РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЖИДКОГО ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЛИТ ИЗ ВЯЖУЩЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2009 года по МПК B28B3/00 

Настоящее изобретение относится в целом к системе для образования плит из вяжущего материала и к способам изготовления плиты из вяжущего материала.

Применение цементирующих (вяжущих) материалов, таких как материал на основе сульфата кальция и портландцемент, - но возможные цементирующие материалы не ограничены вышеуказанными - хорошо известно в данной области техники, при этом указанные материалы предназначены для включения в различные изделия, такие как стеновая панель (обшивка для стен), акустические (звукопоглощающие) панели и цементная плита. По существу равномерная толщина по всей длине и ширине подобных плит или панелей из вяжущего материала желательна для их использования в расположенных рядом рядах на стенах, потолках или полах. Регулирование толщины посредством разравнивающих устройств ограничено реологическими свойствами гидравлической цементной смеси. Вяжущие цементные растворы обычно являются тиксотропными, но часто не поддаются достаточно быстро воздействию разравнивающей рейки, уложенной поперек быстродвижущейся конвейерной ленты, для их равномерного распределения. Неравномерность количества жидкого цементного теста, наносимого на быстродвижущуюся конвейерную ленту, обуславливает тенденцию возникновения неровности в так называемых «цементных плитах» (“cement boards”) и в других строительных панелях, изготавливаемых на высокопроизводительных поточных линиях.

Строительные панели из вяжущих материалов обычно изготавливают с шириной от 24 до 54 дюймов. Чем шире панель, тем труднее решается проблема равномерного распределения жидкого цементного теста. Выпуск вяжущего жидкого цементного теста на движущуюся опорную поверхность непосредственно из смесителя непрерывного действия может привести к образованию непрерывного выступа из сравнительно неподвижного материала по отношению к расположенной дальше по ходу потока, разравнивающей рейке или формообразующей плите. Для того чтобы способствовать распределению жидкого цементного теста, количество воды, используемой в жидком цементном тесте, часто увеличивают. Тем не менее, наличие больших количеств воды нежелательно, поскольку она должна быть удалена до получения изделия в виде готовой плиты. Удаление воды представляет собой дорогостоящую операцию из-за энергии, необходимой для испарения воды, и/или времени, требуемого для испарения воды.

Кроме того, в зависимости от скорости течения выпускаемого жидкого цементного теста вяжущее жидкое цементное тесто, выходящее из смесителя, может быть турбулентным, так что нежелательные большие пустоты (например, пустоты, имеющие диаметр 5 мм или более) образуются, когда жидкое цементное тесто контактирует с движущейся опорной поверхностью. Наличие подобных больших пустот нежелательно во время изготовления плит, поскольку это ухудшает качество получающейся в результате плиты, включая, например, прочность плиты и свойства, связанные с образованием задиров и быстрым соединением (защелкиванием), и может привести к образованию пузырей.

В случае цементной плиты ролики и другие устройства применялись для распределения жидкого цементного теста; однако подобные ролики и устройства могут подвергаться налипанию жидкого цементного теста, что требует их непрерывной очистки во время изготовления плит. Непрерывная очистка создает опасность того, что кусок налипшего затвердевшего цемента упадет с роликов и других распределительных устройств и разорвет защитную бумагу или в некоторых вариантах осуществления съемную бумагу, в результате чего потребуется полный останов линии. Перерыв в работе поточной линии по изготовлению плит является дорогостоящим и неэффективным.

Соответственно, из вышеизложенного понятно, что существует потребность в данной области техники в системе для [образования] плит из вяжущего материала и в способе изготовления, которые могут обеспечить уменьшение количества воды, числа нежелательно больших пустот и/или обеспечить получение более эффективного недорогого изделия в виде плиты. В соответствии с изобретением разработана система для плит и способы, которые включают в себя один или несколько из подобных признаков. Эти и другие преимущества настоящего изобретения, а также дополнительные признаки по изобретению будут очевидными из приведенного здесь описания изобретения.

Изобретение базируется на неожиданном обнаружении того, что использование распределителя жидкого цементного теста по настоящему изобретению для распределения вяжущего жидкого цементного теста непрямо (опосредованно) или непосредственно на движущемся опорном защитном слое (backing layer) на линии по производству плит приводит к усовершенствованиям в изготовлении изделий в виде плит из вяжущего материала. В зависимости от параметров, используемых при производстве плит, могут быть реализованы некоторые или все из усовершенствований, связанных с настоящим изобретением. К усовершенствованиям относятся уменьшение количества воды, используемой в вяжущем жидком цементном тесте, уменьшение или устранение наличия нежелательных больших пустот в вяжущем жидком цементном тесте и тому подобное.

Соответственно, согласно настоящему изобретению разработан распределитель жидкого цементного теста, предназначенный для контакта с вяжущим жидким цементным тестом после выхода жидкого цементного теста из смесителя линии по производству плит. По меньшей мере, часть распределителя жидкого цементного теста, которая предназначена для того, чтобы находиться в поверхностном контакте с материалом в виде вяжущего жидкого цементного теста, содержит множество отверстий, которые сообщаются по текучей среде с источником текучей среды во время работы. Распределитель жидкого цементного теста выполнен с такой конфигурацией, что текучая среда, которая обычно находится под давлением, выходит из распределителя жидкого цементного теста через отверстия с тем, чтобы обеспечить непрерывный поток текучей среды, предпочтительно в виде непрерывной пленки, от края до края наружной поверхности распределителя жидкого цементного теста. Распределитель жидкого цементного теста расположен так, что он контактирует, по меньшей мере, с частью вяжущего жидкого цементного теста после выхода жидкого цементного теста из смесителя и до того, как жидкое цементное тесто пройдет через станцию формования, которая обеспечивает выполнение конечного механического распределения жидкого цементного теста и/или придание определенной формы жидкому цементному тесту до его заранее заданной ширины и толщины с целью образования подвижного предшествующего продукта в виде плиты по отношению к изделию в виде плиты из вяжущего материала. В системе для формования плит, содержащей непрерывно движущийся опорный защитный слой, предназначенный для непосредственного или непрямого приема жидкого цементного теста, выпускаемого из смесителя, смеситель, предназначенный для изготовления вяжущего жидкого цементного теста, и станцию формования, распределитель жидкого цементного теста расположен по ходу потока за зоной, в которой жидкое цементное тесто, выпускаемое из смесителя, наносится на опорный защитный слой, и перед станцией формования, и находится в контакте с жидким цементным тестом. Специалистам в данной области техники будет понятно, что жидкое цементное тесто может быть нанесено непосредственно на опорный защитный слой или оно может быть нанесено непрямо на опорный защитный слой, например, может быть нанесено на уплотненный слой, расположенный на опорном защитном слое. Текучая среда течет из отверстий предназначенного для выпуска текучей среды элемента распределителя жидкого цементного теста.

В соответствии с изобретением также разработан способ формования плиты из вяжущего материала. В одном варианте осуществления способа смесь, содержащую воду и вяжущий материал, перемещают непосредственно или непрямо на движущийся опорный защитный слой и вводят в контакт с распределителем жидкого цементного теста, подобным описанному выше, с тем, чтобы распределить жидкое цементное тесто по поверхности опорного защитного слоя. Затем вяжущее жидкое цементное тесто, возможно, вводят в контакт с плитой для формования с тем, чтобы образовать подвижный предшествующий по отношению к плите продукт, который высушивают и разрезают для образования продукта в виде плиты из вяжущего материала.

В соответствии с изобретением также разработан способ уменьшения отношения количества воды к количеству вяжущего материала во время изготовления плит. Способ включает в себя образование смеси, содержащей воду, вяжущий материал и, возможно, пенообразователь; перемещение смеси непосредственно или непрямо на движущийся опорный защитный слой; и введение, по меньшей мере, части смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста по изобретению. Введение смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста позволяет использовать меньшее количество воды в смеси по сравнению с тем, которое потребовалось бы при отсутствии распределителя жидкого цементного теста.

