УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНОЙ ГИПСОВОЙ ПЛИТЫ Российский патент 2017 года по МПК B28C5/16 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству и способу для смешивания и перемешивания, и к способу изготовления легковесной гипсовой плиты, и более конкретно, таким устройству и способам, которые позволяют управлять или ограничивать закрученное движение гипсового раствора, разливаемого на лист бумаги для покрытия гипсовой плиты, с тем, чтобы поддерживать однородность распределения плотности гипсового раствора на листе.

Уровень техники

[0002] Гипсовые плиты известны, как плиты, имеющие гипсовую сердцевину, покрытую листами бумаги, в качестве покрытия гипсовой плиты, и широко используются как различного рода материалы для строительства и архитектурной внутренней окончательной отделки, благодаря их предпочтительным свойствам, так как пожароустойчивость или способность защиты от пожара, характеристики звукоизоляции, удобообрабатываемость, характеристики стоимости и так далее. Обычно гипсовые плиты производят, используя процесс непрерывной отливки и разлива раствора. Такой процесс содержит этап смешивания и перемешивания, состоящий в перемешивании прокаленного гипса, вспомогательного клеящего агента, ускорителя схватывания, пены (или пенообразующего агента) и т.д. со смешивающей водой в устройстве смешивания и перемешивания; этап формирования, состоящий в разливе раствора из прокаленного гипса, приготовленного в устройстве (ниже называется "раствор") в область между верхним и нижним листами бумаги, используемыми в качестве покрытия гипсовой плиты, и формировании ее, используя непрерывное формирование в виде ленты; и этап сушки и нарезки, выполняя грубую нарезку отвердевшей непрерывной многослойной конфигурации в виде ленты, принудительной ее сушки, и после этого, нарезки на размер продукта.

[0003] Обычно в качестве устройства для смешивания и перемешивания используют круглый центробежный смеситель тонкого типа для подготовки раствора. Такой тип смесителя содержит сплющенный круглый корпус и вращающийся диск, установленный с возможностью вращения внутри корпуса. Множество портов подачи материала, предназначенных для подачи описанных выше материалов в смеситель, расположено в центральной области верхней крышки или верхней пластины корпуса, и выходной порт для раствора, предназначенный для подачи смеси (раствора) из смесителя, предусмотрен на внешней периферии корпуса или на его нижней пластине (нижней крышке). Как правило, вращающийся вал соединен с диском для вращения диска, и вал соединен со средством привода во вращение. На верхней пластине корпуса предусмотрено множество верхних штырей (неподвижные штыри) свисающих с нее вниз в область непосредственной близости к диску. На диске предусмотрены нижние штыри (подвижные штыри), которые закреплены вертикально на диске и которые продолжаются вверх в область непосредственной близости к верхней пластине. Верхний и нижний штыри расположены в радиально чередующихся положениях. Ингредиенты, предназначенные для смешивания, подают на диск через соответствующие порты подачи, и смешивают и перемешивают по мере того, как они перемещаются радиально наружу по диску под действием центробежной силы, и затем подают из смесителя через выходной порт для раствора, который расположен на внешней периферии или на нижней пластине (нижняя крышка). Смеситель с такой компоновкой называется смесителем штыревого типа, который раскрыт, например, в международной публикации заявки PCT № WO00/56435 (Патентная литература 1).

[0004] Что касается способа подачи раствора, приготовленного в смесителе, за пределы смесителя, в данной области техники, в основном, известны следующие три вида способов:

1) вертикальный желоб, который также называется "контейнером", закреплен на выходном порту для раствора, предусмотренном на кольцевой стенке корпуса, и раствор с вращающегося диска подают в желоб под действием центробежной силы, таким образом, что раствор, протекающий в желоб, разливают под действием силы тяжести на лист бумаги (международная публикация заявки PCT № WO2004/026550 (Патентная литература 2));

2) трубчатый канал для транспортирования раствора поперечно соединен с выходным портом для раствора, предусмотренным на кольцевой стенке корпуса, таким образом, что раствор разливают на лист бумаги, используя давление подачи смесителя (публикация патента США № 6494609 (Патентная литература 3));

3) трубчатый канал для подачи раствора вертикально соединен с выходным портом для раствора, предусмотренным на нижней пластине корпуса, таким образом, что производят разлив раствора под действием силы тяжести на лист бумаги через канал подачи (выложенная публикация японского патента № 2001-300933 (Патентная литература 4)).

[0005] Обычно пену или пенообразующий агент подают в раствор в смесителе для регулирования или коррекции удельного веса гипсовой плиты. Правильное смешивание пены или пенообразующего агента в раствор, считается существенным элементом в способе производства легковесных гипсовых плит. Поэтому, в способе для производства гипсовых плит в последние годы технология для правильного смешивания соответствующего количества пены или пенообразующего агента с раствором, считается, особенно важной. Что касается уменьшения количества подаваемой пены или пенообразующего агента (ниже называется "количеством пены") и равномерного смешивания раствора и пены, считается, что очень важна взаимосвязь между способом подачи пены или пенообразующего агента в раствор и способом подачи раствора (Патентная литература 2 и 3).

[0006] В каждой из публикации патента США № 6742922 (Патентная литература 5) и международной публикации заявки PCT № WO2004/103663 (Патентная литература 6)), раскрыта технология, предназначенная для поддержания однородной дисперсии и распределения пены или пенообразующего агента в растворе, используя закрученный поток раствора в вертикальном желобе.

[0007] В круглом канале для текучей среды в вертикальном желобе предусмотрен элемент отверстия в нижней части канала в устройстве смесителя, предназначенный для однородной дисперсии распределения пены в растворе, используя закрученный поток раствора, генерируемый в желобе. Элемент отверстия имеет отверстие или ограничение (ниже называется "отверстием"). Отверстие действует, как сопротивление для текучей среды, против вертикального движения раствора, таким образом, что раствор, протекающий через желоб, не протекает непосредственно вниз через желоб под действием силы тяжести, и, поэтому, надежно формируется закрученный поток раствора во внутренней трубчатой области желоба.

[Список литературы]

[Патентная литература]

[0008] [Патентная литература 1] Международная публикация заявки PCT № WO00/56435

[Патентная литература 2] Международная публикация заявки PCT № WO2004/026550

[Патентная литература 3] Публикация патента США № 6494609

[Патентная литература 4] Выложенная публикация японского патента № 2001-300933

[Патентная литература 5] Публикация патента США № 6742922

[Патентная литература 6] Международная публикация заявки PCT № WO2004/103663

Сущность изобретения

[Техническая задача]

[0009] Отверстие упомянутого выше элемента отверстия выполнено, как горизонтальное отверстие в форме идеального круга, центр которого совпадает с центральной осью желоба. Как описано в Патентной литературе 5, радиус закрученного потока раствора, генерируемого в верхней области над отверстием, временно уменьшается при его закрученном движении и при этом увеличивается скорость текучей среды в отверстии, и затем, на стороне ниже по потоку, радиус закрученного движения потока раствора увеличивается, и его скорость текучей среды уменьшается таким образом, что радиус и скорость закрученного потока перед входом в отверстие практически восстанавливается или регенерируется. Турбулентный поток локально генерируется в области отверстия, в результате изменения радиуса и скорости потока, что способствует перемешиванию раствора и пены.

[0010] Однако, в экспериментах, выполненных авторами настоящего изобретения, определили, что при измерении удельного веса раствора, разливаемого из желоба на лист бумаги, предназначенного для покрытия гипсовой плиты, происходят относительно существенное нарушение распределения, отклонение или нерегулярная дисперсия в распределении плотности раствора вдоль направления ширины листа бумаги, как показано в сравнительных примерах на фиг. 14-17. Кроме того, в соответствии с экспериментами, выполненными авторами настоящего изобретения, такое отклонение или нерегулярная дисперсия в большей степени наблюдалась, когда количество пены увеличивали для уменьшения веса гипсовой плиты. Поэтому, в случае, когда требовалось производить легковесные гипсовые плиты, особенно важно надежно исключить возникновение такого нарушения распределения, отклонения или нерегулярной дисперсии в распределении удельного веса.

[0011] Кроме того, раскрытая технология в патентной литературе 5 и 6, направлена на компоновку, которая способствует смешиванию раствора и пены, используя закрученный поток, генерируемый внутритрубчатой областью, желоба, имеющего вертикальную центральную ось. Аналогичное явление также наблюдалось в трубчатом канале для транспортирования раствора, поперечно соединенном с выходным портом для раствора на кольцевой стенке корпуса (Патентная литература 3), или в трубчатом канале для подачи раствора, вертикально соединенного с выходным портом для раствора на нижней пластине корпуса (Патентная литература 4)), в котором закрученный поток возникал в порту для выпуска раствора трубчатого канала, когда выполняли разлив раствора на лист бумаги.

Считается, что это связано с эффектом вращательного движения раствора во внутренней области смешивания смесителя, осесимметричного закрученного потока, генерируемого, как закрученный поток раствора внутри трубы во внутритрубчатой области трубчатого канала и т.д.

[0012] Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить устройство и способ смешивания и перемешивания и способ для изготовления легковесной гипсовой плиты, которая позволяет ограничить закрученное движение гипсового раствора, разливаемого на лист бумаги для покрытия гипсовой плиты, предотвращая, таким образом, возникновение нарушения распределения, отклонение или нерегулярную дисперсию в распределении удельного веса раствора на листе бумаги.

[Решение задачи]

[0013] Настоящее изобретение направлено на устройство смешивания и перемешивания для гипсового раствора, которое имеет круглый корпус, в котором сформирована область смешивания, предназначенная для смешивания гипсового раствора, вращающийся диск, установленный в корпус и вращающийся в заданном направлении вращения, и трубчатый канал для подачи гипсового раствора, подаваемого наружу из корпуса, для подачи раствора из области смешивания на лист бумаги, предназначенный для покрытия гипсовой плиты, в котором упомянутый трубчатый канал включает в себя участок канала для текучей среды, имеющий неосесимметричное поперечное сечение, относительно центральной оси трубчатого канала для разрыва осесимметричного вихревого потока гипсового раствора, генерируемого в трубчатом канале в виде закрученного внутритрубчатого потока, или участок канала для текучей среды, в котором изменяется положение центральной оси трубчатого канала в результате изменения латеризации поперечного сечения текучей среды для образования действия разрыва в отношении упомянутого осесимметричного вихревого потока.

