在瓷磚製造中用粉末或者顆粒材料填充模腔的設備和方法
2023-04-30 12:47:01
專利名稱：在瓷磚製造中用粉末或者顆粒材料填充模腔的設備和方法
技術領域：
本發明涉及在瓷磚的製造過程中用粉末或者顆粒材料對成型模腔的填充。
藉助一種裝填機器將粉末或者顆粒材料裝填到模腔中，該裝填機器通過模腔的上口部將這些材料排放到模腔中。
背景技術：
通常，裝填機器包括水平平面形式的填料滑架，其具有用於每一模腔的上下開口的裝填室，其具有格柵；每個室對應於一個模腔，並且具有基本上等於模腔的那些平面尺寸。前後移動該滑架，同時該滑架滑動地停留靠在一連續的平面上，該平面位於包括被填充的模腔的模板頂面的連續延伸部分上。
在裝填室接收填充材料的縮回位置和室位於模腔上以便在重力作用下將材料填入模腔的前伸位置之間，與壓力機運轉同步地移動滑架。
如果要將幾層不同的材料布置在模腔中，那麼還要提供其他的裝置，比如用於同一模腔的幾個裝填室，一個室對應一種材料；或者使用由同一滑架運輸的一個或者多個漏料鬥，它們中的每一個通過其下口部將材料排放到模腔中。
在所有情況下，都要將材料沉積到模腔中，同時，材料從它那裡下落的這些裝置(帶有柵格的室和/或漏鬥)在模腔之上水平地移動。另外，所述裝置的下邊緣必須保持緊靠模腔的上口部平面，並且和模腔的上口部齊平地移動，以致填進模腔內的材料的上表面和模腔的上口部平齊或者在一平面上。所述下邊緣的水平運動加上滑架上設置的實際刮擦裝置的運動，產生一個刮擦作用，捲走了沉積到模腔中的材料的較小厚度的頂面層，以雜亂的方式使粉末移動錯位，結果由進入模腔的材料的垂直下降產生的顆粒的原始的平面分配將被完全改變。
如果填充的材料在顏色和顆粒尺寸上是非常均勻的話，那麼對於該材料頂面的外觀，這種刮擦作用沒有實際的影響。
然而，如果該材料是不均勻的話，比如在大部分著以色彩的多色瓷磚的情況下，瓷磚由顏色和/或顆粒尺寸不同的材料構成，並且這些材料呈現為分散的或者部分地混合聚集，在生產中，滑架的水平運動在填進模腔的材料的頂面上產生這樣的一種布置粉末沿著刮擦方向形成條紋，或者一種覆蓋在下面的粉末分布層的表層，結果得到的外觀與需要的瓷磚外觀大不相同。
為了克服所述的缺陷，在壓制之後(有時，在燒制之前，但是通常在燒制之後)，瓷磚必須經受磨光作用，由此，通過研磨除去薄薄的一層表面層，其具有這樣的厚度，以便能夠除去由對填入模腔內的材料進行的刮擦產生的所述效果，並且能夠露出下面的材料顆粒的原始分布。
在設備、附加的工作以及較長的生產時間方面，這種磨光作用具有相當高的成本。
而且，不能生產這樣的瓷磚，即通過壓製得到的頂面具有不平坦的或者隆起的或者浮雕圖案的外表，因為所述的磨光作用將損壞這樣的效果，並且使瓷磚上表面變平坦。
發明的公開本發明的一個目的是提供一種能夠克服上述缺陷的裝填設備和相關的方法，尤其是能夠除去在將材料填入模腔的裝填過程中由所述的刮擦作用所產生的上述效果，而不必在壓制或者燒制過的瓷磚上進行處理。
本發明的另一目的是能使大部分著以色彩的多色瓷磚形成為具有不平坦的暴露表面。
本發明的另一目的是能使極薄的一層材料(或者幾層)填充在底層之上。
通過如權利要求中描述的本發明可以獲得這些和另外的目的。
下面將藉助附圖來詳細地描述本發明，其藉助非限制性的例子來解釋本發明並非唯一的實施形式。
圖1是在使用裝填機器填充模腔的過程中在垂直平面內橫穿整套設備的剖面圖，圖2A是在初始位置的圖1的局部放大圖，在該初始位置，從模腔上除去一薄層材料，圖2B是和圖2一樣的在終端位置的局部放大圖，該位置由在從模腔中除去一薄層材料的過程中的滑架來設定，圖3是圖2A的局部放大圖，圖4是和圖1一樣的剖面圖，其橫穿本發明的第二實施例。