В соответствии с изобретением также разработан способ уменьшения количества нежелательных больших пустот во время изготовления плит из вяжущего материала. Способ включает в себя образование смеси, содержащей воду, возможно, пенообразователь, другие пригодные добавки и тому подобное, и вяжущий материал; перемещение смеси непосредственно или непрямо на движущийся опорный защитный слой; и введение, по меньшей мере, части смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста по изобретению с тем, чтобы распределить жидкое цементное тесто по поверхности опорного защитного слоя и устранить нежелательные большие пустоты, имеющиеся в смеси.

Изобретение поясняется ниже на приведенных подробных предпочтительных вариантах осуществления со ссылками на чертежи.

Фиг.1 иллюстрирует вид сбоку системы для формования плит в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.2 иллюстрирует вид сверху системы для формования плит в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.3А иллюстрирует вид сверху распределителя жидкого цементного теста, подлежащего использованию в системе для формования плит в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.3B иллюстрирует вид снизу распределителя жидкого цементного теста, подлежащего использованию в системе для формования плит в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.4А иллюстрирует вид сверху распределителя жидкого цементного теста, подлежащего использованию в системе для формования плит в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.4B иллюстрирует вид снизу распределителя жидкого цементного теста, подлежащего использованию в системе для формования плит в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.5 иллюстрирует распределитель жидкого цементного теста, подлежащий использованию в системе для формования плит в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Как показано на фиг.1 и 2, система 1 для формования плит включает в себя смеситель 10 с выпускным выходным элементом (discharge outlet) 12, распределитель 14 жидкого цементного теста, станцию 18 формования, опорный защитный слой 20, возможный рулон 22 для нанесения покрывающего слоя и предпочтительно стол для формования с конвейером 24 для облегчения непрерывного изготовления изделия в виде плиты из вяжущего материала. В процессе работы вяжущее жидкое цементное тесто, используемое для образования сердцевины плиты, получают в смесителе 10 и выпускают через выпускной выходной элемент 12 непосредственно или непрямо на опорный защитный слой 20. Выпускной выходной элемент (или механизм нанесения) может представлять собой любой пригодный выпускной выходной (разгрузочный) элемент. Например, пригодные выходные элементы для выпуска жидкого цементного теста описаны в патенте США 6874930, который включен в данное описание путем ссылки. Жидкое цементное тесто из смесителя может быть нанесено непосредственно на бумажную основу (защитную бумагу), хотя в некоторых вариантах осуществления жидкое цементное тесто из смесителя наносят непрямо на опорный защитный слой, например, наносят на уплотненный слой. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, предназначенном для изготовления гипсокартонных листов для обшивки стен гипсокартонных стеновых панелей или звукопоглощающих панелей, включая потолочную облицовочную плитку, стеновую панель и перегородки для рабочих мест в офисе, отделенных перегородками, - но возможные изделия не ограничены вышеуказанными - жидкое цементное тесто, предназначенное для образования сердцевины плиты, наносят на уплотненный слой (то есть на накрывочный слой многослойной штукатурки) из вяжущего жидкого цементного теста, перемещаемый на опорном защитный слое [опорный защитный слой несет данный уплотненный слой], как описано, например, в патентах США 4327146 и 5718797, каждый из которых включен в данное описание путем ссылки. Как известно в данной области техники, уплотненный слой может быть получен посредством направления части жидкого цементного теста из смесителя перед введением вспененного материала или посредством удаления пены из жидкого цементного теста путем трамбовки. Как также известно в данной области техники, второй уплотненный слой, если требуется, может быть нанесен на верхнюю поверхность образующего сердцевину, жидкого цементного теста, в частности, в вариантах осуществления, в которых используется покрывающий слой, например, как в случае гипсокартонных листов сухой штукатурки для обшивки стен. Уплотненный(-е) слой(-и) могут иметь любую соответствующую толщину, например, такую как от приблизительно 0,0625 дюйма до приблизительно 0,125 дюйма.

Опорный защитный слой 20 подается на конвейер 24 и перемещается на конвейере, предпочтительно непрерывно, с тем, чтобы способствовать непрерывному образованию плиты из вяжущего материала. При обычном изготовлении плиты из вяжущего материала опорный защитный слой, как правило, представляет собой бумагу, например манильскую бумагу или крафт-бумагу, нетканые холсты из стекловолокна, маты из стекловолокна, маты из других синтетических волокон, таких как полиэфирное волокно, металлическую фольгу, такую как алюминиевая фольга, и тому подобное, и комбинации данных материалов. В некоторых вариантах осуществления, например, при изготовлении плит из портландцемента, опорный защитный слой 20 представляет собой съемный слой, который выполнен с возможностью отделения от изделия в виде плиты. Опорный защитный слой с нанесенным на него жидким цементным тестом проходит мимо распределителя жидкого цементного теста, после чего жидкое цементное тесто, возможно, покрывают покрывающим слоем 26, выпускаемым из рулона 22 покрывающего слоя. Подвижная плита затем проходит через станцию 18 формования. Распределитель 14 жидкого цементного теста расположен так, что, по меньшей мере, часть вяжущего жидкого цементного теста входит в контакт с распределителем жидкого цементного теста после выхода жидкого цементного теста из выпускного выходного элемента 12 и перед тем, как жидкое цементное тесто пройдет через станцию 18 формования, когда опорный защитный слой 20 перемещается в направлении станции формования.

Станция формования представляет собой место на линии изготовления плит, в котором подвижному предшествующему по отношению к плите продукту придают размеры, соответствующие заранее заданным ширине и толщине и, возможно, длине. Таким образом, станция формования включает в себя или может представлять собой любое устройство, способное выполнять окончательное механическое распределение жидкого цементного теста и/или придание формы жидкому цементному тесту на всей ширине опорного защитного слоя, при этом многие подобные устройства известны в данной области техники. Станция формования содержит средство для придания жидкому цементному тесту толщины и ширины, соответствующих конечным заданным толщине и ширине подвижного предшествующего по отношению к плите продукта, который после схватывания обеспечит образование изделия в виде плиты из вяжущего материала. Конечные заданные толщина и ширина жидкого цементного теста, полученные на станции формования, само собой разумеется, могут отличаться от конечных толщины и ширины готового изделия в виде плиты. Например, толщина и/или ширина жидкого цементного теста могут увеличиваться и/или уменьшаться во время кристаллизации (то есть схватывания) и сушки жидкого цементного теста. Как правило, заданная толщина жидкого цементного теста по существу равна заданной толщине плиты (например, приблизительно 0,375 дюйма, приблизительно 0,5 дюйма, приблизительно 0,625 дюйма, приблизительно 0,75 дюйма, приблизительно 1 дюйм или больше). Только в качестве иллюстрации можно указать, что конечная толщина плиты, как правило, отличается от конечной толщины жидкого цементного теста на величину, находящуюся в пределах приблизительно ±1/8 дюйма или менее.

Станция формования включает в себя любое устройство, которое выполнено с возможностью придания подвижному предшествующему по отношению к плите продукту заданной толщины и ширины. К пригодным устройствам относятся, например, плита для формования, формующий ролик, формовочный пресс, разравнивающая рейка и тому подобное. Конкретное используемое устройство будет зависеть частично от типа изготавливаемой плиты из вяжущего материала. В предпочтительном варианте осуществления, например, когда система для формования плит представляет собой систему для формования гипсокартонных листов или звукопоглощающих панелей, станция для формования плит содержит плиту 19 для формования, какая известна в данной области техники (см. фиг.1). В других вариантах осуществления, например, когда система для формования плит представляет собой систему для формования плит из портландцемента, станция формования представляет собой формующий ролик или разравнивающую рейку. Система для формования плит по любому из вышеприведенных вариантов осуществления, возможно, дополнительно содержит вибратор, выполненный с возможностью обеспечения вибрации жидкого цементного теста, размещенного на опорном защитном слое, нож, предназначенный для разрезания подвижного предшествующего по отношению к плите продукта или сухого изделия в виде плиты из вяжущего материала до заданной длины, и/или зону сушки, выполненную с возможностью удаления воды из затвердевшей плиты из вяжущего материала.

