О КОМПАНИИ    НОВОСТИ   ПРАЙС-ЛИСТ    КОНТАКТЫ    ВАШ БИЗНЕС С НАМИ  


  О технологии
  Главы из книги
  Продукция
  Производство на РК-250
  Вопросы и ответы
  Обратная связь
  Ссылки
ГЛАВЫ ИЗ КНИГИ

Материалы о зонном нагнетании взяты из книги: «Зонное нагнетание сыпучих сред, или как строить из обыкновенной земли весьма дешевые, прочные, теплые и огнестойкие дома посредством «Русских качелей»: Практ. Пособие. / Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. – «РУСАКИ», 2002. – 144 с.: ил.

Зонное нагнетание - это одно непрерывное действие, заменяющее собой при формовании изделий из сыпучих порошкообразных материалов совокупность традиционных действий: дозирование среды, укладку ее в форму или в слой, распределение по форме или слою, формование и уплотнение, калибрование размеров и отделку (заглаживание) поверхностей.

В настоящее время в различных точках Земли, в основном, грунтоблоки изготовляют трамбованием. При этом для уплотнения и формования грунтомассы в блоки могут использоваться разнообразные устройства, которые в подавляющем большинстве являются ручными или механическими прессами. Как правило, эти устройства рассчитаны на товарное производство грунтоблоков, имеют значительную массу, внушительные габариты и высокую стоимость, что не позволяет их рассматривать в качестве устройств для индивидуального пользования. Кроме того, зачастую, грунтоблоки, изготовляемые на этих устройствах, имеют низкое качество, особенно этим грешат ручные пресса.


Глава 15,
в коей сообщается о том, как высокие технологии могут изменить тысячелетние традиции, и что такое зонное нагнетание.


Описанные в предыдущей главе технологии изготовления земляных изделий, в том числе и грунтоблоков, имеют тысячелетнюю историю. Эти технологии в своей основе имеют единый принцип уплотнения: достижение плотности за счёт уменьшения объёма засыпанной в форму порции грунтомассы. Традиционно на протяжении многих столетий эта операция выполнялась вручную различными трамбовками и в меньшей степени прессами. Со времени изобретения дешёвых малогабаритных двигателей стало возможным механизировать процесс изготовления грунтоблоков, но при этом сам способ уплотнения не изменился. Как и раньше, но уже разнообразными машинами уменьшают предварительно отдозированный объём грунтомассы в замкнутой форме.

При этом веками сложилось представление, что чем с большей силой сожмешь в форме материал, тем плотнее получишь блок. Руководствуясь этим представлением, создавались и создаются мощные устройства - пресса, способные развивать давление при сжатии в несколько десятков МПа, а есть пресса, так называемого гиперпрессования, развивающие 100 МПа, то есть на один сантиметр поверхности формуемого блока приходится усилие в 1000 кг. Подстать этим гигантским усилиям такие устройства имеют габариты, массу и стоимость. Давайте задумаемся, а верны ли эти представления, не являются ли они добросовестным заблуждением, подстать геоцентричному мировосприятию (Земля в центре Вселенной, а Солнце, звезды и планеты движутся вокруг нее).

В окружающем мире при внимательном рассмотрении можно найти примеры, когда материалы, подобные грунту, и сам грунт приобретают предельно плотную структуру без значительных усилий. Один из наиболее ярких примеров - это образование плотной дорожки вдоль береговой линии, называемой заплеском. На протяжении тысяч километров песчаных пляжей без какого-либо давления ежесекундно образуется плотная структура из песка, ила, частей раковин. Это само по себе удивительное явление обладает исключительно интересным свойством самоорганизации. Ленивое движение прибойной волны, набегающей и сбегающей с берега воды, приводит к образованию плотной структуры не зависимо от характеристик грунта, образующего берег (скальные образования в расчет не берем). Помимо плотной структуры образуется и определенная всем знакомая геометрия верхней поверхности заплеска. Причем любое ее повреждение «залечивается» в считанные мгновения. И опять это происходит само собой.

