CN104144773B - 用于在移动的石膏板内形成凹陷的挤压组件和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于在移动的湿石膏板(100)内形成凹陷(105)的挤压组件(10)和方法。该组件包括挤压头(16)，挤压头包括布置为接触所述板的挤压表面；和支撑构件(17)，挤压头(16)被布置为压缩所述板在挤压表面和支撑构件(17)之间的部分，以在所述板(10)内形成凹陷(105)。挤压表面包括由浮凸部分(27)隔开的第一和第二表面部分(24,25)，其被布置为以比第一和第二表面部分(24,25)更少的压缩力朝向支撑构件(17)挤压板(100)。该组件还包括驱动部件(18,19,22)，用于在基本上与移动板的方向对应的第一方向和基本上与所述板的平面垂直的第二方向上移动挤压头和支撑构件，而挤压组件在第一方向上的速度基本上匹配板的速度。

Description

用于在移动的石膏板内形成凹陷的挤压组件和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在板内形成凹陷的挤压组件和方法，并且特别地但不排他地，涉及一种用于在移动的湿石膏基板内形成凹陷的挤压组件和方法。

背景技术

石膏板或墙板包括夹在两个衬纸外层之间的石膏内层(二水硫酸钙的形式)。通过将煅烧的石膏(半水合物形式)、也称为灰泥馈送到水和添加剂的连续混合物中来制备石膏板。然后，产生的淤浆放置在连续的衬纸层之间，并通过挤出系统将其压缩至所需厚度。随着这种连续的湿石膏板沿着输送器线路移动，硫酸钙半水合物脱水成为其初始的二水合物形式。湿石膏板最初是软的，但随后板芯快速凝结并因此变硬。纸变得化学和机械地结合到板芯上。然后，石膏板被切割成一定长度，并干燥以除去过量的水含量，以产生刚性的纸面石膏板(drywall)。

石膏板通常用于给墙面和天花板装衬里，并且以并排的关系固定到墙面和天花板。各板之间的接合处通常用网状带覆盖，然后将接合剂施加到板的布置上以覆盖它们之间的接合处，从而提供光洁度。这避免了对整板抹灰或具有大接合处的要求。然而，为了减少修整时间和为获得光洁度而使用的修整石膏量，石膏板也形成有纵向的锥形边缘，使得网状带施加于锥形区域中进而填充锥形区域以覆盖接合处。

为了形成这种锥形，有必要用挤压装置压缩石膏，但这必须在湿石膏层已经部分凝结的时候进行，以防止衬里从石膏中脱落并确保部分凝结的石膏可以保持被挤压的形状。EP0482810公开了：为了避免在压缩期间石膏的侧移，在可以成功地施加压力之前，石膏必须设定为最小点。这种设定必须达到芯部已获得足够程度的刚度的点，以允许在石膏块没有侧移的情况下进行压缩。

石膏层为创建锥形进行的重塑一般通过从其底侧压缩石膏层来执行，并且这通常沿着生产线在对应于石膏层水合周期中的指定时间的位置来执行。该层在水合周期早期的重塑具有的优点是：降低压缩所需的力，即使石膏致密化，但是，石膏在水合周期早期粘度的减小和锥形凹陷在该层下侧的形成减小了被压缩的石膏保持压缩形状的能力。特别地，石膏层在重塑操作之后可能倾向于松垂，使得凹陷形成在石膏层的上侧(即，与施加压缩力的区域相对)。相反，在水合周期之后重塑石膏层会增加压缩所需的力，即会使该层致密化，但会使压缩层能够保持所需的形状。EP0482810公开了：重塑最好在水合周期之后执行。

发明内容

按照本发明从第一方面来看，提供了一种挤压组件，用于在移动的湿石膏板内形成凹陷，所述组件包括：挤压头，所述挤压头包括布置为接触所述板的挤压表面；和支撑构件，所述挤压头被布置为压缩所述板在所述挤压表面和所述支撑构件之间的部分，以在所述板内形成凹陷，

