CN102756425B - 管道墙板成型机及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道墙板成型机，包括机架、机头、进料机构、搅拌机构、推进机构和托架装置，机头位于机架的一端，托架装置一端位于机头的出口处；进料机构位于搅拌机构上方；所述进料机构包括搅拌机和压料器，搅拌机的出料口和压料器的进料口连接；所述搅拌机构包括马达、主轴、与主轴同轴的螺旋推进器和主缸，螺旋推进器位于主缸内，螺旋推进器转动半径与主缸的内径相适配，螺旋推进器与主轴连接，所述马达与主轴驱动连接。本发明通过搅拌机将物料充分搅拌均匀，再压料器将物料快速压入主缸内，然后通过液压马达带动螺旋推进器进一步搅拌物料，并在推进机构的推进油缸往复运动作用下不断将物料挤出机头。

Description

管道墙板成型机及其生产工艺

技术领域

本发明涉及水泥制品的制造设备领域，尤其是涉及一种薄壁管道、隔墙条板的生产设备以及生产工艺。

背景技术

目前在制造水泥薄壁管道、轻质隔墙条板时，一般采用人工使用模具现场制作，其制作工艺落后、劳动强度大、效率低，且产品质量难以满足要求。以薄壁管道为例：产品的形状为矩形的薄壁管道，由于管壁较薄，不易定型，制作速度慢，平均每人每天只能制作3－4个，制作完毕后还需在固定的场地养护一至两周，不仅占用场地、浪费人力，且产品破损率高、质量不稳定。其生产能力已经无法满足目前大规模工程建设的需求。

现有的类似机械设备为注塑机和砌块砖机。注塑机其原理是螺杆推进，将塑料熔化为液体。螺杆前部直径小于后端直径，螺纹逐渐变浅，利用螺纹向前推进，同时利用螺纹挤压作用所产生的热量加热塑料。但注塑机无法用于水泥制品的挤压成型，因为在挤压过程中会产生大量的气泡，密实程度达不到标准；而砌块砖机，其产品为固体实心块，螺旋杆只是向前推进，物料在出口处的挤出速度差异很大，同样也无法满足生产要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种满足大规模生产用的管道墙板成型机及其生产工艺。

本发明的技术方案是：

管道墙板成型机，包括机架、机头、进料机构、搅拌机构、推进机构和托架装置，机头位于机架的一端，托架装置一端位于机头的出口处；进料机构位于搅拌机构上方；所述进料机构包括搅拌机和压料器，搅拌机的出料口和压料器的进料口连接；所述搅拌机构包括马达、主轴、与主轴同轴的螺旋推进器和主缸，螺旋推进器位于主缸内，螺旋推进器转动半径与主缸的内径相适配，螺旋推进器与主轴连接，所述马达与主轴驱动连接；所述推进机构包括推进油缸、马达座和轨道，所述马达座与轨道滑动连接，所述推进油缸与马达座连接，所述推进油缸的运动方向与轨道平行，所述轨道与主轴以及螺旋推进器的中心线平行；所述主缸出口端还连接有副缸，所述副缸内设有与螺旋推进器连接的止回环装置。

所述止回环装置包括止回环和止回环轴，止回环轴中部沿径向方向设有翅展，相邻的翅展之间设有下凹的物料通道，所述止回环内圆设有凹槽，所述凹槽与翅展的形状相适配；所述翅展在止回环前进的极限位置处设有阻挡装置；所述止回环的外圆直径与副缸的内径大小相适配。