具體實施方式圖1示意性地畫出了位於任一已知形式的壓力機臺座上的傳統模具的下部；所述的下部包括模板4和下衝頭5，它們一起確定了模腔6，但是沒有畫出模腔的上部。該模腔6可以有任何的形狀；在同一模具中也可以設置幾個模腔，從而可以同時成型幾塊瓷磚(多模)。
每個模腔6擁有上口部，上口部位於基本上水平的平面內，並且通過裝填機器10用粉末或者顆粒材料填充該模腔6，該裝填機器10設置成能夠通過所述的上口部將材料填進模腔6內。
舉例來說，圖1畫出了一種公知形式的裝填機器10的可能實施形式。本發明也能夠用於與所示形式不同的裝填機器。
示出的機器10是那種被驅動而進行與所述上口部平行的往復運動的形式，並且帶有和其自身的往復運動結合在一起來將材料排放通過所述模腔的上口部的裝置。
詳細說來，它包括裝填滑架11，滑架11具有平板形式的本體12，它可以滑動，同時依附在水平滑動表面13和模板4的上表面14上；這兩個表面13和14與模腔6的上口部同在一平面上。
平面尺寸基本上等於模腔6的平面尺寸的上下裝填室15被插入本體12內用於每個模腔6。較好地，室15包括柵格16，這有利於在模腔16內的填充材料的均勻分配。
如果模具是多模類型的，那麼設置的裝填室15的數量等於模腔6的數量，並且其具有和模腔6一樣的相同平面布置。
滑架11和該機器的固定支撐結構以這樣的方式連接，即滑架11隻能沿著水平的縱向滑動。
使用公知的裝置，例如由電機帶動的曲柄機構，與壓力機工作同步地沿著所述的縱向在縮回位置和前伸位置之間前後移動滑架11。
當在其縮回位置時，裝填室15位於主漏鬥17的下面，以便供給第一填充材料A，並且用該材料填滿該裝填室。當滑架11位於其縮回位置且當前後移動時，藉助表面13和14封閉室15的開口的下端。當室15在前伸位置位於模腔6之上時，下衝頭5下降，產生容納材料A的空間，材料A從室15落進去。
在圖中示出的實施例中，滑架11將小漏鬥21支撐在室15的前面，安排小漏鬥21來容納具有與第一材料A不同性質(在顏色、類型、顆粒尺寸方面)的第二材料B。漏鬥21具有限定的高度，以便能夠進入當上衝頭處於上升位置時模板4下面、上衝頭之下的空間，並且具有沿著水平橫向在模腔6的整個橫向尺寸上縱向延伸的狹長下口部22。
小漏鬥21被固定到滑架11的側壁19上的導軌23支撐，以其能夠沿著縱向(使用通常的裝置，未示出)前後滑動的方式來被支撐，從而它的口部22可以覆蓋模腔6的整個縱向尺寸。通常，相對於滑架11，漏鬥21在固定的運行末端位置停留，並且只有當它要將材料B排放進模腔6時才被前後驅動。在本體12的前方有一相對較薄的薄板24，其可以滑動，同時依附到表面13和14上，當漏鬥2 1被前後驅動時其下口部22在表面13和14上滑動。該薄板24具有兩個堅硬實心部分24』，當漏鬥在所述的靜止位置時其能夠關閉口部22。在位於該兩部分24』之間的中間位置，薄板24具有和模腔6的口部一樣大的一孔25，通過該孔，在漏鬥21內的材料下降進入模腔6中。
根據本發明，設置一吹動空氣的吹風機構30，以及以這樣的方式移動該吹風機構30的裝置，移動該吹風機構30時，使該吹風機構30被保持距離裝填進入模腔6的材料B』的頂面較短距離，以便能夠從其頂上吹起被精確測定的一薄層材料。
詳細說來，所述的移動吹風機構30的裝置包括滑架11自身，吹風機構30被固定在靠近滑架11的前端處。
吹風機構30被設置成能夠噴出一薄層空氣，該薄層空氣沿著模腔6的整個橫向尺寸在水平方向上橫向地延伸。
具體說來，吹風機構包括具有相對狹長的吹風口31的細長空腔32，該吹風口沿著模腔6的整個橫向尺寸縱向地沿水平方向延伸。
在空腔32的一側，吹風機構30包括相對薄的細長的部分40，其形成二面體，該二面體帶有一圓的邊緣部，該圓的邊緣部43和吹風口31的縱向軸線平行。在部分40內形成一輸送管34，其連接到壓縮空氣源，也通過多個沿著整個橫向尺寸分布的管道33連接到空腔32，以將壓縮空氣輸送到所述吹風口31。