所述组件还包括驱动部件，用于在第一方向和第二方向上移动所述挤压头和所述支撑构件，所述第一方向基本上与所述移动板的方向对应，所述第二方向基本上垂直于所述板的平面，其中，

所述挤压表面包括第一表面部分和第二表面部分，所述第一表面部分和第二表面部分被浮凸部分分离，并被布置为朝向支撑头挤压所述板，其压缩力大于由所述浮凸部分施加在所述板上的任何压缩力。

可优选地，所述挤压表面被布置为使得所述浮凸部分在所述板上不施加任何压缩力。在一般情况下，所述浮凸部分包括沟槽。通常情况下，所述沟槽跨越所述挤压表面延伸。

有利地，通过压缩所述板同时以与所述板的最小相对速度移动，所述挤压组件最大限度地减少了在衬里材料中相对于石膏芯部的任何侧移。另外，所述挤压头的运动基本上垂直于所述板的平面，而不是沿着所述板，进一步有助于最大限度地减少脊部和凸起部分在凹陷周围的展开。

所述浮凸部分还提供了所述板的较不致密区域，其设置在两个更致密区域之间。较不致密区域用作对由所述第一表面部分和第二表面部分在其任一侧形成的锥形的支撑，因此使被重塑的板到其初始形状的恢复最小化。特别地，浮凸部分可有助于避免所述板在重塑操作后的松垂。也就是说，它可有助于防止稍后在与挤压组件接触板的区域相对的板的表面中形成凹陷。因此，本发明的组件允许所述板在水合周期的早期被压缩，从而促进所需压缩力的减小。

另外，可以发现，相比于更致密区域，较不致密部分有利于对板进行更简单的切割，延长了切割刀片的寿命，并且在切割操作期间进一步最大限度地减少了刀片的任何钩丝。

可优选地，所述驱动部件被布置为在所述第一方向上将所述挤压头和所述支撑构件加速至与所述移动板的速度基本匹配的速度。可优选地，当所述挤压头和所述支撑构件在所述第一方向上的速度基本上匹配所述移动板的速度时，所述驱动部件被布置为朝向所述支撑构件移动所述挤压头，以在所述板内形成凹陷。

可优选地，所述挤压表面被布置为沿着所述板的宽度延伸，使得所述凹陷被布置为延伸跨越所述板。

可优选地，所述浮凸部分具有细长的形状。通常情况下，所述浮凸部分从所述挤压表面的周界的一个区域延伸至所述挤压表面的周界的另一区域。可优选地，所述挤压表面布置为使得当所述挤压表面被压靠在石膏板上时，所述浮凸部分的取向对应于所述板的侧向方向。

可优选地，随着所述第一表面部分和第二表面部分各自接近所述浮凸部分，所述第一表面部分和第二表面部分在所述挤压头的向外方向上延伸。因此，有效地，所述第一表面部分和第二表面部分提供了具有大致凸形的挤压表面。

可优选地，所述第一表面部分和第二表面部分各自包括平坦表面。

可优选地，所述挤压表面设置在模具上，所述模具可以被可拆卸地联接到所述挤压头或与所述挤压头一体地形成。可优选地，所述浮凸部分被布置为延伸跨越所述板的宽度，并且可优选地包括设置在所述模具中的孔或形成在其中的凹部。

