衛生陶瓷中壓注漿設備的自動控制系統設計

梅立雪，汪曉萌

（1.景德鎮學院,江西 景德鎮 333000；2.南昌市第一中等專業學校，江西 南昌 330000）

0 引言

衛生陶瓷中，壓力注漿工藝的應用，與石膏注漿存在很大的差別，壓力注漿主要是通過泥漿加壓，通過磨具中微孔排除泥漿中的水分。壓力注漿成型的過程，實質上也是過濾過程，將泥漿傳送到模具工作面，借助多空塑料模具排除水分，并進行沉淀，從而形成具有良好強度的胚體，形成一定的形狀。注漿成型的泥漿，是由一定固體顆粒組成的黏土礦物，注漿工藝的選擇、泥漿的質量都會影響到衛生陶瓷的品質。采用中壓注漿成型工藝，需要中壓注漿成型機，并對其應用進行系統設計和研究。

1 衛生陶瓷重壓注漿技術概述

衛生陶瓷中壓注漿技術與傳統的技術相比，生產效率相對較高，陶瓷成形質量較好，能實現連續生產，模具不需要進行干燥，成形中的熱能耗降低50%。在多年的發展中，中壓注漿技術發展不斷完善，在很多陶瓷廠中得到了一定程度的推廣和應用[1]。中壓注漿成形工藝和傳統成形工藝存在很大的差異，需要中壓注漿成形機，在發展中也加大了對中壓注漿成形機組的設計開發工作。

中壓注漿成形機系統主要包括液壓主機和壓力注漿管路系統兩個部分。液壓主機部分主要是將兩個模具頂合在一起，對注漿施加壓力，確保在注漿環節泥漿不會出現泄漏。壓力注漿系統主要是實現泥漿的加熱、注漿、加固、排水等操作。衛生陶瓷中壓注漿成形的應用，工藝過程比較復雜，且不同部分之間需要協調，如果出現差錯會影響到后續的工作。采用中壓注漿自動控制系統，簡化了工作環節，大大降低了輔助操作的時間，且自動化操作中人為參與較少，減少了不必要的失誤，確保了工藝生產的安全性，對工藝產生的穩定、產品性能的均衡性發展有重要的作用[2]。

2 控制系統方案和PC系統軟件設計分析

在系統設計中，輸入信號中包括1個行程開關，2個壓力開關，還包括操作開關、指輪開關等，輸出信號有電動球閥、電磁閥及聲光報警器。要滿足系統控制需求，可采用OMRON C200H可編程序控制器作為整個系統的控制機。C200H主要是運用的積木式結構，程序空間設置16 k字節，從而可以提供100多種指令，該結構可以與具有RS232接口或者是RS422接口的計算機，實現通信構成監視控制體系[3]。且內部有3 000多個輔助繼電器，還有多個保持繼電器、定時器等。采用5塊輸入板和輸出板，直接將系統的輸入點和PC端的輸入端接口連接，采用24 V電源供電，輸出端通過繼電器隔離后，與電磁閥連接，進而實現現場隔離。

系統的實際應用給操作人員提供了更大的便利，讓其能實時了解壓力泥漿罐和高位泥漿罐實際泥漿狀況，可以在控制柜面板上顯示液位，顯示內容包括高位泥漿罐和壓力泥漿罐的液位變化，泥漿的溫度，壓力、排水壓力，閥門開關等，除此之外，還要在系統中設置系統過載報警裝置。

3 自動控制系統程序設計

系統設計中，因為液壓主機和壓力注漿系統的特點、控制方式存在區別，各個部分都包括手動控制和自動控制兩種方式。一般來講，液壓主機主要采用位置控制的方式，壓力注漿系統以時間順序為基礎進行控制，根據注漿期間不同階段注漿、加壓的時間長短對各部分進行控制，按照實際需要分別控制閥門的開關、攪拌機的攪拌和泥漿加熱的開關等。

系統通電之后，自動控制方式下，只需要按啟動按鈕，PC端運行會自動對程序進行控制。具體流程為，按通氣源，隔膜泵開始啟動，然后分別給壓力泥漿罐和高位泥漿罐進行上漿作業，與此同時還要對高位泥漿罐中的泥漿進行加熱處理，當溫度慢慢上升到規定的數值后，液壓站油泵開始啟動，準備工作已經完成；液壓主機將陰模和陽模頂合，并對其施加壓力，確保整個注漿過程中泥漿不會出現外漏，合模動作主要是依靠壓力的大小來控制開關，如果壓力不斷升高，到達預先設定的壓力值時，合模動作方能停止，此時進入第一階段保壓工作。注漿過程中，泥漿壓力上升到一定的數值時，合模壓力也會隨之上升，當其到達注漿頂模壓力時，再次進入第二階段的保壓。如果在注漿過程開始便鎖住開模的功能，當注漿作業完成后開模，開模的具體位置主要由行程開關加以控制。

