Способ обработки изделий из природного камня и устройство для его осуществления

Изобретение относится к строительным материалам и конструкциям, в частности к обработке изде ий из природного камня и может быть использовано на камнеобрабатывающих предприятиях при производстве облицовочных плит и технических изделий из гранитоидов и близких к ним по строению горных пород,Цель изобретения - повышение эффективности обработки за счет увеличения степени заполнения трещин и пор пропиточным составом и снижения его потерьСущность способа и устройства поясняется чертежами. На фиг.1 изображено устройство для пропитки в разрезе; на фиг,2 - способ обработки поверхности изделия; на фиг,З изображена схема обработки протяженных криволинейных поверхностей типа валов,Устройство содержит вакуумную камеру 1, емкость 2 для пропиточного состава, торцовые уплотнения 3, 4, штуцера 5, 6, 7 соответственно для соединения с вакуум- насосом вакуумной камеры 1 и подвода и отвода пропиточного состава, 8 - обрабатываемое изделие, 9 - трещины, заполненные воздухом, 10 - трещины, заполненные пропиточным составом. При установке устройства на обрабатываемую поверхность неподвижного изделия 8, зона вакуумирования 11 опережает зону пропитки 12 со смещением вертикальных осей, т.е. с эксцентриситетом е . При перемещении устройства по поверхности изделия 8 остается обработанная зона 13.При обработке протяженных криволинейных поверхностей типа вала, последний приводят во вращение после установки устройства в исходное положение, устройство перемещается в процессе вакуумирования и пропитки,Вакуумная камера 1 и емкость 2 для полимерной композиции выполняются жесткими и соответственно круглого и прямоугольного поперечного сечения в плане,Для передачи движения устройству или закрепления его неподвижно в теле емкости для полимерной композиции выполнены крепежные отверстия 14.Для предотвращения соскальзывания вакуумной камеры 1 и емкости 2 для полимерной композиции с уплотнительных элементов 3, 4 в их телах выполняются пазы, где размещаются уплотнительные элементы 3,4,Штуцера 5, 6, 7 прикрепляют к вакуумной камере 1 и емкости 2 для полимерной композиции с помощью резьбового соединения или сварки. Вакуумная камера 1 расположена внутри емкости 2 для полимерной композиции сэксцентриситетом вертикальных осей, Примаксимальной длине трещин, находящихся 5 в поверхностном слое, = 50 мм, гарантированном запасе перекрытия трещины композицией после вакуумирования К = 2 и минимальном зазоре между вакуумной камерой и емкостью для полимерной компози ции Ь = 10 мм эксцентриситетвертикальных осей составит2 Х 50 - 10 045,Ж ммУстройство работает следующим обра зом. С помощью штуцера для откачки воздуха вакуумная камера соединяется с вакуумной системой, а с помощью штуцеров подачи и отвода полимерной композиции емкость для композиции соединяется с по дающей системой, В полостях вакуумнойкамеры и емкости для полимерной композиции создаются соответственно вакуум и избыточное давление. Наличие тонкого слоя полимерной композиции между уплотни тельными элементами и обрабатываемойповерхностью позволяет вакуумной камере и емкости с композицией легко перемещаться в любом направлении. При этом в вакуумной камере поддерживается вакуум, а 30 снаружи вакуумируемого участка поддерживается избыточное давление. При движении устройства под вакуумную камеру попадают трещины и поры, заполненные воздухом, и так как объем полости вакуум ной камеры во много раз превышает объем трещин и пор, то давление в трещинах и порах усредняется, принимая значение Рв. При выходе трещины из-под вакуумной камеры она по крывается слоем полимерной композиции,на который действует избыточное давление подающей системы Рс, За счет разности давлений Р = Рс - Рв композиция заполняет трещины и поры. Наличие эксцентриситета 45 вертикальных осей между вакуумной камерой и емкостью для полимерной композиции увеличивает время пребывания заполненной трещины и пор под избыточным давлением, что способствует более 50 полному их заполнению.Способ осуществляют следующим образом.Сначала проводят сушку изделия. Сушку осуществляют с помощью известных пе реносных устройств, применяемых длясушки бетона, например калориферами.При выполнении сушки контролируют температуру поверхности изделия. Температура на поверхности не должна превышать 102 С.20 25 30 35 гранитных валов используется, например, 40 вальцешлифовальный станок типа Х - 193, допускающий частоту вращения изделия от 3 до 40 об/мин, а при использовании редуктора нижний предел вращения достигает 45 50 55 Наносят на участке поверхности с размерами емкости для полимерной композиции в .плане слой композиции толщиной 0,1 - 3 мм. Нанесение выполняется кистью или валиком. Композицию наносят для облегчения перемещения устройства в начале движения по поверхности изделия.