按照本发明从第二方面来看，提供了一种用于在移动的湿石膏板内形成凹陷的方法，所述方法包括使用一种挤压组件，所述方法包括以下步骤

-提供石膏板；

-在板的行进方向上移动挤压组件，使得挤压组件在板的行进方向上的速度基本上匹配板的速度，同时使挤压组件朝向板移动，带动挤压组件与板的一部分形成接触；以及

-促使挤压头压缩板，以基本上同时形成第一凹陷和第二凹陷，第一凹陷和第二凹陷位于相对未压缩的板部分的任一侧。

所述方法通常还包括初始步骤：促使挤压组件加速至板的速度。通常情况下，在促使挤压头压缩板的步骤之后，所述方法还包括步骤：使挤压组件减速。

通常情况下，挤压组件从初始静止位置行进至最终静止位置。在一般情况下，将挤压组件布置为在到达最终静止位置之后返回到初始静止位置。

可优选地，所述方法还包括：将挤压组件在板的行进方向上的速度与移动板的速度进行比较，并且依赖于它们之间的差来调节挤压组件的速度。

通常情况下，借助霍肯斯(Hoekens)联动或通过内旋轮线(hypotrochoid)运动使挤压组件在板的行进方向上的速度与板的速度匹配。

通常情况下，促使挤压头接触并压缩板的步骤在至少10％的石膏发生水合时进行，可优选地在至少40％的石膏发生水合时进行，更可优选地在至少60％的石膏发生水合时进行。

通常情况下，所述石膏板包括硅油。可优选地，所述油的含量大于100g/m³，更可优选地大于200g/m³。可优选地，所述油的含量小于6000g/m³，更可优选地小于800g/m³，最可优选地小于400g/m³。

作为参考，所述板的整体重量通常低于960kg/m³，一般在480和720kg/m³之间的范围内。

已经观察到，硅油的存在可有助于增大通过本发明的方法生产的第一凹陷和第二凹陷的深度。另外，硅油的存在可有助于抑制石膏芯部和设置在石膏板表面上的任何衬里之间水泡的形成。据认为，这些效果可能是由于因硅油的存在而产生的石膏可变形性的增加引起的。

硅油已知是用作石膏板中的防水剂。然而，令人惊讶的是，已经发现，使用显著低于提供防水效果所需要水平的硅油水平可实现增大凹陷深度和/或减少起泡发生率的效果。

也就是说，为了提供防水板，硅含量通常必须大于1440g/m³，更一般地在2400-4800g/m³的范围内。与此相反，需要低得多的硅油量，以增大凹陷深度和/或降低起泡。例如，这些效果可使用仅320g/m³含量甚至更低含量的硅油来实现。

根据第二方面的方法的其它优选特征可包括第一方面的挤压组件的一个或多个特征。

附图说明

现在将仅参考附图通过示例的方式描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明实施例的挤压组件的侧视图，其设置在石膏板生产线内；

图2是图1所示的挤压组件的平面图；

图3是图1所示的挤压组件的前视图；

图4是设置在挤压头上的模具的放大图；

图5是连续板的透视图；

图6是沿着图5的线A-A截取的放大纵向截面图，跨越了由根据本发明实施例的挤压组件创建的凹陷；

图7是板片的透视图；和

图8是与根据本发明实施例的在移动的湿石膏板内形成凹陷的方法相关联的步骤的流程图。

图9是根据本发明第二实施例设置在挤压头上的模具的截面图。

具体实施方式

参照附图中的图1至图4，示出了根据本发明实施例的挤压组件10，当板100沿着生产线移动时用于在如附图中的图5和图6所示的湿石膏板100内形成凹陷105。连续板100包括设置在第一和第二衬里材料102、103之间的湿石膏层101。衬里102、103沿着其纵向侧缘折叠在彼此之上，以限定出板100的纵向侧缘104a、104b，并防止石膏101从衬里102、103之间出去。挤压组件10设置在生产线内，而板100支撑在设置于组件10任一侧的辊床(未示出)上。板100由辊平台11以基本恒定的速度在基本平行于板100的纵向侧缘104a、104b的方向上被驱动通过组件10。辊平台11包括具有多个辊13的基本矩形的辊框架12，辊13在相对的纵向辊框架构件12a之间延伸跨越框架12，并且由多个框架腿14保持在与辊床(未示出)基本平齐的基本水平的构造中。

