[發(fā)明專利]一種緩沖材料圓形砌塊整體式壓制模具及砌塊制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011557071.3
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN112757450B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉月妙;曹勝飛;王鵬;高玉峰;佟強(qiáng);張奇
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號(hào): B28B7/00
• 分類號(hào): B28B7/00;B28B7/38;B28B13/02;B28B3/02;B28B13/06
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 董和煦

本發(fā)明屬于高放廢物地質(zhì)處置緩沖材料大型砌塊制備領(lǐng)域，具體涉及一種緩沖材料圓形砌塊整體式壓制模具及砌塊制備方法。本發(fā)明中，凹模為一個(gè)整體圓環(huán)形，凹模底部設(shè)計(jì)成微小的喇叭口形式；凸模座為工字型，其底部連接有凸模襯板；底板位于凹模內(nèi)的底部，且底板頂部設(shè)計(jì)成與凹模喇叭口對應(yīng)的錐型斜面結(jié)構(gòu)，方便凹模與其合模；卸料架設(shè)計(jì)成工字型結(jié)構(gòu)，且凹模可鑲嵌在卸料架內(nèi)；卸料架的底部正中央鑲嵌有與底板匹配的凹槽；支撐架設(shè)計(jì)成工字型結(jié)構(gòu)，支撐架的推桿可在卸料架框架立桿的預(yù)留孔洞內(nèi)水平移動(dòng)。本發(fā)明可壓制直徑為0.4～0.6m，高度為0.2～0.5m，干密度為1.4～1.9g/cm³的工程尺度的緩沖材料大型砌塊樣品，為開展地下實(shí)驗(yàn)室緩沖材料現(xiàn)場原位試驗(yàn)提供原料基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高放廢物地質(zhì)處置緩沖材料大型砌塊制備領(lǐng)域，具體涉及一種緩沖材料圓形砌塊整體式壓制模具及砌塊制備方法。

背景技術(shù)

我國的高放廢物采用的是深地質(zhì)處置方式，利用人工屏障(廢物罐、緩沖材料、回填材料等)及天然屏障(地下巖體)組成的多重屏障系統(tǒng)阻滯核素遷移。緩沖材料作為廢物罐和地質(zhì)體之間的最后一道人工屏障，起著工程屏障、水力學(xué)屏障、化學(xué)屏障、傳導(dǎo)和散失放射性廢物衰變熱等重要作用，是地質(zhì)處置庫安全性和穩(wěn)定性的有效保障。國內(nèi)外研究表明，以蒙脫石為主要成分的膨潤土被認(rèn)為是高放廢物地質(zhì)處置最適宜的緩沖材料基材。

緩沖材料通常以砌塊堆砌的形式包裹在廢物罐周圍，因此世界各國開展的室內(nèi)大型模型試驗(yàn)和地下實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場原位試驗(yàn)的研究工作，大多采用的是緩沖材料預(yù)制砌塊。緩沖材料砌塊主要采用靜力壓實(shí)的制備方式生產(chǎn)，目前國內(nèi)壓制的膨潤土塊體都是基于室內(nèi)規(guī)模且手工可操作的中小型樣品，其重量最大也不過幾公斤而已，尺寸最大也不過十幾厘米。考慮到此類壓制方案不管是從體量上，還是效率上均不再適用于今后開展1:1的大型室內(nèi)和地下實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場原位試驗(yàn)需求，急需掌握一種米級尺度的緩沖材料大型砌塊制備技術(shù)和工藝流程。因此建立一種適合機(jī)械化、工業(yè)化批量生產(chǎn)的緩沖材料大型砌塊制備方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種緩沖材料圓形砌塊整體式壓制模具及砌塊制備方法，可壓制直徑為0.4～0.6m，高度為0.2～0.5m，干密度為1.4～1.9g/cm³的工程尺度的緩沖材料大型砌塊樣品，為開展地下實(shí)驗(yàn)室緩沖材料現(xiàn)場原位試驗(yàn)提供原料基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種緩沖材料圓形砌塊整體式壓制模具，包括凸模座、凹模、凸模襯板、底板、卸料架、支撐架、脫模倉，凹模為一個(gè)整體圓環(huán)形，模具內(nèi)側(cè)上端口設(shè)計(jì)成倒角方式且有導(dǎo)向，方便凸模合模，為保障砌塊樣品在脫模過程的完整性，凹模底部設(shè)計(jì)成微小的喇叭口形式；凸模座為工字型，其底部連接有凸模襯板，凸模座與凸模襯板構(gòu)成一個(gè)整體凸模；底板位于凹模內(nèi)的底部，外徑尺寸比凹模內(nèi)徑小0.1～0.2mm，且底板頂部設(shè)計(jì)成與凹模喇叭口對應(yīng)的錐型斜面結(jié)構(gòu)，方便凹模與其合模；卸料架設(shè)計(jì)成工字型結(jié)構(gòu)，高度與凹模高度匹配，且凹模可鑲嵌在卸料架內(nèi)，其頂部帶有壓板，固定后可防止凹模向上移動(dòng)；卸料架的底部正中央鑲嵌有與底板匹配的凹槽，卸料架的左右兩側(cè)框架立桿預(yù)留支撐架水平移動(dòng)的圓形孔洞；支撐架設(shè)計(jì)成工字型結(jié)構(gòu)，且底部帶有滾輪，其水平推桿為可拆卸式，支撐架的推桿可在卸料架框架立桿的預(yù)留孔洞內(nèi)水平移動(dòng)，方便脫模時(shí)使用；脫模倉為圓筒形結(jié)構(gòu)，脫模時(shí)放置于卸料架的正中央位置，使其處于凹模下方正中央位置，其內(nèi)徑比砌塊樣品大5～10mm。

所述凹模內(nèi)徑較壓制的圓形砌塊直徑小1～2mm，頂面設(shè)置有吊環(huán)孔，方便吊裝。

所述凸模和凹模合模后，凸模襯板和凹模內(nèi)壁之間的單邊間隙為0.1mm。

所述凸模座上半部的T型外徑尺寸要比凹模內(nèi)徑大1cm，防止脫模時(shí)凸模座從凹模內(nèi)腔脫落，損壞砌塊樣品。

所述凹模的設(shè)計(jì)高度為砌塊樣品高度的2倍，再加上1～2cm的導(dǎo)向高度；所述凸模座和凸模襯板的整體高度大于凹模高度5～10cm。