CN106660279A - 用于混合物的真空振动压缩的设备和方法 - Google Patents

用于混合物的真空振动压缩的设备和方法 Download PDF

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Abstract

用于对设置在载体上的混合物进行真空振动压缩的设备，包括设置有具有振动装置(22)的压力机压头(18)的压力机(12)，和压制表面(16)。压力机(12)包括真空钟形物(24)。该设备的特征在于，其包括在钟形物(24)的入口开口(36)的区域中的进入室(44)，进入室具有第一开口(48)和第二门(52)，第一开口可用第一门(50)可控地关闭和打开，第一门适于防止在进入室(44)的外部和内部之间的流体连通，第二门在钟形物(24)的入口开口(36)的区域中，能可控地打开和关闭并适于防止进入室(36)和钟形物(24)的内部之间的流体连通或允许带有混合物的载体从进入室(36)到钟形物(24)的内部的通过。该设备还包括在出口开口(38)的区域中的离开室(46)，离开室具有第三门(54)和第二开口(56)，第三门设置在出口开口(38)的区域中，能够可控地关闭和打开，并适于防止钟形物(24)的内部和离开室(46)的内部之间的流体连通，或允许带有压实的板坯的载体从钟形物(24)内部到离开室(46)的通过，第二开口能够用第四门(58)可控地关闭和打开，第四门适于防止离开室的内部与外部之间的流体连通。用于对包含在模具内的混合物进行真空振动压缩的方法，包括以下步骤：将带有混合物的载体插入进入室(44)内并关闭第一门(50)；在第一门(50)和第二门(52)关闭的情况下在进入室(44)内产生给定的真空值；打开第二门(52)并将载体插入已经存在给定的真空值的钟形物(24)内；关闭第二门(52)，并且在第二门和第三门(52,54)关闭的情况下执行混合物的真空振动压缩；一旦已完成振动压缩，打开第三门(52)并将载体传送到已存在给定真空值的离开室(46)中；关闭第三门(54)，恢复离开室(46)内的大气压力；打开第四门(58)并排出载体。

Description

用于混合物的真空振动压缩的设备和方法
本发明涉及用于混合物的真空振动压缩的设备和方法。
具体地，本发明涉及一种用于对包括石或类石材料和粘合树脂的混合物进行真空振动压缩的设备。
混合物的真空振动压缩使用具有振动压头的压力机，该振动压头位于适合于处于具有非常低的残余压力值，在5-40mbar的范围中的真空条件下的环境中。
在真空振动压缩过程中，通常使用由纸片形成的载体(support)或由橡胶织物制成的非刚性(弹性体)模具。弹性体模具通常包括设置有凸起边缘的底部和通常不成形的片材，以用于覆盖容纳在底部内部的混合物。
关于该技术的另外信息可以在以下专利中获得：IT 1242778、IT 1259130和IT1401385。
如已知的，真空振动压缩过程中所包含的步骤包括：
1)第一步骤，其中将带有混合物的载体输送到振动压缩区内；
2)其中将载体和混合物插入所谓的“钟形物(bell)”内的步骤，在该钟形物内随后产生具有在5-40毫巴范围内的残余压力的真空。
3)一旦达到真空状态，压力机压头下降到混合物上，并且压头的振动被激活；
4)一旦振动压缩步骤已经完成，大气压力值在钟形物内恢复；以及
5)最后，在预先升起钟形物之后，从振动压缩区取出带有压实的混合物的载体。
如本领域技术人员已知的，用于制造这种类型的板坯的方法均包括预先执行的步骤，例如混合物的制备，以及之后执行的步骤，例如板坯的硬化，以及随后的表面机加工。
这些步骤将不进一步详细描述，因为它们是本领域技术人员公知的，并且还因为它们不形成本发明的特定主题。
这种类型的振动压缩设备虽然广泛地建造和使用，但并不是没有缺点。
特别地，已经注意到，不必要的时间和能量被使用以便在每个振动-压缩循环之后在钟形物内建立真空条件以及恢复大气状况。
在每个振动-压缩循环之后，决定真空条件的恢复速度的主要因素如下：
-压力机钟形物的高内部容积；
-所用真空泵的特性，以及特别是它们的功率；和
-将在钟形物内形成的真空的值。
关于压力机钟形物的内部容积，其基本上取决于待生产的板坯的尺寸。板坯还可具有相当大的尺寸，例如3.6m×2.1m的表面积，这导致钟形物内部的约2m3的总容积。
因此，即使使用高功率真空泵，通常在钟形物内提供真空需要的时间可以例如在20和30秒之间变化。