当板100通过挤压组件10时，挤压组件10被布置为在板100内沿着其长度以周期性的间隔形成凹陷105。凹陷105布置为在基本上横向于板100纵向侧缘104的方向上基本上延伸跨越板100；然而，本领域技术人员将认识到，可与纵向侧缘104呈另一角度跨越板而形成凹陷105。然后，在凹陷105内跨越板100来切割连续板100，以形成如附图中的图7所示的板片200。板片200的纵向侧缘各具有垂直于板片的面的第一部分201a、201b，以及以与板片的面倾斜的角度取向的第二部分203a、203b。侧向侧缘基本上横向于纵向侧缘201、201b延伸，并同样具有垂直于板片的面的第一部分202a、202b以及以与板片的面倾斜的角度取向的第二部分106、107。因此，板片200的锥形边缘围绕其整个周界延伸。

参照图1至图3的附图，组件10包括用于支撑挤压头16的支撑框架15和支撑构件17。支撑框架15的形状基本上是矩形的，并且包括相对的纵向侧构件15a和侧面构件15b，后者被布置为基本上垂直于辊平台11延伸，并因此垂直于板100的平面延伸。与此相反，支撑框架的纵向侧构件15a布置为在基本上横向于纵向辊框架构件12a的方向上、在基本平行于辊平台的平面上延伸。挤压头16和支撑构件17布置为在侧面构件15b之间跨越支撑框架15的宽度延伸，并且基本平行于板100的平面取向。

挤压头16包括设置在其每个纵向端部处的第一驱动单元18，第一驱动单元18被布置为在框架15内沿着侧面构件15b来驱动所述头16。支撑构件17包括设置在其每个纵向端部处的第二驱动单元19，类似地，第二驱动单元19被布置为在框架15内沿着侧面构件15b驱动支撑构件17。从而第一和第二驱动单元18、19使挤压头16与支撑构件17的分离得以改变，从而它们能够与穿过其间的板100分离。

支撑框架15本身相对于所述板以固定的方位由驱动装置20保持在辊平台11上，驱动装置20被布置为基本上平行于板100的行进方向沿着板100驱动支撑框架15。装置20包括两个支撑杆21，其中一个延伸通过支撑框架15的每个侧面构件15b，并在其每个端部处分开联接到一对框架腿14。装置20还包括设置在每个侧面构件15b上的第三驱动单元22，用于沿着支撑杆21来回驱动支撑框架15。在这面，支撑杆21使挤压头16和支撑构件17能够在第一方向上移动，第一方向基本上沿着板100，基本上平行于板100的行进方向，而侧面构件15b使挤压头16和支撑构件17能够在第二方向上移动，第二方向基本上垂直于板100的平面。

组件10还包括与之相关联的一个或多个传感器(未示出)，用于检测板100的行进速度。传感器被布置为输出一信号，该信号输入到第一、第二和第三驱动单元18、19、22，以影响挤压头16和支撑构件17沿着支撑框架15和支撑杆21的驱动速度。

在附图中示出的挤压头16基本上设置在板100下面，因此在支撑构件17下面，然而，本领域人员将认识到，这样的布置可逆转，使挤压头16设置在板100上面，因此在支撑构件17上面。参照附图中的图4，挤压头16的邻近板100设置的一侧包括模具23，模具23可拆卸地联接到其上，或者可与其一体地形成。模具23在挤压头16的相对纵向端部之间延伸，并且被布置为延伸跨越板100的宽度。

模具23包括第一和第二纵向侧缘24a、24b，其被布置为延伸跨越板，并且从其中分别延伸出第一和第二基本平面的挤压表面25、26。第一表面25相对于板100的行进方向是向上倾斜的，而第二表面26相对于板100的行进方向是向下倾斜的，使得第一、第二挤压表面25、26在背离挤压头16和模具23相应纵向侧缘24a、24b的方向上朝向基本上设置在模具23中央的浮凸部分27汇合。在这方面，第一和第二表面部分25、26被布置为在石膏板100内创建相对的锥度106、107。浮凸部分27被布置为沿着模具23的长度延伸，并且可包括设置于其中的如在附图中的图4所示的孔(未示出)或凹部28。

