止，保压0.01～30分钟；
(6)步骤(2)-(5)为缸体装填泥料的一个周期，一个周期完成后继续循环下一个周期，直至缸体中的密实泥料达到所需的高度，其高度不得超过排气孔位置；
(7)缸体装填泥料的最后一个周期，第一液压活塞保压后不能泄压，此时将第二液压活塞回缩至距泥料出口10mm～500mm距离，同时继续同步给上缸活塞杆施加压力，压力大小视出泥速度而定，出泥速度为1mm～500mm/s；
(8)当泥段触到第二液压活塞的上端面时，第二液压活塞起到托承泥段的作用，切割刀具根据需要进行泥段切割；
(9)切割好的泥段送入下一道工序。
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