通過吹風口31噴出的這一層空氣沿著第一路線F』前進，然後繞著圓的邊緣部43改變方向，最後沿著和第一路線F』成一角度的第二路線F」前進。該第一路線F』指向下，並且朝向填進模腔6裡面的材料B』的頂面。該第二路線F」指向上，並且遠離所述的材料B』的頂面(詳見圖3)。
由於該部分40的存在，因而可以獲得吹出空氣的所述的特定路線，該部分40具有位於圓的邊緣部43上遊且具有和所述第一路線F』平行的截面的第一表面41，以及位於圓邊緣部43下遊且具有和所述第二路線F」平行的截面的第二表面42，吹的風口31定位成靠近第一表面41那一側，從而噴出的氣流F』掠過該表面41。
與填入模腔內的材料B』的頂面平行地移動該吹風口31，圓的邊緣部43比吹風口31和第二表面42要低，並相對更加接近材料B』的頂面，從而能夠從其頂部吹起一薄層精確測定的材料層。
與吹風機構30連在一起的裝置用來收集由吹風機構30吹到空中的材料，並且從模腔6中除去它。
所述的收集裝置包括一容器51，其和吹風機構30以固定的空間關係相連接，從而收集並容納由吹風機構30吹到空中的材料，並且在容器51的底部上包括具有末端邊緣52』的實際上水平的收集壁52，末端邊緣52′和薄的細長部分40的第二表面42平行且隔開，從而確定一縱向的開口53，通過該開口由吹風機構30吹起的材料進入容器收集腔54。
該收集裝置還包括帶有一口部55的抽吸裝置，其固定到壓力機的臺座上，用來吸入吹起的材料，特別是以這樣的方式和容器51連接，即能夠吸進和除去收集到其空腔54內的材料。
在操作中，裝填機器10首先以公知的方式將該材料填入模腔6中。
在圖示的例子中，通過下面的操作獲得這種裝填首先將裝填室15置於模腔6之上，以便材料A在重力作用下落入模腔6內，從而形成第一層A』；在該步驟中，漏鬥21在薄板24的部分24』之上的其運行末端位置停留靜止，部分24』封閉它的口部22。
然後，在返回行程過程中，滑架11暫停在一個位置，使得在薄板24內的孔25重疊位於模腔6上。當滑架11在該位置時，下衝頭5下降，這一層A』的頂面下降，並且在模腔6內留出一個空間以容納在第一層之上的第二層；同時，漏鬥21沿著縱向經歷向外的行程或者向外和返回的雙行程，並且填滿了模腔6的剩餘空間，從而形成上面的第二層B該層的頂面達到孔25的上邊緣。
然後，將滑架11拉回到其縮回位置，模腔6被完全填滿。
在該返回行程期間，由孔25的後邊緣將刮擦第二層B』的頂面，孔25的後邊緣不可避免地以雜亂的方式移動頂面層材料的粉末。如本發明所提供的那樣，這一缺陷被克服了，因為在返回行程中，已經刮掉的頂面材料受到吹風機構30的作用，該吹風機構吹出一薄層空氣以便吹起並除去一薄層精確測定的材料表面層。
詳言之，離開口部31的該層空氣首先朝向該層B』的頂面指向下吹(路線F』)；吹出的空氣的動力擊打該層B』的上部顆粒並且吹起它們；然後同樣的空氣繞著圓的邊緣部43吹過，並且最後確定為向上的方向(路線F」)，通過它的速度產生微小的真空，以拉動吹起的顆粒並且運送它們，從而使它們經過開口53進入空腔54；這些顆粒保持封存在該空腔54內，以便仍然保持懸浮在空氣中和/或當空氣失去動力作用時被沉積到空腔54的底部上。開口53可以具有大於圖示的尺寸，可以達到下壁52能夠完全或者接近取消的程度；這樣，在空腔54中，由該層空氣吹起的粉末保持懸浮在空氣中。
為了達到好的結果，重要的是吹風機構能夠吹出非常薄的一層(幾個毫米)壓力相對較低的空氣。使用Oxfordshire(英國)(UK)Witney的MEECH-ARTEX有限公司生產的用來製造氣層的吹風機構，能夠獲得極佳的效果。
通過使該裝置30和容器51在這一層B』的整個項面上經過，一薄層(1-3毫米)材料被除去，足以完全除去由刮擦或者其它表面作用引起的不理想的效果。