参照图8的附图，示出了根据本发明实施例的方法300。在使用期间，由辊13在挤压头16和支撑构件17之间以恒定的速度驱动板100通过组件10，辊13设置在辊平台11上。在步骤310中，支撑构件17和挤压头16随后从第一静止位置由第三驱动单元22沿着第一方向、沿着支撑杆21加速至与板100通过组件10的速度基本匹配的速度。该速度通过比较板100与挤压头16和支撑构件17之间的相对速度进行监测，使用传感器(未示出)来确定。在步骤310中，由第一和第二驱动单元18、19沿着支撑框架15的侧面构件15b同时将挤压头16和支撑构件17驱动至分别邻近板100上面和下面的位置。

当挤压头16和支撑构件17在第一方向上的速度基本上匹配板100的速度时，即当相对速度基本上在板速度的±0.1％内时，在步骤320，将第一和第二驱动单元18、19布置为朝向彼此驱动支撑构件17和挤压头16，以沿着板100的宽度压缩板100，从而在湿石膏内形成凹陷105。将支撑构件17布置为抵抗来自挤压头16的向上力，并且与模具23的面相比呈现出足够光滑和较大的表面，以避免在板100的上表面上形成凹陷(未示出)。

设置在挤压头16上的第一驱动单元18被布置为控制挤压头16进出板100的速度，并允许可控的同相稳定挤压、短暂恒定挤压和撤出。此外，板100的压缩同时在板100和挤压头16之间保持最小相对速度会使湿石膏在凹陷105任一侧的聚积最小化，否则干燥的板上会存在不期望的隆起或突起。

随着板100被压缩，设置在衬里102、103之间的湿石膏101在模具23的挤压表面和支撑构件17之间被压缩。第一和第二挤压表面25、26被布置为使得凹部28在板上不施加任何压缩力。因此，如附图中的图6所示，板100所得到的纵向截面形状包括第一和第二相对锥形区域106、107，它朝向未压缩的凸起支撑台阶108延伸到板100中。因此，设置在凸起支撑台阶108内的石膏部分的致密性不如设置在板106a、107a任一侧的部分的致密性。

通过例如使用力传感器(未示出)监测施加到板100上的力，或者通过例如监测挤压头16相对于组件10上参考位置的固定位置，模具23布置为压入到板100中的深度可改变。在步骤330中，一旦板100已被压缩以在凸起支撑台阶108任一侧上形成对置的锥形106、107，则挤压头16和支撑构件17的分离会增大，且挤压头16和支撑构件17在第一方向上减速至第二静止位置。在步骤340中，然后在第二方向上向后沿着支撑杆21从第二位置将挤压头16和支撑构件17驱动至第一位置，用于随后挤压板100。挤压头16和支撑构件17从第一位置到第二位置并返回到第一位置的循环被控制，以确保凹陷105形成在板100上等距隔开的位置，即在±2mm内。这确保了通过沿着凹陷105中心部分切割而形成的所得板200包括基本相同的长度。

通过用切割刀片(未示出)沿着凹陷内的板的较不致密部分切割板100而形成板200。相比沿着致密部分切割连续板100的情况，较不致密部分使连续板100更容易地切割，延长了切割刀片(未示出)的寿命，并使刀片(未示出)在板100上的钩丝最小化，否则刀片可能撕裂板100的衬里102、103。

图9示出了根据本发明第二实施例的设置在挤压头上的模具的另一构造。对比图4，第一挤压表面25a、25b和第二挤压表面26a、26b各分为两个部分。第一和第二挤压表面的外部部分25b、26b是共平面的，而内部部分25a、26a相对于彼此且相对于外部部分25b、26b是倾斜的，使得内部部分25a、26a从挤压表面突出。