所述副缸内同轴设有副轴；副轴一端通过止回环装置与螺旋推进器连接，另一端从机头中间穿过且与机头滑动连接。

所述轨道为滑动轴，所述马达座下部设有滑动瓦，滑动轴与滑动瓦滑动连接。

所述主缸的出口端设有入口，所述入口与压料器的下出料口连接。

在机架上推进油缸往复极限位置处设有行程开关或接近开关。

还包括托架装置，托架装置位于机头的出口处，所述托架装置包括用于切割产品的切割机构。

副缸由左右对开的两个半圆形筒构成，两个半圆形筒的左端与机架铰接。

所述螺旋推进器的螺旋的螺距从前往后逐渐变大。

管道墙板成型生产工艺，工艺步骤为：

第一步：将水泥、填料、纤维以及改性剂进行混料；

第二步：把混合后的物料送入搅拌机；同时将水送入搅拌机；

第三步：通过搅拌机以及压料机将物料送入螺旋推进器；

第四步：液压马达转动，带动螺旋推进器转动；螺旋推进器在物料的反作用力作用下，向左退回到预定位置；

第五步：搅拌机、压料机以及液压马达停止转动，推进油缸动作，推进油缸向前推动，带动螺旋推进器挤压物料前移到规定位置，物料从机头挤出，推进油缸停止推动；

第六步：重复第二~五步若干次，使产品长度达到规定长度。

本发明通过搅拌机将物料充分搅拌均匀，再压料器将物料快速压入主缸内，然后通过液压马达带动螺旋推进器进一步搅拌物料，并在推进机构的推进油缸往复运动作用下不断将物料挤出机头，液压马达扭矩大，能满足水泥制品搅拌的要求，而机头处的挤压压力也可以由推进油缸提供，保证挤压的压强以及挤压的速度。两组滑动瓦和滑动轴滑动连接，满足了整机快速移动的要求，并且非常平稳。主轴、螺旋推进器、主缸与副轴均在同一轴线上，滑动轴也与主轴的中心线平行，这些特性保证了推动的平稳性。副缸内的副轴可以起到支撑螺旋推进器的作用，因为螺旋推进器右端悬空，右端需要由副轴提供一个支撑，以防止螺旋推进器长期运行后在径向方向上发生偏移。因为本发明所使用的搅拌后的原料为固态和液态两种形式，采用压料器向下压料，使材料更密实，同时，因为是利用螺旋推进器旋转时物料的反作用力逐渐后退，可有效防止推进时原料内部产生气泡。螺旋推进器的螺旋的螺距从前向后逐渐变宽，也可有效增进物料的推进量，减少气泡产生。

相对比现有的挤压制砖设备，首先，本发明采用了压料器，保证不产生气泡。而传统的制砖机没有止回环装置，无法实现多次推进，充分挤压压实，没有向前推进的推进液压缸，不能实现往复运动，只能利用螺旋杆向前推进，但螺旋推出的物料在挤出时，出口处各个位置的挤出速度不一，挤出速度有的地方快，有的地方慢，导致产品根本无法成型。

相比注塑机，本发明采用的是螺旋推进器，而注塑机没有压料机，并且采用的是螺杆，无法排真空，物料挤压时容易产生大量的气泡，本发明的螺旋推进器为螺旋铰刀，且螺旋铰刀的螺距前小后大，高度一致，可以排真空，将挤压的物料里的空气排出，因为空气压力非常大，不排出的话很容易导致事故。并且，螺旋铰刀的输送量很大，可以满足生产要求，而注塑机的螺杆螺纹较浅，输送量相比就小的多，螺距前大后小，螺纹高度前端较深、后端较浅，根本不能满足要求。

本发明可以大规模、快速制造薄壁管道和隔墙条板，不仅生产效率大大提高，而且降低了生产成本和人力成本，更满足了现在大规模建设的需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是止回环装置和副缸、副轴的装配示意图；

图4是止回环装置的结构示意图；

图5是止回环轴的结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是止回环的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括机架1、机头2、进料机构、搅拌机构、推进机构和托架装置16。进料机构位于搅拌机构的上方。机头2安装在机架1的最右端出口处，内部根据设计制成相应的型腔，固液混合的物料经挤出后成为产品，机头2可以生产薄壁管道、隔墙板等，其内部为相应的结构。托架装置16的左端位于机头2出口处，用于承接、移动、转运生产出来的产品。

托架装置16的左半部分上方还设有切割机构17，切割机构17为现有技术，它可以将刚从机头2生产出来质地仍然较软的水泥产品按照预设的长度规格进行切割，然后再进行养护处理。

