ВЫХОДНОЙ КОНТЕЙНЕР СМЕСИТЕЛЯ ГИПСОВОЙ СУСПЕНЗИИ Российский патент 2024 года по МПК B28C5/06 B28B17/02 B01F25/451 B01F25/4314 B28C5/38 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США №62/926,734, поданной 28 октября 2019, полное раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области улучшения устройств для производства гипсовой суспензии, в частности к улучшенным устройствам для распределения суспензии из смесителя суспензии на движущуюся конвейерную ленту во время производства гипсовых стеновых панелей.

Базовая технология производства гипсовых стеновых панелей раскрыта в патентах США №№1,500,452; 2,207,339 и 4,009,062, которые включены в настоящую заявку путем ссылки. Хорошо известно производство гипсовых продуктов путем диспергирования кальцинированного гипса в воде для образования суспензии, затем заливки суспензии в литьевую форму желаемой формы или на поверхность, и предоставления суспензии возможности застыть для образования затвердевшего гипса путем реакции кальцинированного гипса (гемигидрата сульфата кальция или ангидрита) с водой с образованием гидратированного гипса (дигидрата сульфата кальция). Также хорошо известно производство легковесного гипсового продукта путем подмешивания водной пены в суспензию для получения воздушных пузырьков. Это приводит к желаемому распределению пустот в схватившемся гипсовом изделии, при условии что пузырьки не покинут суспензию до затвердевания гипса. Наличие пустот снижает плотность готового изделия, которое также часто называют «вспененным гипсом».

Смеситель суспензии для гипсовых стеновых панелей обычно включает корпус, образующий смесительную камеру с впускными элементами для приема кальцинированного гипса, воды, а также других добавок, известных в данной области. В состав смесителя также входит лопастная мешалка либо другой тип мешалки, выполненной с возможностью перемешивания содержимого, которое должно быть смешано в суспензию. Разгрузочный затвор или экстрактор контролирует поток суспензии из смесителя в систему дозирования. Пена и/или другие добавки обычно добавляются в суспензию через отверстие для впрыска пены на внешней боковой стенке разгрузочного затвора, через которое водная пена или другие желаемые добавки, такие как замедлители, ускорители, диспергаторы, крахмал, связующие вещества и продукты, повышающие прочность, включая полифосфаты, триметафосфат натрия и тому подобное, после существенного перемешивания суспензии. Подходящие смесители гипса раскрыты в патентах США №№5,643,510; 5,683,635; 6,494,609; и 6,874,930, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Обычной проблемой при проектировании смесителей суспензии для гипсовых стеновых панелей является то, что суспензия должна постоянно двигаться и необходимо избегать любых препятствий для свободного потока или возможных мест скопления суспензии и ее преждевременного схватывания. При таком преждевременном схватывании образуются комки гипса, которые формируют неровности в получаемых стеновых панелях. Одно из таких устройств, предназначенное для предотвращения преждевременного схватывания суспензии, раскрыто в патенте США №8,475,762, включенном в настоящий документ посредством ссылки. Такое устройство называется загрузочным устройством, оно поддерживает объем потока суспензии в смесителе, обеспечивая при этом желаемый характер распределения. Известно, что между смесителем и загрузочным устройством устанавливается контейнер для поддержания объема потока суспензии для предотвращения застойных зон потока на пути потока от смесителя к конвейерной линии для стеновых плит.

В смесителях гипсовой суспензии контейнер обычно крепился к передней части смесителя, и не было никакой регулировки для изменения объема в смесителе. Проблемы для разработчиков системы включают прокладку, диаметр и подключение различных гибких трубопроводов в зоне между смесителем и загрузочным устройством.

Таким образом, существует потребность в усовершенствованном устройстве для распределения суспензии, которое поддерживает объем потока суспензии и улучшает характеристики потока от смесителя до конвейерной линии.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Перечисленная выше потребность удовлетворяется или перекрывается настоящим усовершенствованным выходным контейнером смесителя, который позволяет выгружать суспензию из смесителя и поддерживать ее уровень, что сокращает необходимую длину шланга и позволяет лучше смешивать пену и суспензию перед переходом к загрузочному устройству. Настоящий контейнер по сути заменяет переход от шланга к загрузочному устройству, что позволяет легче проложить выходной разгрузочный шланг смесителя и улучшить смешивание пены с раствором.

