CN215202548U - 米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于高放废物地质处置缓冲回填材料大型砌块制备领域，具体涉及一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具。本实用新型中，2个凹模座一与2个凹模座二交叉连接，构成方形结构，凹模内衬安装在凹模座一和凹模座二的内壁，凹模座一、凹模座二、凹模内衬构成一个整体凹模；凸模座的底部安装有凸模衬板，凸模座与凸模衬板构成一个整体凸模，凸模和凹模配合；定位挡安装在底板的凹槽内；压板放置于定位挡的上面紧固；凹模放置在底板上，通过定位挡限位。本实用新型为开展地下实验室缓冲回填材料现场原位试验提供原料基础和技术支撑。
Description
技术领域
本实用新型属于高放废物地质处置缓冲回填材料大型砌块制备领域，具体涉及一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具。
背景技术
我国的高放废物采用的是深地质处置方式，利用人工屏障(废物罐、缓冲材料、回填材料等)及天然屏障(地下岩体)组成的多重屏障系统阻滞核素迁移。缓冲材料是填充在处置坑内，处于废物罐和围岩之间的屏障材料，而处置巷道和主巷道均将由回填材料填满。国内外研究表明，以蒙脱石为主要成分的膨润土被认为是高放废物地质处置最适宜的缓冲回填材料基材。
回填材料主要由蒙脱石含量低的膨润土或膨润土-花岗岩碎屑等材料组成，通常以砌块堆砌的形式填满整个处置巷道。为了掌握回填材料的工程特性，世界各国开展的地下实验室现场原位试验的研究工作，部分采用的是回填材料预制砌块。回填材料砌块主要采用静力压实的制备方式生产，目前国内压制的膨润土块体都是基于室内规模且手工可操作的中小型样品，其重量最大也不过几公斤而已，尺寸最大也不过十几厘米。考虑到此类压制方案不管是从体量上，还是效率上均不再适用于今后开展1:1的大型室内和地下实验室现场原位试验需求，急需掌握一种米级尺度的缓冲回填材料大型砌块制备技术和工艺流程。因此建立一种适合机械化、工业化批量生产的缓冲回填材料大型砌块制备方法具有重要的现实意义和实用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，可压制边长为0.4～0.7m，高度为0.2～0.5m，干密度为1.4～1.9g/cm3的工程尺度的回填材料大型砌块样品，为开展地下实验室缓冲回填材料现场原位试验提供原料基础和技术支撑。
本实用新型采用的技术方案：
一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，包括底板、凹模座一、凸模座、凹模内衬、定位挡、凹模座二，凹模座一正视为长方形，俯视为梯形台结构，凹模座二正视也为长方形，俯视与凹模座一配合；2个凹模座一与2个凹模座二交叉连接，构成方形结构，凹模内衬安装在凹模座一和凹模座二的内壁，凹模座一、凹模座二、凹模内衬构成一个整体凹模；凸模座的底部安装有凸模衬板，凸模座与凸模衬板构成一个整体凸模，凸模和凹模配合；底板的顶面加工有与定位挡匹配的凹槽，定位挡安装在凹槽内；凹槽内加工有螺栓孔，压板放置于定位挡的上面，通过螺栓将其紧固；凹模放置在底板上，通过定位挡限位。
凹模组合形成的方形较压制的方形砌块单边长度小1～2mm。
所述凸模座尺寸较凸模衬板小2～4mm。
所述凸模和凹模合模后，凸模衬板和凹模内衬之间的单边间隙为0.1mm。
所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬的设计高度为拟压制砌块高度的2倍，再加上1～2cm的导向高度；所述凸模座和凸模衬板的整体设计高度要大于凹模高度5～10cm；所述底板尺寸要匹配凹模座一、凹模座二和定位挡，并预留出相应操作空间。
所述凹模座一、凹模座二、凸模座、定位挡和压板的材质为45#钢，所述凹模内衬、凸模衬板和底板采用4Cr13材料。
所述凹模内衬、凸模衬板和底板与压制的方形砌块膨润土接触，淬火硬度为HRC55-60，淬硬层不低于5mm。
所述底板和凸模平面度不大于0.2mm，凹模与底板之间的配合面与凹模内侧壁的垂直度不大于0.2mm。
