KR102058447B1 - 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트 - Google Patents

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알프레드 리
크리스 씨. 리
세자르 챈
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Abstract

다중-다리 방출 부트는 유입구 도관 및 접합부에 의해 분리되는 제1 및 제2 유출구 도관들을 포함한다. 유입구 도관은 진입구역, 전이구역 및 이들 사이에 배치되는 힐부를 포함한다. 유입구 도관은 유입구 말단 및 접합 말단을 포함한다. 접합부는 유입구 도관의 접합 말단에서 제1 및 제2 접합 개구들 사이에 배치된다. 접합부는 실질적으로 주 유체 방출축과 교차하는 실질적으로 평탄한 벽 구역을 포함한다.

Description

슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트{MULTIPLE-LEG DISCHARGE BOOT FOR SLURRY DISTRIBUTION}
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 특허출원은 본원에 참조로서 전체가 포함되는 미국임시특허출원번호들,
2011.10.24자 출원된 “석고 슬러리 다중 다리 부트 구조” 명칭의 61/550,885; 2011.10.24자 출원된 “슬러리 분할기 압착용 자동화 기구” 명칭의 61/550,873의 우선권 이익을 주장한다.
본 발명은 연속적인 보드 제조 공정, 더욱 상세하게는, 시멘트질 물품 제조와 연관된 슬러리 분배 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
많은 유형의 시멘트질 물품들 중에서, 응결 석고 (황산칼슘 이수화물)는 종종 주요 성분이다. 예를들면, 응결 석고는 전통적인 소석고를 사용하여 생성되는 최종 제품 (예를들면, 소석고-표면의 내부 건물벽) 및 전형적인 건식내벽 구조 및 건물 천장에 사용되는 대향 석고 보드의 주요 성분이다. 또한, 응결 석고는 미국특허번호 제5,320,677호에 기재된 바와 같이 석고/셀룰로오스 섬유 복합 보드 및 제품의 주요 성분이다. 또한 응결 석고는 석고 보드 모서리들 사이 연결부를 채우고 유연하게 하는 제품들에 포함된다 (예를들면, 미국특허번호 제3,297,601호 참고). 또한, 많은 특수 소재, 예컨대 정밀 가공되는 모형화 및 몰드-제작에 유용한 소재는 상당량의 응결 석고를 포함하는 제품들을 생산한다. 전형적으로, 이러한 석고-함유 시멘트질 제품은 시멘트질 슬러리 형성에 적합하도록 소성석고 (황산칼슘 알파 또는 베타 반수화물 및/또는 황산칼슘 무수물), 물, 및 기타 성분들의 혼합물로 제조된다. 시멘트질 물품들 제조에 있어서, 종종 시멘트질 슬러리 및 바람직한 첨가제들은 예를들면 미국특허번호 제3,359,146호에 기재된 연속 혼합기에서 혼합된다.
예를들면, 전형적인 제조 공정에서, 소성석고 (통상 “스투코”로 칭함)를 물에 균일하게 분산시켜 수성 소성석고 슬러리를 형성함으로써 석고 보드를 생산한다. 수성 소성석고 슬러리는 전형적으로 스투코 및 물 및 기타 첨가제를 교반 수단이 구비된 혼합기에 투입하여 균일한 석고 슬러리를 형성하는 연속 방식으로 생산된다. 슬러리는 혼합기 방출 유출구를 통하여 이와 연결된 방출 도관으로 계속 이동된다. 수성 기포가 혼합기 및/또는 방출 도관에서 수성 소성석고 슬러리와 배합될 수 있다. 슬러리 스트림은 방출 도관을 통하여 성형대에 의해 지지되는 이동 커버시트 웨브에 연속적으로 적치된다.
슬러리는 전진 웨브 상에 펼쳐진다. 제2 커버시트 웨브가 슬러리를 덮도록 부가되어 샌드위치 구조의 연속 벽판 예비형체가 형성되고, 예를들면 종래 성형 스테이션에서 성형되어 원하는 두께를 얻는다.
소성석고는 벽판 예비형체에서 물과 반응하고 컨베이어가 벽판 예비형체를 제조 라인을 따라 이동시킬 때 응결된다. 벽판 예비형체가 충분히 응결되는 라인 지점에서 벽판 예비형체는 절편으로 절단된다. 절편을 뒤집고, (예를들면, 로에서) 건조하여 과잉수를 증발시키고, 소망 치수를 가지는 최종 벽판 제품으로 가공된다.
석고 벽판 제조와 관련된 작업상의 일부 문제들 해결을 위한 선행 장치 및 방법들은 본원에 참조로 포함되는 공동-양도된 미국특허번호5,683,635; 5,643,510; 6,494,609; 6,874,930; 7,007,914; 및 7,296,919에 개시된다.