В некоторых вариантах осуществления, например, в том случае, когда система для формования плит представляет собой систему для формования гипсоцементных плит, желательно, чтобы распределитель 14 жидкого цементного теста был расположен между элементом 12 для выпуска жидкого цементного теста и плитой 19 для формования в зоне, в которой скорость потока жидкого цементного теста, поступающего на движущийся опорный защитный слой из элемента для выпуска жидкого цементного теста, уменьшилась так, чтобы скорость потока жидкого цементного теста стала по существу равной скорости перемещения движущегося опорного защитного слоя. Полагают, что такое размещение распределителя жидкого цементного теста желательно, поскольку турбулентность жидкого цементного теста, перемещающегося вместе с опорным защитным слоем, уменьшается в достаточной степени для создания возможности эффективного контакта с распределителем жидкого цементного теста. Таким образом, фактическое место размещения распределителя жидкого цементного теста будет зависеть, по меньшей мере, частично, от скорости потока жидкого цементного теста, выходящего из элемента для выпуска жидкого цементного теста. Как правило, это означает, что распределитель жидкого цементного теста будет расположен ближе к плите 18 для формования, чем к смесителю 10 в системе для формования плит. Как показано на фиг.1, в данном проиллюстрированном варианте осуществления при расстоянии D между зоной, в которой жидкое цементное тесто, выходящее из элемента 12 смесителя, предназначенного для выпуска жидкого цементного теста, контактирует (прямо или непрямо) с опорным защитным слоем, и передней частью станции 18 формования распределитель 14 жидкого цементного теста предпочтительно расположен на расстоянии, составляющем от приблизительно 0,5D до приблизительно 0,9D, от зоны, в которой жидкое цементное тесто впервые контактирует с опорным защитным слоем или с уплотненным слоем, перемещаемым на опорном защитном слое.

Распределитель 14 жидкого цементного теста содержит элемент 30 для впуска текучей среды и элемент 32 для выпуска текучей среды, сообщающийся с элементом для впуска текучей среды и предназначенный для выпуска текучей среды из распределителя жидкого цементного теста. По меньшей мере, часть распределителя жидкого цементного теста содержит множество отверстий, которые соединены с источником текучей среды под давлением через посредство элемента для впуска текучей среды. Предпочтительно отверстия являются микропористыми. Часть распределителя жидкого цементного теста, имеющая множество отверстий, может быть названа мембраной для псевдоожижения. Распределитель жидкого цементного теста выполнен с такой конфигурацией, что текучая среда выходит из распределителя жидкого цементного теста через отверстия с тем, чтобы обеспечить непрерывно действующий источник текучей среды на всей наружной поверхности распределителя жидкого цементного теста, которая контактирует с вяжущим жидким цементным тестом. Часть распределителя жидкого цементного теста, которая содержит множество отверстий, может быть выполнена с любой соответствующей конфигурацией. Желательно, если часть, содержащая отверстия, выполнена с такой конфигурацией, что она «выделяет» текучую среду со скоростью потока и/или перепадом давлений, достаточными для того, чтобы по существу предотвратить прилипание вяжущего жидкого цементного теста к поверхности распределителя жидкого цементного теста при контакте. Кроме того, желательно ограничить количество текучей среды, которая выходит из распределителя жидкого цементного теста с тем, чтобы избежать какого-либо отрицательного воздействия на вяжущее жидкое цементное тесто или процесс формования плит.

Предпочтительно текучую среду под давлением подают в распределитель 14 жидкого цементного теста таким образом, что перепад давлений на части распределителя жидкого цементного теста, содержащей отверстия, не только обеспечивает непрерывный поток жидкости к отверстиям, но он также ограничивает скорость потока, с которой текучая среда выходит из отверстий. Перепад давлений, который желательно использовать в распределителе 14 жидкого цементного теста, будет зависеть от отношения количества воды к количеству вяжущего материала в жидком цементном тесте, от добавок, включенных в жидкое цементное тесто, от скорости выпуска жидкого цементного теста из смесителя, от скорости, с которой жидкое цементное тесто и бумажная опора перемещаются от элемента смесителя, предназначенного для выпуска жидкого цементного теста, к станции формования, и тому подобного. Регулирование различных параметров, выбранных для изготовления плит, прямо или косвенно повлияет на заданную скорость потока текучей среды из отверстий распределителя жидкого цементного теста и количество текучей среды, выпущенной из отверстий. Как правило, целесообразен перепад манометрического давления, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 0,1 фунта-силы на квадратный дюйм (фунта на кв. дюйм), на предусмотренной с отверстиями части распределителя жидкого цементного теста. Также могут быть использованы значения перепада манометрического давления, составляющие, по меньшей мере, 0,25 фунта на кв. дюйм или, по меньшей мере, приблизительно 1 фунт на кв. дюйм. Предпочтительно перепад манометрического давления составляет от приблизительно 0,2 фунта на кв. дюйм до приблизительно 20 фунтов на кв. дюйм. Более предпочтительно, если перепад манометрического давления составляет от приблизительно 0,3 фунта на кв. дюйм до приблизительно 20 фунтов на кв. дюйм. Скорость потока текучей среды из распределителя жидкого цементного теста предпочтительно является низкой для ограничения количества текучей среды, добавляемой в вяжущее жидкое цементное тесто. Ограничение количества текучей среды, добавляемой в жидкое цементное тесто, также приведет к снижению потребностей в энергии и/или времени для сушки плиты во время ее схватывания, и после ее схватывания. Как правило, скорость потока текучей среды, проходящей через отверстия распределителя жидкого цементного теста, составляет приблизительно 0,6 галлона в минуту на квадратный фут подвижного предшествующего по отношению к плите продукта из вяжущего материала или менее. Предпочтительно скорость потока составляет приблизительно 0,5 галлона в минуту на квадратный фут или менее. Более предпочтительно, если скорость потока составляет приблизительно 0,4 галлона в минуту на квадратный фут или менее.

Часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, может содержать любой пригодный материал. Желательно, если материал является по существу коррозионностойким. Материал может содержать металл, полимер, керамический материал или их комбинации. К пригодным металлам относятся нержавеющая сталь (316L, 304L, 310, 347 и 430), титан и металлические сплавы, включая хастелой (Hastelloy) (С-276, С-22, X, N, B и В2), инконель (600, 625 и 690), Nickel 200, Monel® 400 (монель - 70 Ni-30 Cu) и Alloy 20. В предпочтительном варианте осуществления материал представляет собой нержавеющую сталь. К пригодным полимерам относятся полипропилен, нейлон, поликарбонат, сложный полиэфир, полисульфон, полиэфирсульфон и фторполимеры, такие как поливинилиденфторид и политетрафторэтилен (PTFE). К пригодным керамическим материалам относятся кварц (диоксид кремния), оксид алюминия, диоксид циркония, оксид титана, стекло, карбид кремния и тому подобное. Материал также может представлять собой полимерную мембрану на керамической опоре, например мембрану из поливинилпирролидона (PVP) на опоре из диоксида циркония.

Часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, может быть образована любым пригодным способом. Например, часть может состоять из листа из множества отверстий в виде микропор, полученных в нем посредством резки или литья. В качестве примера часть с отверстиями может содержать мембрану из нержавеющей стали, содержащую приблизительно 1500 отверстий на квадратный дюйм или более. В некоторых вариантах осуществления часть с отверстиями может содержать мембрану из нержавеющей стали, содержащую приблизительно 10000 отверстий на квадратный дюйм или более. Альтернативно, часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, может содержать 2 или более спрессованных сит с, например, 1500-160000 отверстий на квадратный дюйм или более или, в некоторых вариантах осуществления, с 10000-160000 отверстий на квадратный дюйм или более. Кроме того, часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, может содержать пористый металлический материал, состоящий из спрессованного спеченного металлического порошка. В качестве примера данная часть может содержать мембрану Dynapore® FoilMesh™ LFM-1, LFM-5 или LFM-10, промышленно изготавливаемую и поставляемую на рынок компанией Martin Kurz & Co., Inc., Mineola, Нью-Йорк, или пористую мембрану 316SS из нержавеющей стали 316 с порами размером 0,2 мкм или 0,5 мкм, промышленно изготавливаемую и поставляемую на рынок компанией Mott Corporation, Farmington, Коннектикут.