Настоящий контейнер смесителя упрощает распределение суспензии. Достигается более высокая скорость выхода суспензии для улучшения производственных результатов. Настоящий контейнер представляет собой цилиндрический корпус с крышкой, спиральный блок, закрепленный на крышке и отходящий от нее и определяющий инвертированную спиральную поверхность потока. Спиральный блок сконструирован и расположен таким образом, чтобы создать спиральный поток суспензии в контейнере, имеющий достаточную скорость для предотвращения преждевременного схватывания и нежелательного комкования. Вертикально на расстоянии от спирального блока расположен распределитель потока, который преобразует спиральный поток суспензии в желаемый линейный поток, более подходящий для направления к выходному загрузочному устройству и, в конечном счете, для осаждения на конвейерной линии по производству стеновых панелей на листе лицевой бумаги, как хорошо известно в данной области техники.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, высота корпуса контейнера составляет примерно 8,5 дюйма (21,59 см), а высота спирального блока - примерно 4,5 дюйма (11,43 см), занимая таким образом более 50% высоты корпуса. Кроме того, распределитель потока имеет предпочтительную высоту приблизительно 3 дюйма (7,62 см), так что проточная камера, определяемая между спиральным блоком и распределителем потока, имеет относительно небольшую высоту приблизительно 1,0 дюйм (2,54 см). Для целей настоящей заявки "приблизительно" означает ± 1 дюйм (2,54 см) в указанных размерах.

Более конкретно, предоставляется выходной контейнер смесителя гипсовой суспензии, включающий корпус контейнера, имеющий верхний конец, противоположный нижний конец и определяющий внутреннее пространство контейнера, крышку, закрепленную на верхнем конце, впускной элемент для суспензии в функциональной связи с верхним концом, спиральный блок, связанный с верхним концом и имеющий спиральную поверхность потока, проходящую во внутреннее пространство. Распределитель потока закреплен на нижнем конце и находится в гидравлическом сообщении с внутренним пространством, а выпускной элемент для суспензии определен нижним концом корпуса контейнера.

В одном из вариантов реализации верхний конец корпуса имеет радиально расширяющийся фланец для установки крышки, а спиральный блок крепится к нижней стороне крышки. Кроме того, впускной элемент для суспензии имеет некруглое поперечное сечение в месте примыкания впускного элемента к корпусу, а в предпочтительном варианте осуществления изобретения впускной элемент для суспензии имеет прямоугольное поперечное сечение в месте примыкания впускного элемента к корпусу.

В одном из вариантов реализации спиральный блок имеет вертикальную впускную стенку, гидравлически сообщающуюся с впускным элементом для суспензии, и образует конец спиральной поверхности потока. Предпочтительно, спиральная поверхность потока определяет дугу в 360°. В одном из вариантов осуществления изобретения спиральный блок имеет вертикальную высоту приблизительно 4,5 дюйма, ± 1 дюйм (11,43 ± 2,54 см), а корпус имеет вертикальную высоту приблизительно 8,5 дюйма ± 1 дюйм (21,59 ± 2,54 см). Кроме того, предпочтительно, чтобы корпус имел вертикальную высоту приблизительно 10,5 дюймов+1 дюйм (26,67 ± 2,54 см).

В одном из вариантов реализации распределитель потока определяет выпускной элемент, имеющий множество лепестков, гидравлически сообщающихся с центральным отверстием. Кроме того, распределитель потока включает в себя множество выступающих радиально внутрь зубцов, определяющих множество лепесткообразных углублений, сообщающихся с центральным отверстием. Предпочтительно, чтобы зубья имели радиально направленную внутрь коническую внутреннюю геометрию, так что вершины зубьев образуют внутреннюю окружность центрального отверстия. Кроме того, распределитель потока имеет вертикальную высоту приблизительно 3,0 дюйма ± 1 дюйм (7,62 ± 2,54 см). В предпочтительном варианте реализации спиральный блок занимает приблизительно 50% вертикальной высоты корпуса.

В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрен выходной контейнер смесителя гипсовой суспензии, включающая корпус контейнера, имеющий верхний конец, противоположный нижний конец и определяющий внутреннее пространство контейнера, крышку, закрепленную на верхнем конце; впускной элемент для суспензии, закрепленный на верхнем конце, спиральный блок, связанный с верхним концом и имеющий спиральную поверхность потока, направленную во внутреннее пространство. Распределитель потока закреплен на нижнем конце и находится в гидравлическом сообщении с внутренним пространством. Выпускной элемент для суспензии определяется нижним концом корпуса контейнера, спиральный блок имеет вертикальную высоту, занимающую приблизительно 50% высоты корпуса, а распределитель потока имеет вертикальную высоту приблизительно 3 дюйма (7,62 см).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - вид сверху в перспективе в разобранном виде первого варианта осуществления контейнера смесителя по настоящему изобретению;

Фиг. 2 - вид сбоку контейнера на Фиг.;

Фиг. 3 - поперечное сечение по линии 3-3 ФИГ. 2 в общем указанном направлении;

Фиг. 4 - вид контейнера на Фиг. 1 сверху;

Фиг. 5 - вид контейнера на Фиг. 1 спереди;

Фиг. 6 - перевернутый вид сверху в перспективе спирального блока контейнера на

Фиг. 1;

Фиг. 7 - вид спереди спирального блока на Фиг. 6;

Фиг. 8 - вид сверху в перспективе распределителя потока контейнера на Фиг. 1;

Фиг. 9 - вид распределителя потока с Фиг. 8 сверху.