[0014] Настоящее изобретение также направлено на способ для смешивания и перемешивания гипсового раствора, используя устройство для смешивания и перемешивания гипсового раствора, имеющее круглый корпус, в котором сформирована область смешивания, предназначенная для смешивания гипсового раствора, вращающийся диск, установленный в корпус и вращающийся в заданном направлении вращения, и трубчатый канал для подачи гипсового раствора, подаваемого наружу из корпуса, для подачи раствора из области смешивания на лист бумаги, предназначенный для покрытия гипсовой плиты, содержащий следующие этапы:

формируют участок канала для текучей среды в виде трубчатого канала, поперечное сечение которого выполнено неосесимметричным относительно центральной оси упомянутого трубчатого канала, или участок канала для текучей среды трубчатого канала, в котором изменяется положение центральной оси трубчатого канала в результате изменения или латеризации поперечного сечения канала для текучей среды; и

выполняют разрыв осесимметричного вихревого потока, который генерируют в упомянутом трубчатом канала в виде закрученного внутритрубчатого потока, путем изменения поперечного сечения и/или центра канала для текучей среды, ограничивая, таким образом, регенерирование или генерирование закрученного канала внутри трубы во внутритрубчатой области участка выпускной трубы упомянутого трубчатого канала, который расположен на стороне ниже по потоку канала для текучей среды.

[0015] Насколько понимают авторы настоящего изобретения, неоднородность, нестабильность и т.п. в отношении распределения плотности раствора, разливаемого на лист бумаги, возникает в результате явления, в котором компоненты смеси, имеющие относительно высокий удельный вес, смещаются на внешний участок закрученного потока, и компоненты смеси, имеющие относительно низкий удельный вес, смещаются к внутреннему участку закрученного потока, в результате воздействия закрученного внутритрубчатого потока, генерируемого в трубчатом канале для подачи раствора.

Поэтому, в случае, когда раствор включает в себя относительно большое количество пены или пенообразующего агента, который имеет в относительно низкий удельный вес, наблюдается существенное явление неоднородности или нестабильности. В соответствии с настоящим изобретением, осесимметричный вихревой поток, генерируемый, как закрученный внутритрубчатый поток в трубчатом канале для подачи раствора разрывают, по меньшей мере, частично, используя неосесимметричное поперечное сечение канала для текучей среды или изменение, или латеризацию поперечного сечения канала для текучей среды, для изменения положения центра трубчатого канала, в результате чего, трубчатый канал существенно нарушается на таком участке канала текучей среды. Таким образом, закрученный внутритрубчатый поток после канала через этот участок канала текучей среды не восстанавливает свое состояние перед входом в этот участок канала, или закрученный поток с трудом генерируется на участке последующей стороны канала текучей среды. Закрученное движение практические исчезает на участке последующей стороны канала для текучей среды, и закрученное движение, которое возможно представляет собой причину неоднородности или нестабильности распределения удельного веса, не сохраняется в растворе, который разливают из участка выпускной трубы на лист бумаги. В соответствии с экспериментами, выполненными авторами настоящего изобретения, в случае, когда раствор с ограниченным закрученным движением выливают на лист бумаги, распределение удельного веса становится однородным и стабильным даже в случае, когда раствор включает в себя относительно большое количество пены или пенообразующего агента, и, поэтому, упомянутая выше проблема неоднородности или нестабильности распределения плотности может быть преодолена.

[0016] Термин "разрыв" не всегда означает полный разрыв осесимметричного вихревого потока, но он означает, что осесимметричный вихревой поток, по меньшей мере, частично разрывается в той степени, что предотвращается регенерирование или образование закрученного потока на выпускном участке трубы, через который или разливают раствор на лист бумаги.

Кроме того, термин “поперечное сечение канала для текучей среды” означает поперечное сечение, перпендикулярное направлению потока гипсового раствора.

[0017] Из другого аспекта изобретения в настоящем изобретении предложен способ для изготовления легковесных гипсовых плит, имеющих удельный вес, равный или меньший чем 0,8, в котором гипсовый раствор производят, используя устройство смешивания и перемешивания для гипсового раствора, которое имеет круглый корпус, в котором сформирована область смешивания для смешивания гипсового раствора, вращающийся диск, расположенный в корпусе и вращающийся в заданном направлении вращения, и трубчатый канал для подачи полученного гипсового раствора за пределы корпуса, для подачи раствора из области смешивания на лист бумаги, используемый как покрытие гипсовой плиты, и в котором раствор из области смешивания разливают на упомянутый лист бумаги, содержащий следующие этапы:

подают упомянутый гипсовый раствор из области смешивания, вытекающий из корпуса через выходной порт для раствора, расположенный на корпусе, в упомянутый трубчатый канал вместе с пеной или пенообразующим агентом, для регулирования удельного веса, и закрученный поток генерируется внутри трубы во внутритрубчатой области трубчатого канала, для вращения раствора в нем таким образом, что раствор и пена или пенообразующий агент смешиваются в трубчатом канале под действием закрученного потока, генерируемого в трубчатом канале; и

формируют участок канала для текучей среды в упомянутом трубчатом канале, который имеет поперечное сечение для трубчатого канала, неосесимметричное относительно центральной оси трубчатого канала, или в котором изменяется центральная ось трубчатого канала в результате изменения или латеризации поперечного сечения трубчатого канала, и это приводит к действию разрыва осесимметричного вихревого потока закрученного внутритрубчатого потока, генерируемого в упомянутом трубчатом канале, в результате изменения поперечного сечения канала для текучей среды и/или его центра, что ограничивает регенерацию или возникновение закрученного внутритрубчатого потока на участке выпускной трубы упомянутого трубчатого канала, который расположен на последующем стороне упомянутого участка канала текучей среды.

Предпочтительно в трубчатом канале предусмотрен канал с отверстием, который имеет поперечное сечение для канала текучей среды, неосесимметричное относительно центральной оси внутритрубчатой области и которое локально ограничивает поперечное сечение канала для текучей среды, и происходит разрыв осесимметричного вихря в области внутри трубчатой области в канале с отверстием, для ограничения регенерирования или генерирования закрученного внутритрубчатого потока на выпускном участке трубы трубчатого канала, который расположен на стороне ниже по потоку канала с отверстием.

[0018] В соответствии с описанной выше компоновкой настоящего изобретения, раствор и пену или пенообразующий агент смешивают в закрученном внутритрубчатом потоке, генерируемом в трубчатом канале, и пена или пенообразующий агент в растворе проявляют тенденцию радиального смещения внутрь закрученного потока. Однако возникновение такого смещения пены или пенообразующего агента предотвращается, в результате разрыва осесимметричного вихревого потока, вызванного протеканием текучей среды через упомянутый выше участок канала текучей среды или канал с отверстием. Поскольку участок канала текучей среды или канал с отверстием ограничивает регенерирование или генерирование вихревого внутритрубчатого потока в выпускном участке трубы на стороне ниже по потоку, раствор разливают на лист бумаги из выпускного участка трубы в состоянии, в котором пена или пенообразующий агент равномерно распределены в растворе. Авторы настоящего изобретения определили в ходе экспериментов, что можно предотвратить нарушение распределения, отклонение или нерегулярную дисперсию при распределении удельного веса, даже когда удельный вес гипсовой сердцевины гипсовой плиты существенно уменьшен (например, в случае, когда используется пропорция смешивания материалов и производственные условия, соответствующие удельному весу 0,4), как показано в примерах на фиг. 14-17.

[Предпочтительные эффекты изобретения]

[0019] В соответствии с настоящим изобретением, устройство и способ для смешивания и перемешивания, и способ для изготовления легковесной гипсовой плиты могут быть предусмотрены, которые позволяют ограничить вращательное движение гипсового раствора, разливаемого на лист бумаги, используемый, как покрытие для гипсовой плиты, предотвращая в результате неправильное распределение, отклонение или нерегулярную дисперсию при распределении удельного веса раствора на листе бумаги.

Краткое описание чертежей

[0020] На фиг. 1 показана пояснительная блок-схема последовательности операций, частично и схематично иллюстрирующая обработку формирования гипсовых плит.

На фиг. 2 показан частичный вид в плане, схематично иллюстрирующий компоновку устройства для изготовления гипсовой плиты.

На фиг. 3 показан вид в плане, поясняющий общую компоновку смесителя, как представлено на фиг. 1 и 2.

На фиг. 4 показан вид в перспективе, поясняющий общую компоновку смесителя.

На фиг. 5 представлен вид в поперечном сечении с частичным увеличением, представляющий внутреннюю структуру смесителя.

На фиг. 6 показан вид в вертикальном поперечном сечении, представляющий внутреннюю структуру смесителя.

На фиг. 7 показан вид в перспективе с поперечным сечением фрагмента, представляющий внутреннюю структуру смесителя.

На фиг. 8 показан вид в поперечном сечении и вид в перспективе вертикального желоба.

На фиг. 9 показан вид в продольном разрезе вертикального желоба.

На фиг. 10 показан вид в плане элемента отверстия.

На фиг. 11 показан вид в поперечном сечении элемента отверстия вдоль линии I-I, обозначенной на фиг. 10.

На фиг. 12 показан вид в поперечном сечении желоба, имеющего элемент отверстия, в соответствии со сравнительным примером.

На фиг. 13 показан вид в продольном разрезе желоба, как показано на фиг. 12.

На фиг. 14 показана графическая схема, представляющая результаты измерения распределения удельного веса в отношении гипсовых сердцевин, в котором целевое значение удельного веса сердцевины составляет 0,7.

На фиг. 15 показана графическая схема, представляющая результаты измерения распределения удельного веса в отношении гипсовых сердцевин, в котором целевое значение удельного веса сердцевины составляет 0,6.

На фиг. 16 показана графическая схема, представляющая результаты измерения распределения удельного веса в отношении гипсовых сердцевин, в котором целевое значение удельного веса сердцевины составляет 0,5.

На фиг. 17 показана графическая схема, представляющая результаты измерения распределения удельного веса в отношении гипсовых сердцевин, в котором целевое значение удельного веса сердцевины составляет 0,4.

На фиг. 18 показаны виды в плане, представляющие изменение контура в плане отверстия, представленного на фиг. 10.

На фиг. 19 показаны виды в плане, представляющие взаимосвязь между отверстием и центральной круговой областью.

На фиг. 20 представлены частичные виды в перспективе элементов отверстия, которые представляют конфигурации участков кромки отверстий.

На фиг. 21 схематично показан вид в перспективе и вид в поперечном сечении, иллюстрирующие компоновки для изменения или отклонения поперечного сечения канала для текучей среды или децентрирования канала для текучей среды.

Подробное описание изобретения

[0021] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения участок канала для текучей среды представляет собой канал с отверстием, локально ограничивающий поперечное сечение канала для текучей среды, и канал с отверстием имеет центроид своего поперечного сечения, расположенный в положении, эксцентричном относительно центральной оси трубчатого канала. Предпочтительно контур поперечного сечения канала с отверстием представляет собой одиночную фигуру или композитную фигуру, составленную из множества фигур, частично наложенных друг на друга. Центроид фигуры или композитной фигуры расположен эксцентрично относительно центральной оси трубчатого канала. Например, композитная фигура состоит из множества кругов (идеального круга, эллипса, удлиненного круга и т.д.), имеющих разные диаметры и/или разные положения центров, которые наложены друг на друга только частично (композитная фигура не включает в себя фигуры, имеющие одно и то же центральное положение и полностью наложены друг на друга, или состоящие из двух кругов, имеющих один круг, полностью вписанный в другой круг, и так далее).