进料机构包括搅拌机3和压料器4，搅拌机3为双轴搅拌机，水平设置，可推动物料从左向右移动；压料器4位于搅拌机3的下方，搅拌机3的出料口和压料器4的进料口连接。

搅拌机构包括液压马达5、马达座6、主轴7、螺旋推进器8、主缸9、副缸11，副缸11左端面与主缸9右端面工作时密封。螺旋推进器8的轴上设有螺旋叶片。液压马达5安装在马达座6上，液压马达5输出轴连接主轴7，主轴7右端外侧设有螺旋推进器8，随着主轴7转动其向右螺旋推进，螺旋推进器8位于主缸9内，主缸9右端设有入口10，入口10与压料器4的下出料口连接。主缸9右端与副缸11的左端连接，副缸11与主缸9的内径相同，副缸11内设有副轴12（本实施例中副轴12采用套筒），副轴12与主轴7、螺旋推进器8、主缸9均在同一轴线上。副缸11与机架1连接，副缸11为左右对开的两个半圆形筒，左端均与机架1铰接，可以方便打开维修，清除螺旋推进器8、副缸11与主缸9内存留的物料。

副缸11右端与机头2连接。机头2根据需要制作的水泥制品的不同，可具有不同的出口形状，可以为薄壁管道机头、隔墙条板机头。

如图3所示，副轴12左端通过止回环装置18与螺旋推进器8连接，右端穿过机头2且与机头2滑动连接，此时止回环装置18、副轴12均可以起到支撑螺旋推进器8的作用；如果机头为制作隔墙板（隔墙条板）的机头，则取消副轴12，依靠止回环装置18支撑螺旋推进器8的右端。

如图4、5、6、7所示，止回环装置18包括止回环19和止回环轴20，止回环轴20中部沿径向方向设有三个翅展21，相邻的翅展21之间设有下凹的物料通道22，所述止回环19内圆设有凹槽24，凹槽24与翅展21的形状相适配；止回环19的外圆直径与副缸12的内径大小相适配。为了避免止回环19向右移动时移动距离过长，三个翅展21的右端在径向方向均设置了一个限位块23。止回环19的外圆直径略小于副缸12的内径，止回环19还起到一个中间支撑的作用，支撑螺旋推进器8的右端，使其右端运行平稳。

推进机构包括连接在机架1左侧的滑动轴13和推进油缸15。滑动轴13为两根，水平对称设置在液压马达5的两侧，其中心线与主轴7平行。马达座6底部设有半圆形的滑动瓦14，滑动瓦14向下扣在滑动轴13上并与滑动轴13滑动连接。推进油缸15为两个，右端均连接在机架1上，其活塞杆的左端均与马达座6连接，其运动方向与主轴7平行。

滑动轴13起滑动轨道的作用，因此滑动轴13与滑动瓦14也可采用其它类似的滑动轨道装置。

本发明的工作过程为：

首先将水泥、填料、骨料按配比进行混料。混料后送入进料机构，由搅拌机3进行均匀搅拌，并由搅拌机3出料口送入压料器4的进料口，由压料器4将物料从入口10向下压入到主缸9内。

螺旋推进器8由推进油缸15推到最右端。启动液压马达5带动主轴7以及螺旋推进器8转动，物料在螺旋推进器8作用下继续混合搅拌，并随着螺旋向右移动。物料向前运送时，会推动止回环19沿着翅展21前进，物料从物料通道22内通过向右进入副缸8，止回环19碰到限位块23后停止前进。螺旋推进器8持续转动，一直向前挤压物料，由于物料始终被挤压，所以物料中间不会有空气泡存在，由于物料持续进入副缸11，螺旋推进器8在物料的反作用力作用下向左后退，则液压马达5、马达座6、主轴7都随之左移，滑动瓦14沿滑动轴13后移。

当马达座6退到达设定位置时，搅拌机3、压料器4以及螺旋推进器8均停转，推进机构的推进油缸15动作，向右推动马达座6向右移动，马达座6的滑动瓦14沿滑动轴13右移，到达预定位置时，停止推进。此时，物料从机头2处挤出。但产品长度还不够，因此，搅拌机3、压料器4以及螺旋推进器8开始转动，螺旋推进器8再次被物料的反作用力退至最左端。然后，推进油缸15再次向右推。根据产品设计长度，重复若干次就可挤压成型。

一般重复上述动作6~10次（一般为8次）即可使产品长度达到规定长度。在机架1上推进油缸15移动的路线上装有两组定位开关，可以实现推进油缸15的自动往复运动。

然后通过托架装置16盛放产品，并且使用切割机构17将产品切断，然后再由托架装置16的右半部分进行凝固等进一步处理。

最后需要说明的是液压马达5也可以近似替换为电机。滑动轴10可以近似替换为滑动轨道。在制造隔墙板时，取消副轴12，螺旋推进器8右端由止回环19支撑。止回环装置18也有其它近似的结构，同样也可实现本发明的目的。这样的近似变化均落在本发明的保护范围之内。