소정 함량의 완성제품을 형성하는 스투코에 대한 물의 중량비는 본 분야에서 “물-스투코 비율” (WSR)로 지칭된다. 조성을 변경하지 않고 WSR를 감소시키면 이에 상응하여 슬러리 점도가 증가되어, 성형대 상에서 슬러리 확산 성능이 감소된다. 석고 보드 제조공정에서 물 사용량을 줄이면 (즉, WSR 낮춤) 여러 이점들이 생길 수 있고, 예를들면 공정 중 에너지 요구량을 감소시킬 수 있다. 그러나, 점성이 높아진 석고 슬러리를 혼합기에 작착된 방출 도관을 통하여 이송시키고 이러한 슬러리를 균일하게 성형대 상에 확산시키는 것은 큰 문제로 남는다.
이러한 배경기술 설명은 독자 이해를 위한 것이고 임의의 지적 사항들 자체가 당업계에서 인식되는 것으로 취급되는 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다. 일부 국면들 및 양태들에서, 기술된 원리들이 다른 시스템들의 문제를 완화시킬 수 있지만, 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정의되는 것이고 본원에 제기된 임의의 특정 문제 해결을 위한 임의의 개시 특징부에 의한 것에 의한 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 시멘트질 제품 제조용 다중-다리 방출 부트의 실시태양들에 관한 것이다. 실시태양들에서, 다중-다리 방출 부트는 슬러리 혼합기와 유체 연통하도록 배치되고 이로부터 수성 시멘트질 슬러리의 유체를 수용한다. 실시태양들에서, 다중-다리 방출 부트는 유입구 도관 및 접합부에 의해 분리되는 제1 및 제2 유출구 도관들을 포함한다.
하나의 실시태양에서, 다중-다리 방출 부트는 유입구 도관 및 접합부에 의해 분리되는 제1 및 제2 유출구 도관들을 포함한다. 유입구 도관은 진입구역, 전이구역 및 이들 사이 힐부 (heel portion)를 포함한다.
진입구역은 유입구 개구를 형성하는 유입구 말단을 가진다. 진입구역은 유입구 말단 및 힐부 사이에 연장되는 주 유체 진입축을 따라 형성된다. 전이구역은 접합 말단을 가진다. 전이구역은 힐부 및 접합 말단 사이 연장되는 주 유체 방출축을 따라 형성된다. 접합 말단은 제1 및 제2 접합 개구들을 형성한다. 제1 접합 개구는 제2 접합 개구와 이격 배치된다. 힐부는 슬러리 유체를 유입구 개구에서 주 유체 진입축을 따라 힐부를 통해 주 유체 방출축을 따라 전이구역으로 이동시키는 표면을 가진다.
제1 유출구 도관은 유입구 도관의 제1 접합 개구와 유체 연통한다. 제1 유출구 도관은 제1 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다. 제2 유출구 도관은 유입구 도관의 제2 접합 개구와 유체 연통한다. 제2 유출구 도관은 제2 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다.
접합부는 유입구 도관의 접합 말단에 배치된다. 접합부는 제1 접합 개구 및 제2 접합 개구 사이에 배치된다. 접합부는 실질적으로 평탄한 벽 구역을 포함한다. 벽 구역은 실질적으로 주 유체 방출축과 교차한다.
또 다른 실시태양에서, 다중-다리 방출 부트는 유입구 도관 및 접합부에 의해 분리되는 제1 및 제2 유출구 도관들을 포함한다. 유입구 도관은 진입구역, 전이구역 및 이들 사이에 배치되는 힐부를 포함한다.
진입구역은 유입구 개구를 형성하는 유입구 말단을 가진다. 진입구역은 유입구 말단 및 힐부 사이에 연장되는 주 유체 진입축을 따라 배치된다. 전이구역은 접합 말단을 가진다. 전이구역은 힐부 및 접합 말단 사이에 연장되는 주 유체 방출축을 따라 배치된다. 접합 말단은 제1 및 제2 접합 개구들을 형성한다. 제1 접합 개구는 제2 접합 개구와 이격 배치된다. 힐부는 슬러리 유체 이동을 유입구 개구에서 주 유체 진입축을 따라 힐부를 통해 주 유체 방출축을 따라 전이구역으로 변경시키는 표면을 가진다. 유입구 도관은 유입구 개구 및 제1 및 제2 접합 개구들 사이에 연장되는 유입구 통로를 형성한다.
제1 유출구 도관은 유입구 도관의 제1 접합 개구와 유체 연통한다. 제1 유출구 도관은 제1 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다. 제2 유출구 도관은 유입구 도관의 제2 접합 개구와 유체 연통한다. 제2 유출구 도관은 제2 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다.