Фиг. 10 - поперечное сечение по линии 10-10 на Фиг. 9 в указанном общем направлении.

Фиг.11 - другой вариант осуществления контейнера по настоящему изобретению в перспективе.

Фиг. 12 - вид контейнера с Фиг. 11 сбоку в разрезе.

Фиг. 13 - поперечное сечение по линии 13-13 на Фиг. 12 в указанном общем направлении.

Фиг. 14 - поперечное сечение по линии 14-14 на Фиг. 12 в указанном общем направлении.

Фиг. 15 - вид контейнера с Фиг. 11 сверху.

Фиг. 16 - вид контейнера с Фиг. 11 спереди.

Фиг. 17 - вид спирального блока контейнера с Фиг. 11 сверху в обратной перспективе.

Фиг. 18 - вид спирального блока с Фиг. 17 сбоку в разрезе.

Фиг. 19 - вид распределителя потока контейнера с Фиг. 11 сверху в перспективе.

Фиг. 20 - вид распределителя потока с Фиг. 19 сверху.

Фиг. 21 - поперечное сечение по линии 21-21 на Фиг. 20 в указанном общем направлении.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на Фиг. 1-5, первый вариант осуществления выходного контейнера смесителя гипсовой суспензии по настоящему изобретению обозначен цифрой 10. Контейнер 10 сконструирован и расположен для соединения и гидравлического сообщения с выходным шлангом 12 смесителя и впускным элементом загрузочного устройства 14 смесителя. Подходящее выпускное загрузочное устройство смесителя раскрыто в патенте США №8,475,762, который включен в настоящую заявку путем ссылки. Направление потока гипсовой суспензии и вмешанной пены из смесителя указано стрелками "А".

В состав контейнера 10 входит корпус 16 контейнера, предпочтительно, цилиндрической либо трубчатой формы, однако допустимы и другие трубчатые формы, включая многоугольную, но не ограничиваясь ею. Верхний конец 18 корпуса 16 расположен напротив нижнего конца 20, и внутри корпуса располагается внутреннее пространство контейнера 22. Предпочтительно, верхний конец 18 имеет радиально расширяющийся фланец 24 для установки крышки 26. Крышка 26 крепится на фланце 24 с помощью крепежных элементов 28, предпочтительно, резьбовых болтов или подобных элементов, хорошо известных специалистам в данной области техники.

Вертикально под фланцем 24 расположен впускной элемент для суспензии 30, присоединяемое к верхнему концу 18 корпуса 16 контейнера. На свободном конце 32 впускной элемент для суспензии 30 имеет круглое сечение 34 для присоединения выходного шланга 12 смесителя. Однако по мере приближения впускного элемента 30 к месту его соединения с корпусом 16 контейнера входной элемент имеет некруглое сечение 36 в месте соединения указанного впускного элемента с корпусом. Кроме того, впускной элемент 30 имеет дугообразный край 38 где впускной элемент соединяется с предпочтительно цилиндрическим корпусом 16 контейнера. Таким образом, впускной элемент 30 находится в гидравлическом сообщении с отверстием 40 корпуса 16 контейнера. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, впускной элемент для суспензии 30 крепится к корпусу 16 контейнера с помощью сварки, крепежных элементов и/или химических адгезивов, хорошо известных специалистам в данной области техники. Другой особенностью корпуса контейнера 16 является по меньшей мере одна монтажная планка 42, закрепленная на внешней стороне 44 корпуса и облегчающая установку контейнера 10 на соответствующий смеситель (на чертеже не показано).

Далее, как показано на Фиг. 1, 3, 6 и 7, важной особенностью заявленного контейнера 10 является спиральный блок 46, который устанавливается во внутреннее пространство 22 контейнера с целью создания спиралевидного потока суспензии внутри корпуса 16 контейнера. Кроме того, спиральный блок 46, предпочтительно, закрепленный на нижней стороне 48 крышки 26 при помощи крепежных или иных подобных элементов, заполняет собой внутреннее пространство 22 контейнера над отверстием 40 либо пространство между крышкой и отверстием. Таким образом, наличие спирального блока 46 предотвращает нежелательное скопление суспензии и его преждевременное схватывание, что может привести к появлению комков в готовых стеновых панелях.