[0022] В настоящем изобретении отношение эксцентричности “η=ΔE/r” центроида, предпочтительно установлено в диапазоне, равном или больше чем 0,06 (6%), в котором отношение эксцентричности "η" центроида определено, как “ΔE/r”, “ΔE” представляет собой расстояние между центроидом и центральной осью трубчатого канала, и “r” представляет собой радиус трубчатого канала. Если требуется, отношение эксцентричности “η” может быть установлено равным или больше чем 0,10 (10%). Отношение эксцентричности “η” центроида может быть определено, как “ΔE/Rmax”, в котором “Rmax” представляет собой максимальное значение расстояния от центральной оси трубчатого канала до контура фигуры. В таком случае отношение эксцентричности “η" предпочтительно установлено равным или больше чем 0,10 (10%), и если требуется, отношение эксцентричности “η” может быть установлено равным или больше чем 0,15 (15%). В соответствии с экспериментами, выполненными авторами настоящего изобретения, такие значения эксцентричности канала с отверстием не препятствуют формированию закрученного потока на предшествующей стороне каналом с отверстием.

[0023] В соответствии с предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения, материалы для гипсовых плит, включающих в себя прокаленный гипс, смешивающую воду и добавки, и присадки (такие как клеящий агент, ускоритель схватывания и так далее), подают в устройство для смешивания и перемешивания. Эти ингредиенты смешиваются друг с другом, двигаясь радиально наружу по диску под действием центробежной силы, и достигают периферийной зоны (области удержания раствора) устройства, по мере того, как раствор, по существу, полностью смешивается. Например, выходной порт расположен на кольцевой стенке круглого корпуса так, что на него действует центробежная сила устройства. Удельный вес гипсового раствора зависит от количества добавленной пены, если не учитывается коэффициент, представляющий количество смешивающей воды. Предпочтительно порт для подачи пены, по которому подают пену или пенообразующий агент в раствор для регулирования удельного веса гипсовой сердцевины, расположен на кольцевой стенке, так, что по нему подают пену или пенообразующий агент в раствор непосредственно перед протеканием раствора в выходной порт для раствора из смешивающей области; или порт для подачи пены расположен на участке подачи раствора, таким образом, что пену или пенообразующий агент подают в раствор непосредственно после протекания раствора через выходной порт для раствора из области смешивания. Таким образом, пена, примешиваемая в раствору, может быть потеряна, в результате гашения пены или действия разрушения пены, вследствие воздействия на нее во время перемешивания устройства для смешивания и перемешивания, но требуемое количество пены или пенообразующего агента может быть существенно уменьшено при подаче пены или пенообразующего агента в раствор на конечном этапе подготовки раствора, поскольку на пену или на пенообразующий агент не оказывает влияние перемешивание (поэтому, пена эффективно смешивается с раствором).

[0024] Предпочтительно трубчатый канал включает в себя желоб, в который поступает гипсовый раствор, вытекающий из корпуса через выходной порт для раствора корпуса. Желоб формирует осесимметричный вихревой поток вокруг его вертикальной центральной оси в его внутритрубчатой области. Выходная часть (нижняя часть) желоба соединена с участком выпускной трубы, через которую гипсовый раствор разливают на лист бумаги. Раствор генерирует вихревой внутритрубчатый поток в трубчатом канале или в желобе, в соответствии с вариацией поперечного сечения канала для текучей среды, направлением потока текучей среды, скоростью текучей среды и т.д., когда раствор протекает через выходные порты для раствора из области смешивания, когда раствор протекает во внутритрубчатую область между выходным портом для раствора и желобом, или когда раствор поступает в желоб. В результате, формируется осесимметричный вихревой поток во внутритрубчатой области желоба вокруг его вертикально продолжающейся центральной оси. Канал через отверстие расположен в нижней области желоба, таким образом, что он разрывает осесимметричный вихревой поток, который под действием силы тяжести движется вниз во внутритрубчатой области. При такой компоновке раствор и пена или пенообразующий агент могут смешиваться во внутритрубчатой области желоба под действием закрученного потока в желобе, и закрученный поток движется под действием силы тяжести вниз, где происходит его разрыв в канале с отверстием, предотвращая регенерирование или генерирование закрученного потока на выпускном участке трубы на стороне ниже по потоку или на нижней стороне канала с отверстием. В результате, обеспечивается однородность удельного веса раствора, разливаемого на лист бумаги. В одном варианте осуществления настоящего изобретения выходной порт раствора расположен на кольцевой стенке или на периферийной стенке корпуса, или на нижней пластине или на нижней крышке корпуса, и верхняя часть желоба сообщается с выходным портом для раствора через трубчатый корпус, такой как труба из полимерной смолы. Кроме того, если требуется, центральная ось желоба может быть наклонена относительно вертикального направления.

[0025] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления способа для изготовления легковесных гипсовых плит пену или пенообразующий агент подают в раствор непосредственно перед или непосредственно после протекания раствора через выходной порт для раствора из области смешивания, и количество пены или пенообразующего агента, подаваемого в раствор, устанавливают, как количество для получения гипсовой сердцевины гипсовой плиты, имеющей удельный вес в диапазоне от 0,4 до 0,7.

[0026] Предпочтительно элемент с отверстием, с каналом с отверстием расположен в трубчатом канале, и элемент с отверстием имеет регулирующее средство для регулирования поперечного сечения канала для текучей среды, которая вращается или движется в элементе с отверстием, для регулирования или управления интенсивностью действия разрыва осесимметричного вихря в канале с отверстием. В таком регулирующем средстве на регулирование интенсивности действия можно влиять путем регулирования или установки поперечного сечения канала с отверстием. В устройстве смешивания и перемешивания, имеющем такой канал с отверстием и его регулирующем средстве, действие канала с отверстием можно точно регулировать или изменять с помощью регулирующего средства, в то время как состояние или физическое свойство раствора, подаваемого на лист бумаги, наблюдают или измеряют во время работы устройства. На практике это является очень предпочтительным. В ходе экспериментов, выполненных авторами настоящего изобретения, как описано ниже, состояние или физическое свойство раствора, подаваемого на лист, можно было изменять, когда элемент с отверстием поворачивали вокруг центральной оси трубчатого канала, по меньшей мере, на 3 (три) градуса. Таким образом, в ходе экспериментов, выполненных авторами настоящего изобретения, определили, что интенсивностью действия разрыва осесимметричного вихря, можно переменно управлять, или можно было ее регулировать путем поворота элемента отверстия на угол, по меньшей мере, 3 градуса.

[0027] В другом варианте осуществления настоящего изобретения трубчатый канал представляет собой трубчатый канал для транспортирования раствора, который соединен с выходным портом для раствора на кольцевой стенке корпуса и продолжается поперечно от него, или трубчатый канал для подачи раствора, который соединен с выходным портом для раствора нижней пластины корпуса и свисает с нее. Последующие концы этих каналов составляют участки выпускной трубы для раствора, по которым раствор разливают на лист. Канал с отверстиями предусмотрен в трубчатом канале, для разрыва осесимметричного вихревого потока, генерируемого, как закрученный внутритрубчатый поток в канале.

Вариант осуществления

[0028] Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи.

[0029] На фиг. 1 показана пояснительная схема обработки, частично и схематично иллюстрирующая обработку формирования гипсовых плит, и на фиг. 2 показан частичный вид в плане, схематично иллюстрирующий компоновку устройства для производства гипсовой плиты.

[0030] Нижний лист бумаги 1, который представляет собой лист бумаги для покрытия гипсовой плиты, подают вдоль производственной линии. Смеситель 10 расположен в заданном положении относительно линии транспортирования, например, в положении над линией транспортирования. Порошковые материалы P (обожженный гипс, клеящий агент, ускоритель схватывания, добавки, примеси и т.д.) и жидкость (воду) L подают в смеситель 10. В смесителе 10 эти материалы смешивают и выводят раствор (раствор обожженного гипса) 3 на лист 1 через секцию 4 подачи раствора, трубу 7 вывода раствора и трубопроводы для фракционирования 8 (8a, 8b).

Секция 4 вывода раствора расположена так, что в нее поступает раствор, выводимый из периферийной зоны смесителя 10 и через нее, раствор поступает в трубу 7. Пену М, формируемую средством получения пены (не показано), подают в секцию 4. Труба 7 установлена так, что при протекании через нее происходит разлив раствора из секции 4 в центральную область вдоль ширины листа 1 (область сердцевины) через порт (отверстие) 70 для выпуска раствора. Трубопроводы 8a, 8b расположены так, что через них выполняют разлив на оконечные участки вдоль ширины (зоны кромок) листа 1 раствора 3, поступающего из периферийной области смесителя 10. Вместо пены М, пенообразующий агент можно непосредственно подавать в раствор, таким образом, что пена может формироваться в растворе в результате пенообразующего действия пенообразующего агента в растворе.

[0031] Лист 1 перемещают вместе с раствором 3 так, что он достигает пары формирующих роликов 18 (18a, 18b). Верхний лист бумаги 2 перемещается частично вдоль периферии верхнего ролика 18a, так, что направление движения листа преобразуется в направление транспортирования. Отклоненный лист 2 вводят в контакт с раствором 3 на нижнем листе 1 и перемещают в направлении транспортирования, так, что он располагается, по существу, параллельно нижнему листу 1. Непрерывная трехслойная конфигурация 5 в форме ленты, состоящая из листов 1, 2 и раствора 3, формируется на стороне ниже по потоку роликов 18. Такая конфигурация 5 движется непрерывно со скоростью V транспортирования, в то время как в растворе 3 происходит реакция, пока она не достигнет роликов 19 (19a, 19b) грубой нарезки. Если требуется, множество средств формирования могут использоваться вместо формирующих роликов 18, такие как средство формирования, в котором используется действие сквозного канала в виде экструдера, заслонка с прямоугольным отверстием и т.д.

[0032] Ролики 19 нарезки выполняют грубую нарезку непрерывной конфигурации, формируя панели заданной длины, таким образом, что получаются панели, имеющие гипсовую сердцевину, покрытые листами бумаги, то есть, панели - заготовки. Затем панели - заготовки перемещают через сушильное устройство (не показано), которое расположено в направлении, показанном стрелкой J (на стороне ниже по потоку в направлении транспортирования), в результате чего, панели-заготовки подвергаются принудительной сушке в сушильном устройстве. После этого, их разрезают на плиты, каждая из которых имеет заданную длину продукта, и, таким образом, последовательно производят продукт в виде гипсовой плиты.

[0033] На фиг. 3 и 4 показаны виды в плане и виды в перспективе, иллюстрирующие всю компоновку смесителя 10, и на фиг. 5, 6 и 7 показаны виды в поперечном сечении и в вертикальной разрезе и виды в перспективе с фрагментом в разрезе, представляющие внутреннюю структуру смесителя 10.