然后混合物必须保持在所达到的压力值足够的时间以实现所需的脱气。该步骤可以例如具有在几秒和几十秒之间变化的持续时间。
在这些步骤期间，还没有激活使用压力机压头的振动压缩，使得除了上述时间之外，还必须增加振动压缩步骤所需的另外的时间，例如在40和60秒之间。
接着，必须考虑的是，振动压缩的板坯必须从钟形物中抽出并且又必须首先暴露于大气压力，并且该步骤可以持续例如3和10秒之间。
将单次中间步骤的时间加在一起，可以注意到，完整压实循环的时间超过110秒，并且可以达到且甚至超过160秒。
因此，本发明的目的是至少部分地解决现有技术的缺点。
本发明的第一任务是提供一种用于振动压缩混合物的设备，其使得可以实现循环时间的显著减少，并且因此可以实现设备的生产率的增加。
本发明的第二任务是提供一种用于混合物的振动压缩的设备，其能够实现与钟形物内部的真空条件的连续恢复相关联的能量消耗的显著降低。
本发明的另一任务是提供一种用于压实混合物的方法，其使得可以实现循环时间的显著减少和与能量消耗相关的成本的显著降低。
该目的和任务通过根据权利要求1的设备和根据权利要求11的方法来实现。
因此，已经产生的想法是提供一种用于对布置在载体上的混合物进行真空振动压缩的设备，该设备包括压力机，压力机设置有适合于使压力机压头振动的振动装置。该压力机设置有真空钟形物，该真空钟形物具有入口开口和出口开口，带有待压实混合物的载体穿过该入口开口被引入，带有已压实的混合物的载体穿过该出口开口被输送出。
该设备包括与钟形物内部流体连通的至少一个真空泵，用于在钟形物内产生给定的真空值。
进入室设置在钟形物的进入侧，以及离开室设置在钟形物的离开侧。
进入室设置有第一开口和第二门，该第一开口用于带有混合物的载体的进入，可以用第一门可控地关闭和打开，该第一门适合于防止进入室的外部和内部之间的流体连通，该第二门设置在钟形物的进入侧，并且适合于防止进入室和钟形物内部之间的流体连通。
离开室设置有第三门以及第二开口，第三门在钟形物的离开侧，适合于防止钟形物内部和离开室之间的流体连通，该第二开口用于排出带有压实的板坯的载体，第二开口可以使用第四门可控地关闭和打开，第四门适合于防止离开室的外部和内部之间的流体连通。
进入室和离开室连接到真空产生工具。
还已经设计了用于使载体传送穿过室的装置。
此外，还已经开发了一种使用上述设备对布置在载体上的混合物进行真空振动压缩的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将带有混合物的载体插入进入室内并关闭第一门；
b)在第一门和第二门关闭的情况下在进入室内产生给定的真空值；
c)打开第二门并将所述载体插入已经存在预定的真空值的钟形物内；
d)关闭第二开口并在第二门和第三门关闭的情况下对混合物进行真空振动压缩；
e)一旦振动压缩已经完成，打开第三门，并且将带有压实的板坯的载体传送到已经存在预定真空值的离开室中；
f)关闭第三门，恢复离开室内的大气压力；和
g)打开第四门并排出带有板坯的载体。
本发明的其它特征特点是从属权利要求的主题。
参照附图，参照通过非限制性例证的方式提供的多个应用示例，本发明的特征特点和优点将更清楚地显现，在附图中：
图1以示意性形式示出了在两种不同操作条件下的压力机的横截面视图，其中在左手侧压头升高并且在右手侧压头下降并且板坯被压实；
图2类似于图1，然而，除了压头之外，钟形物也被升起；
图3和图4示出了根据本发明的设备在两个不同操作步骤期间的两个纵向剖视图；以及
图5-8以示意形式示出了根据本发明的设备的一些部件的多个较大比例的视图。
在附图中，附图标记12表示根据本发明的设备，用于真空振动压缩设置在载体上的混合物。
如上所述，图1示出了穿过用于真空振动压缩的压力机14的横截面。
压力机14包括压制表面16和压力机压头18，压力机压头18可以通过移动工具20朝向或远离压制表面16移动。
移动工具20可包括例如四个油压缸，该四个油压缸在其外边缘附近连接到压力机压头18。
移动工具20的类型和操作原理将不进一步描述，因为其本身对本领域技术人员来说是已知的，并且因为它们不构成本发明的特定主题。
压力机压头18设置有振动装置22，振动装置22可以被可控地操作，以促使压头18振动。
振动装置22，因为它们本身是本领域技术人员已知的，因此也不将进一步描述。