在除去運動期間，容器51受到抽吸裝置55的影響，抽吸裝置從容器51的收集空腔54抽吸所收集的材料(沉積和懸浮的)並且將其返回到製造循環中。
圖4畫出了本發明的一個不同的實施例，在圖中，裝填機器10基本上等同於前面所描述的，特別是包括兩個分開的裝置，用於結合該裝填機器10自身的往復運動釋放兩種不同的材料使它們通過模腔6的上口部。詳言之，由裝填室15來構成第一裝置，其將第一種材料A排入模腔6中，由小漏鬥21來構成第二裝置，其排放第二種材料B。
該實施例與前述實施例的不同在於吹風機構30由滑架支撐位於所述的兩個材料排放裝置15、21之間的中間位置。
本實施例實施下述的裝填方法。
第一種材料A的一層A』首先以傳統的方式沉積在模腔6中，即將下衝頭5的頂面向下移動，使其位於表面14下面一定的距離，並且用在裝填室15中的材料填充所產生的模腔6。
之後，在滑架11的返回行程期間(在圖中向左)，這一層A』的頂面受到吹風機構30的作用，吹風機構藉助噴出的薄層形式的空氣流，按照第一實施例描述的方式，從這一層A』的頂部吹起且除去一薄層精確測定的材料表面層。
然後滑架11進一步地朝向其返回位置縮回，並且漏鬥21沿著縱向滑到模腔6之上，同時使下衝頭5保持靜止，從而第二種材料B的一層B』沉積到模腔6中，以佔據由吹風機構30的作用產生的空的空間。
使用這種方法，能夠在第一層A之上形成厚度非常精確的一薄層B(或者幾層連續層)。
作為一種替換實施形式，由吹風機構20噴發出的該層空氣不沿著模腔6的整個尺寸延伸，而是只能沿著它的某些部分延伸，比如為了獲得特殊的美學效果。
本發明可以進行許多實際的和應用特性的改進，但是如下面的權利要求書所要求的那樣，不會脫離本發明思想的範圍。
權利要求
1.一種在瓷磚製造中用粉末或者顆粒材料填充模腔的設備，其包括裝填機器(10)，其用於通過模腔(6)的上口部裝填材料，其特徵在於，包括用於吹動空氣的吹風機構(30)；在該吹風機構30被保持在距離填入模腔的材料(B』)的頂面較短距離的位置的同時使該吹風機構(30)移動，從而能夠以精確測定的方式從其頂上吹起一薄層材料的裝置；收集由吹風機構(30)吹起的材料以便從模腔中除去它的裝置(51，55)。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，該吹風機構(30)被布置成能夠噴出一薄層形式的空氣流。
3.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，該吹風機構(30)包括在水平方向上延伸的相對狹長的吹風口(31)；用於將壓縮空氣供給所述的吹風口(31)的裝置(33，34)，所述的吹風口(31)被移動，同時保持距離填入模腔(6)的材料(B』)的頂面一個短距離，以便吹起一精確測定的薄層的材料。
4.如權利要求3所述的設備，其特徵在於，由吹風口(31)噴出的該層空氣沿著第一路線(F』)前進，然後沿著和第一路線(F』)成一角度的第二路線(F」1)前進，第一路線(F』)指向下，並且朝向已填充材料(B』)的頂面，該第二路線(F」1)指向上，並且朝向離開所述的已填充材料(B』)的頂面的方向。
5.如權利要求4所述的設備，其特徵在於，該吹風機構(30)包括細長的部分(40)，該細長的部分(40)形成二面體，該二面體帶有一個圓的邊緣部(43)，該圓的邊緣部和吹風口(31)的縱向軸線平行，該細長的部分(40)具有位於圓的邊緣部(43)上遊且具有和所述第一路線(F』)平行的截面的第一表面(41)，以及位於圓的邊緣部(43)下遊且具有和所述第二路線(F」)平行的截面的第二表面(42)，所述的吹風口(31)位於靠第一表面(41)的那側，從而噴出的氣流掠過該表面(41)，圓的邊緣部(43)設置得比吹風口(31)和第二表面(42)低，相對地靠近已填材料(B』)的頂面。