[0034] Как показано на фиг. 3 и 4, смеситель 10 имеет сплющенный цилиндрический корпус или корпус 20 (ниже называется "корпусом 20"). Корпус 20 имеет горизонтальную верхнюю плиту в виде диска или верхнюю крышку 21 (ниже называется "верхней плитой 21"), горизонтальную нижнюю плиту в виде диска или нижнюю крышку 22 (ниже называется "нижней плитой 22"), и кольцевую стенку или внешнюю периферийную стенку 23 (ниже называется "кольцевой стенкой 23"), которая расположена на периферийных участках верхних и нижних пластин 21, 22. Плиты 21, 22 расположены, будучи разделенными вертикально друг от друга на заданном расстоянии, таким образом, что формируется внутренняя смешивающая область 10a, для смешивания порошковых материалов P и жидкости (воды) L в смесителе 10. Круглое отверстие 25 сформировано в центральной части верхней плиты 21. Увеличенный нижний оконечный участок 31 вращающегося вертикального вала 30 продолжается через отверстие 25. Вал 30 соединен со средством привода во вращение, таким как электрический приводной двигатель (не показан), и приводится во вращение в заданном направлении вращения (направление по часовой стрелке γ, как можно видеть с его верхней стороны, в данном варианте осуществления). Если требуется, устройство изменения скорости, такое как механизм зубчатой передачи или ременной узел изменения скорости, могут быть расположены между валом 30 и выходным валом средства привода во вращение.

[0035] Трубопровод 15 для подачи порошка в область 10a подачи, предназначенную для подачи порошковых материалов P, предназначенных для смешивания, соединен с верхней пластиной 21. Трубопровод 16 подачи воды, предназначенный для подачи определенного количества воды L для смешивания в область 10a, также связан с верхней пластиной 21. Если требуется, внутренний регулятор давления (не показан), для ограничения избыточного повышения внутреннего давления и т.д., может быть дополнительно соединен с верхней пластиной 21.

[0036] На противоположной стороне секции 4 предусмотрены порты 48 (48a, 48b) фракционирования на кольцевой стенке 23. Трубопроводы 8a, 8b соединены с портами (отверстиями) 48a, 48b соответственно. Порты 48a, 48 расположены на расстоянии, установленном через заданный угол друг от друга. Порты подачи трубопроводов 15, 16 выведены в диапазоне угла α в центральной области верхней пластины 21 соответственно.

[0037] Как показано на фиг. 5, выходной порт 45 для раствора в секции 4 подачи раствора расположен на кольцевой стенке 23, отнесенной под заданным углом β от порта 48a фракционирования в направлении γ вращения (на стороне ниже по потоку). Порт 45 выведен на внутренней поверхности окружности стенки 23. Трубопровод 40 для подачи пены, по которому подают пену М в раствор, для регулирования удельного веса раствора, соединен с частью 47 полого соединителя секции 4. Порт (отверстие) 41 подачи пены в трубопроводе 40 выведен на внутреннюю поверхность стенки части 47 соединителя. Порт 41 расположен на стороне ниже по потоку порта (отверстия) 45 в непосредственной близости к нему. В случае необходимости, порты для подачи пены (не показаны) могут быть дополнительно предусмотрены в портах 48 (48a, 48b), для подачи в раствор пены М, для регулирования удельного веса раствора.

[0038] Как показано на фиг. 5-7, вращающийся диск 32 установлен с возможностью вращения в корпусе 20. Нижняя поверхность оконечного участка 31 вала 30 жестко закреплена на центральной части диска 32. Центральная ось 10b диска 32 совпадает с осью вращения вала 30. Диск 32 вращается вместе с вращением вала 30 в направлении, которое обозначено стрелкой γ (направление по часовой стрелке).

[0039] Множество нижних штырей (подвижных штырей) 38 расположены на вращающемся диске 32 во множестве рядов, продолжающихся, в общем, в его радиальном направлении. Нижние штыри 38 закреплены вертикально на верхней поверхности диска 32 в его внутренней зоне. На диске 32 сформировано множество зубчатых конфигураций 37 в его периферийной зоне, в данном варианте осуществления. Зубчатые конфигурации 37 действуют так, что они смещают или придают энергию смешанной текучей среде (раствору) в направлении наружу или в направлении вращения. Множество штырей 36 вертикально закреплено на каждой из зубчатых конфигураций 37.

[0040] Как показано на фиг. 6 и 7, множество верхних штырей (неподвижных штырей) 28 установлено на верхней пластине 21, так, что они свисают с нее во внутреннюю область 10a смешивания. Верхние штыри 28 и нижние штыри 38 размещены поочередно в радиальном направлении диска 32 таким образом, что штыри 28, 38 выполняют относительные движения для смешивания и перемешиваний материалов гипсовой плиты в корпусе 20, когда диск вращается.

[0041] Когда производят гипсовые плиты, средство привода во вращение смесителя 10 работает так, что вращает вращающийся диск 32 в направлении стрелки γ, и ингредиенты (порошковые материалы) P и смешивающую воду L, которые должны быть смешаны в смесителе 10, подают в смеситель 10 через трубопровод 15 для подачи порошка и трубопровод 16 для подачи воды. Ингредиенты и вода поступают во внутреннюю область смесителя 10, перемешаются в ней и смешиваются друг с другом при радиальном движении наружу на диске 32 под действием центробежной силы и движутся вдоль окружности в периферийной зоне.

[0042] Часть раствора, производимого в области 10a, протекает в трубопроводы 8a, 8b через порты 48a, 48b фракционирования, и раствор выпускают через трубопроводы 8a, 8b в зоны кромок нижнего листа 1 (фиг. 1). В этом варианте осуществления ни на одном из портов 48a, 48b не предусмотрен порт подачи пены, и, поэтому, раствор 3b (фиг. 2), поступающий в зоны кромок через порты 48a, 48b, который не содержит пену, имеет относительно высокий удельный вес, по сравнению с раствором 3a (фиг. 2), поступающим в зону сердцевины через часть 47 полого соединителя. Если на каждом из портов 48a, 48b будет предусмотрен порт подачи пены (не показан), малое количество пены подают в раствор в каждом из портов 48a, 48b. Даже в таком случае, раствор 3b, поступающий в зоны кромок через порты 48a, 48b, обычно имеет относительно большой удельный вес, по сравнению с раствором 3a, поступающим в зону сердцевины через часть 47 полого соединителя.

[0043] Большая часть раствора, формируемая в смешивающей области 10a, перемещается наружу и вперед в направлении вращения зубчатыми конфигурациями 37, и раствор вытекает через выходной порт 45 для раствора в секции 4 подачи раствора, в направлении приблизительно по касательной, как показано стрелками в частично увеличенном виде на фиг. 5. Часть 47 полого соединителя выполнена из вертикальной боковой стенки 47a на предшествующей стороне, вертикальной боковой стенки 47b на стороне ниже по потоку, горизонтальной верхней стенки 47c и горизонтальной нижней стенки 47d. Стенка 47a продолжается приблизительно в направлении по касательной относительно кольцевой стенки 23. Порт 45 и часть 47 соединителя выведены во внутреннюю смешивающую область 10a смесителя 10, таким образом, что в них поступает раствор из области 10a, в общем, приблизительно, в направлении по касательной. Секция 4 подачи раствора дополнительно включает в себя вертикальный желоб 50, имеющий цилиндрическую форму. Предшествующий открытый конец части 47 соединителя соединен с участком кромки порта 45. Последующий открытый конец части 47 соединен с верхним отверстием 55, сформированным в верхней части цилиндрической стенки желоба 50.

[0044] Раствор протекает в канал 46 для текучей среды раствора соединительной части 47 от порта 45, и затем протекает по вертикальному желобу 50 через отверстия 55. Порт 41 подачи пены расположен на стенке 47a на предшествующей стороне в направлении вращения, таким образом, что пена М поступает в раствор непосредственно после ее подачи в канал 46 через порт 45.

[0045] Как показано пунктирными линиями на фиг. 5, трубопровод 40 подачи пены может быть заменен трубопроводом 40' подачи пены, который соединен с кольцевой стенкой 23 и который имеет порт (отверстие) 41' подачи пены, который выведен на внутреннюю поверхность круглой стенки в стенке 23. При такой компоновке для подачи пены пену подают в раствор, который сразу же вытекает через порт 45. Раствор в периферийной зоне, в которую подают пену, сразу же протекает через порт 45 в канал 46, приблизительно в направлении по касательной, сразу же после того, как пена будет примешана к раствору, и затем раствор протекает в желоб 50 из канала 46.

[0046] Как показано на фиг. 5, вертикальный желоб 50 имеет внутреннюю область D, расположенную на предшествующей стороне элемента 60 отверстия (ниже называется "предшествующая внутренняя область D"), и предшествующая внутренняя область D имеет круглое поперечное сечение с радиусом r, центр которой представляет собой вертикально продолжающуюся центральную ось C. Часть 47 соединителя соединена с желобом 50 в состоянии, эксцентричном с одной стороны (в положении, эксцентричном на стороне рядом со стенкой 23 в данном варианте осуществления). Поэтому, канал 46 выведен в предшествующую внутреннюю область D в положении, эксцентричном с одной стороны. В этом изобретении желоб может иметь центральную ось C, наклоненную относительно вертикального направления.

Кроме того, как показано пунктирными линиями на фиг. 5 и 6, один конец (предшествующей конец) трубы 47', 47", такой как труба из полимерной смолы, может быть соединен с выходным портом для раствора, предусмотренным в кольцевой стенке 23 или на нижней пластине 22, и другой конец (последующий конец) трубы 47', 47" может быть выведен в верхнее пространство желоба.

[0047] Раствор и пена, поступающая в предшествующую внутреннюю область D, вращается вокруг центральной оси C желоба 50, таким образом, что раствор закручивается вокруг внутренней поверхности круглой стенки области D. Благодаря закрученному движению или вращательному движению раствора в области D, на раствор и пену воздействует сила сдвига, в результате чего, они смешиваются друг с другом, таким образом, что пена равномерно распределяется в растворе. Раствор в желобе 50 под действием силы тяжести протекает вниз таким образом, что его выпускают в центральную область в направлении ширины нижнего листа 1 через трубу 7 (фиг. 1). Таким образом, часть 47 желоба 50 и труба 7 составляют трубчатый канал для подачи раствора на лист бумаги, предназначенный для покрытия гипсовой плиты.

[0048] На фиг. 8 и 9 показан вид в поперечном сечении, вид в перспективе и вид в вертикальном разрезе, представляющий структуру вертикального желоба 50, в котором корпус 20 и часть 47 соединителя показаны воображаемыми линиями (пунктирными линиями).