所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬均设计成凸型结构，便于合模对齐；为便于吊装；凹模座内侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构，凹模内衬外侧采用倾斜角为 8.7°的斜面结构与凹模座斜面结构配合，以方便吊装和拆卸；所述凸模衬板中间略微凸起，凸模座底部设有与之匹配的凹陷，使之方便对齐平整。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，采用分体式结构组合方式，结构简单实用，可以不定期更换(如衬板、螺栓、压板等) 易损易耗配件，延长模具的使用寿命。
(2)本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，设置了定位挡装置，组装和拆卸精准便捷，适用于机械化操作和工业化批量生产，生产效率大大提高。
(3)本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，各部件具有强度大、硬度高的特点，适用于制备工程尺度的高压实膨润土砌块。
(4)本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，设置了压板装置，可防止模具在高压作用下向上移动，有效保障砌块压制成型效果。
(5)本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其主要部件采用了加强筋结构，并在凸模座中间采用减重孔方式，可有效保证使用强度的同时降低造价，起重操作也更加安全。
(6)本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法，包括模具组装、原料准备、压制准备、机械压制、模具拆卸和样品测量及包装的全流程，内容全面、流程完整，适用于机械化操作和工业化批量生产制备大型高压实膨润土砌块。
(7)本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法，其制备出的砌块样品完整、均匀，无破损现象，其平面度和外形轮廓尺寸参数符合地下实验室现场原位试验的需求。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法中组装的压制模具俯视图；
图2为本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法的压制截面示意图；
图3为本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具的凹模座平视图；
图4为本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具的凹模座俯视图；
图中：1-底板、2-凹模座一、3-螺栓、4-凸模座、5-凹模内衬、6-定位挡、7- 凹模座二、8-底板吊耳、9-压板、10-凸模座吊耳、11-螺栓、12-凸模衬板、13-螺栓、14-吊环孔、15-螺栓孔、16-压力机上横梁、17-压力机载物台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具作进一步详细说明。
如图1和2所示，本实用新型提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，该模具主要包括底板1、凹模座一2、凸模座4、凹模内衬5、定位挡6、凹模座二7，该模具组装后可用于制备边长为0.5m的方形且高度可调整的回填材料大型方形砌块。
如图3和4所示，凹模座一2正视为长方形，俯视为梯形台结构，凹模座二7 正视也为长方形，俯视与凹模座一2配合。
2个凹模座一2与2个凹模座二7交叉连接，构成方形结构，凹模内衬5安装在凹模座一2和凹模座二7的内壁，凹模座一2、凹模座二7、凹模内衬5构成一个整体凹模；整体凹模组合形成的方形较压制的方形砌块单边长度小1～2mm。
为方便合模和拆卸，所述凸模座4尺寸较凸模衬板12小2～4mm，以防止出现卡模现象。凸模座4的底部通过螺栓13安装有凸模衬板12，凸模座4与凸模衬板 12构成一个整体凸模，凸模和凹模合模后，凸模衬板12与凹模内衬5之间的单边间隙为0.1mm。凸模座4侧边设有凸模座吊耳10；底板1的顶面加工有4个与定位挡6匹配的凹槽，定位挡6安装在凹槽内；凹槽内加工有螺栓孔，压板9放置于定位挡6的上面，通过螺栓3将其紧固；凹模放置在底板1上，通过定位挡6 限位；
所述凹模座一2、凹模座二7、凹模内衬5的设计高度为拟压制砌块高度的2 倍，再加上1～2cm的导向高度；所述凸模座4和凸模衬板12的整体设计高度要大于凹模高度5～10cm；所述底板1尺寸要匹配凹模座一2、凹模座二7和定位挡6，并预留出相应操作空间。