压力机14包括真空钟形物24，在下文中也称为钟形物24。根据可能的实施方案，钟形物24可以包括侧壁26和部分地覆盖其内产生真空的区域的上外周凸缘(upperperipheral rim)28。其余的上部覆盖可以通过压头18实现，压头18经由密封元件30与外周凸缘28接触。
从图3中所示的纵向截面可以注意到，在侧壁26的横向部分32、34上设置有入口开口36和出口开口38。
在运行状态期间，钟形物24的侧壁26放置在压制表面16上。有利地，密封件40可以布置在侧表面26和压制表面16之间，以便防止沿着周界在钟形物内部和外部之间的流体连通。
然而，当钟形物24放置在压制表面16上时，钟形物24的内部经由入口开口36和出口开口38是可进入的。
根据本发明的可能的实施方案，钟形物24可以通过压力机压头18相对于压制表面16升高，如图2中可看出的。为此目的，压力机压头18可包括突出的外周凸缘42，外周凸缘42适合于超过压力机压头18的一定升高高度与钟形物24的上外周凸缘28接合。接合发生的高度大于压力机压头18升高的高度，以便插入载体。然后钟形物可以向上移位，使得为操作者创建进出通道，以便进行维护或清洁操作。
根据本发明的可能的实施方案，可以在压力机压头18和钟形物24之间，特别是在突出的外周凸缘42和钟形物24之间设置另外的密封件。有利地，因此可以在钟形物和压力机压头之间形成室，并且该室可以处于压力下(例如具有可调节的气动压力)，以便在振动期间调节压头对混合物的压制力。
进入室44设置在入口开口36的区域中，并且离开室46设置在出口开口附近。
进入室44设置有用于载体与混合物一起进入的第一开口48，第一开口48可以利用第一门50可控地关闭和打开。第一门50适合于防止进入室44的外部和内部之间的流体连通。
进入室44还设置有可以可控地关闭和打开的第二门52。第二门52适合于防止进入室和钟形物24内部之间的流体连通，或者允许带有混合物的载体从进入室到钟形物内部的通过。第二门52设置在入口开口36附近。
离开室46设置有可以可控地关闭和打开的第三门54。第三门54适合于防止钟形物24的内部和离开室46之间的流体连通，或者允许带有压实的板坯的载体从钟形物24内部到离开室46的通过。第三门54布置在出口开口38的区域中。
离开室46还设置有开口56，开口56可以用第四门58可控地关闭和打开。第四门58适合于防止离开室46的内部与外部之间的流体连通，并允许载体与压实的板坯一起离开。
进入室44和离开室46可以设置有相关联的真空泵(未示出)。根据可能的替代实施方案，可以提供单个真空发生设备，以便供应钟形物24和进入室44和离开室46，所述设备设置有本身已知的截止阀。
根据本发明的可能实施方案，门50、52、54、58在打开位置和关闭位置之间竖直地可滑动。可以设想门的其它实施方案，其中它们可以在顶部或以某种其它方式铰接。
图5和图6分别示出了处于打开位置和关闭位置的第四门58的可能构造。门可以包括元件60，元件60在设有用于模具通过的窗口64的盒形元件62内竖直滑动，该窗口64可以通过滑动元件60打开和关闭。第一门50可以具有完全类似于第四门58的结构设计的结构设计。
窗口64的边缘可以设置有指向滑动元件60的周界密封件66，以便防止滑动元件60和盒形元件62之间的流体连通。有利地，密封件66可以是可膨胀型的，如图5和图6所示，图5和图6分别示出了处于打开状态和关闭状态的门。
密封件66可以是单个密封件，并且因此具有对应于窗口的形式的形式，或者可以由分离的元件组成。
门的滑动元件60的运动可以通过对本领域技术人员而言本身已知的致动器68来实现。
因此，门的关闭可以通过将滑动元件朝向盒形元件的底部降低并且随后通过密封件的膨胀来进行。
在图7和8中示出了第三门54的可能实施方案，其中再现了与第一和第四门相同的部分。还可以提供完全类似于密封件66的第二周界密封件70，以用于确保离开室46的边缘和钟形物24之间的密封作用。特别地，密封件在钟形物24的围绕出口开口46的侧表面和离开室46的围绕相应窗口的表面之间起作用。第二门52可以具有完全类似于第三门54的结构设计的结构设计。
替代实施方案也是可能的，其中钟形物的外部结构形成具有相应的进入室和离开室的单个主体，因此不需要在这两个元件之间的密封。
移动工具72、74用于在根据本发明的设备内部移动载体。
根据本发明的可能的实施方案，移动工具73、74包括：
-第一移动工具72，用于将载体13从外部移位到进入室44，且然后移位到钟形物24的内部；和