Как будет понятно среднему специалисту в данной области техники, заданный размер отверстий сита может быть обеспечен с помощью ряда различных способов при условии, что отверстия, через которые текучая среда проходит, позволяют текучей среде, выходящей из распределителя, контактировать с жидким цементным тестом, проходящим мимо распределителя жидкого цементного теста, и препятствуют такому прилипанию жидкого цементного раствора к распределителю жидкого цементного теста, которое препятствует проходу текучей среды через отверстия. Например, мембрана может быть образована так, что она будет иметь заданное число и размер отверстий. Кроме того, в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения изобретения, мембрана с заданным размером отверстий сита может быть получена посредством образования многослойной структуры из двух или более сеток, каждая из которых имеет заранее выбранное число и размер отверстий в ней, и соединения сеток, например, посредством спрессовывания и спекания сеток для получения заданной мембраны, имеющей заданные число и размер отверстий на квадратный дюйм. В то время как различные комбинации сеток могут быть использованы в любом порядке, пригодном для образования мембраны с заданными размером и числом отверстий на дюйм, в одном варианте осуществления многослойная мембрана содержит базовую сетку, имеющую отверстия с наибольшим размером, и последующие сетки, имеющие отверстия с постепенно уменьшающимся размером, но большее число отверстий на дюйм, проходящих к верхней сетке, при этом верхняя сетка имеет наибольшее число отверстий на квадратный дюйм и отверстия с наименьшими размерами. Специалистам в данной области техники также будет понятно, что мембрана, выбранная или изготовленная для распределителя жидкого цементного теста, по характеристикам предпочтительно сбалансирована с заданной скоростью потока текучей среды из распределителя и статическим напором текучей среды в распределителе.

Распределитель жидкого цементного теста дополнительно содержит камеру, которая может функционировать в качестве камеры повышенного давления и содержать текучую среду под давлением, элемент для впуска текучей среды, находящийся в контакте по текучей среде с камерой, и элемент для впуска текучей среды, предназначенный для приема текучей среды из источника текучей среды. Элемент для впуска текучей среды может представлять шланг, трубу или тому подобное. Камера может иметь любые соответствующие размеры. Желательно, если камера выполнена с такой конфигурацией, что будет иметь место постоянная скорость потока и/или перепад давлений на всей части распределителя жидкого цементного теста, содержащей множество отверстий. Как правило, длина камеры будет по существу равна длине распределителя жидкого цементного теста. В некоторых вариантах осуществления желательно, чтобы объем камеры был постоянным по всей длине и ширине камеры. Впускной элемент может быть размещен в любом соответствующем месте на распределителе жидкого цементного теста. Как правило, впускной элемент расположен напротив поверхности распределителя жидкого цементного теста, которая контактирует с жидким цементным тестом.

Распределитель жидкого цементного теста может иметь различные конфигурации и может быть ориентирован в разных направлениях относительно системы для формования плит. Желательно, чтобы, по меньшей мере, часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая множество отверстий, входила в контакт с жидким цементным тестом до того, как оно дойдет до станции формования, тем самым, создавая «дамбу» из жидкого цементного теста. Кроме того, желательно, чтобы распределитель жидкого цементного теста обеспечивал распределение жидкого цементного теста по всей ширине опорного защитного слоя. Соответственно, желательно, если распределитель жидкого цементного теста имеет размеры и ориентацию относительно системы для формования плит, пригодных для обеспечения контакта с жидким цементным тестом данным образом. В тех вариантах осуществления, в которых система для формования плит содержит более одного распределителя жидкого цементного теста, только один из распределителей жидкого цементного теста желательно выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность контактирования с жидким цементным тестом данным образом, хотя изобретение не ограничено одним подобным распределителем жидкого цементного теста.

Как правило, распределитель жидкого цементного теста ориентирован таким образом, что его наибольший размер определяется в направлении, поперечном к направлению опорного защитного слоя и жидкого цементного теста, когда они перемещаются от выпускного элемента смесителя к станции формования. Например, как показано на фиг.2, распределитель 14 жидкого цементного теста может «охватывать» конвейер 24 и опорный защитный слой 20 линии по производству плит по ширине линии. Следует понимать, что распределитель жидкого цементного теста ориентирован относительно жидкого цементного теста так, что часть распределителя жидкого цементного теста, имеющая отверстия, находится в контакте с жидким цементным тестом, так что поток текучей среды из отверстий распределителя жидкого цементного теста контактирует с жидким цементным тестом, когда оно проходит мимо распределителя. Распределитель жидкого цементного теста может быть ориентирован так, что часть с отверстиями будет перпендикулярна к направлению конвейера; например, распределитель жидкого цементного теста также может быть ориентирован под некоторым углом относительно направления конвейера. Высота распределителя жидкого цементного теста не имеет решающего значения. Как правило, желательно, чтобы высота распределителя жидкого цементного теста была такой, чтобы самый нижний край распределителя находился выше того уровня, который определяется заданной толщиной изделия в виде плиты из вяжущего материала. Предпочтительно распределитель жидкого цементного теста расположен так, что его самый нижний край находится на уровне, который приблизительно на 0,2 дюйма или более, более предпочтительно приблизительно на 0,25 дюйма или более выше уровня, определяемого заданной толщиной изделия в виде плиты из вяжущего материала.

Длина распределителя жидкого цементного теста не имеет решающего значения. Как правило, желательно, чтобы длина распределителя жидкого цементного теста была меньше ширины линии по производству плит, так что распределитель жидкого цементного теста не проходит на всю ширину опорного защитного слоя. Предпочтительно длина распределителя жидкого цементного теста составляет, по меньшей мере, приблизительно одну четверть ширины линии по производству плит. Более предпочтительно, если длина распределителя жидкого цементного теста составляет от приблизительно 10 дюймов до приблизительно 50 дюймов (например, от приблизительно 15 дюймов до приблизительно 45 дюймов).

Распределитель жидкого цементного теста может иметь любую соответствующую форму в поперечном сечении. Например, распределитель жидкого цементного теста может иметь прямоугольную, треугольную, круглую, полукруглую, трапециевидную, яйцевидную, дугообразную или аналогичную форму поперечного сечения. Кроме того, поверхность распределителя жидкого цементного теста, находящаяся в контакте с жидким цементным тестом, может иметь любой соответствующий профиль. Например, поверхность может быть по существу плоской или криволинейной (вогнутой или выпуклой). В предпочтительном варианте осуществления форма поперечного сечения распределителя жидкого цементного теста является дугообразной, так что он имеет криволинейную, выпуклую поверхность, находящуюся в контакте с жидким цементным тестом. В некоторых вариантах осуществления может оказаться желательным, чтобы поверхность дополнительно имела текстуру поверхности, например, канавки, которые направляют вяжущее жидкое цементное тесто к краям распределителя жидкого цементного теста. Распределитель жидкого цементного теста, возможно, дополнительно содержит отбортованную кромку (отбортованную в направлении против потока), которая может контактировать с жидким цементным тестом, наносимым посредством смесителя, и обеспечить уменьшение вероятности того, что подобное жидкое цементное тесто перетечет через верхнюю поверхность распределителя жидкого цементного теста. Отбортованная кромка, возможно, содержит множество отверстий.

В одном предпочтительном варианте осуществления распределитель жидкого цементного теста имеет форму прямоугольного ящика. При этом три стороны ящика, включая поверхность ящика, которая контактирует с жидким цементным тестом, содержат множество отверстий. Как показано на фиг.3А и 3В, особенно предпочтительный распределитель жидкого цементного теста в соответствии с изобретением содержит камеру, имеющую заднюю стенку 34, переднюю стенку 36, которая контактирует с жидким цементным тестом, и четыре боковые стенки 38, элемент 30 для впуска текучей среды и шланг 40, предназначенный для подачи текучей среды из источника текучей среды. По меньшей мере, часть передней, задней и/или боковых стенок содержит множество отверстий 32. Предпочтительно отверстия в распределителе жидкого цементного теста имеют вид микропор.