Миллионы частичек песка по воле волн занимают наиболее устойчивое компактное положение, образуя между собой максимальное число контактов. И все это происходит без приложения больших давлений к слагаемому берег материалу. Подтверждением этому служит опыт каждого. Самый главный вывод из сказанного в том, что существуют процессы самоорганизации, в том числе и плотных структур из земли, которые желательно использовать в технологических целях. Все природные процессы, в результате которых образуются разнообразные структуры, являются процессами самоорганизации. Познать суть явления самоорганизации и использовать её в собственных интересах вполне по силам пытливым умам.

Использование процессов самоорганизации переводит материальное производство на более высокую качественную ступень. Лазерные технологии в различных сферах человеческой деятельности от космоса до медицины наиболее наглядный пример использования процессов самоорганизации. Менее известны не специалистам такие технологии, как зонная плавка - кристаллофизический метод рафинирования материалов, предназначенный для получения сверхчистых материалов и монокристаллов, и зонное нагнетание - механический метод получения плотных и сверхплотных структур из дисперсных сыпучих сред. Эти методы состоят в перемещении узкой зоны искусственно инициированного процесса самоорганизации вдоль обрабатываемого объёма. Последняя технология напрямую относится к изготовлению изделий из земли. В технологии зонного нагнетания можно достичь максимальной степени плотности без больших давлений, что коренным образом меняет традиционные представления о процессах уплотнения.


Глава 16,
в коей речь идёт о безумных идеях, столь парадоксальных, сколь и необходимых для правильного понимания принципиально новых приёмов труда.


Остановимся на идеях, лежащих в основе технологии зонного нагнетания для лучшего восприятия самого метода. Это должно способствовать осознанному применению технологии зонного нагнетания на практике и дать свободу творчества и совершенствования казалось бы, в таком, рутинном на первый взгляд, деле, как изготовление грунтоблоков.

Как уже упоминалось в предыдущей главе традиционно уплотнение материалов, подобных грунту, производится путём уменьшения замкнутого объёма, заранее заполненного обрабатываемым материалом. Но есть и другой путь - в постоянный объём добавлять дополнительное количество материала. Если последнее осуществлять на традиционных прессах, то в результате будут получаться слоистые изделия, соответствующие насыпанным порциям в форму. То есть монолитного изделия не будет получено. Казалось бы тупик. Но можно отступить от здравого смысла и уплотняемый материал не помещать в закрытую форму, а, наоборот, проводить процесс в открытой форме и дать материалу свободу движения. Парадоксально, но факт, добавление в этом случае материала в форму приводит к получению монолитного изделия. Эта реальность была установлена Н.Е.Королёвым и названа «эффект текучего клина».

Мало того, оказалось, что при таком способе можно получить предельно возможную для конкретного материала плотность, да к тому же с усилиями в десять и более раз меньшими, чем при традиционном прессовании.

Такой неожиданный с точки зрения привычного хода мышления и устоявшихся взглядов на уплотнение различных материалов результат объясняется проявлением процессов самоорганизации материи, в результате которых образуются плотные и высокоплотные структуры.


Глава 17.
Об удивительном эффекте текучего клина, в коем проявляется природа созидания.


Эффект текучего клина — это образование локальной плотной текучей зоны коррелированно движущихся частиц сыпучей среды.

Образование упомянутой зоны (рис. 4.5) происходит в результате поддержания потока из постоянно вдавливаемых в предварительно образованный слой сыпучего материала последующих порций этого же материала посредством твёрдой поверхности нагнетательного инструмента.

Основное свойство упомянутого эффекта заключается в том, что плотность материала в зоне и её геометрические размеры остаются неизменными, несмотря на непрекращающееся вдавливание в зону новых порций материала. При этом вновь вдавливаемые порции вытесняют из зоны такой же объём материала, какой занимают сами, что приводит к постоянному обновлению или, иначе, течению материала в ней.