-第二移动工具74，用于将载体13从钟形物24内部移位到离开室24，且然后移位到外部。
第一移动工具和第二移动工具72、74可各自包括设有适合于在轨道78上行进的轮子76的托架(carriage)。
托架可以在每一侧包括侧向夹持器80，侧向夹持器80适合于夹持设置在载体的每个侧表面上的翼片82。有利地，翼片82在垂直于设备内的载体13的前进运动方向的方向上突出。根据本发明的该实施方案，侧向夹持器80因此适合于在垂直于载体的前进运动方向的方向上夹持突出翼片。
为了进行移位，一旦已经夹持翼片，托架使载体与它们的内容物一起移动，而不使它们升高，使得它们在设备的用作支撑元件的底部上滑动，载体和它们的内容物不具有任何固有的刚性。
现在将仅参考振动压缩步骤详细描述根据本发明的设备的操作原理，因为该方法中的其它步骤可以以本领域技术人员已知的方式进行，并且在任何情况下它们不构成本发明的特定主题。
使用根据本发明的设备12对包含在载体内的混合物进行真空振动压缩的方法包括以下步骤：
a)将带有混合物的载体插入进入室44内并关闭第一门50；
b)在第一门和第二门50、52关闭的情况下在进入室44内产生给定的真空值；
c)打开第二门52并将载体与混合物一起插入已经存在预定的真空值的钟形物24内；
d)关闭第二门52并且在第二门和第三门52、54关闭的情况下执行混合物的真空振动压缩；
e)一旦振动压缩已经完成，打开第三门54并将带有压实的板坯的载体传送到已经存在预定真空值的离开室46中；
f)关闭第三门54，恢复离开室46内的大气压力；和
g)打开第四门58并排出带有板坯的载体。
优选地，为了执行用于生产板坯的连续循环，可能的是，在第二门和第三门52、54闭合的情况下执行振动压缩的步骤期间，打开第一门50，以用于定位带有将在进入室44内部被压实的混合物的载体。
同时，可以设想打开第四门58，以便在离开室46内卸载包含压实混合物的载体。
此外，如上所述，在根据本发明的设备中，连续地保持钟形物24内部的真空状态是可能的。
以这种方式，因此可以避免为了将钟形物循环地暴露于真空条件和大气压力所浪费的时间。值得注意的是，由于振动压缩钟形物的上游和下游的进入室和离开室的小体积，还可能减少所使用的能量的量。
还值得注意的是，另一个优点是进入室44已经处于真空条件下，使得已经脱气的混合物被插入钟形物24内部。然后可以立即降低压力机压头，并执行混合物的振动压缩。
本领域技术人员为了满足特定需求可对上面描述的实施方案做出修改和/或用等同部件替代所描述的部件，而不会因此偏离所附权利要求的范围。

Claims (14)

1.一种用于通过对布置在载体上的混合物进行真空振动压缩来生产板坯的设备，所述设备包括压力机(12)和压制表面(16)，所述压力机(12)设置有具有振动装置(22)的压力机压头(18)，带有所述混合物的所述载体能够定位在所述压制表面(16)上；
所述压力机(12)包括设置有入口开口(36)和出口开口(38)的真空钟形物(24)，
所述设备包括用于在所述真空钟形物(24)内产生真空的第一工具，
其特征在于，所述设备包括：
进入室(44)，其在所述钟形物(24)的所述入口开口(36)的区域中，所述进入室(44)具有第一开口(48)和第二门(52)，所述第一开口(48)能够用第一门(50)可控地关闭和打开，所述第一门(50)适合于防止在所述进入室(44)的外部和内部之间的流体连通，所述第二门(52)在所述钟形物(24)的所述入口开口(36)的区域中，能够可控地打开和关闭，并且适合于防止进入室(36)和所述钟形物(24)的内部之间的流体连通或者允许带有所述混合物的所述载体从所述进入室(36)到所述钟形物(24)的内部的通过；和
离开室(46)，其在所述出口开口(38)的区域中，所述离开室(46)具有第三门(54)和第二开口(56)，所述第三门(54)设置在所述出口开口(38)的区域中，能够可控地关闭和打开，并且适合于防止所述钟形物(24)的内部和所述离开室(46)的内部之间的流体连通，或者允许所述载体从所述钟形物(24)的内部到所述离开室(46)的通过，所述第二开口(56)能够用第四门(58)可控地关闭和打开，所述第四门(58)适合于防止所述离开室的内部与外部之间的流体连通；