В другом предпочтительном варианте осуществления распределитель жидкого цементного теста имеет дугообразную форму поперечного сечения. Как показано на фиг.4А и 4В, распределитель жидкого цементного теста содержит камеру, имеющую дугообразное поперечное сечение и содержащую заднюю стенку 34, передние стенки 36, которые контактируют переднюю стенку 36, которая контактирует с жидким цементным тестом, боковые стенки 38, элемент 30 для впуска текучей среды и шланг 40. Передняя стенка содержит множество отверстий 32. Предпочтительно отверстия имеют вид микропор. Полагают, что распределитель жидкого цементного теста, имеющий дугообразную форму поперечного сечения, является предпочтительным, поскольку он создает возможность обеспечения более равномерного перепада давлений на имеющей отверстия части распределителя жидкого цементного теста.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления распределитель жидкого цементного теста имеет форму изогнутой пластины или трубы. Как показано на фиг.5, распределитель жидкого цементного теста представляет собой ролик, содержащий камеру, имеющую поверхность 36, содержащую множество отверстий 32, предпочтительно отверстий в виде микропор. Распределитель жидкого цементного теста содержит элемент 30 для впуска текучей среды и шланг 40, обеспечивающий подачу текучей среды из источника текучей среды.

В некоторых вариантах осуществления распределитель жидкого цементного теста желательно ориентирован так, что, по меньшей мере, одна поверхность распределителя жидкого цементного теста, которая содержит множество отверстий, наклонена, так что она не параллельна плоскости опорного защитного слоя, и контактирует с жидким цементным тестом с образованием «дамбы» из жидкого цементного теста. Когда распределитель жидкого цементного теста имеет плоский профиль, который контактирует с жидким цементным тестом с образованием «дамбы» из жидкого цементного теста (например, прямоугольный или трапециевидный распределитель жидкого цементного теста), существует возможность образования угла (α) между плоскостью опорного защитного слоя и плоскостью, которая образована имеющей определенную длину и ширину поверхностью контакта с жидким цементным тестом, которая имеется на распределителе жидкого цементного теста (см. фиг.1). Предпочтительно угол α между поверхностью распределителя жидкого цементного теста, которая контактирует с жидким цементным тестом, и опорным защитным слоем составляет от приблизительно 10° до приблизительно 90° (например, от приблизительно 10° до приблизительно 60°). Также следует понимать, что в других предпочтительных вариантах осуществления распределитель жидкого цементного теста имеет криволинейный профиль, который контактирует с жидким цементным тестом предпочтительно с образованием «дамбы» из жидкого цементного теста.

Среднему специалисту в данной области техники будет понятно, что не требуется, чтобы поверхность распределителя жидкого цементного теста, которая образует угол α и контактирует с жидким цементным тестом, представляла собой поверхность распределителя жидкого цементного теста, имеющую наибольшую площадь поверхности. Например, распределитель жидкого цементного теста может иметь первую отбортованную (поднятую) часть, имеющую множество отверстий, которая образует угол α между поверхностью распределителя жидкого цементного теста, которая контактирует с жидким цементным тестом, и опорным защитным слоем, и вторую бóльшую часть, которая параллельна плоскости опорного защитного слоя, но которая также содержит множество отверстий и контактирует с жидким цементным тестом. Кроме того, распределитель жидкого цементного теста в некоторых случаях может быть использован вместо плиты для формования или совместно с плитой для формования. Когда распределитель жидкого цементного теста используется вместо плиты для формования, поверхность распределителя жидкого цементного теста, имеющая множество отверстий, которая контактирует с жидким цементным тестом, будет параллельна плоскости опорного защитного слоя. Когда распределитель жидкого цементного теста используется совместно с плитой для формования, поверхность распределителя жидкого цементного теста, имеющая множество отверстий, которая контактирует с жидким цементным тестом, может быть параллельна плоскости опорного защитного слоя.

Текучая среда под давлением может представлять собой любую соответствующую текучую среду. Как правило, текучая среда содержит воду. Возможно, текучая среда дополнительно содержит добавки, которые предпочтительно растворяются в воде. К соответствующим добавкам относятся загустители, такие как сульфат алюминия, или кислоты, такие как неорганические или органические кислоты и тому подобное, и замедлители, такие как спирты и тому подобное. В некоторых вариантах осуществления может быть желательно, чтобы текучая среда содержала водяной пар. Предпочтительно текучая среда содержит воду. Более предпочтительно, если текучая среда содержит отфильтрованную и деминерализованную воду. Любая пригодная установка для умягчения воды и/или фильтр для воды могут быть использованы совместно с распределителем жидкого цементного теста.

В некоторых вариантах осуществления вяжущий материал в виде жидкого цементного теста наносят на опорный защитный слой, который был покрыт уплотненным слоем. Соответственно, вяжущее жидкое цементное тесто наносят прямо на уплотненный слой и непрямо на опорный защитный слой. Предпочтительно в изделии в виде плиты из вяжущего материала схватившееся вяжущее жидкое цементное тесто не находится в прямом контакте с опорным защитным слоем.

Система для формования плит, возможно, дополнительно содержит вибратор для жидкого цементного теста. Вибратор непрямого действия, предназначенный для жидкого цементного теста, может быть использован совместно с распределителем жидкого цементного теста в соответствии с изобретением для устранения любых больших пузырей или пустот, или полостей, которые могут возникнуть при разрушении больших пузырей или пустот, которые «откроются» во время операции распределения жидкого цементного теста. Вибратор может представлять собой любой пригодный вибратор, при этом многие из них известны в данной области техники. Как правило, вибратор расположен внутри стола для формования и находится в контакте с нижней стороной опорного защитного слоя. Пригодные вибраторы включают в себя сегментный валик с различными формами, который служит в качестве бильного прутка, вращающийся многоугольный вал, например, подобный описанному в патенте США 4477300, который включен в данное описание в качестве ссылки, и тому подобное. В некоторых вариантах осуществления вибратор 42 желательно размещен под столом 24 для формования и опорным защитным слоем 20 по ходу потока за распределителем жидкого цементного теста и перед станцией формования, как проиллюстрировано, например, на фиг.1. В других вариантах осуществления желательно разместить вибратор по ходу потока перед распределителем жидкого цементного теста и станцией формования.

Система для формования плит по изобретению, возможно, содержит более одного распределителя жидкого цементного теста. Дополнительные распределители жидкого цементного теста могут быть расположены в любом соответствующем месте и могут быть размещены по ходу потока перед или за плитой для формования, если она имеется, или зоной, в которой жидкое цементное тесто распределяется по ширине опорного защитного слоя. В некоторых вариантах осуществления желательно, чтобы дополнительный(-е) распределитель(-и) жидкого цементного теста был(-и) размещен(-ы) рядом с первым распределителем жидкого цементного теста и по ходу потока перед плитой для формования, если она имеется, или перед зоной, в которой жидкое цементное тесто распределяется по ширине опорного защитного слоя. Например, два или более распределителей жидкого цементного теста могут быть размещены последовательно и могут работать совместно для распределения вяжущего жидкого цементного теста равномерно по опорному защитному слою. В одном предпочтительном варианте осуществления наличие нескольких распределителей жидкого цементного теста будет достаточным для распределения вяжущего жидкого цементного теста и устранения необходимости в плите для формования. В другом предпочтительном варианте осуществления распределитель жидкого цементного теста сам функционирует в качестве плиты для формования и может быть использован совместно с обычной плитой для формования или вместо обычной плиты для формования. Аналогичным образом, возможны другие комбинации распределителей жидкого цементного теста и плиты для формования. Например, более одного распределителя жидкого цементного теста может быть использовано вместе с плитой для формования или без плиты для формования, и один или несколько распределителей жидкого цементного теста могут быть использованы, как описано ранее, и один или несколько распределителей жидкого цементного теста могут быть параллельны плоскости опорного защитного слоя.

Система для формования плит может быть использована для формования любого типа плиты из вяжущего материала. В некоторых вариантах осуществления система для формования плит представляет собой систему для формования гипсокартонных листов, таких как гипсокартонные листы сухой штукатурки для обшивки стен. В других вариантах осуществления система для формования плит представляет собой систему для формования плит из портландцемента. В других вариантах осуществления система для формования плит представляет собой систему для формования звукопоглощающих панелей.