另外，图9示出了模具的另一可选特征，即：凹部的底部30位于由第一和第二挤压表面的外部部分25b、26b限定的平面内侧。

下列已运作的示例是仅通过举例的方式加以展现。

示例1

提供了两个石膏板，其中板A含有320g/m³量的硅油，而板B不含硅油。

根据示于图8中的方法挤压板A和板B，并且在挤压头16和支撑构件17被朝向彼此驱动的步骤320中，板A和板B经受相同的负荷。

对板A实现的最大锥形深度是1.5mm，而对板B实现的最大锥形深度是1.0mm(在去除压缩力之后并在干燥所述板之后测量最大锥形深度)。

示例2

提供了两个石膏板，其中板C含有480g/m³量的硅油，而板D不含硅油。

根据示于图8中的方法挤压所述板。

目视检查所述板，观察板的衬里和底层石膏之间是否发生起泡。结果列于下表1：

	板C	板D
			挤压区域	没有观察到起泡	观察到起泡
未挤压区域	没有观察到起泡	没有观察到起泡

Claims (17)

1.一种挤压组件，用于在移动的湿石膏板内形成凹陷，所述组件包括：挤压头，所述挤压头包括布置为接触所述板的挤压表面；和支撑构件，所述挤压头被布置为压缩所述板在所述挤压表面和所述支撑构件之间的部分，以在所述板内形成凹陷，

所述组件还包括驱动部件，用于在第一方向和第二方向上移动所述挤压头和所述支撑构件，所述第一方向与所述移动板的方向对应，所述第二方向垂直于所述板的平面，其中，

所述挤压表面包括第一表面部分和第二表面部分，所述第一表面部分和第二表面部分被浮凸部分分离，并被布置为朝向支撑头挤压所述板，其压缩力大于由所述浮凸部分施加在所述板上的任何压缩力。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述浮凸部分包括沟槽。

3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述驱动部件被布置为在所述第一方向上将所述挤压头和所述支撑构件加速至与所述移动板的速度匹配的速度。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，当所述挤压头和所述支撑构件在所述第一方向上的速度匹配所述移动板的速度时，所述驱动部件被布置为朝向所述支撑构件移动所述挤压头，以在所述板内形成凹陷。

5.根据权利要求1或2所述的组件，其中，所述第一表面和第二表面分别包括平坦表面。

6.根据权利要求1或2所述的组件，其中，所述挤压表面设置在模具上，所述模具可以被可拆卸地联接到所述挤压头或与所述挤压头一体地形成。

7.根据权利要求1或2所述的组件，其中，所述浮凸部分被布置为延伸跨越所述板的宽度。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述浮凸部分被布置为包括孔或凹部。

9.一种用于在移动的湿石膏板内形成凹陷的方法，所述方法包括使用一种挤压组件，所述方法包括以下步骤：

-提供石膏板；

-在板的行进方向上移动挤压组件，使得挤压组件在板的行进方向上的速度匹配板的速度，同时促使挤压组件朝向板移动，带动挤压组件与板的一部分形成接触；以及

-促使挤压组件压缩板，以同时形成第一凹陷和第二凹陷，所述第一凹陷和第二凹陷位于相对未压缩的板部分的任一侧。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：将挤压组件在板的行进方向上的速度与移动板的速度进行比较，并且依赖于它们之间的差来调节挤压组件的速度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，借助霍肯斯联动使挤压组件在板的行进方向上的速度与板的速度匹配。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，借助内旋轮线运动使挤压组件在板的行进方向上的速度与板的速度匹配。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，促使挤压组件接触并压缩板的步骤在至少10％的石膏发生水合时进行。

14.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，促使挤压组件接触并压缩板的步骤在至少40％的石膏发生水合时进行。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，促使挤压组件接触并压缩板的步骤在至少60％的石膏发生水合时进行。

16.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，所述石膏板包括硅油。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，硅油的含量为100-1200g/m³。