Более конкретно, спиральный блок 46 имеет в целом цилиндрический монтажный конец 50, выполненный с возможностью крепления к нижней стороне 48 крышки 26. Напротив крепежного конца 50 расположена спиральная проточная поверхность 52, которая предпочтительно проходит по полной дуге 360°, при этом части поверхности вертикально смещены относительно других. Когда спиральный блок 46 закреплен на крышке 26, как показано на Фиг. 1, блок входит во внутреннее пространство 22 контейнера.

Как показано на Фиг. 6, в спиральный блок 46 имеет вертикальную впускную стенку 54, находящуюся в гидравлическом сообщении с впускным элементом для суспензии 30 и отверстием 40 в корпусе контейнера. Кроме того, впускная стенка 54 образует конец спиральной проточной поверхности 52. Верхняя край 56 впускной стенки 54 определяет верхний предел спиральной проточной поверхности 52, как показано на Фиг. 6, который фактически является нижним пределом поверхности, когда спиральный блок 46 перевернут и входит во внутреннее пространство 22 контейнера. Кроме того, вертикальная впускная стенка 54 совмещена с одним краем отверстия 40 (см. Фиг. 3). Поступающая суспензия проходит через отверстие 40, направляется вертикальной впускной стенкой 54 и начинает круговой или спиральный поток во внутреннем пространстве 22 контейнера, благодаря спиральной проточной поверхности 52 установленному спиральному блоку 46.

Далее, как показано на Фиг. 2 и 8-10, еще одним элементом настоящего контейнера 10 смесителя является распределитель потока 60, сконструированный и расположенный таким для приема по существу кругового или спирального потока, созданного спиральным блоком 46, и переориентировать его в более линейный или ламинарный. Последний из указанных видов потока представляется более желательным, поскольку суспензия подается из загрузочного устройства и поступает на движущуюся бумажную поверхность на конвейере для производства стеновых панелей, как хорошо известно специалистам в данной области техники.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, распределитель потока 60 надежно закреплен на нижем конце 20 корпуса 16 контейнера, образуя выпускной элемент для суспензии 62. Кольцевой паз 64 на распределителе потока 60 зацепляется по меньшей мере одним крепежным элементом 66, таким как стопорный винт (ФИГ. 2), для крепления распределителя потока к корпусу контейнера 16. Кроме того, распределитель потока 60 находится в гидравлическом сообщении с внутренним пространством 22 контейнера.

В частности, распределитель потока 60 представляет собой цельноформованную деталь, полученную путем обработки на станке, литья и т.п., и образует впускное отверстие 68, с множеством лепестков 70, расположенных по окружности в гидравлическом сообщении с центральным отверстием 72. Лепестки 70 образованы множеством радиально сходящихся внутрь зубцов 74 (см. Фиг. 9) таким образом, что каждый лепесток расположен между двумя соседними зубцами. Кроме того, зубцы 74 определяют сужающуюся радиально внутрь внутреннюю геометрию таким образом, что вершины 76 зубцов образуют внутреннюю окружность центрального отверстия 72. Как показано на Фиг. 10, стенка 78 распределителя потока 60 имеет в целом клиновидное сечение, причем вершины 76 зубцов 74 образуют вершину клина. Кроме того, зубцы 74 образованы верхней и нижней частями пластины 80 и 82, которые сужаются к вершинам 76. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, высота распределителя потока 60 определяется высотой его стенки 78 и, предпочтительно, составляет 3,0 дюйма ± 1 дюйм (7,62 ± 2,54 см).

Далее, как показано на Фиг. 11-21, альтернативный вариант осуществления выходного контейнера смесителя гипсовой суспензии по настоящему изобретению обозначен цифрой 100. Элементы, общие для контейнера 10 и для контейнера 100, обозначены одинаковыми номерами. Главное отличие между контейнерами 10 и 100 заключается в том, что высота корпуса 16 контейнера 10 составляет примерно 10 дюймов ± 1 дюйм (25,40 ± 2,54 см). При этом высота корпуса 102 контейнера 100 составляет примерно 8,5 дюйма ± 1 дюйм (21,59 ± 2,54 см). Кроме того, высота спирального блока 104 составляет примерно 4,5 дюйма ± 1 дюйм (11,43 ± 2,54 см), так чтобы спиральный блок занимал примерно 50% высоты корпуса 102.