В одном варианте осуществления система для формования плит представляет собой систему для формования гипсокартонных листов, содержащую: (а) стол для формования, предназначенный для перемещения опорного защитного слоя; (b) смеситель, включающий в себя элемент для выпуска жидкого цементного теста, предназначенный для нанесения вяжущего материала в виде жидкого цементного теста на опорный защитный слой; и (с) распределитель жидкого цементного теста, содержащий элемент для впуска текучей среды и элемент для выпуска текучей среды, сообщающийся с элементом для впуска текучей среды и предназначенный для выпуска текучей среды из распределителя жидкого цементного теста. По меньшей мере, часть элемента для выпуска текучей среды содержит множество отверстий, предпочтительно отверстий в виде микропор, которые соединены с источником текучей среды. Текучая среда выходит из распределителя жидкого цементного теста через элемент для выпуска текучей среды так, чтобы обеспечить достаточное количество текучей среды для проходящего жидкого цементного теста для распределения жидкого цементного теста вдоль ширины опорного защитного слоя. В предпочтительном варианте осуществления элемент для выпуска текучей среды содержит отверстия в виде микропор, и текучая среда подается в распределитель жидкого цементного теста под достаточным давлением, так что текучая среда, выходящая из распределителя через отверстия, образует непрерывную пленку на поверхности предназначенного для выпуска текучей среды элемента распределителя. Система для формования плит, возможно, включает в себя (d) вибратор для жидкого цементного теста и (е) станцию формования в зависимости от числа распределителей жидкого цементного теста и их функционирования. Система для формования плит дополнительно включает в себя (f) нож или систему разрезания плит и (g) зону сушки, выполненную с возможностью удаления воды из отформованной плиты. Распределитель жидкого цементного теста расположен по ходу потока за зоной, в которой жидкое цементное тесто выпускается из смесителя, так что он контактирует, по меньшей мере, с частью вяжущего жидкого цементного теста после выхода жидкого цементного теста из выпускного элемента и перед тем, как жидкое цементное тесто пройдет через станцию формования, как описано выше.

Термин «вяжущий» в используемом здесь смысле следует понимать как относящийся к любому материалу, веществу или композиции, содержащему(-ей) или полученному(-ой) из гидравлического цемента. Например, термин «вяжущий» может относиться к портландцементу, красновато-коричневому цементу, бесклинкерному шлаковому цементу, цементу с добавкой зольной пыли, глиноземистому цементу, α-полуводному сульфату кальция, β-полуводному сульфату кальция, природному, синтетическому или химически модифицированному α-полуводному сульфату кальция, двуводному сульфату кальция (гипсу) и их смесям. Термин «материал на основе сульфата кальция» предназначен для обозначения безводного сульфата кальция (ангидрита), полуводного сульфата кальция, двуводного сульфата кальция; ионов кальция и сульфата или смесей любых из данных веществ или всех данных веществ. Термин «жидкое цементное тесто» следует понимать как относящийся к текучей смеси, содержащей воду и гидравлический цемент. Предпочтительно вяжущее жидкое цементное тесто содержит материал на основе сульфата кальция или портландцемент.

Вяжущее жидкое цементное тесто может представлять собой любое обычное вяжущее жидкое цементное тесто, например любое вяжущее жидкое цементное тесто, обычно используемое для получения гипсокартонного листа для обшивки стен, звукопоглощающих панелей, включая, например, звукопоглощающие панели, описанные в одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США No. 10/804 359, опубликованной в виде публикации заявки на патент США 2004/0231916 А1, которая включена в данное описание путем ссылки, или плиту из портландцемента. По существу вяжущее жидкое цементное тесто, если требуется, может дополнительно содержать любые добавки, обычно используемые для производства изделий в виде плит из вяжущего материала. Подобные добавки включают в себя конструкционные добавки, включая минеральную (шлаковую) вату, стекловолокно, перлит, глину, карбонат кальция, сложный полиэфир и волокно из бумаги, а также химические добавки, включая пенообразователи, сахар, усиливающие агенты, такие как фосфаты, фосфонаты и тому подобное, как описано, например, в патенте США 6342284, который включен в данное описание путем ссылки, замедлители, связующие (например, крахмал и латекс), красители и тому подобное.

Система для формования плит по изобретению также пригодна для использования в способе образования материала в виде плит из вяжущего материала. Способ включает в себя (а) образование смеси, содержащей воду и вяжущий материал; (b) перемещение смеси в виде вяжущего жидкого цементного теста на движущийся опорный защитный слой, такой как бумага, прямо или непрямо; и (с) введение, по меньшей мере, части вяжущего жидкого цементного теста в контакт с распределителем жидкого цементного теста, подобным описанному выше. Возможно, способ дополнительно включает в себя (d) введение вяжущего жидкого цементного теста в контакт с плитой для формования с тем, чтобы образовать подвижный предшествующий по отношению к плите продукт и/или (е) разрезание и сушку подвижного предшествующего по отношению к плите продукта для образования изделия в виде плиты. В данном контексте «сушка» относится к удалению избыточной и/или остаточной влаги после того, как плита из вяжущего материала в основном схватилась. «Отверждение» относится к подводу тепла к предшествующему по отношению к плите продукту из вяжущего материала для усиления или ускорения схватывания вяжущего материала. Уплотненный слой, если требуется, может быть нанесен на опорный защитный слой перед перемещением вяжущего жидкого цементного теста на движущийся опорный защитный слой.

В то время как система для формования плит по изобретению может быть использована в способе изготовления материалов в виде плит из вяжущего материала посредством использования обычных видов вяжущего жидкого цементного теста, неожиданным признаком изобретения является то, что количество воды в вяжущем жидком цементном тесте может быть уменьшено по отношению к количеству, требуемому в обычных системах для формования плит, в которых не используется распределитель жидкого цементного теста в соответствии с изобретением. Соответственно, система для формования плит по изобретению также пригодна для использования в способе уменьшения отношения количества воды к количеству вяжущего материала в вяжущем жидком цементном тесте во время изготовления плит, включающем в себя (а) образование смеси, содержащей воду, пенообразователь и вяжущий материал; (b) перемещение смеси на движущийся опорный защитный слой, прямо или непрямо; и (с) введение, по меньшей мере, части смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста для распределения смеси вдоль ширины опорного защитного слоя, когда жидкое цементное тесто проходит мимо распределителя жидкого цементного теста. Поскольку распределитель жидкого цементного теста имеет «выделяющую влагу» поверхность, которая способствует распределению жидкого цементного теста, существует возможность использования меньшего отношения количества воды к количеству вяжущего материала, чем при изготовлении плит, ранее осуществлявшемуся на практике в данной области техники. Таким образом, введение смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста позволяет использовать меньше воды в смеси, получаемой на операции (а), чем потребовалось бы при отсутствии распределителя жидкого цементного теста. Например, в вариантах осуществления изобретения, например, в случае изготовления гипсокартонного листа для обшивки стен (гипсокартонной стеновой плиты) или звукопоглощающей панели, отношение количества воды к количеству вяжущего материала может составлять ниже приблизительно 80:100, более предпочтительно - от приблизительно 50:100 до приблизительно 70:100, еще более предпочтительно - от 60:100 до приблизительно 65:100. В некоторых вариантах осуществления, например, в случае изготовления некоторых звукопоглощающих панелей, отношение может быть несколько выше, например, от приблизительно 70:100 до приблизительно 120:100, или даже от приблизительно 90:100 до приблизительно 120:100. В других вариантах осуществления изобретения, например, в случае изготовления цементной плиты, отношение количества воды к количеству вяжущего материала может составлять от приблизительно 25:100 до приблизительно 50:100, предпочтительно от приблизительно 30:100 до приблизительно 45:100, более предпочтительно - от приблизительно 32:100 до приблизительно 42:100 и еще более предпочтительно - от приблизительно 34:100 до приблизительно 40:100. Способ, возможно, дополнительно включает в себя (d) введение смеси с контакт с плитой для формования с тем, чтобы образовать подвижный предшествующий по отношению к гипсокартонному листу продукт, и/или (е) разрезание и сушку подвижного предшествующего по отношению к гипсокартонному листу продукта для образования изделия в виде гипсокартонного листа. Уплотненный слой, если требуется, может быть нанесен на опорный защитный слой перед перемещением вяжущего жидкого цементного теста на движущийся опорный защитный слой.

