SE1050117A1 - Förfarande och anordning för framställning av ett dräneringselement och därigenom framställt dräneringselement - Google Patents

Abstract

Ett poröst hårdbart dräneringselement (14) framställs från en formmassa (10) av ex-panderat plastgranuiat och ett bindemedel genom att formmassan upptas i en gjut-skänk (30) med en utgjutsutöppning (32) tillsluten av en formbotten (44), formmassantrycksätts i gjutskänken, elementet (14) gjuts från formmassan i en form bildad ge-nom sänkning av formbottnen (44) ned i ett öppningstvärsnitt (42) överensstämman-de medett tvärsnitt hos utgjutsöppningen (32) och elementet avskiljs från formmas- san genom inbördes sidoförskjutning av formen och gjutskanken (30). (Fie. 6)

Description

15 20 25 30 REDOGÖRELSE FÖR UPPF|NNlNGEN Ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande och en anordning som förmår fördela granulaten mer likformigt i elementen.

Ett annat ändamål är att tillhandahålla ett förfarande och en anordning som på enkelt sätt kan framställa element med olika tjocklek.

Enligt en betraktelse av uppfinningen upptas och trycksätts formmassan i en gjut- skänk med en utgjutsutöppning tillsluten av en formbotten, och formmassan gjuts genom sänkning av formbottnen ned i en form med ett öppningstvärsnitt överens- stämmande med utgjutsöppningen, varefter elementet avskiljs från formmassan ge- nom inbördes sidoförskjutning av formen och gjutskänken.

Genom att på detta sätt hela formmassan förflyttas genom sänkning av massans bot- tenände in i formen, behöver formmassan inte omfördelas in iformen under gjutning- en, som är fallet när en förbipasserande form enligt den kända tekniken fylls succes- sivt av inströmmande formmassa. Hos den kända tekniken minskar formmassans tryck när den strömmar in i den tomma formen, så att de mycket lätta expanderade kulorna, som häftar vid varandra genom det klibbiga bindemedlet, inte får möjlighet att tillräckligt tätpackas i formen på grund av det låga trycket i formen. Enligt uppfin- ningen verkar däremot oförändrat hela trycket på formmassans utgjutsände under hela gjutprocessen. Formmassan har med andra ord alltså redan hunnit ”sätta sig" i ett tätpackat tillstånd i gjutskänken, innan den sänks ned iformen.

Tack vare den jämna fördelningen uppnås en optimal packning eller fyllnadsgrad, där i stort sett alla granulatkulor har kontakt med och vidhäftar till varandra. Därigenom kan även användas annars mer svårpackade granulat med mindre volymvikt än tidi- gare för att uppnå den önskade eller nödvändiga tryckhållfastheten hos det färdiga dräneringselementet. Med andra ord kan då användas granulat med större expan- sionsgrad iformmassan för att spara på plastråvara utan att riskera hållfastheten. 10 15 20 25 30 3 Genom att formbottnen sänks under gjutningen kan dessutom de resulterande drä- neringselementens tjocklek enkelt regleras genom variation av formbottnens sänk- ningsgrad längs formens sidoväggar.

Fastän det inom ramen för uppfinningen är tänkbart att avstryka formen från utgjuts- öppningen genom förskjutning av formen tvärs utgjutsöppningen, innefattar avstryk- ningen, i en utföringsform av uppfinningen, en sidoförskjutning av gjutskänken till en ny upphöjd formbotten för gjutning av ett nytt element. Därigenom kan en anläggning enligt uppfinningen ha ett flertal vid sidan av varandra belägna fasta gjutstationer, mellan vilka gjutskänken kan förflyttas i sidled efter varje gjutoperation. Detta innebär en avsevärd konstruktiv förenkling jämfört med när formarna rör sig i en omloppsba- na förbi gjutskänken.

Elementet kan komprimeras i samband med härdningen av bindemedlet i formen genom ansättning av ett mothåll mot elementet vid en ovansida av formen och höj- ning av formbottnen. På detta sätt kan av samma formmassa även tillverkas skivor av olika komprimeringsgrader och därmed olika önskade tryckhållfastheter genom variation av höjningen av formbottnen. Genom att utnyttja denna variation av kom- primeringsgraden kan insparas avsevärda lagrings- och produktionskostnader, tack vare att man för formmassan behöver granulat med endast ett fåtal olika expan- sionsgrader. När man enligt känd teknik önskar ändra tryckhållfastheten, behöver man alltså välja granulat med en ny expansionsgrad för varje önskad hållfasthet.

Vid komprimeringen kan det även vara möjligt att sänka mothållet i varierande ut- sträckning för att uppnå en mer dubbelsidigt verkande komprimering.

