卫生陶瓷中压注浆设备的自动控制系统设计

梅立雪，汪晓萌

（1.景德镇学院,江西 景德镇 333000；2.南昌市第一中等专业学校，江西 南昌 330000）

0 引言

卫生陶瓷中，压力注浆工艺的应用，与石膏注浆存在很大的差别，压力注浆主要是通过泥浆加压，通过磨具中微孔排除泥浆中的水分。压力注浆成型的过程，实质上也是过滤过程，将泥浆传送到模具工作面，借助多空塑料模具排除水分，并进行沉淀，从而形成具有良好强度的胚体，形成一定的形状。注浆成型的泥浆，是由一定固体颗粒组成的黏土矿物，注浆工艺的选择、泥浆的质量都会影响到卫生陶瓷的品质。采用中压注浆成型工艺，需要中压注浆成型机，并对其应用进行系统设计和研究。

1 卫生陶瓷重压注浆技术概述

卫生陶瓷中压注浆技术与传统的技术相比，生产效率相对较高，陶瓷成形质量较好，能实现连续生产，模具不需要进行干燥，成形中的热能耗降低50%。在多年的发展中，中压注浆技术发展不断完善，在很多陶瓷厂中得到了一定程度的推广和应用[1]。中压注浆成形工艺和传统成形工艺存在很大的差异，需要中压注浆成形机，在发展中也加大了对中压注浆成形机组的设计开发工作。

中压注浆成形机系统主要包括液压主机和压力注浆管路系统两个部分。液压主机部分主要是将两个模具顶合在一起，对注浆施加压力，确保在注浆环节泥浆不会出现泄漏。压力注浆系统主要是实现泥浆的加热、注浆、加固、排水等操作。卫生陶瓷中压注浆成形的应用，工艺过程比较复杂，且不同部分之间需要协调，如果出现差错会影响到后续的工作。采用中压注浆自动控制系统，简化了工作环节，大大降低了辅助操作的时间，且自动化操作中人为参与较少，减少了不必要的失误，确保了工艺生产的安全性，对工艺产生的稳定、产品性能的均衡性发展有重要的作用[2]。

2 控制系统方案和PC系统软件设计分析

在系统设计中，输入信号中包括1个行程开关，2个压力开关，还包括操作开关、指轮开关等，输出信号有电动球阀、电磁阀及声光报警器。要满足系统控制需求，可采用OMRON C200H可编程序控制器作为整个系统的控制机。C200H主要是运用的积木式结构，程序空间设置16 k字节，从而可以提供100多种指令，该结构可以与具有RS232接口或者是RS422接口的计算机，实现通信构成监视控制体系[3]。且内部有3 000多个辅助继电器，还有多个保持继电器、定时器等。采用5块输入板和输出板，直接将系统的输入点和PC端的输入端接口连接，采用24 V电源供电，输出端通过继电器隔离后，与电磁阀连接，进而实现现场隔离。

系统的实际应用给操作人员提供了更大的便利，让其能实时了解压力泥浆罐和高位泥浆罐实际泥浆状况，可以在控制柜面板上显示液位，显示内容包括高位泥浆罐和压力泥浆罐的液位变化，泥浆的温度，压力、排水压力，阀门开关等，除此之外，还要在系统中设置系统过载报警装置。

3 自动控制系统程序设计

系统设计中，因为液压主机和压力注浆系统的特点、控制方式存在区别，各个部分都包括手动控制和自动控制两种方式。一般来讲，液压主机主要采用位置控制的方式，压力注浆系统以时间顺序为基础进行控制，根据注浆期间不同阶段注浆、加压的时间长短对各部分进行控制，按照实际需要分别控制阀门的开关、搅拌机的搅拌和泥浆加热的开关等。

系统通电之后，自动控制方式下，只需要按启动按钮，PC端运行会自动对程序进行控制。具体流程为，按通气源，隔膜泵开始启动，然后分别给压力泥浆罐和高位泥浆罐进行上浆作业，与此同时还要对高位泥浆罐中的泥浆进行加热处理，当温度慢慢上升到规定的数值后，液压站油泵开始启动，准备工作已经完成；液压主机将阴模和阳模顶合，并对其施加压力，确保整个注浆过程中泥浆不会出现外漏，合模动作主要是依靠压力的大小来控制开关，如果压力不断升高，到达预先设定的压力值时，合模动作方能停止，此时进入第一阶段保压工作。注浆过程中，泥浆压力上升到一定的数值时，合模压力也会随之上升，当其到达注浆顶模压力时，再次进入第二阶段的保压。如果在注浆过程开始便锁住开模的功能，当注浆作业完成后开模，开模的具体位置主要由行程开关加以控制。