접합부는 유입구 도관의 접합 말단에 배치된다. 접합부는 제1 접합 개구 및 제2 접합 개구 사이에 배치된다. 유입구 도관은 접합부에 인접한 유입구 통로에서 유체 제한부를 형성하는 윤곽부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 슬러리 혼합 및 분배 조립체의 실시태양들이 개시된다. 하나의 실시태양에서, 슬러리 혼합 및 분배 조립체는 혼합기및 다중-다리 방출 부트를 포함한다.
혼합기는 물 및 시멘트질 재료를 교반하여 수성 시멘트질 슬러리를 형성한다. 다중-다리 방출 부트는 혼합기와 유체 연통한다.
다중-다리 방출 부트는 유입구 도관 및 접합부에 의해 분리되는 제1 및 제2 유출구 도관들을 포함한다. 유입구 도관은 진입구역, 전이구역 및 이들 사이에 배치되는 힐부를 포함한다.
진입구역은 유입구 개구를 형성하는 유입구 말단을 가진다. 진입구역은 유입구 말단 및 힐부 사이에 연장되는 주 유체 진입축을 따라 형성된다. 전이구역은 접합 말단을 가진다. 전이구역은 힐부 및 접합 말단 사이 연장되는 주 유체 방출축을 따라 형성된다. 접합 말단은 제1 및 제2 접합 개구들을 형성한다. 제1 접합 개구는 제2 접합 개구와 이격 배치된다. 힐부는 슬러리 유체를 유입구 개구에서 주 유체 진입축을 따라 힐부를 통해 주 유체 방출축을 따라 전이구역으로 이동시키는 표면을 가진다.
제1 유출구 도관은 유입구 도관의 제1 접합 개구와 유체 연통한다. 제1 유출구 도관은 제1 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다. 제2 유출구 도관은 유입구 도관의 제2 접합 개구와 유체 연통한다. 제2 유출구 도관은 제2 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다.
접합부는 유입구 도관의 접합 말단에 배치된다. 접합부는 제1 접합 개구 및 제2 접합 개구 사이에 배치된다. 접합부는 실질적으로 평탄한 벽 구역을 포함한다. 벽 구역은 실질적으로 주 유체 방출축과 교차한다.
또 다른 실시태양에서, 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체는 혼합기 및 다중-다리 방출 부트를 포함한다. 혼합기는 물 및 시멘트질 재료를 교반하여 수성 시멘트질 슬러리를 형성한다. 다중-다리 방출 부트는 혼합기와 유체 연통한다.
다중-다리 방출 부트는 유입구 도관 및 접합부에 의해 분리되는 제1 및 제2 유출구 도관들을 포함한다. 유입구 도관은 진입구역, 전이구역 및 이들 사이에 배치되는 힐부를 포함한다.
진입구역은 유입구 개구를 형성하는 유입구 말단을 가진다. 진입구역은 유입구 말단 및 힐부 사이에 연장되는 주 유체 진입축을 따라 형성된다. 전이구역은 접합 말단을 가진다. 전이구역은 힐부 및 접합 말단 사이 연장되는 주 유체 방출축을 따라 형성된다. 접합 말단은 제1 및 제2 접합 개구들을 형성한다. 제1 접합 개구는 제2 접합 개구와 이격 배치된다. 힐부는 슬러리 유체를 유입구 개구에서 주 유체 진입축을 따라 힐부를 통해 주 유체 방출축을 따라 전이구역으로 이동시키는 표면을 가진다. 유입구 도관은 유입구 개구 및 제1 및 제2 접합 개구들 사이에 연장되는 유입구 통로를 형성한다.
제1 유출구 도관은 유입구 도관의 제1 접합 개구와 유체 연통한다. 제1 유출구 도관은 제1 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다. 제2 유출구 도관은 유입구 도관의 제2 접합 개구와 유체 연통한다. 제2 유출구 도관은 제2 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함한다.
접합부는 유입구 도관의 접합 말단에 배치된다. 접합부는 제1 접합 개구 및 제2 접합 개구 사이에 배치된다. 유입구 도관은 접합부에 인접한 유입구 통로에서 유체 제한부를 형성하는 윤곽부를 포함한다
본 발명의 또 다른 양태에서, 시멘트질 제품 제조방법의 실시태양들이 기재된다. 시멘트질 제품 제조방법의 하나의 실시태양에서, 수성 시멘트질 슬러리의 주 유체는 혼합기에서 방출된다. 수성 시멘트질 슬러리의 주 유체는 다중-다리 방출 부트의 유입구 도관에서 주 유체 진입축에서 주 유체 방출축으로 약 10도 내지 약 135도까지 방향각이 변경된다. 수성 시멘트질 슬러리의 주 유체는 다중-다리 방출 부트의 제1 및 제2 유출구 도관들을 분리하는 접합부 상류의 유입구 도관에 있는 유체 제한부를 통과한다. 주 유체 방출축를 따라 이동하는 수성 시멘트질 슬러리의 주 유체는 다중-다리 방출 부트에서 수성 슬러리의 제1 방출 유체 및 수성 슬러리의 제2 방출 유체로 분할된다. 제1 및 제2 방출 유체들은 제1 및 제2 유출구 도관들로부터 방출된다.