Способ по изобретению обеспечивает возможность уменьшения количества воды, используемой для образования вяжущей смеси, без ухудшения качества изделия в виде плиты, например, таких показателей, как прочность плиты, внешний вид, устойчивость против провисания или время схватывания. Желательно, если количество воды, используемой для образования вяжущей смеси, уменьшается приблизительно на 5% или более (например, на приблизительно 10% или более или на приблизительно 15% или более) по сравнению с образованием вяжущей смеси при отсутствии распределителя жидкого цементного теста по изобретению. Можно обеспечить уменьшение количества воды, используемой для образования вяжущей смеси, на приблизительно 10% или более, или на приблизительно 15% или более, или даже больше. Помимо этого или в качестве альтернативы количество диспергирующего агента (например, нафталинсульфоната), добавляемого к вяжущему жидкому цементному тесту, также может быть уменьшено (например, уменьшено на приблизительно 5% или более или на приблизительно 10% или более). Среднему специалисту в данной области техники будет понятно, что при изменении (например, уменьшении) количества воды и/или диспергирующего агента, присутствующего в вяжущем жидком цементном тесте, также может возникнуть необходимость в регулировании относительного содержания других добавок, добавляемых в жидкое цементное тесто. Например, относительное содержание пенообразователей, таких как стабильные и нестабильные виды мыла, используемые при изготовлении гипсокартонных листов для обшивки стен гипсокартонных стеновых панелей (см. патенты США 5643510, 5714001 и 6774146), можно отрегулировать для поддержания заданного размера пустот, обусловленных пузырьками пены.

Система для формования плит по изобретению также пригодна для использования в способе уменьшения числа нежелательных больших пустот в плите из вяжущего материала (в особенности, в гипсокартонном листе). Как рассмотрено выше, нежелательно большие пустоты, как правило, представляют собой пустоты, имеющие диаметр, составляющий приблизительно 5 мм или более. Подобные большие пустоты отличаются от желательных пустот меньшего размера, которые в других обстоятельствах могли бы считаться большими (то есть пустот, имеющих диаметр менее 5 мм), наличие которых может обеспечить повышение прочности плиты при одновременном уменьшении общей массы плиты (см. патенты США 5643510, 5714001 и 6774146). Подобный способ включает в себя (а) образование смеси, содержащей воду, пенообразователь и материал на основе сульфата кальция; (b) перемещение смеси на движущийся опорный защитный слой; и (с) введение, по меньшей мере, части смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста для распределения смеси вдоль ширины опорного защитного слоя, когда она перемещается мимо распределителя жидкого цементного теста, и уменьшить число больших пустот и/или устранить большие пустоты, имеющиеся в смеси. Желательно, если устраняются, по меньшей мере, некоторые из больших пустот. Предпочтительно устраняются все большие пустоты. Возможно, способ дополнительно включает в себя (d) введение смеси с контакт с плитой для формования, как известно в данной области техники, для образования подвижного предшествующего по отношению к гипсокартонному листу продукта, и/или (е) разрезание и сушку подвижного предшествующего по отношению к гипсокартонному листу продукта для образования изделия в виде гипсокартонного листа. Уплотненный слой, если требуется, может быть нанесен на опорный защитный слой перед перемещением вяжущего жидкого цементного теста на движущийся опорный защитный слой.

Дополнительное преимущество системы и способов по изобретению, описанных здесь, заключается в том, что применение распределителя жидкого цементного теста может обеспечить совершенствование регулирования передней части жидкого цементного теста, которая формируется по ходу потока перед станцией формования. Например, может быть обеспечена более ровная и менее изменчивая передняя часть жидкого цементного теста, что приводит к улучшенному регулированию образования края изделия в виде плиты из вяжущего материала.

Все ссылочные материалы, включая публикации, заявки на патент и патенты, приведенные здесь, настоящим включены путем ссылки в той же степени, как если бы каждый ссылочный материал был отдельно и особо указан как подлежащий включению путем ссылки и был полностью приведен здесь.

Здесь описаны предпочтительные варианты осуществления данного изобретения. Разновидности данных предпочтительных вариантов осуществления могут стать очевидными для средних специалистов в данной области техники при чтении вышеприведенного описания без отхода от сущности и объема изобретения. Соответственно, данное изобретение включает в себя все модификации и эквиваленты объекта, приведенного в формуле изобретения, приложенной к данному описанию, какие допускаются применяемыми правовыми нормами. Кроме того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех их возможных вариантах охватывается изобретением, если иное не указано здесь или если контекст явно не противоречит этому.

Изобретение относится к области производства строительных изделий. Система для формования плит содержит смеситель для изготовления вяжущего жидкого цементного теста, стол для формования, предназначенный для приема жидкого цементного теста, выпущенного из смесителя; распределитель жидкого цементного теста, расположенный по ходу потока за элементом смесителя, и станцию формования плит, предназначенную для формования плиты до заранее заданных размеров. Технический результат заключается в повышении производительности и повышении качества изделий. 5 н. и 41 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система для формования плит, содержащая
(a) смеситель для изготовления вяжущего жидкого цементного теста, при этом смеситель содержит элемент для выпуска жидкого цементного теста;
(b) стол для формования, предназначенный для приема жидкого цементного теста, выпущенного из смесителя;
(c) распределитель жидкого цементного теста, расположенный по ходу потока за элементом смесителя, предназначенным для выпуска жидкого цементного теста, и находящийся в контакте с вяжущим жидким цементным тестом после выпуска жидкого цементного теста из смесителя, при этом распределитель жидкого цементного теста содержит элемент для впуска текучей среды и элемент для выпуска текучей среды, сообщающийся с элементом для впуска текучей среды и предназначенный для выпуска текучей среды из распределителя жидкого цементного теста, при этом элемент для выпуска текучей среды содержит множество отверстий; и
(d) станцию формования плит, предназначенную для формования плиты до заранее заданных размеров, при этом станция формования расположена по ходу потока за распределителем жидкого цементного теста.

2. Система для формования плит по п.1, в которой распределитель жидкого цементного теста выполнен с такой конфигурацией, что текучая среда выходит из распределителя жидкого цементного теста через отверстия с образованием непрерывной пленки из текучей среды от края до края наружной поверхности распределителя жидкого цементного теста.

3. Система для формования плит по п.1, в которой отверстия представляют собой микропористые отверстия.

4. Система для формования плит по п.1, в которой часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, содержит металл.

5. Система для формования плит по п.1, в которой часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, содержит полимер.

6. Система для формования плит по п.1, в которой часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, содержит керамический материал.

7. Система для формования плит по п.1, в которой часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, содержит 2 или более спрессованных сит.

8. Система для формования плит по п.1, в которой скорость потока текучей среды через отверстия распределителя жидкого цементного теста составляет приблизительно 0,6 галлона в минуту на квадратный фут или менее.

9. Система для формования плит по п.1, в которой перепад манометрических давлений на части распределителя жидкого цементного теста, содержащей отверстия, составляет от приблизительно 0,2 фунта-силы на квадратный дюйм до приблизительно 20 фунтов на кв. дюйм.

10. Система для формования плит по п.1, в которой распределитель жидкого цементного теста ориентирован так, что его наибольший размер определяется в направлении, поперечном к направлению опорного защитного слоя и жидкого цементного теста, когда они перемещаются от выпускного элемента смесителя к станции формования.

11. Система для формования плит по п.8, в которой длина распределителя жидкого цементного теста составляет от приблизительно 10 дюймов до приблизительно 50 дюймов.

12. Система для формования плит по п.1, в которой поверхность распределителя жидкого цементного теста, которая контактирует с жидким цементным тестом, является по существу плоской.

13. Система для формования плит по п.1, в которой поверхность распределителя жидкого цементного теста, которая контактирует с жидким цементным тестом, является криволинейной.

14. Система для формования плит по п.1, в которой распределитель жидкого цементного теста имеет прямоугольную, цилиндрическую, трапециевидную, дугообразную или яйцевидную форму в поперечном сечении.