压力系统注浆作业中，当模具内的注浆已经注满，此时对模具进行加压处理，保持一段时间之后，增加泥浆压力同时打开真空系统，确保一段时间之后将模具内的泥浆空出，从而对坯体进行巩固，当到达一定的程度后，开模后脱落出坯体。

4 系统设计的影响因素及关键技术分析

4.1 影响因素

其一是泥浆的比重。卫生陶瓷中压注浆设备自动控制系统的应用效果，会受到泥浆比重的影响，主要是对其成型速度产生影响。一般来讲，泥浆的比重较低，其成型的速度相对比较慢，而比重比较高的泥浆，其成型的速度相对较快。泥浆的成分主要是水和固体颗粒，其黏度受到水分子自身的吸引力、水分子和固体颗粒的吸引力、固体之间的吸引力等影响。比重相对较低的泥浆的固体颗粒相对较少，要提升泥浆的比重，则其固体颗粒也相对增多，提升了水分子和固体颗粒的碰撞和相互作用，泥浆颗粒的位移难度大，从而黏度不断增加，有效降低了颗粒的流动性。

其二，泥浆触变性。陶瓷中压注浆过程中，泥浆所受的压力会成为泥浆成型的推动力，这与原有的石膏模排水注浆不同，其成型的时间相对较短，且模具中的泥浆处于静止状态，坯体的形成速度较快。因为压力的存在，会对结构形成造成破坏，在压力作用下，固体颗粒能快速聚集，能被压缩到较低的限度。因此，泥浆调制中，如果不考虑其触变性，可以采取措施降低生产成本，提升经济效益。

其三，泥浆渗水性。泥浆的渗水性主要是对注浆成型的速度产生影响，渗水性会受到固体颗粒大小、泥浆物料、解凝度等影响。时间相同的条件下，注浆渗透率会影响坯体的厚度，渗透率如果较小，则坯体越薄，如果提高渗透率，则坯体的厚度会随之增加，也能提升坯体自身的含水量。渗水性较高的坯体结构，其结构比较疏松，水分排出较快。需要注意的是，泥浆渗透率的提升能在一定程度上提升注浆的速度，但是这也不是绝对的。如果渗透率过高，会导致坯体在短时间内达到一定厚度，因为坯体受压力作用相对较短，会影响到其挺实能力，且固体颗粒会导致结构疏松，影响到坯体的质量。因此，要经过多次试验和研究，得出渗透率的正确取值范围。

其四，系统设计方案。卫生陶瓷中压注浆自动控制系统的设计水平会影响到注浆作业的效率和质量。系统设计科学合理，在试验中有良好的效果，实际应用中则能起到良好的控制作用。系统设计方案会受到设计人员自身素养、技术应用水平等因素影响。

4.2 关键技术分析

其一是设备研制技术。卫生陶瓷中压注浆系统设计还包括其他产品的制作设备，如水箱、洗面器等。其中，全包连体虹吸式坐便器的高压设备的相关技术尚未成熟。针对这些设备，需要加大研发力度。我国当前研制出了一些产品设备，能实现程序设计、制作、安装等服务，且已经投入使用。设备研制技术影响系统的应用水平，也影响到设备产品的质量，需要重视对相关技术的研究。

其二是模型研制技术。在中压注浆设备引进和利用中，传统发展模式忽视了模型制造技术，相关树脂原料技术、排水路细管分布技术、通气技术等自动化水平相对较低。因此，要根据中压设备的特点，对原有复杂的模型加以简单化处理，积极改进原有的分模技术，并重视对排水接件及圈体黏结技术的研究。

其三是泥浆技术。中压成型泥浆技术与和原有的泥浆技术不同，其吃浆速度和成型速度更快，触变性更低，具有更好的可塑性，且能进行24小时不间断注浆作业。实际操作中，对泥浆中细微颗粒的要求较高，其粒径应不致堵塞模中的吸浆的通道路径，以确保泥浆质量和产品品质。

5 结语

综上所述，卫生陶瓷生产工艺研究中，压力注浆的方式能提升劳动生产率，且模型的使用时间较长、占地面积较小、能耗低等，在实际应用中发挥重要的作用。自动控制系统的设计，能实现对设备的自动化控制，提高工艺水平和经济效益。中压注浆技术应用能实现不间断连续生产。中压技术也在不断优化，应用水平越来越高。中压注浆成型机组的设计研究，能提高系统的自动化程度，在应用中更具便捷性和安全性。系统在洗面器、水箱盖等产品的中压注浆工艺连续生产中，需要重视对系统影响因素的分析，加强技术研究，完善系统设计方案。