所述进入室(44)和所述离开室(46)连接到第二真空产生工具。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述门(50、52、54、58)各自包括在设有窗口(64)的盒形元件(62)内竖直滑动的元件(60)，所述窗口(64)用于所述载体的通过，能够通过所述滑动元件(60)打开和关闭。
3.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，所述窗口(64)的边缘设置有适合于防止流体连通的可膨胀类型的密封件(66)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第二门(52)和所述第三门(54)包括第二周界密封件(70)，所述第二周界密封件(70)适合于防止所述进入室(44)或离开室(46)的边缘和所述钟形物(24)之间的流体连通。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二门(52)和所述第三门(54)由所述真空钟形物(24)的侧表面(26)形成。
6.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，所述钟形物(24)在第一降低位置和第二升高位置之间是可移动的，在所述第一降低位置，允许形成真空，在所述第二升高位置，允许执行手动清洁和维护操作。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于所述设备内的所述载体的移动工具(72、74)，所述移动工具设有侧向夹持器(80)，所述侧向夹持器(80)适合于夹持设置在所述载体上的侧部翼片(82)并且沿着所述设备的用作支撑元件的表面移动所述载体。
8.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，所述移动工具(72、74)包括：
第一移动工具(72)，其用于使所述载体(13)从外部移位到所述进入室(44)，且然后移位到所述钟形物(24)的内部；和
第二移动工具(74)，其用于使所述载体(13)从所述钟形物(24)的内部移位到所述离开室(46)并且然后移位到外部。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述第一移动工具和第二移动工具(72、74)各自包括托架，所述托架设有适合于在轨道(78)上行进的轮子(76)。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一真空产生工具和所述第二真空产生工具包括至少一个真空泵和用于选择性地中断空气流的截止阀。
11.一种通过使用根据前述权利要求中任一项所述的设备对设置在载体上的板坯进行真空振动压缩来生产板坯的方法，包括以下步骤：
a)将带有所述混合物的所述载体插入所述进入室(44)内并关闭所述第一门(50)；
b)在所述第一门(50)和第二门(52)关闭的情况下在所述进入室(44)内产生给定的真空值；
c)打开所述第二门(52)并将所述载体与混合物一起插入已经存在预定的真空值的所述钟形物(24)内；
d)关闭所述第二门(52)，并且在所述第二门和第三门(52、54)关闭的情况下执行所述混合物的真空振动压缩；
e)一旦振动压缩已经完成，打开所述第三门(54)并将带有所压实的板坯的所述载体传送到已经存在预定真空值的所述离开室(46)中；
f)关闭所述第三门(54)，恢复所述离开室(46)内部的大气压力；和
g)打开所述第四门(58)并排出所述载体。
12.根据前一权利要求所述的方法，其中，在打开所述第二门(52)以便将载体从所述进入室(44)传递到钟形物(24)的同时，所述第三门(54)打开以便将载体从所述钟形物(24)传送到所述离开室(46)。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的方法，其特征在于，在真空振动压缩期间，打开所述第一门(50)以使载体进入所述进入室(44)，并打开所述第四门(58)以使载体从所述离开室(46)离开。
14.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，在振动压缩期间发生存在于所述进入室中的混合物的脱气。
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