所述凹模座一2、凹模座二7、凸模座4、定位挡6和压板9的材质为45#钢，所述凹模内衬5、凸模衬板12和底板1采用4Cr13材料，所述螺栓采用高强度螺栓。
所有与膨润土接触的凹模内衬5、凸模衬板12和底板1淬火硬度为HRC55-60，淬硬层不低于5mm。
所述底板1和凸模平面度不大于0.2mm，凹模与底板1之间的配合面与凹模内侧壁的垂直度不大于0.2mm。
所述凹模座一2、凹模座二7、凸模座4的外侧均采用加强筋结构，提高模具的整体强度和使用寿命。
所述凹模座一2、凹模座二7、凹模内衬5均设计成凸型结构，便于合模对齐；为便于吊装，凹模座上留有吊环孔14、螺栓孔15，凹模内衬5顶部均设置吊环孔；如图2所示，凹模座内侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构，凹模内衬5外侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构与凹模座斜面结构配合，以方便吊装和拆卸。
所述凸模座4采用整体式结构，凸模座4中间设置圆形减重孔，在两边设置2 个凸模座吊耳10方便吊装；所述凸模衬板12设计成中间略微凸起型，凸模座4 底部设计成与之匹配的凹陷型，使之方便对齐平整，凸模衬板12加工有5个与螺栓13匹配的螺栓孔；所述凸模衬板12位于凸模座4底部，为防止砌块有压痕，采用5个螺栓13从上面反把。
所述底板1的顶面加工有4个与定位挡6匹配的凹槽，加工有与螺栓3匹配的螺栓孔，两个侧面各设置了2个与底板吊耳8匹配的吊耳孔。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：包括底板、凹模座一、凸模座、凹模内衬、定位挡、凹模座二，凹模座一正视为长方形，俯视为梯形台结构，凹模座二正视也为长方形，俯视与凹模座一配合；2个凹模座一与2个凹模座二交叉连接，构成方形结构，凹模内衬安装在凹模座一和凹模座二的内壁，凹模座一、凹模座二、凹模内衬构成一个整体凹模；凸模座的底部安装有凸模衬板，凸模座与凸模衬板构成一个整体凸模，凸模和凹模配合；底板的顶面加工有与定位挡匹配的凹槽，定位挡安装在凹槽内；凹槽内加工有螺栓孔，压板放置于定位挡的上面，通过螺栓将其紧固；凹模放置在底板上，通过定位挡限位。
2.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：凹模组合形成的方形较压制的方形砌块单边长度小1～2mm。
3.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凸模座尺寸较凸模衬板小2～4mm。
4.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凸模和凹模合模后，凸模衬板与凹模内衬之间的单边间隙为0.1mm。
5.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬的设计高度为拟压制砌块高度的2倍，再加上1～2cm的导向高度；所述凸模座和凸模衬板的整体设计高度要大于凹模高度5～10cm；所述底板尺寸要匹配凹模座一、凹模座二和定位挡，并预留出相应操作空间。
6.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凹模座一、凹模座二、凸模座、定位挡和压板的材质为45#钢，所述凹模内衬、凸模衬板和底板采用4Cr13材料。
7.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凹模内衬、凸模衬板和底板与压制的方形砌块膨润土接触，淬火硬度为HRC55-60，淬硬层不低于5mm。
8.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述底板和凸模平面度不大于0.2mm，凹模与底板之间的配合面与凹模内侧壁的垂直度不大于0.2mm。
9.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬均设计成凸型结构，便于合模对齐；为便于吊装，凹模座内侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构，凹模内衬外侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构与凹模座斜面结构配合，以方便吊装和拆卸；所述凸模衬板中间略微凸起，凸模座底部设有与之匹配的凹陷，使之方便对齐平整。
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