[0049] Вертикальный желоб 50 выполнен из цилиндрического корпуса 51, изготовленного из металла, и имеет радиус r (внутренний размер), круглую верхнюю пластину 52, изготовленную из металла, и закрывающее круглое верхнее отверстие корпуса 51, круглый участок 53 фланца интегрально продолжающийся наружу от периферии нижней оконечной кромки корпуса 51, и элемент 60 отверстия, расположенный на нижнем участке предшествующей внутренней области D. Выпускная труба 7, которая представляет собой L-образную трубу, изготовленную из резины или полимерной смолы, и которая также называется "сапогом (сапогами)", последовательно соединена с последующей стороной желоба 50. Труба 7 включает в себя вертикальный трубчатый участок 71 и кольцевой участок 72 фланца, интегрально продолжающийся наружу от периферии верхней концевой кромки трубчатого участка 71. Участок 72 фланца зажат между участком 53 фланца и кольцевой металлической пластиной 76 под действием силы зажима узлов 77 болт-гайка, таким образом, что трубчатый участок 71 и корпус 51 интегрально соединены друг с другом. Труба 7 дополнительно включает в себя участок 73 изогнутой трубы (коленчатой трубы), который представляет собой непрерывное продолжение трубчатого участка 71, и продолжающийся поперечно трубчатый участок 74, который непрерывно продолжается от участка 73. Трубчатый участок 74 выводят в порт 70 для выпуска раствора (фиг. 2).

[0050] Элемент 60 отверстия представляет собой интегрально сформированное металлическое изделие, которое, в общем, имеет конфигурацию уплощенной колонны. Элемент 60 отверстия имеет отверстие 61, предназначенное для обеспечения соединения между предшествующей внутренней областью D желоба 50 и внутренней областью K трубы 7 на стороне ниже по потоку элемента 60 отверстия (ниже называется “последующей внутренней областью K”). На фиг. 10 показан вид в плане элемента 60 отверстия, и на фиг. 11 показан вид в поперечном сечении, вдоль линии I-I, обозначенной на фиг. 10. Вид снизу элемента 60 отверстия является таким же, как вид в плане.

[0051] Элемент 60 отверстия имеет профиль в виде идеального круга с радиусом R (диаметр 2R) в его виде в плане. Радиус R, по существу, является таким же, как и радиус r желоба 50, или несколько меньше, чем радиус r. Поэтому внешняя круглая поверхность 62 элемента 60 отверстия находится в контакте с внутренней круглой поверхностью 51a корпуса 51 без образования зазора между ними, или находится в скользящем контакте с поверхностью 51a.

[0052] Как показано на фиг. 10, отверстие 61 элемента 60 отверстия, которое формирует канал с отверстием, имеет контур в виде композитной фигуры, которая состоит из круглых отверстий 61a, 61b, 61c, наложенных друг на друга, каждое из которых имеет радиус R1, R2, R3 соответственно. В системе координат X-Y (то есть, горизонтальной прямоугольной системе координат с исходной точкой на центральной оси C), как показано на фиг. 10, положения центров С1, C2, C3 соответствующих круглых отверстий 61a, 61b, 61c сдвинуты в направлении оси X и/или в направлении оси Y. Таким образом, что касается центральной оси C, элемента 60 отверстия, центр С1 круглого отверстия 61a смещен на +E1 в направлении оси X, центр C2 круглого отверстия 61b смещен на величину -E2 в направлении оси X и +E3 в направлении оси Y, и центр C3 круглого отверстия 61c смещен на величину -E2 в направлении оси X и на величину -E3 в направлении оси Y, и, поэтому, центроид или центр тяжести G композитной фигуры, сформированной круглыми отверстиями 61a, 61b, 61c, смещен на +AE в направлении оси X. В случае, когда соотношение эксцентричности η отверстия 61 определено, как "расстояние ΔE эксцентричности/радиус r предшествующей области D", соотношение эксцентричности η может быть предпочтительно установлено в диапазоне, равном или большем чем 0,06 (если требуется, в диапазоне, равном или больше чем 0,10). В случае, когда соотношение эксцентричности η’ отверстия 61 определено, как "расстояние ΔE эксцентричности/максимальное значение Rmax", значение соотношения эксцентричности η’ может быть предпочтительно установлено в диапазоне, равном или больше чем 0,1 (если требуется, в диапазоне, равном или большем чем 0,15), в котором максимальное значение расстояния между центральной осью C и контуром композитной фигуры (кромка отверстия 61) определено, как Rmax.

[0053] Как показано на фиг. 11, отверстие 61 установлено горизонтально на высоте H/2, где H представляет собой общую высоту элемента 60 отверстия. Наклонные поверхности 68, 69 сформированы в форме ступки или в конической форме, которая продолжается между отверстием 61 и верхней и нижней круглыми кромками 63, 64 внешней круглой поверхности 62.

[0054] Как показано на фиг. 8 и 9, элемент 60 отверстия расположен в самом нижнем положении цилиндрического корпуса 51. Болт 58 соединен по резьбе с отверстием 57 для болта корпуса 51 и кончик болта 58 прижат к внешней круглой поверхности 62 под действием силы зажима болта 58. Элемент 60 отверстия зафиксирован на самом нижнем участке корпуса 51 с помощью болта 58.

[0055] Множество отверстий 65 для болта, которые размещены на некотором расстоянии друг от друга вдоль окружности (показаны пунктирными линиями на фиг. 8), предусмотрены на внешней периферийной поверхности элемента 60 отверстия. На нижнем участке периферийной стенки корпуса 51 предусмотрено прямоугольное отверстие 54, удлиненное вдоль окружности. Участок резьбового кончика болта 56 зацеплен с отверстием 65 для болта элемента 60 отверстия, который расположен в области отверстия 54. Болт 56 продолжается наружу из цилиндрического корпуса 51 через отверстие 54. Элемент 60 отверстия можно вращать вручную вокруг центральной оси C путем временного высвобождения зажимной силы болта 58 и нажима на участок головки болта 56 влево или вправо. Направленное свойство (анизотропия) или относительное положение отверстия 61 могут быть изменены относительно трубчатого канала (внутренняя предшествующая область D) путем вращения элемента 60 отверстия, в результате чего, интенсивность действия или функцию осесимметричного разрыва вихря можно контролировать, или можно ее регулировать. Другими словами, механизм для поворота элемента 60 отверстия (отверстие 65 для болта, отверстие 54 и болт 56) составляют регулирующее средство поперечного сечения для канала через отверстие, которое позволяет переменно управлять или регулировать действие или функцию осесимметричного разрыва вихревого потока в канале с отверстием.

[0056] Вариация или регулирование поперечного сечения канала для текучей среды в результате вращения элемента 60 отверстия могут осуществляться не только перед операцией смесителя 10, но также и во время операции смесителя 10. При использовании такого регулирующего средства для регулирования поперечного сечения канала с отверстием, можно выполнять деликатное изменение или точную регулировку для оптимизации действия или функции канала с отверстием, наблюдая или измеряя состояние или физическое свойство раствора 3a, вытекающего из смесителя 10 на нижний лист 1. Это является достаточно полезным на практике. В соответствии с экспериментами, выполненными авторами изобретения, состояние или физическое свойство раствора 3, подаваемое на нижний лист 1, можно изменять, когда элемент 60 отверстия поворачивают вокруг центральной оси C, по меньшей мере, на 3 градуса. Поэтому, интенсивностью действия осесимметричного разрыва вихревого потока можно переменно управлять, или можно ее регулировать путем поворота элемента 60 отверстия на угол, по меньшей мере, 3 градуса.

[0057] Как показано на фиг. 8, мощность закручивания или вращательную мощность придают раствору, протекающему в предшествующую внутреннюю область D, вследствие эксцентричности области D и канала 46 для текучего раствора. В результате, раствор под действием силы тяжести протекает вниз, вращаясь вокруг внутренней поверхности круглой стенки в области D, как показано в виде закрученного внутритрубчатого потока F (представлен пунктирными стрелками на фиг. 9), в результате чего, осесимметричный вихревой поток в форме спирального или циклонного потока генерируется в области D. Направление вращения раствора (направление против часовой стрелки) противоположно направлению γ вращения вращающегося диска 32 (фиг. 5). Раствор подвергается действию смешивания и перемешивания в области D, вследствие его закрученного движения. Радиус вращения закрученного потока F постепенно уменьшается, по мере того, как поперечное сечение области D уменьшается из-за наклонной поверхности 68 и отверстия 61.

[0058] Конфигурация отверстия 61 в его виде в плане, которая представляет собой композитную фигуру, составленную из круглых отверстий 61a, 61b, 61c, наложенных друг на друга, является неосесимметричной относительно центральной оси C. Кроме того, отверстие 61 имеет центр G тяжести, латеризованный на величину +AE в направлении оси X, как показано на фиг. 10. Поэтому, осесимметричный (вращательно симметричный) вихревой поток, состоящий из закрученного внутритрубчатого потока F, схлопывается в отверстии 61. Радиус закрученного потока F после канала через отверстие 61 постепенно увеличивается, поскольку поперечное сечение канала для текучей среды увеличивается в соответствии с конфигурацией наклонной поверхности 69. В результате, закрученный поток F регенерирует свою исходную конфигурацию закрученного потока F в последующей области K. Однако, осесимметричный вихревой поток (закрученный поток F трубы внутри) схлопывается в отверстии 61 таким образом, что поток раствора распределяется по отверстию 61 или рядом с ним. Поэтому закрученный поток, такой как поток F, не будет регенерирован в последующей области K, и по существу слабый закрученный поток, который имеет малый компонент вращательной скорости по сравнению с закрученным потоком F, просто регенерируется в области потока в последующей области K. Такое закрученное движение практически исчезает во время протекания через поперечно продолжающийся трубчатый участок 74. Поэтому, поток раствора, который практически потерял свой компонент вращательной скорости, протекает через выходной порт 70 для выпуска раствора (фиг. 2) на нижний лист 1.

[0059] На фиг. 12 и 13 показаны виды в поперечном и продольном сечении желоба 50, имеющего элемент 100 отверстия, который представляет собой сравнительный пример, в котором корпус 20 и часть 47 соединителя представлены воображаемыми линиями (пунктирными линиями).

[0060] Желоб 50, имеющий элемент 100 отверстия с обычной структурой, показан, как сравнительный пример на фиг. 12 и 13. Аналогично элементу 60 отверстия, элемент 100 отверстия имеет внешнюю периферийную конфигурацию, которая представляет собой идеальный круг с радиусом R (диаметром 2R) в виде в плане, и его внешняя круглая поверхность 102 выполнена так, что она находится в контакте с внутренней круглой поверхностью желоба 50 без зазора между ними, или в скользящем контакте между ними. Отверстие 101 элемента 100 отверстия имеет контур 105, который представляет собой идеальный круг с радиусом R1, центр которого находится на центральной оси C. Отверстие 101 расположено горизонтально на высоте H/2, где H представляет собой общую высоту элемента 100 отверстия, аналогично элементу 60 отверстия. Наклонные поверхности 108, 109, сформированные в форме ступки или форме конической поверхности, продолжаются от верхней и нижней круглых кромок 103, 104 элемента 100 отверстия к круглому отверстию.