壓力系統注漿作業中，當模具內的注漿已經注滿，此時對模具進行加壓處理，保持一段時間之后，增加泥漿壓力同時打開真空系統，確保一段時間之后將模具內的泥漿空出，從而對坯體進行鞏固，當到達一定的程度后，開模后脫落出坯體。

4 系統設計的影響因素及關鍵技術分析

4.1 影響因素

其一是泥漿的比重。衛生陶瓷中壓注漿設備自動控制系統的應用效果，會受到泥漿比重的影響，主要是對其成型速度產生影響。一般來講，泥漿的比重較低，其成型的速度相對比較慢，而比重比較高的泥漿，其成型的速度相對較快。泥漿的成分主要是水和固體顆粒，其黏度受到水分子自身的吸引力、水分子和固體顆粒的吸引力、固體之間的吸引力等影響。比重相對較低的泥漿的固體顆粒相對較少，要提升泥漿的比重，則其固體顆粒也相對增多，提升了水分子和固體顆粒的碰撞和相互作用，泥漿顆粒的位移難度大，從而黏度不斷增加，有效降低了顆粒的流動性。

其二，泥漿觸變性。陶瓷中壓注漿過程中，泥漿所受的壓力會成為泥漿成型的推動力，這與原有的石膏模排水注漿不同，其成型的時間相對較短，且模具中的泥漿處于靜止狀態，坯體的形成速度較快。因為壓力的存在，會對結構形成造成破壞，在壓力作用下，固體顆粒能快速聚集，能被壓縮到較低的限度。因此，泥漿調制中，如果不考慮其觸變性，可以采取措施降低生產成本，提升經濟效益。

其三，泥漿滲水性。泥漿的滲水性主要是對注漿成型的速度產生影響，滲水性會受到固體顆粒大小、泥漿物料、解凝度等影響。時間相同的條件下，注漿滲透率會影響坯體的厚度，滲透率如果較小，則坯體越薄，如果提高滲透率，則坯體的厚度會隨之增加，也能提升坯體自身的含水量。滲水性較高的坯體結構，其結構比較疏松，水分排出較快。需要注意的是，泥漿滲透率的提升能在一定程度上提升注漿的速度，但是這也不是絕對的。如果滲透率過高，會導致坯體在短時間內達到一定厚度，因為坯體受壓力作用相對較短，會影響到其挺實能力，且固體顆粒會導致結構疏松，影響到坯體的質量。因此，要經過多次試驗和研究，得出滲透率的正確取值范圍。

其四，系統設計方案。衛生陶瓷中壓注漿自動控制系統的設計水平會影響到注漿作業的效率和質量。系統設計科學合理，在試驗中有良好的效果，實際應用中則能起到良好的控制作用。系統設計方案會受到設計人員自身素養、技術應用水平等因素影響。

4.2 關鍵技術分析

其一是設備研制技術。衛生陶瓷中壓注漿系統設計還包括其他產品的制作設備，如水箱、洗面器等。其中，全包連體虹吸式坐便器的高壓設備的相關技術尚未成熟。針對這些設備，需要加大研發力度。我國當前研制出了一些產品設備，能實現程序設計、制作、安裝等服務，且已經投入使用。設備研制技術影響系統的應用水平，也影響到設備產品的質量，需要重視對相關技術的研究。

其二是模型研制技術。在中壓注漿設備引進和利用中，傳統發展模式忽視了模型制造技術，相關樹脂原料技術、排水路細管分布技術、通氣技術等自動化水平相對較低。因此，要根據中壓設備的特點，對原有復雜的模型加以簡單化處理，積極改進原有的分模技術，并重視對排水接件及圈體黏結技術的研究。

其三是泥漿技術。中壓成型泥漿技術與和原有的泥漿技術不同，其吃漿速度和成型速度更快，觸變性更低，具有更好的可塑性，且能進行24小時不間斷注漿作業。實際操作中，對泥漿中細微顆粒的要求較高，其粒徑應不致堵塞模中的吸漿的通道路徑，以確保泥漿質量和產品品質。

5 結語

綜上所述，衛生陶瓷生產工藝研究中，壓力注漿的方式能提升勞動生產率，且模型的使用時間較長、占地面積較小、能耗低等，在實際應用中發揮重要的作用。自動控制系統的設計，能實現對設備的自動化控制，提高工藝水平和經濟效益。中壓注漿技術應用能實現不間斷連續生產。中壓技術也在不斷優化，應用水平越來越高。中壓注漿成型機組的設計研究，能提高系統的自動化程度，在應用中更具便捷性和安全性。系統在洗面器、水箱蓋等產品的中壓注漿工藝連續生產中，需要重視對系統影響因素的分析，加強技術研究，完善系統設計方案。