Komprimeringen kan vidare genomföras genom upprepad höjning och sänkning av formbottnen. Därigenom kan eventuella kvarvarande hålrum iformmassan avlägsnas genom att eventuellt uppbyggda spänningar som fastkilar kulorna i felaktiga lägen kan temporärt frigöras, så att kulorna kan tillåtas att inta sina tätpackade lägen. En sådan upprepad höjning och sänkning av formbottnen kan ske ett nödvändigt antal gånger, under successiv höjning av formbottnen. Det är även möjligt att låta höjning- en och sänkningen av formbottnen, åtminstone under en del, t.ex. en inledande del 10 15 20 25 30 4 av komprimeringsfasen, ske med en hög vibrerande frekvens. Detta kan enkelt upp- nås med lämplig styrning av t.ex. hydrauliska ställdon.

Härdningen kan genomföras med ett flöde av en upphettad fluid, såsom varm luft, genom elementet. Fluiden kan strömma i ett slutet system och passera elementet genom perforeringar i formbottnen och mothållet. Tack vare det slutna systemet sker då inget energiläckage till omgivningen.

Utstötningen av elementet från formen kan ske genom höjning av formbottnen till en ovanyta i ett plan som sammanfaller med planet för utgjutsöppningen. Genom att utstötningskraften därigenom verkar på elementets hela bottenyta, minimeras risken för att elementet brister vid utstötningen.

En anordning enligt uppfinningen för framställning av ett poröst härdbart dränerings- element från en formmassa av expanderat plastgranulat och ett bindemedel, innefat- tar en gjutskänk med en utgjutsöppning och förskjutbar längs ett plan för utgjutsöpp- ningen, och en form innefattande ett öppningstvärsnitt överensstämmande med ett tvärsnitt hos utgjutsöppningen och en höj- och sänkbar formbotten för sänkning av formmassan från utgjutsöppningen och ned i öppningstvärsnittet.

Anordningen kan ha organ för trycksättning av formmassan i gjutskänken, såsom propellrar.

Anordningen kan vidare ha ett mothåll för ansättning mot elementet vid en ovansida av formen vid komprimering av elementet i formen genom höjning av formbottnen.

Mothållet och formbottnen kan vidare vara genombrutna av perforeringar för att tillåta ett flöde av en upphettad fluid genom elementet. Därigenom kan elementet härdas i samband med komprimeringen.

Anordningen kan vidare ha ett flertal sida vid sida lokaliserade stationära formar och organ för förskjutning av gjutskänken mellan formarna. Hos ett sådant omvänt arran- gemang jämfört med den kända tekniken är alltså formarna med sina höj- och sänk- bara formbottnar stationära och behöver inte transporteras runt i anläggningen. 10 15 20 25 30 Andra särdrag och fördelar med uppfinningen kan framgå av patentkraven och föl- jande beskrivning av utföringsexempel.

KORTFATTAD RITNINGSBESKRIVNING FIG. 1 är en schematisk principvy illustrerande en anordning och ett förfarande i olika steg enligt uppfinningen; FIG. 2 är en planvy av en anordning enligt uppfinningen; FIG. 3 är en perspektivvy med bortbrutna delar av en anordning enligt FlG.2; FIG. 4-8 är perspektivvyer med bortbrutna delar visande olika steg i en tillverknings- process hos anordningen enligt FIG. 2 och 3; FIG. 9A och 9B är exempel på tvärsnittsområden med önskad tätpackning av expan- derade granulat hos en dräneringselement enligt uppfinningen; och FIG. 10 är en tvärsnittsvy av en del av en känd dräneringsskiva med områdesvis otill- räckligt packade expanderade granulat.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I den schematiska framställningen i FIG. 1 visas principiellt olika steg för formning av ett dräneringselement 14 från en formmassa 10 bestående av expanderat plastgra- nulat och ett bindemedel. I ett första steg A är en formmassa 10 upptagen i en gjut- skänk 30 och är trycksatt t.ex. genom en eller flera propellrar (endast en visas i FIG. 1) som kan ha olika höjdlägen i gjutskänken 30. Gjutskänken 30 har vid sin undre ände en utgjutsöppning 32 med ett tvärsnitt som motsvarar ett öppningstvärsnitt eller en övre formöppning 42 hos en underliggande formningsstation 40. I formningssta- 10 15 20 25 30 6 tionen 40 finns en höj- och sänkbar formbotten 44 som manövreras av ett eller flera ställdon 46 (endast ett visas) i form av t.ex. hydraulcylindrar.

I det första steget A är sålunda utgjutsöppningen 32 tillsluten av formbottnen 44 som ligger i plan med en understödsyta 45 för gjutskänken 30.

I det efterföljande steget B sänks formbottnen 44 med hjälp av ställdonet 46 ned i formöppningen 42 ett stycke som väsentligen motsvarar tjockleken, före nedan be- skrivna komprimering, av det resulterande dräneringselementet. Ett ändparti 12 av formmassan 10 följer med ned iformöppningen, utan att omfördelas.