6.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述的收集由吹風機構(30)吹起的材料的裝置包括容器(51)，該容器(51)和吹風機構(30)相聯接，從而收集並容納所述吹起的材料。
7.如權利要求5和6所述的設備，其特徵在於，所述的容器(51)在其底部上包括縱向開口(53)，通過該縱向開口(53)由吹風機構(30)吹起的材料進入該容器的收集腔(54)。
8.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述的收集由吹風機構(30)吹起的材料的裝置包括抽吸裝置(55)，該抽吸裝置(55)被布置成能夠吸進所述吹起的材料。
9.如權利要求6和8所述的設備，其特徵在於，所述的抽吸裝置(55)以這樣的方式和容器(51)連接，即能夠吸進和除去收集到其空腔內的材料。
10.如權利要求1所述的設備，其包括裝填機器(10)，裝填機器(10)被驅動而與模腔(6)上口部平行著往復運動，裝填機器(10)攜帶著和其自身的往復運動結合通過所述的上口部來排放材料的運送裝置，其特徵在於，所述的吹風機構(30)由裝填機器(10)攜帶在其前端附近。
11.如權利要求1所述的設備，其包括裝填機器(10)，裝填機器(10)被驅動而與模腔(6)上口部平行著往復運動，並且裝填機器(10)攜帶著至少兩個分開的裝置，這兩個分開的裝置用於結合裝填機器自身的往復運動通過所述的上口部排放至少兩種不同的材料，其特徵在於，由裝填機器(10)將所述的吹風機構(30)攜帶在所述的兩個材料排放裝置之間的中間位置。
12.一種利用裝填設備在瓷磚製造中用粉末或者顆粒材料填充模腔的方法，該裝填設備包括裝填機器(10)，裝填機器(10)被布置成能夠將材料填入模腔(6)中，其特徵在於，在模腔(6)已經填滿粉末或者顆粒材料後，該粉末或顆粒材料的頂面受到由吹風機構(30)噴出的一薄層形式的空氣噴射流的作用，從而一薄層精確測定的材料表面層能夠被吹起並且除去。
13.如權利要求11所述的方法，使用被驅動而平行於模腔(6)上口部進行往復運動的裝填機器(10)，該裝填機器(10)攜帶著至少兩個分開的裝置，用於結合裝填機器自身的往復運動通過所述的上口部排放至少兩種不同的材料，由所述的裝填機器(10)將所述的吹風機構(30)攜帶在所述的兩個材料排放裝置之間的中間位置，其特徵在於，在模腔(6)內沉積一層第一種材料之後，該層的頂面受到由吹風機構(30)噴出的一薄層形式的空氣射流的作用，從而一薄層精確測定的材料表面層能夠被吹起並且除去，在模腔(6)內沉積一層第二種材料，以便佔據由吹風機構產生的空的空間。
全文摘要
除了通過模腔(6)的上口部填充材料的裝填機器(10)之外，該設備還包括吹動空氣的吹風機構(30)；移動該吹風機構同時將保持在距離填入模腔的材料(B』)的頂面一個較短距離位置的裝置，以便能夠以精確測定的方式從材料(B』)的頂上吹起一薄層材料；收集由吹風機構(30)吹起的材料的裝置(51，55)，以便從模腔中除去該吹起的材料。詳言之，該吹風機構(30)包括相對狹長的吹風口(31)，其布置成能夠噴出沿著水平方向延伸的薄層形式的噴射空氣流；用於將壓縮空氣供給所述的吹風口(31)的裝置(33，34)，所述的吹風口(31)被移動同時被保持距離填入模腔(6)的材料(B』)的頂面短距離，以便吹起一精確測定的薄層的材料。
文檔編號B28B13/02GK1455721SQ01812789
公開日2003年11月12日 申請日期2001年7月6日 優先權日2000年7月31日
發明者喬治·普羅迪 申請人:L.B.-機械設備股份公司