15. Система для формования плит по п.14, в которой распределитель жидкого цементного теста имеет форму прямоугольного ящика.

16. Система для формования плит по п.15, в которой три стороны имеющего форму прямоугольного ящика распределителя жидкого цементного теста содержат отверстия.

17. Система для формования плит по п.14, в которой часть распределителя жидкого цементного теста, содержащая отверстия, представляет собой мембрану из нержавеющей стали.

18. Система для формования плит по п.17, в которой мембрана имеет, по меньшей мере, приблизительно 1500 отверстий на квадратный дюйм.

19. Система для формования плит по п.1, в которой распределитель жидкого цементного теста выполнен с такой конфигурацией, что, по меньшей мере, одна поверхность распределителя жидкого цементного теста, имеющая множество отверстий, которая контактирует с жидким цементным тестом, не параллельна плоскости стола для формования.

20. Система для формования плит по п.19, в которой угол между, по меньшей мере, одной поверхностью распределителя жидкого цементного теста, имеющей множество отверстий, которая контактирует с жидким цементным тестом, и столом для формования составляет от приблизительно 10° до приблизительно 90°.

21. Система для формования плит по п.1, в которой текучая среда содержит воду.

22. Система для формования плит по п.21, в которой текучая среда дополнительно содержит добавки, которые растворяются в воде.

23. Система для формования плит по п.1, в которой текучая среда содержит водяной пар.

24. Система для формования плит по п.1, в которой вяжущее жидкое цементное тесто наносится на уплотненный слой, перемещаемый на опорном защитном слое.

25. Система для формования плит по п.1, в которой вяжущее жидкое цементное тесто содержит материал на основе сульфата кальция.

26. Система для формования плит по п.1, в которой вяжущее жидкое цементное тесто содержит портландцемент.

27. Система для формования плит по п.1, в которой станция формования содержит плиту для формования.

28. Система для формования плит по п.27, в которой расстояние D представляет собой расстояние между зоной, в которой жидкое цементное тесто, выходящее из предназначенного для выпуска жидкого цементного теста элемента смесителя, непосредственно или непрямо контактирует с опорным защитным слоем и плитой для формования, и распределитель жидкого цементного теста расположен на расстоянии, составляющем от приблизительно 0,5D до приблизительно 0,9D, в направлении от жидкого цементного теста, нанесенного посредством выпускного элемента смесителя.

29. Система для формования плит по п.1, дополнительно содержащая один или несколько вибраторов для жидкого цементного теста.

30. Система для формования плит по п.1, дополнительно содержащая нож для разрезания панели на части разной длины.

31. Система для формования плит по п.1, дополнительно содержащая сушилку для удаления воды из отформованной плиты.

32. Система для формования плит по п.1, причем система для формования плит представляет собой систему для формования гипсокартонных листов сухой штукатурки для обшивки стен.

33. Система для формования плит по п.1, причем система для формования плит представляет собой систему для формования плит из портландцемента.

34. Система для формования плит по п.1, причем система для формования плит представляет собой систему для формования звукопоглощающих панелей.

35. Система для формования гипсокартонных листов, содержащая
(a) смеситель для изготовления вяжущего жидкого цементного теста, при этом смеситель содержит элемент для выпуска жидкого цементного теста;
(b) стол для формования, предназначенный для приема жидкого цементного теста, выпущенного из смесителя;
(c) распределитель жидкого цементного теста, расположенный по ходу потока за элементом смесителя, предназначенным для выпуска жидкого цементного теста, и находящийся в контакте с вяжущим жидким цементным тестом после выпуска жидкого цементного теста из смесителя, при этом распределитель жидкого цементного теста содержит элемент для впуска текучей среды и элемент для выпуска текучей среды, сообщающийся с элементом для впуска текучей среды и предназначенный для выпуска текучей среды из распределителя жидкого цементного теста, при этом элемент для выпуска текучей среды содержит множество отверстий; и
(d) плиту для формования, предназначенную для формования плиты до заранее заданных размеров, причем плита для формования расположена по ходу потока за распределителем жидкого цементного теста; и
(е) зону сушки, выполненную с возможностью удаления воды из отформованной плиты.

36. Способ образования материала в виде плиты из вяжущего материала, в котором осуществляют
(a) образование смеси, содержащей воду и вяжущий материал;
(b) перемещение смеси в виде вяжущего жидкого цементного теста на движущийся опорный защитный слой; и
(c) введение, по меньшей мере, части вяжущего жидкого цементного теста в контакт с распределителем жидкого цементного теста для распределения жидкого цементного теста на опорном защитном слое, при этом распределитель жидкого цементного теста содержит множество отверстий, которые соединены с источником текучей среды под давлением, так что текучая среда выходит из распределителя жидкого цементного теста через отверстия.

37. Способ по п.36, в котором дополнительно осуществляют
(d) введение вяжущего жидкого цементного теста в контакт с плитой для формования с тем, чтобы образовать подвижный продукт, предшествующий по отношению к плите из вяжущего материала, и
(e) разрезание подвижного продукта, предшествующего по отношению к плите из вяжущего материала; и, возможно,
(f) сушку подвижного продукта, предшествующего по отношению к плите из вяжущего материала, для образования плиты из вяжущего материала.

38. Способ по п.36, в котором уплотненный слой наносят на опорный защитный слой перед операцией (b).

39. Способ по п.36, в котором вяжущий материал содержит материал на основе сульфата кальция, и материал в виде плиты из вяжущего материала, образованный посредством данного способа, представляет собой изделие в виде гипсокартонного листа.

40. Способ уменьшения отношения количества воды к количеству вяжущего материала во время изготовления плит, в котором осуществляют
(a) образование смеси, содержащей воду, пенообразователь и вяжущий материал;
(b) перемещение смеси на движущийся опорный защитный слой; и
(c) введение, по меньшей мере, части смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста с тем, чтобы распределить смесь вдоль ширины опорного защитного слоя, при этом распределитель жидкого цементного теста содержит элемент для впуска текучей среды и элемент для выпуска текучей среды, содержащий множество отверстий, которые соединены с источником текучей среды под давлением, так что текучая среда выходит из распределителя жидкого цементного теста через отверстия.

41. Способ по п.40, в котором дополнительно осуществляют
(d) введение смеси в контакт с плитой для формования с тем, чтобы образовать подвижный продукт, предшествующий по отношению к плите из вяжущего материала, и
(e) разрезание подвижного продукта, предшествующего по отношению к плите из вяжущего материала; и, возможно,
(f) сушку подвижного продукта, предшествующего по отношению к плите из вяжущего материала, для образования плиты из вяжущего материала.

42. Способ по п.40, в котором уплотненный слой наносят на опорный защитный слой перед операцией (b).

43. Способ по п.40, в котором вяжущий материал содержит материал на основе сульфата кальция, и материал в виде плиты из вяжущего материала, образованный посредством данного способа, представляет собой изделие в виде гипсокартонного листа.

44. Способ уменьшения количества нежелательных больших пустот в плите из вяжущего материала, в котором осуществляют
(a) образование смеси, содержащей воду, пенообразователь и вяжущий материал;
(b) перемещение смеси на движущийся опорный защитный слой; и
(c) введение, по меньшей мере, части смеси в контакт с распределителем жидкого цементного теста для того, чтобы распределить смесь вдоль ширины опорного защитного слоя и устранить большие пустоты, имеющиеся в смеси, при этом распределитель жидкого цементного теста содержит элемент для впуска текучей среды и элемент для выпуска текучей среды, содержащий множество отверстий, которые соединены с источником текучей среды под давлением, так что текучая среда выходит из распределителя жидкого цементного теста через отверстия.

45. Способ по п.44, в котором дополнительно осуществляют
(d) введение смеси в контакт с плитой для формования для образования подвижного продукта, предшествующего по отношению к плите из вяжущего материала, и
(e) разрезание и сушку подвижного продукта, предшествующего по отношению к плите из вяжущего материала, для образования изделия в виде плиты из вяжущего материала.

46. Способ по п.44, в котором вяжущий материал содержит материал на основе сульфата кальция, и материал в виде плиты из вяжущего материала, образованный посредством данного способа, представляет собой изделие в виде гипсокартонного листа.