Under nästa steg C förskjuts gjutskänken 30 i sidled på understödsytan 45 för av- skiljning eller avskjuvning av ändpartiet 12.

I efterföljande steg D har avskiljts ett dräneringselement 14. Gjutskänken 30 har då förflyttats till en ny formningsstation 40 för gjutning och avskiljning av ytterligare ett element på ett sätt motsvarande det som ovan beskrivits Därefter komprimeras och härdas dräneringselementet 14 på ett sätt som kommer senare att närmare beskrivas.

I FIG. 2-8 visas en anläggning 20 med ett flertal sida vid sida placerade formnings- stationer 40 som har var sin formöppning 42 med en höj- och sänkbar formbotten 44.

Gjutskänken 30 är gemensam för samtliga stationer 40 och förskjutbar till dessa med hjälp av ställorgan i form av en som exempel visad kedjetransmission 60.

Som mer detaljerat visas I FIG. 3, innefattar kedjetransmissionen 60 ett par med gjut- skänken 30 förbundna kedjor 62, vilka vid anläggningens 20 motsatta ändar löper över kedjedrev 64 förbundna med axlar 66 som drivs av en elmotor 68. Gjutskänken 30 kan vara styrd på lämpligt ej visat sätt längs stationernas 40 motsatta utsidor.

Som vidare framgår av FIG. 2, kan gjutskänken 30 ha en öppen ovansida genom vilken formmassan påfylls genom ett inloppsrör 70, Formmassan kan omblandas och trycksättas genom ovannämnda propellrar 34 i gjutskänken 30. Som särskilt framgår 10 15 20 25 30 7 av FIG. 4-8, kan med andra ord varje formningsstation 40 anses ha formen av ett slutet utrymme som avgränsar en nedre del av en formkanal, vars övre del avgrän- sas av gjutskänken 30. Den höj- och sänkbara formbottnen 44 är i varje station 40 bildad av en förskjutbar slid, kolv eller platta 44, som kan påverkas av ovannämnda ett eller flera ställdon (endast ett visas i varje station) i form av hydraulcylindrar 46.

Som närmare antyds i FlG. 8, kan utöver ovan beskrivna steg A-D, de i anläggningen 20 formade elementen 14 även komprimeras och härdas i varje station 40. För detta ändamål har varje station 40 ett lock 50 som i det visade exemplet avgränsar ett inre hålrum och kan fällas ned omkring en axel 58 mot ett nyss format element 14. Locket 50 kan då bilda ett mothåll för komprimering av elementet 14 med hjälp av Vställdonet 46. Som tidigare omnämnts, kan det även vara möjligt att Komprimeringen kan ske genom upprepad höjning och sänkning av formbottnen, så eventuella kvarvarande dislokationer i den tätpackade strukturen av expanderade kulor kan undanröjas i stor utsträckning. Som tidigare omnämnts kan en sådan upp- repad höjning och sänkning av formbottnen ske med minskande slaglängd under successiv höjning av formbottnen. Det även möjligt att låta höjningen och sänkningen av formbottnen, åtminstone under en del, t.ex. en inledande del av komprimeringsfa- sen, ske med en hög vibrerande frekvens i syfte att vibrera granulaten så att de intar sina tätpackade lägen. Detta kan uppnås med lämpliga kända styrorgan för hydraul- cylindrarna 46. l FIG. 9A och 9B visas exempel på eftersträvad tätpackning av expanderande granu- lat 100 i ett tvärsnittsområde av en dräneringsskiva 14. Även andra konfigurationer av eftersträvad tätpackning kan förekomma. Ett härdat bindemedel 102, såsom ett vattenlösligt värmehärdande bindemedel, omsluter granulaten 100, så att de blir vat- tentäta efter härdningen. Det härdade bindemedlet 102 vidhäftar dessutom granula- ten 100 vid deras kontaktpunkter. Det resulterande dräneringselementet 14 får där- igenom en sammanhängande, dränerande, värmeisolerande och kapillärbrytande hälrumsstruktur i utrymmena mellan granulaten 100. Som jämförelse visas i FlG. 10 ett tvärsnittsområde av ett genomsågat dräneringselement 14 enligt känd teknik.

Som framgår av de mörkare partierna inuti tvärsnittsområdet, har elementet 14 en oönskad stor hälrumsstruktur till följd av ofullständig packning av granulaten 100 un- 10 15 20 25 8 der gjutningen och komprimeringen av elementet 14. En sådan stor hålrumsstruktur kan ge dräneringselementet 14 en alltför låg hållfasthet, särskilt tryckhållfasthet.