Затем устанавливают емкость 6 для полимерной композиции с эксцентрично расположенной внутри нее вакуумной камерой на поверхности со слоем нанесенной композиции и вакуумируют, Вакуумирование осуществляют с помощью вакуумного насоса, например, поршневого типа. Одновременно подают полимерную композицию в емкость для композиции. Подачу осуществляют самотеком или принудительно с помощью перекачивающего . насоса, например, шестеренчатого типа,Перемещают устройство с композицией и вакуумной камерой по поверхности изделия, Скорость перемещения Ч устройства зависит от размеров зоны вакуумирования б, размеразоны подачи полимерной композиции в направлении движения, их эксцентриситета е, требуемой степени Мззаполнения трещин композицией, среднейглубины трещин П и скорости движения полимерной композиции в трещине Ч. Перемещение осуществляют вручную, либо на соответствующем оборудовании, обеспечивающем закрепление емкости с камерой, перемещение изделия в двух направленйях либо наоборот или при одновременном перемещении емкости с камерой и изделия. При этом следят за тем, чтобы все участки поверхности были провакуумированы. При пропитке криволинейных протяженных поверхностей типа 0,2 об/мин, при продольной подаче от 10 до 2500 мм/мин, Валу передается вращательное движение, а емкость с полимерной композицией и вакуумной камерой движутся вдоль образующей, при этом шаг винтовой линии должен быть равным диаметру вакуумной камеры б. Зона вакуумирования должна в несколько раз превышать преобладающий размер трещин в поверхностном слое. Для гранодиоритов в ненапряженном состоянии размер трещин соизмерим с размером зерна, а в напряженном достигает десятй-" кратного превышения, Для среднезернистых гранитов с размером зерна от 2 до 5 мм 5 10 15 размер зоны вакуумирования составит б = =50 мм,Размер зоны подачи полимерной композиции должен превышать размер зоны вакуумирования и перекрыть трещины, находящиеся за зоной вакуумирования в направлении движения с гарантированным запасом в 2 - 2,5 раза. Для среднезернистого гранита можно принять размер зойы вакуумирования в направлении движения= 160 мм.Эксцентриситет зоны вакуумирования относительно зоны подачи полимерной композиции обеспечивается устройством, Для среднезернистого гранита и выбранных выше условиях пропитки е = 45 мм,Средняя глубина трещин и пор соизмерима с размером "нескольких"зерен, Для среднезернистых гранитов можно принять Ь = 10 мм, степень заполнения трещин задается и может изменяться в пределах от 0 до 1.Скорость движения полимерной композиции в трещине может быть получена расчетным путем или экспериментально. При пропитке фенолформальдегидной смолой плотностью 0,856 г/мм скорость заполне-ния плоского капилляра раскрытием 0,025 мм равна 0,5 мм/с.Используя полученные значения можно вычислить скорость движения емкости с композицией и вакуумной камерой по поверхности изделия160 + 2 х 45 - 50 0 5 = 6 72 0,75 10При пропитке гранитного прессового вала диаметром 0 =500 мм на вальцешлифовальном станке указанным способом скорость вращения вала составитЧ 60и = = 0,26 об/мин,продольная подача составитЯ = б и = 50 0,26=13 мм/мин.Полимеризацию композиции в трещинах и порах осуществляют по известной технологии, Полимеризация фенолформальдегидной смолы в порах и трещинах изделий может осуществляться при естественных условиях в процессе их доставки к месту эксплуатации.Формула изобретения 1. Способ обработки изделий из природного камня, включающий сушку и последовательное непрерывное позонное вакуумирование и пропитку пропиточным составом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки за счет увеличения степени заполнения трещин и пор пропйточным составом и сни1763432 оставитель В. Лебедехред М.Моргентал едактор А. Кулакова орректо макова Заказ 3427 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина жения его потерь, вакуумирование и пропитку ведут со скоростью ч, определяемой по формуле 1+2 е - б 2 кэ" где- размер зоны подачи пропиточного состава в направлении перемещения; б - размер зоны вакуумирования;е - эксцентриситет зоны вакуумирования относительно зоны подачи пропиточного состава;и, - степень заполнения трещин и пор пропиточным составом;и - средняя глубина трещин и пор в поверхностном слое изделия;чк - скорость движения пропиточного состава в трещине.2. Устройство для обработки изделий из природного камня, содержащее вакуумную камеру и емкость для пропиточного состава,открытые со стороны обрабатываемой поверхности и снабженные торцовыми уплотнениями,отличающееся тем,что,с целью повышения эффективности обработ ки за счет увеличения степени заполнениятрещин и пор пропиточным составом и снижения его потерь, вакуумная камера расположена в емкости для пропиточного состава с эксцентриситетом вертикальных осей сим метриие =(К 1 - Ь )/2,где К - безразмерный коэффициент, характеризующий запас перекрытия трещин пропиточным составом, К = 1 - 2,5;15 - преобладающий предельный размертрещины;Л - минимальный зазор между вакуумной камерой и емкостью для пропиточного состава.20