 

 Рис 4.5. Схема образования текучего клина под твердой поверхностью нагнетательного инструмента 1 - качающийся нагнетательный инструмент 2 - поверхность сыпучей среды, на которую подается по порошкообразный материал, 3 подсыпаемый материал, 4 - текучий клин.
Рис 4.5. Схема образования текучего клина под твердой поверхностью нагнетательного инструмента 1 - качающийся нагнетательный инструмент 2 - поверхность сыпучей среды, на которую подается по порошкообразный материал, 3 подсыпаемый материал, 4 - текучий клин.

 

На рис. 4.6 приведена фотография, на которой запечатлена локальная текучая зона. На фотографии хорошо видны траектории движения частиц в виде размытых следов Эти следы не что иное, как изображение отдельных движущихся частиц, полученное при большой выдержке фотографирования Граница этих следов является границей образуемого потока Движение частиц в образуемой локальной плотной зоне происходит кооперативно, самосогласованно, в результате чего, кооперативное движение частиц можно рассматривать как течение дисперсной среды, подобное течению жидкости.

 

На фотографии темные полосы в области потока сыпучей среды — это специально введенные маркеры для обозначения границы между слоями, образованными последовательным вдавливанием порции материала Как видно из фотографии, слои по мере продвижения в глубь образуемой зоны постепенно утоняются, искривляются и удлиняются Из за того, что частицы в каждом слое сдвигаются относительного друг друга в направлении их движения, причем эти сдвиги происходят без разрыва сплошности слоя, происходит утонение слоя Искривление и удлинение слоев вызвано движением частиц относительно друг друга поперек своему основному движению то есть частицы смежных слоев сдвигаются друг относительно друга, как и частицы в одном слое, без разрыва сплошности между слоями. Вследствие такого взаимно согласованного перемещения частиц происходит самоустановка их в наиболее устойчивое положение с максимальной площадью контакта между собой. Это состояние соответствует наиболее плотной упаковке частиц в локальной зоне.

 

Если образуемую локальную плотную зону рассматривать как открытую систему, включающую в себя большое количество элементов — частиц, то такое состояние системы, при котором устанавливается наиболее плотная упаковка частиц, соответствует устойчивому упорядоченному состоянию, при котором в ней устанавливается текущее равновесие, в том смысле, что накачка извне компенсирует диссипацию внутри системы.

 

Рис 4.6. Образование локальной плотной текучей зоны коррелированно движущихся частиц сыпучей среды (эффект текучего клина).
Рис 4.6. Образование локальной плотной текучей зоны коррелированно движущихся частиц сыпучей среды (эффект текучего клина).

 

При прекращении вдавливания порций материала эффект текучего клина исчезает, но, благодаря особенным свойствам сыпучих сред, достигнутая плотность материала сохраняется. (Уникальность поведения сыпучих сред основана на сочетании в них свойств, присущих твёрдым, жидким и газообразным телам.)

 

Легко заметить, что воспроизвести эффект текучего клина довольно просто. Главное соблюсти условия открытости процесса и поддерживать поток сыпучей среды. Эта простота открыла путь к созданию регулируемого и управляемого процесса движения частиц среды в ходе формования изделий, а сам процесс формования сделала легко управляемым и контролируемым.

 

При воспроизведении эффекта текучего клина в технологических целях, нагнетание уплотняемого материала производится в зону малого объема, определяемую размерами нагнетающего инструмента, рабочего органа. Поэтому процесс, вызывающий эффект текучего клина, происходит только в ограниченной зоне, примыкающей к поверхности контактирования рабочего органа с формуемым материалом. Отсюда и название технологии - технология зонного нагнетания.




Глава 18,
повествующая о достопримечательных свойствах зонного нагнетания.

Технология зонного нагнетания - это одна из базовых технологий, применимых во многих областях промышленности. В первую очередь - в промышленности строительных материалов, а также в дорожном строительстве, в порошковой металлургии, в производстве огнеупоров, в литейном производстве и ряде других производств, где требуется получить плотные структуры из сыпучих сред. Эффективность применения технологии зонного нагнетания в перечисленных областях основывается на замечательных её свойствах.