Som tidigare omnämnts, kan det på ej visat sätt vara möjligt att anordna även locket 50 höj- och sänkbart för att eventuellt ytterligare förbättra komprimeringen.

I FIG. 8 visas att under komprimeringen bringas en upphettad fluid, såsom varmluft, att strömma genom elementet 14 via perforeringar 52 i formbottnen 44 och i en lock- botten 54 av locket 50, för att härda bindemedlet i formmassan. Formbottnen 44 och lockbottnen 54 kan för detta ändamål även vara bildade av en ej visad gallerkon- struktion. Den upphettade fluiden kan från ett ej visat slutet och lämpligen värmeiso- lerat ledningssystem inträda i varje station 40 genom inloppsöppningar 48 och utträ- da från varje lock 50 genom utloppsöppningar 56. På ej visat sätt kan stationerna 40 även vara integrerade såsom en sammanhängande långsträckt enhet, genom vilken den upphettade fluiden kan strömma obehindrad till varje station och utträda genom respektive lock 50.

När bindemedlet har härdat kan locket 50 åter fällas upp till ett vertikalt läge som an- tyds i FIG. 2. Axeln 58 kan vara lokaliserad på avstånd ett stycke ovanför stationerna 40, så att ett rakorgan 82 hos en påskjutare 80 kan passera under locket 50 och skjuta bort de färdiga dräneringselementen 14 från anläggningen 20 till en transpor- tör 90, såsom en bandtransportör, för vidare hantering, såsom stapling och emballe- ring av elementen 14.

Ovan detaljerade beskrivning är i första hand avsedd att underlätta förståelsen och några onödiga begränsningar av uppfinningen ska inte uttolkas därifrån. De modifika- tioner som blir uppenbara för en fackman vid genomgång av beskrivningen kan genomföras utan avvikelse från uppfinningstanken eller omfånget av efterföljande patentkrav.

Claims (12)

PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av ett poröst härdbart dräneringselement (14) från en formmassa (10) av expanderat plastgranulat (16) och ett bindemedel (18): kännetecknat av upptagning av formmassan i en gjutskänk (30) med en utgjutsutöppning (32) tillsluten av en formbotten (44); trycksättning av formmassan i gjutskänken; gjutning av elementet (14) från formmassan i en form bildad genom sänkning av formbottnen (44) ned i ett öppningstvärsnitt (42) överensstämmande med ett tvärsnitt hos utgjutsöppningen (32); och avskiljning av elementet från formmassan genom inbördes sidoförskjut- ning av formen och gjutskänken (30).

2. Förfarande enligt krav 1, varvid avskiljningen innefattar sidoförskjutning av gjutskänken (30) till en ny formbotten (44) för gjutning av ett nytt element (14).

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, innefattande ansättning av ett mothåll (50) mot elementet (14) vid en ovansida av formen och komprimering av elementet i formen genom höjning av formbottnen (44).

4. Förfarande enligt krav 3, varvid komprimeringen genomförs genom upp- repad höjning och sänkning av formbottnen (44).

5. Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande härd- ning av elementet genom ett flöde av en upphettad fluid genom elementet (14).

6. Förfarande enligt krav 5, innefattande utstötning av elementet (14) från formen genom höjning av formbottnen (44) till en ovanyta (45) i ett plan sammanfal- lande med planet för utgjutsöppningen (32).

7. Anordning för framställning av ett poröst härdbart dräneringselement (14) från en formmmassa (10) av expanderat plastgranulat och ett bindemedel, 10 kännetecknad av en gjutskänk (30) med en utgjutsöppning (32) och förskjutbar längs ett plan för utgjutsöppningen; och en form innefattande ett öppningstvärsnitt (42) överensstämmande med ett tvärsnitt hos utgjutsöppningen (32) och en höj- och sänkbar formbotten (44) för tillslutning av utgjutsöppningen (32) och sänkning av formmassan (10) från utgjuts- öppningen (32) och ned i öppningstvärsnittet (42).

8. Anordning enligt krav 7, innefattande organ (34) för trycksättning av formmassan (10) i gjutskänken (30).

9. Anordning enligt något av krav 7 och 8, innefattande ett mothåll (50) för ansättning mot elementet (14) vid en ovansida av formen vid komprimering av ele- mentet i formen genom höjning av formbottnen (44).

10. Anordning enligt krav 9, varvid mothållet (50) och formbottnen (44) är genombrutna av perforeringar (52) för att tillåta ett flöde av en upphettad fluid genom elementet (14).

11. Anordning enligt något av krav 7 - 10, innefattande ett flertal sida vid sida lokaliserade stationära formar och organ (60) för förskjutning av gjutskänken (30) mellan formarna.

12. Dräneringselement (14) framställt genom ett förfarande eller en anord- ning enligt något av föregående krav.