[0061] Как представлено выше, раствор, протекающий в предшествующую внутреннюю область D, представляют собой осесимметричный вихревой поток в форме спирального или циклонного потока, иллюстрируемого как закрученный внутритрубчатый поток F (показан пунктирными стрелками), который под действием силы тяжести протекает вниз, закручиваясь вдоль внутренней поверхности круглой стенки области D. Радиус вращения закрученного внутритрубчатого потока F постепенно уменьшается в области D, поскольку поперечное сечение области D уменьшается из-за наклонной поверхности 108 и отверстия 101. После канала через отверстие 101, закрученный поток F постепенное увеличивает свой радиус вращения, поскольку поперечное сечение канала для текучей среды увеличивается из-за наклона поверхности 109, до тех пор, пока закрученный внутритрубчатый поток, аналогичный потоку F, не будет восстановлен в последующей области K. Таким образом, закрученный поток, аналогичный закрученному потоку F, регенерируется в поле потока последующей области K. Хотя закрученный поток F', регенерируемый в последующей области K, представляет собой осесимметричный вихревой поток, компонент скорости вращения которого ослаблен по сравнению с потоком F, компонент скорости вращения потока F' не исчезает при протекании через трубчатый участок 74, и, поэтому, компонент скорости вращения, по существу, остается в порту 70 для выпуска раствора (фиг. 2). Таким образом, вращающийся поток раствора протекает через порт 70 (фиг. 2) на нижний лист 1.

[0062] На фиг. 14-17 показаны графические схемы, представляющие результаты тестов, полученных в результате измерения распределения удельной силы тяжести гипсовой сердцевины, по сравнению с устройством изготовления гипсовой плиты, имеющим элемент 60 отверстия (вариант осуществления настоящего изобретения), как показано на фиг. 8-11, и устройством для производства гипсовой плите, имеющим элемент 100 отверстия (сравнительный пример), как показано на фиг. 12 и 13 соответственно.

[0063] Авторы настоящего изобретения в качестве эксперимента получили гипсовые плиты, используя устройство для производства гипсовой плиты с элементом 60 отверстия, установленным в вертикальном желобе 50 (вариант осуществления настоящего изобретения). Кроме того, авторы настоящего изобретения экспериментально получили гипсовые плиты с использованием того же устройства с обычным элементом 100 отверстия (сравнительный пример), который устанавливается вместо элемента 60 отверстия. Условие производства и пропорции смешивания материалов были одинаковыми в этих экспериментах. Полученные плиты представляли собой стандартные гипсовые плиты, каждая из которых имела 910 мм в ширину, 1820 мм в длину и толщиной 12,5 мм.

[0064] На фиг. 14 (C) и 14 (D) схематично представлен способ для получения тестовых образцов для измерения распределения удельного веса. Авторы настоящего изобретения вырезали среднюю часть произведенной гипсовой плиты М и выделили из него зону в направлении ширины плиты, имеющую размер в длину 150 мм. Кроме того, авторы изобретения отрезали участки N боковой кромки от выделенной части, для удаления участков с большим удельным весом, полученных из фракционированного раствора. Размер участка N боковой кромки составлял 50 мм. Такие участки кромки соответствуют участкам кромки гипсовой плиты. Таким образом, авторы изобретения получили тестовую часть Q в форме прямоугольной плиты, длиной 810 мм и шириной 150 мм, как показано на фиг. 14 (D). Тестовую часть Q, полученную таким образом, разрезали на десять тестовых частей S (S1-S10), каждая шириной 81 мм и длиной 150 мм, и измеряли удельный вес каждой из частей S (S1-S10).

[0065] Значения удельного веса, фактически измеренные в отношении гипсовой сердцевины, представлены на фиг. 14 (A) и 14 (B), в котором измеренные тестовые части S (S1-S10) были выделены из гипсовых плит, которые были экспериментально произведены в пропорциях смешивания материалов и условиях производства для установки удельного веса гипсовой сердцевины равным 0,7 (целевое значение). На фиг. 14 (A) и 14 (B) на горизонтальной оси представлены положения в направлении вдоль ширины гипсовой плите, которые соответствуют соответствующим тестовым частям S1-S10, как показано на фиг. 14 (D), и на вертикальной оси представлены фактически измеренные значения удельного веса. На фиг. 14 (A) показаны результаты тестирования гипсовой плиты, полученной устройством для производства гипсовой плиты, в котором предусмотрен элемент 60 отверстия (вариант осуществления настоящего изобретение), и на фиг. 14 (B) показаны результаты тестирования гипсовой плиты, произведенной тем же устройством, в котором был установлен элемент 100 отверстия (сравнительный пример).

[0066] Как очевидно из результатов тестирования, показанных на фиг. 14 (A) и 14 (B), удельный вес сердцевины, полученной в устройстве с элементом 100 отверстия (сравнительный пример) существенно изменяется от 0,712 до 0,674 в направлении вдоль ширины плиты, в то время как удельный вес сердцевины, произведенной в устройстве с элементом 60 отверстия (вариант осуществления настоящего изобретения), изменяется всего лишь в диапазоне 0,697-0,694, и, поэтому, удельный вес сердцевины представляет, по существу постоянное распределение в направлении вдоль ширины плиты (вариант осуществления настоящего изобретения). Это означает следующее:

(1) В случае, когда используется элемент 100 отверстия (сравнительный пример), относительно интенсивный закрученный поток генерируется в канале для текучей среды на стороне ниже по потоку отверстия 100, таким образом, что раствор проявляет тенденцию протекания на лист бумаги в состоянии, в котором раствор и пена частично разделены:

(2) С другой стороны, в случае, когда используется элемент 60 отверстия (вариант осуществления настоящего изобретения), раствор протекает через выпускную трубу 7 для выпуска раствора на лист в таком состоянии, что разделение раствора и пены, по существу, полностью исключено.

[0067] На фиг. 15-17 фактически измеренные значения удельного веса гипсовых сердцевин показаны в отношении тестовых частей S1-S10, выделенных из полученных плит, в котором гипсовые плиты были экспериментально произведены в пропорциях смешивания материалов и в условиях производства, для установки значения удельного веса сердцевин 0,6, 0,5 и 0,4 (целевые значения). На каждой из фиг. 15-17, на схемах, обозначенных буквой “(A)”, показаны тестовые результаты для гипсовых плит, произведенных с помощью устройства с элементом 60 отверстия (вариант осуществления настоящего изобретения), и на схемах, обозначенных буквой “(B)”, показаны тестовые результаты в отношении гипсовых плит, произведенных с помощью устройства с элементом 100 отверстия (сравнительный пример).

[0068] Как можно видеть из результатов экспериментов, представленных на фиг. 15-17, в случае, когда используется элемент 100 отверстия (сравнительный пример), отклонение распределения удельного веса существенно увеличивается, когда целевое значение удельного веса сердцевины установлено равным или меньше чем 0,6. В частности, когда целевое значение удельного веса установлено равным 0,4, разница между измеренным максимальным значением и измеренным минимальным значением превышает 15% целевого значения. С другой стороны, в случае, когда используется элемент 60 отверстия (вариант осуществления настоящего изобретения), отклонение распределения удельного веса не увеличивается, и, поэтому, могут быть произведены гипсовые плиты, имеющие, по существу, постоянное распределение удельного веса. Например, даже когда целевое значение удельного веса сердцевины установлено равным 0,4, разница между измеренным максимальным значением и измеренными минимальными значениями составляют только приблизительно 2% от целевого значения. Поэтому, использование элемента 60 отверстия является чрезвычайно эффективным для уменьшения веса гипсовой плиты.

[0069] На фиг. 18 показан вид в плане, представляющий модификации контура в плане отверстия 61.

[0070] В упомянутом выше варианте осуществления контур отверстия 61 элемента 60 отверстия имеет композитный вид, составленный из частично наложенных трех отверстий 61a, 61b, 61c, каждое из которых имеет форму идеального круга. В качестве альтернативы, контур отверстия 61 может представлять собой одиночный круг в форме идеального круга, который, в общем, сдвинут для смещения центра (центроида G) отверстия 61 в эксцентричное положение относительно центральной оси C, как показано на фиг. 18 (A). Центроид G отверстия 61 может быть смещен в эксцентричное положение относительно центральной оси C, в результате отклонения или деформирования контура отверстия 61, как показано на фиг. 18 (B). Отверстие 61 может представлять собой композитную фигуру, которая представляет собой комбинацию двух идеальных кругов (центр С1: C2, радиус R1: R2, эксцентричность +E1:-E2), как показано на фиг. 18 (C), или композитную фигуру, которая представляет собой комбинацию из четырех идеальных кругов (центр С1: C2: C3: C4, радиус R1: R2: R3: R4, эксцентричность +E1:-E2: + E3, +E5: +E4,-E6), как показано на фиг. 18 (D). Как можно видеть из этих модификаций, конструкция контура отверстия 61 может соответствующим образом быть модифицирована, без выхода за пределы сущности изобретения.

[0071] Центральные круглые области Umin показаны на фиг. 18, каждый из кругов представляет собой идеальный круг с радиусом Rmin, центр которого находится на центральной оси C. Взаимосвязь между некруглым контуром отверстия 61 и центральной круглой областью Umin показана на фиг. 19 (A). Как показано на фиг. 19 (A), отверстие 61 содержит область Umin с радиусом Rmin, и отверстие 61 содержится в максимальной круглой области Umax в форме идеального круга, имеющего радиус Rmax. Предпочтительно радиус Rmin установлен равным или больше чем 0,15 x радиус r, и радиус Rmax установлен равным или меньше чем 0,85 x радиус r. Поэтому контур отверстия 61 может изменяться в диапазоне от 0,15r до 0,85r, предпочтительно в диапазоне от 0,2r до 0,8r, где "r" представляет собой упомянутый выше радиус.

[0072] На фиг. 19 (B) представлено состояние, в котором отверстие 61 в форме идеального круга, имеющего радиус R1, существенно смещено от центральной оси C. Центральная ось С1 (центроид G) отверстия 61 расположена в кольцевой зоне, в диапазоне от 0,2r до 0,8r, и, поэтому, центральная круглая область Umin не содержится в отверстии 61, и область Umin продолжается за пределы отверстия 61. Однако, в таком состоянии, спиральный или циклонный осесимметричный вихревой поток предпочтительно генерируется в предшествующей внутренней области D. Это означает, что осесимметричный вихревой поток для смешивания раствора и пены может генерироваться в области D, даже если контур отверстия 61 существенно деформирован, или центр отверстия 61 существенно смещен от центра. Однако, даже если область Umin продолжается за пределы отверстия 61, предпочтительно, чтобы центральная ось C была расположена в пределах отверстия 61.