 

Получение высокой, предельной для конкретных материалов и условий формования плотности было освещено выше. Очень примечательно, что в технологии зонного нагнетания это достигается при минимальном (на один-два порядка меньшем, чем при прессовании аналогичного материала) усилии. Помимо этого при формовании не требуется предварительное дозирование формуемого материала. Весьма интересным и важным является возможность контролировать качество уплотнения формуемого материала непосредственно в ходе изготовления изделия.

 

В технологии зонного нагнетания подача, распределение, уплотнение формуемого материала и отделка верхней поверхности осуществляется единым действием, названным, как и сама технология, зонным нагнетанием. В виду этой особенности, для осуществления технологии требуются специальные устройства — нагнетатели сыпучих сред, конструкция которых может быть весьма разнообразной. Каждая конкретная конструкция нагнетателей разрабатывается с учётом особенностей уплотняемого материала, формы и размеров изделия, производительности и ряда других факторов. Стабильно высокое качество изделий в технологии зонного нагнетания обеспечивается одновременным достижением точности формуемых изделий и предельной плотности их структуры.

 

Для достижения этого необходимо соблюдать условия образования текучей уплотнённой локальной зоны, то есть поддерживать эффект текучего клина, на протяжении всего процесса. Для этого необходимо придерживаться определённых правил проведения формовок, которые позволяют соблюдать требуемые условия. Эти правила являются технологическим секретом или «ноу-хау», доступным исключительно читающим эту книгу. Ниже они изложены в приложении к двум случаям формования изделий из маловлажных материалов, в том числе и из грунта и грунтосмесей.

 

Рис. 4.7. Формование протяжённых изделий зонным нагнетанием.
Рис. 4.7. Формование протяжённых изделий зонным нагнетанием.

 

Первый случай, когда длина изделия много больше ширины нагнетателя (рис. 4.7).

 

В процессе формования таких изделий нагнетание сыпучего материала в форму производят путём непрерывной подачи грунта под движущиеся рабочие поверхности нагнетателя слоем, превышающим толщину формуемого изделия, и одновременно перемещают нагнетатель относительно формы. Скорость поступательного перемещения нагнетателя относительно формы выбирают и поддерживают в зависимости от скорости выдавливания сыпучего материала из-под нагнетательной поверхности в сторону не заполненной части формы. При этом скорость поступательного перемещения нагнетателя не должна превышать скорости выдавливаемого сыпучего материала.

 

Чрезвычайно важно, чтобы выдавливание сыпучего материала из-под нагнетательной поверхности осуществлялось по всей высоте (толщине) формуемого изделия.

 

Если выдавливание слоя происходит неравномерно, то при выборе скорости перемещения формы принимают во внимание ту часть выдавливаемого слоя, которая имеет наименьшую скорость, что, выражается отставанием этого участка от остальной части сыпучего материала.

 

Такое отставание может быть обусловлено как конструкцией нагнетателя, так и неравномерной подачей материала в зону формования, которая может быть вызвана зависанием смеси или в раздаточном бункере или на нагнетающих элементах нагнетателя.

 

При сопоставимых размерах формуемого изделия с размерами нагнетателя правила следующие (рис. 4.8).

 

Рис 4.8. Формование зонным нагнетанием изделий, размером сопоставимым с нагнетателем.
Рис 4.8. Формование зонным нагнетанием изделий, размером сопоставимым с нагнетателем.

 

Нагнетание сыпучего материала осуществляют, как и в первом случае. А перемещение нагнетателя относительно формы производят после того, как установится выжимание нагнетаемого материала выше (за пределы) открытой стороны формы. Здесь следует заметить, что увидеть это выжимание, которое, как правило, идет на встречу подаваемому в нагнетатель материалу, без определенного опыта затруднительно. Но в процессе работы навык приобретается быстро.

 

Сочетание перечисленных замечательных свойств технологии зонного нагнетания обусловило создание простых и надёжных формовочных устройств.


НАША ПРОДУКЦИЯ

Установка РК-250
Установка РК-250


Комплект формовочный МН-05
Комплект формовочный МН-05


 
 


 
  меню

  Valid CSS!

Дата обновления сайта: 15.02.2010г.