本发明的工艺步骤为：

    第一步：将水泥、填料、纤维以及改性剂进行混料；其中填料包括工业废渣（如粉煤灰、矿渣、钢渣等），利用废弃物，既节约成本，又有利于环保；纤维为植物纤维、玻璃纤维、钢纤维等，纤维作为增强材料。

    第二步：把混合后的物料送入搅拌机；同时启动进水计量泵将水送入搅拌机；

第三步：通过搅拌机以及压料机将物料送入螺旋推进器；

第四步：液压马达转动，带动螺旋推进器转动；螺旋推进器在物料的反作用力作用下，向左退回到预定位置；

第五步：搅拌机、压料机以及液压马达停止转动，推进油缸动作，推进油缸向前推动，带动螺旋推进器挤压物料前移到规定位置，物料从机头挤出，推进油缸停止推动；

第六步：重复第二~五步若干次（6~10次，一般为8次），使产品长度达到规定长度；

第七步：送至托架装置，启动切割机构，切断产品；

第八步：移出托架装置，进行养护处理。

Claims (8)

1.管道墙板成型机，其特征在于：包括机架、机头、进料机构、搅拌机构、推进机构和托架装置，机头位于机架的一端，托架装置一端位于机头的出口处；进料机构位于搅拌机构上方；所述进料机构包括搅拌机和压料器，搅拌机的出料口和压料器的进料口连接；所述搅拌机构包括马达、主轴、与主轴同轴的螺旋推进器和主缸，螺旋推进器位于主缸内，螺旋推进器转动半径与主缸的内径相适配，螺旋推进器与主轴连接，所述马达与主轴驱动连接；所述推进机构包括推进油缸、马达座和轨道，所述马达座与轨道滑动连接，所述推进油缸与马达座连接，所述推进油缸的运动方向与轨道平行，所述轨道与主轴以及螺旋推进器的中心线平行；所述主缸出口端还连接有副缸，所述副缸内设有与螺旋推进器连接的止回环装置；所述止回环装置包括止回环和止回环轴，止回环轴中部沿径向方向设有翅展，相邻的翅展之间设有下凹的物料通道，所述止回环内圆设有凹槽，所述凹槽与翅展的形状相适配；所述翅展在止回环前进的极限位置处设有阻挡装置；所述止回环的外圆直径与副缸的内径大小相适配；所述副缸内同轴设有副轴；副轴一端通过止回环装置与螺旋推进器连接，另一端从机头中间穿过且与机头滑动连接。

2.根据权利要求1所述的管道墙板成型机，其特征在于：所述轨道为滑动轴，所述马达座下部设有滑动瓦，滑动轴与滑动瓦滑动连接。

3.根据权利要求1所述的管道墙板成型机，其特征在于：所述主缸的出口端设有入口，所述入口与压料器的下出料口连接。

4.根据权利要求1所述的管道墙板成型机，其特征在于：在机架上推进油缸往复极限位置处设有行程开关或接近开关。

5.根据权利要求1所述的管道墙板成型机，其特征在于：还包括托架装置，托架装置位于机头的出口处，所述托架装置包括用于切割产品的切割机构。

6.根据权利要求1所述的管道墙板成型机，其特征在于：副缸由左右对开的两个半圆形筒构成，两个半圆形筒的左端与机架铰接。

7.根据权利要求1所述的管道墙板成型机，其特征在于：所述螺旋推进器的螺旋的螺距从前往后逐渐变大。

8.管道墙板成型生产工艺，其特征在于：

工艺步骤为：

第一步：将水泥、填料、纤维以及改性剂进行混料；

第二步：把混合后的物料送入搅拌机；同时将水送入搅拌机；

第三步：通过搅拌机以及压料机将物料送入螺旋推进器；

第四步：液压马达转动，带动螺旋推进器转动；螺旋推进器在物料的反作用力作用下，向左退回到预定位置；

第五步：搅拌机、压料机以及液压马达停止转动，推进油缸动作，推进油缸向前推动，带动螺旋推进器挤压物料前移到规定位置，物料从机头挤出，推进油缸停止推动；

第六步：重复第二~五步若干次，使产品长度达到规定长度。