[0073] На фиг. 20 показан частичный вид в перспективе, представляющий конфигурации участков кромки отверстий 61. Отверстие 61, показанное на фиг. 20 (A), имеет участок 67 кромки в линейной форме или в форме, проходящей через всю его окружность, и в отверстии 61, показанном на фиг. 20 (B) предусмотрены наклонные поверхности 68, 69, каждая из которых имеет заданный постоянный угол наклона по всей его окружности. В случае, когда отверстие 61 имеет участок 67 кромки в линейной форме или в форме, показанной на фиг. 20 (A), угол наклона в каждой из поверхностей 68, 69 изменяется в соответствии с контуром отверстия 61. С другой стороны, когда каждая из наклонных поверхностей 68, 69 имеет заданный постоянный угол наклона, кромка 66 в виде плоской фаски неизбежно формируется, по меньшей мере, частично, в зоне кромки отверстия 61. На такой кромке 66 в виде плоской фаски наблюдается тенденция, в соответствии с которой формируется плотная масса гипсового раствора и приливает к ней, вследствие застоя и затвердевания раствора. Поэтому с точки зрения предотвращения налипания затвердевшей массы раствора в отверстии 61, в отверстии 61 предпочтительно предусмотрен участок 67 кромки в линейной форме или в форме, показанной на фиг. 20 (A).

[0074] На фиг. 21 схематично представлены вид в перспективе и в поперечном сечении, представляющие компоновку изменения положения центральной оси C трубчатого канала в результате вариации или латерализации поперечного сечения канала для текучей среды.

[0075] Как представлено выше, два способа для подачи раствора из смесителя 10 без использования желоба известны в данной области техники, один из которых представляет собой способ, в котором канал для транспортирования раствора, такой как трубчатый канал 47', как показано на Фиг 5, поперечно соединен с портом подачи раствора на кольцевой стенке 23 корпуса 20 таким образом, что раствор подают непосредственно на нижний лист 1 под действием давления подачи смесителя 10, и другой представляет собой способ, в котором канал подачи раствора, такой как трубчатый канал 47", такой, как показано на фиг. 6, вертикально соединен с портом подачи раствора нижней пластины 22 корпуса 20 таким образом, что раствор в смесителе 10 непосредственно подают на нижний лист 1 под действием силы тяжести. Концепция настоящего изобретения применима для трубчатых каналов в этих способах, и такие компоновки схематично представлены на фиг. 21. Если требуется, желоб, аналогичный упомянутому выше желобу 50, соответственно может быть установлен в канале для транспортирования раствора или в канале подачи раствора.

[0076] Трубчатый канал 90, как показано на фиг. 21 (A), в общем, имеет поперечное сечение в форме идеального круга, но в канале 90 локально предусмотрены участки 91, 92 канала текучей среды, каждый из которых имеет неосесимметричное поперечное сечение относительно центральной оси C канала 90. Каждый из участков 91, 92 канала, показанных на фиг. 21 (A), имеет эллиптическое поперечное сечение, основная ось которого направлена вертикально или горизонтально. При этом происходит, по меньшей мере, частичный разрыв осесимметричного вихревого потока F, полученного, как закрученный внутритрубчатый поток, таким образом, что закрученный поток на стороне ниже по потоку участка 91, 92 канала не восстанавливает свое состояние на предшествующей стороне участков 91, 92 канала, или закрученный поток не регенерируется на стороне ниже по потоку участка 91, 92 канала.

[0077] Трубчатый канал 95, как показано на фиг. 21 (B), включает в себя участки 96, 97 трубчатого канала, каждый из которых имеет идеальное круглое поперечное сечение. Радиус R1 участка 96 канала отличается от радиуса R2 участка 97 канала. Участок 97 канала, имеющий относительно малый радиус, латерализуется на одной стороне (нижняя сторона на фиг. 21 (B)) на соединительной части (участок канала для текучей среды) 98 между участками 96, 97 трубчатого канала. Осевые линии С1, C2 участков 96, 97 трубчатого канала смещены от центра на соединительной части 98 (эксцентричность +AE), и, поэтому, происходит, по меньшей мере, частичный разрыв осесимметричного вихревого потока F, образующегося, как закрученный внутритрубчатый поток, в результате такого изменения или латерализации поперечного сечения канала для текучей среды. В результате, поток на стороне ниже по потоку этого участка канала для текучей среды не восстанавливает свое состояние на его предшествующей стороне, или закрученный поток не возникает на стороне ниже по потоку участка канала текучей среды. В качестве альтернативы, трубчатый участок 97' канала с относительно большим диаметром (радиус R2') может быть соединен с трубчатым участком 96 канала в соединительной части (участок канала для текучей среды) 99, как показано пунктирными линиями на фиг. 21 (B) таким образом, что центральные линии C1, C2' участков 96, 97' канала смещаются от центра (эксцентричность - AE') на одну сторону (верхнюю сторону на фиг. 21 (B)). Кроме того, другой участок 96 трубчатого канала и т.п. может быть соединен с последующим концом участка 96, 97' канала, таким образом, что он формирует локально или на переходе уменьшенную или увеличенную секцию с использованием участков 96, 97' канала.

[0078] Хотя настоящее изобретение было описано как предпочтительные варианты воплощения и примеры, настоящее изобретение не ограничено этим, но оно может быть выполнено в любой из различных модификаций или вариантов, без выхода за пределы объема изобретения, как определено в приложенной формуле изобретения.

[0079] Например, компоновка устройства в соответствии с настоящим изобретением в равной степени может применяться для другого смесителя, кроме смесителя штыревого типа, такого как смеситель без штырей (смеситель лопастного типа и т.п.).

[0080] Кроме того, поперечное сечение канала внутри трубы желоба, канала транспортирования или канала подачи не ограничено строго идеальным кругом, но оно может представлять собой круг, имеющий в определенной степени чередование, искажение, локальную деформацию и т.д. Если требуется, центральная ось желоба может быть наклонена относительно вертикального направления, или желоб может сообщаться с областью смешивания смесителя посредством трубы, такой как гибкая труба.

[0081] Кроме того, смеситель в упомянутом выше варианте осуществления имеет порт фракционирования для раствора, имеющего относительно большой удельный вес, но настоящее изобретение применимо для смесителя без порта фракционирования, или смесителя, который подает раствор, имеющий относительно малый удельный вес, через порт фракционирования.

[0082] Кроме того, смеситель в упомянутом выше варианте осуществления выполнен с возможностью подачи пены в раствор в полой части соединителя, но пена может поступать в раствор в желобе или в смешивающей области. Кроме того, смеситель в упомянутом выше варианте осуществления выполнен таким образом, что пена, формируемая под действием формирования пены пенообразующим агентом, в средстве формирования пены, поступает в раствор, но пенообразующий агент можно непосредственно подавать в раствор таким образом, что пена будет формироваться в растворе под его действием пенообразования в растворе. Если требуется, направление вращения раствора в желобе может быть установлено в направлении, противоположном направлению, показанному на фиг. 5, в результате изменения соотношения положений между частью полого соединителя и желобом.

[0083] Кроме того, отверстие в элементе отверстия, которое образует канал с отверстием, расположено горизонтально для изменения или латерализации поперечного сечения канала для текучей среды в упомянутом выше варианте осуществления. Однако отверстие может быть изменено или латерализировано, путем наклона отверстия в общем или частично, или угол наклона отверстия может переменно изменяться относительно горизонтальной плоскости для изменения или латерализации поперечного сечения канала для текучей среды, изменяя, таким образом, положение центральной оси трубчатого канала. В случае, когда поперечное сечение изменяют или латерализуют в результате такого изменения угла, требуется переменная установка угла наклона, по меньшей мере, через 3 градуса.

Промышленная применимость

[0084] Настоящее изобретение может применяться для устройства смешивания и перемешивания, в способе смешивания и перемешивания, и в способе для производства легковесных гипсовых плит. В соответствии с настоящим изобретением, вращательное движение гипсового раствора, разливаемого на лист бумаги, используемый в качестве покрытия для гипсовой плиты, можно ограничивать, что позволяет предотвратить возникновение неправильного распределения, отклонения или нерегулярной дисперсии при распределении удельного веса раствора на листе бумаги.

[0085] Настоящее изобретение является очень эффективным при производстве легковесных гипсовых плит, имеющих удельный вес 0,4-0,7, поскольку может быть обеспечено однородное распределение плотности гипсовой сердцевины. Поэтому, учитывая тенденцию снижения веса гипсовых плит в последние годы, преимущества настоящего изобретения являются значимыми на практике.

Список номеров ссылочных позиций

[0086] 1 нижний лист бумаги

2 верхний лист бумаги

3 раствор

4 секция подачи раствора

5 непрерывная трехслойная конфигурация в виде ленты

7 труба подачи раствора

8 трубопроводы для фракционирования

10 смеситель

20 корпус (кожух)

23 кольцевая стенка

40 трубопровод подачи пены

41 порт подачи пены

45 выходной порт для раствора

46 канал для текучей среды раствора

47 полая соединительная часть

50 желоб

51 цилиндрический корпус

54 отверстие

55 верхнее отверстие

56,58 болт

57, 65 отверстие для болта

60 элемент отверстия

61 отверстие (канал с отверстием)

62 внешняя круглая поверхность

63 круглая кромка

68, 69 наклонная поверхность

70, 80 порт для выпуска раствора

90, 95 трубчатый канал

91, 92 участок канала текучей среды

96, 97, 97’ участок трубчатого канала

98, 99 соединительная часть (участок канала текучей среды)

C центральная ось

D внутритрубчатая область внутри желоба (предшествующая внутренняя область)

F закрученный поток в круглой трубе

G центроид канала с отверстием

H общая высота элемента отверстия

K внутритрубчатая область в трубе для подачи раствора (последующая внутренняя область)

P порошковые материалы

L жидкость (вода)

М пена

r, R радиус

[ЦЕЛЬ] Вращательное движение гипсового раствора, разливаемого на лист бумаги для покрытия гипсовой плиты, ограничивают для предотвращения возникновения неправильного распределения, отклонения или нерегулярного распределения при распределении плотности раствора на листе бумаги. [РЕШЕНИЕ] Устройство (10) смешивания и перемешивания для гипсового раствора имеет круглый корпус (20), формирующий область смешивания, вращающийся диск (32), расположенный в корпусе, и трубчатый канал (50, 90, 95, 96, 97, 97') для подачи раствора на лист бумаги для покрытия (1) гипсовой плиты. Желоб имеет участок (60, 61, 91, 92) канала текучей среды, и его поперечное сечение выполнено неосесимметричным относительно центральной оси (C, C1) трубчатого канала, или участок(98,99) канала для текучей среды изменяет положение центральной оси трубчатого канала в результате изменения или латерализации поперечного сечения канала для текучей среды. Осесимметричный вихревой поток, генерируемый в трубчатом канале в виде закрученного внутритрубчатого потока (F), разрывают на участке канала для текучей среды, и поэтому его закрученное движение, которое возможно приводит к неоднородности или нестабильности распределения плотности, по существу, исчезает в растворе (3), разливаемом на лист бумаги. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Устройство (10) смешивания и перемешивания для гипсового раствора, которое имеет круглый корпус (20), формирующий область (10а) смешивания для смешивания гипсового раствора (3), вращающий диск (32), установленный в корпусе и вращаемый в заданном направлении (γ) вращения, и трубчатый канал (7, 47, 50) для подачи гипсового раствора, который предусмотрен снаружи корпуса для подачи раствора из области смешивания на лист бумаги для покрытия (1) гипсовой плиты и который генерирует внутритрубчатый закрученный поток (F) для смешивания гипсового раствора с пеной или пенообразующим агентом (м) для регулирования удельного веса,

причем упомянутый трубчатый канал включает в себя желоб (50), который принимает гипсовый раствор, вытекающий из корпуса (20) через выходной порт (45) для раствора, предусмотренный в корпусе, и по которому раствор (3) протекает по нему вниз под действием силы тяжести, и участок (7) выпускной трубы, соединенный с выходной частью желоба для разлива раствора на упомянутый лист бумаги;

причем упомянутый желоб имеет канал (61) с отверстием, который локально ограничивает поперечное сечение внутритрубчатой области (D) желоба для обеспечения вращения гипсового раствора и пены или пенообразующего агента во внутритрубчатой области; и

причем центроид (G) вида поперечного сечения канала (61) с отверстием расположен в положении, эксцентричном относительно центральной оси (С) упомянутой внутритрубчатой области.