Еще одно отличие контейнера 100 заключается в том, что, поскольку высота распределителя потока 60 составляет примерно 3 дюйма ± 1 дюйм (7,62 ± 2,54 см), во внутреннем пространстве 22 остается примерно 1,0 дюйм (2,54 см) свободного пространства. Таким образом, проточное пространство 106 (см. Фиг. 13), образующееся во внутреннем пространстве 22 между спиральным блоком 104 и распределителем потока 60, имеет высоту примерно в 1,0 дюйма (2,54 см). Было обнаружено, что такое расположение элементов внутри корпуса 102 позволяет увеличить производительность, в том числе скорость перемещения суспензии внутри контейнера 100, т.е. поток суспензии через контейнер ускоряется при сохранении объема проходящей суспензии, что позволяет значительно снизить комкование и преждевременное схватывание суспензии по сравнению с существующими системами распределения суспензии на технологических линиях по производству стеновых панелей.

Настоящее описание демонстрирует лишь частный вариант осуществления выходного контейнера смесителя гипсовой суспензии по настоящему изобретению и не ограничивает иные альтернативные варианты осуществления заявленного изобретения, не выходящие за пределы объема информации, изложенной в настоящей заявке и прилагаемой формуле, которые могут быть предложены специалистами в данной области техники, имеющими обычную квалификацию, на которых рассчитано данное описание.

Группа изобретений относится к устройствам для распределения суспензии из смесителя суспензии на движущуюся конвейерную ленту во время производства гипсовых стеновых панелей. Выходной контейнер смесителя гипсовой суспензии включает в себя корпус контейнера, имеющий верхний конец, противоположный ему нижний конец, и определяющий внутреннее пространство контейнера, крышку, впускной элемент для суспензии в функциональной связи с указанным верхним концом, спиральный блок, распределитель потока, выпускной элемент для суспензии. При этом крышка установлена на указанном верхнем конце. Спиральный блок связан с указанным верхним концом и имеет спиральную поверхность потока, входящую в указанное внутреннее пространство. Распределитель потока установлен на нижнем конце и находится в гидравлическом сообщении с указанным внутренним пространством. Причем указанный распределитель потока образует собой выпускное отверстие с множеством лепестков, находящихся в гидравлическом сообщении с центральным отверстием указанного выпускного отверстия. При этом указанный распределитель потока включает в себя множество радиально сходящихся внутрь зубцов, образующих множество лепестков. Выпускной элемент для суспензии определен нижним концом корпуса контейнера. Техническим результатом является повышение эффективности распределения суспензии и улучшение характеристик потока от смесителя до конвейерной линии. 7 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Выходной контейнер смесителя гипсовой суспензии, включающий в себя:

корпус контейнера, имеющий верхний конец, противоположный ему нижний конец и определяющий внутреннее пространство контейнера;

крышку, установленную на указанном верхнем конце;

впускной элемент для суспензии в функциональной связи с указанным верхним концом;

спиральный блок, связанный с указанным верхним концом и имеющий спиральную поверхность потока, входящую в указанное внутреннее пространство;

распределитель потока, установленный на нижнем конце и находящийся в гидравлическом сообщении с указанным внутренним пространством, причем указанный распределитель потока образует собой выпускное отверстие с множеством лепестков, находящихся в гидравлическом сообщении с центральным отверстием указанного выпускного отверстия, при этом указанный распределитель потока включает в себя множество радиально сходящихся внутрь зубцов, образующих множество лепестков;

выпускной элемент для суспензии, определенный нижним концом корпуса контейнера.

2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что указанный верхний конец корпуса имеет радиально расширяющийся фланец для установки указанной крышки.

3. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что указанный впускной элемент для суспензии имеет либо некруглое, либо прямоугольное сечение в месте, где указанный впускной элемент для суспензии сопрягается с указанным корпусом контейнера.

4. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что указанный спиральный блок закреплен под указанной крышкой.

5. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что указанный спиральный блок имеет вертикальную впускную стенку, находящуюся в гидравлическом сообщении с указанным впускным элементом для суспензии и образующую конец указанной спиральной поверхности потока, причем указанный спиральный блок, предпочтительно, занимает 50% высоты указанного корпуса.

6. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что указанная спиральная поверхность потока образует дугу 360°.

7. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что высота указанного спирального блока составляет 11,43±2,54 см; 21,59±2,54 см или 25,40±2,54 см.

8. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что указанные зубцы образуют радиально сужающуюся внутрь внутреннюю геометрию, так что кончики указанных зубцов образуют внутреннюю окружность указанного центрального отверстия.