2. Устройство по п. 1, в котором отношение эксцентричности η=ΔE/r упомянутого центроида (G) установлено равным или больше чем 0,06 и в котором ΔE представляет собой расстояние между упомянутым центроидом и упомянутой центральной осью (C) внутритрубчатой области (D), и r представляет собой радиус внутритрубчатой области.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором контур поперечного сечения упомянутого канала (61) с отверстием представляет собой

композитную фигуру, состоящую из множества фигур, частично наложенных друг на друга, и центроид (G) композитной фигуры выполнен эксцентричным относительно центральной оси (C) упомянутой внутритрубчатой области (D).

4. Устройство по п. 3, в котором упомянутая композитная фигура составлена из множества кругов (61а, 61b, 61с), имеющих разные диаметры (R1, R2, R3) и/или разные центральные положения (С1, С2, С3), круги наложены друг на друга только частично.

5. Устройство по п. 1, в котором отношение эксцентричности η΄=ΔE/Rmax установлено равным или больше чем 0,1 и в котором ΔE представляет собой расстояние между упомянутым центроидом (G) и центральной осью (C) упомянутой внутритрубчатой области, и Rmax представляет собой максимальное значение расстояния между упомянутой центральной осью и контуром фигуры.

6. Устройство по п. 1, в котором порт (44) подачи, который подает пену или пенообразующий агент (м) в упомянутый раствор, расположен на кольцевой стенке (23) упомянутого корпуса (20) для подачи пены или пенообразующего агента в раствор непосредственно перед протеканием раствора из упомянутой области (10а) смешивания в упомянутый выходной порт (45) для раствора, или он предусмотрен на части (47) полого соединителя между желобом (50) и выходным портом (45) для раствора для подачи пены или пенообразующего агента в раствор непосредственно после протекания раствора из области смешивания через выходной порт для раствора.

7. Устройство по п. 1, в котором элемент (60) с отверстием, имеющий упомянутый канал (61) с отверстием, расположен в упомянутом желобе (50), и элемент (60) с отверстием имеет регулирующее средство (54, 56, 65) для регулирования поперечного сечения канала для текучей среды, которое вращает или перемещает элемент с отверстием для регулирования или управления интенсивностью действия разрыва осесимметричного вихревого потока в канале с отверстием.

8. Способ для смешивания и перемешивания гипсового раствора, используя устройство (10) для смешивания и перемешивания гипсового раствора, имеющее круглый корпус (20),

формирующий область (10а) смешивания, предназначенную для смешивания гипсового раствора (3), вращающийся диск (32), установленный в корпус и вращающийся в заданном направлении (γ) вращения, и желоб (50) для подачи гипсового раствора, подаваемого наружу из корпуса, для подачи раствора из области смешивания на лист бумаги, для покрытия (1) гипсовой плиты, и который генерирует внутритрубчатый закрученный поток (F) для смешивания раствора с пеной и пенообразующим агентом (м) для регулирования удельного веса,

причем раствор, вытекающий из корпуса через выходной порт (45) для раствора, расположенный на упомянутом корпусе, вынуждают протекать вниз под действием силы тяжести во внутритрубчатой области (D) желоба, и пену или пенообразующий агент (м) подмешивают в раствор посредством упомянутого внутритрубчатого закрученного потока (F), генерируемого во внутритрубчатой области, и раствор подают из желоба в участок (7) выпускной трубы через канал (61) с отверстием, который локально ограничивает поперечное сечение внутритрубчатой области, и

причем центроид (G) в виде фигуры с поперечным сечением канала с отверстием расположен в положении, эксцентричном относительно центральной оси (С) упомянутой внутритрубчатой области, таким образом, что осесимметричный вихревой поток во внутритрубчатой области прерывается за счет канала с отверстием для ограничения восстановления или генерирования внутритрубчатого закрученного потока (F’) на упомянутом участке выпускной трубы на стороне ниже по потоку от канала с отверстием.

9. Способ по п. 8, в котором отношение эксцентричности η=ΔE/r упомянутого центроида (6) устанавливают равным или больше чем 0,06, и причем ΔE представляет собой расстояние между упомянутым центроидом и упомянутой центральной осью (С) внутритрубчатой области, и r представляет собой радиус внутритрубчатой области (D).

10. Способ по п. 8 или 9, в котором контур поперечного сечения упомянутого канала (61) с отверстием представляет собой композитную фигуру, состоящую из множества фигур (61а, 61b, 61с), частично наложенных друг на друга, и центроид композитной фигуры выполнен эксцентричным относительно центральной оси (С) упомянутой внутритрубчатой области.

11. Способ по п. 10, в котором упомянутая композитная фигура составлена из множества кругов (61а, 61b, 61с), имеющих разный диаметр (R1, R2, R3) и/или разное центральное положение (С1, С2, С3), круги наложены друг на друга только частично.

12. Способ по п. 8, в котором отношение эксцентричности η΄=ΔE/Rmax установлено равным или больше чем 0,1, и причем ΔE представляет собой расстояние между упомянутым центроидом (G) и центральной осью (C) упомянутой внутритрубчатой области, и Rmax представляет собой максимальное значение расстояния между упомянутой центральной осью и контуром фигуры.

13. Способ по п. 8, в котором количество подаваемой пены или пенообразующего агента (м), подаваемых в упомянутый гипсовый раствор (3), устанавливают на величину, в соответствии с которой удельный вес гипсовой сердцевины гипсовой плиты находится в диапазоне от 0,4 до 0,7.

14. Способ по п. 8, в котором интенсивность действия разрыва осесимметричного вихревого потока канала (61) отверстия регулируют или ею управляют путем изменения или латерализации положения или конфигурации поперечного сечения упомянутого канала с отверстием.

15. Способ для производства легковесных гипсовых плит, имеющих удельный вес, равный или меньше чем 0,8, в котором гипсовый раствор (3) получают за счет использования устройства смешивания и перемешивания для гипсового раствора (10), которое имеет круглый корпус (20), формирующий область (10а) смешивания, предназначенную для смешивания гипсового раствора, вращающийся диск (32), установленный в корпус и вращающийся в заданном направлении (γ) вращения, и трубчатый канал (4, 47, 50) для подачи гипсового раствора, выводимого наружу из корпуса, для подачи раствора из области смешивания на лист бумаги для покрытия (1) гипсовой плиты, и причем раствор из области смешивания разливают на лист бумаги через желоб (50), который обеспечивает протекание раствора вниз под действием силы тяжести, содержащий следующие этапы:

подают гипсовый раствор области смешивания, вытекающий из корпуса, через выходной порт (45) для раствора, расположенный на корпусе, в трубчатый канал (D) упомянутого желоба вместе с пеной или пенообразующим агентом (м) для регулирования удельного веса, и генерируют внутритрубчатый закрученный поток (F) во внутритрубчатой области (D) желоба путем вращения раствора в ней таким образом, что раствор и пена или пенообразующий агент смешиваются в трубчатом канале внутритрубчатым закрученным потоком, генерируемым в желобе; и

вводят гипсовый раствор из желоба в участок (7) выпускной трубы через канал (61) с отверстием, который локально ограничивает поперечное сечение канала для текучей среды во внутритрубчатой области, и

устанавливают центроид (G) вида поперечного сечения канала с отверстием в положении, эксцентричном относительно центральной оси (C) внутритрубчатой области, для разрыва осесимметричного вихревого потока во внутритрубчатой области за счет канала с отверстием, тем самым ограничивают восстановление или генерирование внутритрубчатого закрученного потока (F΄) во внутритрубчатой области (к) упомянутого участка выпускной трубы, расположенного на стороне ниже по потоку от канала с отверстием.

16. Способ по п. 15, в котором отношение эксцентричности η=ΔE/r упомянутого центроида (G) устанавливают равным или больше чем 0,06, и причем ΔE представляет собой расстояние между упомянутым центроидом и упомянутой центральной осью (С), и r представляет собой радиус внутритрубчатой области (D).

17. Способ по п. 15 или 16, в котором контур поперечного сечения упомянутого канала (61) с отверстием представляет собой композитную фигуру, состоящую из множества фигур (61а, 61b, 61с), частично наложенных друг на друга, и центроид композитной фигуры выполнен эксцентричным относительно центральной оси (С) упомянутой внутритрубчатой области.

18. Способ по п. 15, в котором отношение эксцентричности η΄=ΔE/Rmax устанавливают равным или больше чем 0,1, и причем ΔE представляет собой расстояние между упомянутым центроидом (G) и центральной осью (С) упомянутой внутритрубчатой области (D), и Rmax представляет собой максимальное значение расстояния между упомянутой центральной осью и контуром фигуры.

19. Способ по п. 15, в котором количество подаваемой пены или пенообразующего агента (м), подаваемых в упомянутый гипсовый раствор (3), устанавливают на величину, в соответствии с которой удельный вес гипсовой сердцевины гипсовой плиты находится в диапазоне от 0,4 до 0,7.

20. Способ по п. 15, в котором упомянутое устройство (10) смешивания и перемешивания имеет регулирующее средство (54, 56, 65) для регулирования поперечного сечения канала для текучей среды, которое изменяет положение или конфигурацию канала (61) с отверстием относительно упомянутого желоба (50) для регулирования или управления действием разрыва осесимметричного вихревого потока канала с отверстием, и интенсивность упомянутого действия регулируют или управляют с помощью упомянутого регулирующего средства, во время работы упомянутого устройства, в соответствии с состоянием или физическим свойством гипсового раствора, подаваемого на лист бумаги (1).

21. Способ по п. 15, в котором упомянутую пену или пенообразующий агент (м) подают в раствор (3) непосредственно перед или после протекания раствора из области смешивания через выходной порт для раствора.

22. Устройство для производства легковесных гипсовых плит, которое имеет устройство (10) смешивания и перемешивания по любому из пп. 1-7.

23. Способ изготовления легковесных гипсовых плит, в котором гипсовые плиты, имеющие удельный вес в диапазоне от 0,4 до 0,7, производят, используя способ по любому из пп. 8-14.