본 발명의 추가적이고 대안적 양태들 및 특징부들은 하기 상세한 설명 및 도면들에서 인지될 것이다. 본원의 다중-다리 방출 부트는 기타 및 상이한 실시태양들로 구현되고 적용될 수 있고 다양한 양태들에서 변경될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 따라서 상기 포괄적 설명 및 하기 상세한 설명 모두는 예시적이고 설명을 위한 것이며 청구범위를 제한하지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명 원리에 따라 구현되고 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체에 사용하기에 적합한 예시적 다중-다리 방출 부트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 다중-다리 방출 부트의 부분 확대사시도이다.
도 3은 도 1의 다중-다리 방출 부트의 유출구 말단 정면도이다.
도 4는 도 1의 다중-다리 방출 부트의 평면도이다.
도 5는 도 1의 다중-다리 방출 부트의 측면도이다.
도 6은 도 4에서 라인 VI-VI을 따라 취한 도 1 다중-다리 방출 부트의 단면도이다.
도 7은 도 4에서 라인 VII-VII을 따라 취한 도 1 다중-다리 방출 부트의 단면도이다.
도 8은 본 발명 원리에 따라 구현된 예시적 압축 기구 내부에 배치된 도 1 다중-다리 방출 부트의 측면도이다.
도 9는 도 1 다중-다리 방출 부트 및 도 8 압축 기구의 유입구 말단 정면도이다.
도 10은 도 3 다중-다리 방출 부트 및 도 8 압축 기구의 유출구 말단 정면도이다.
도 11은 본 발명 원리에 따라 구현된 다중-다리 방출 부트를 포함하는 예시적 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체의 개략적인 평면도이다.
도 12는 본 발명 원리에 따라 구현된 예시적 다중-다리 부트를 포함하는 석고 벽판 제조라인의 예시적 습식단의 개략적인 정면도이다.
본 발명은 시멘트질 제품들 예컨대 석고 벽판을 포함한 제품들 제조에 적용될 수 있는 다양한 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체 실시태양들을 제공한다. 본 발명 원리에 따라 구현된 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체의 실시태양들은 제조 공정에 사용될 수 있고 혼합기에 장착되는 방출 도관에서 혼합기로부터 진입되는 다중-상 슬러리 - 예를들면 공기 및 액상 상들을 함유한 예컨대 수성 기포화 석고 슬러리 - 단일 유체를 효과적으로 분할하여 다중-상 슬러리의 적어도 2종의 독립적인 유체들을 배출하는 다중-다리 방출 부트를 포함한다.
본 발명 원리에 따라 구현된 예시적 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체는 시멘트질 슬러리 (예를들면, 수성 소성석고 슬러리)를 혼합하고 연속적인 보드 (예를들면, 벽판) 제조 공정에서 컨베이어 상에서 이동하는 전진 웨브 (예를들면, 종이 또는 매트)에 분배하기 위하여 사용된다. 하나의 양태에서, 본 발명 원리에 따라 구현된 다중-다리 방출 부트는 종래 석고 건식벽 제조 공정에서 소성석고 및 물를 교반하여 수성 소성석고 슬러리를 형성하는 혼합기에 부착되는 방출 도관으로 또는 일부로서 사용될 수 있다.
본 발명 원리에 의한 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체는 임의 유형의 시멘트질 제품, 예컨대 보드를 형성하기 위하여 적용될 수 있다. 일부 실시태양들에서, 시멘트질 보드, 예컨대 석고 건식벽, 포틀랜드 시멘트 보드 또는 흡음 패널이 형성된다.
시멘트질 슬러리는 임의의 종래 시멘트질 슬러리, 예를들면 미국특허공개번호 2004/0231916에 기재된 흡음 패널, 또는 포틀랜드 시멘트 보드를 포함한 석고 벽판, 흡음 패널 제조에 일반적으로 사용되는 임의의 시멘트질 슬러리일 수 있다. 따라서, 시멘트질 슬러리는 선택적으로 시멘트질 보드 제품들 제조에 통상 사용되는 임의의 첨가제들을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 광물면, 연속 또는 절단 유리섬유 (또한 파이버글라스라고도 칭함), 퍼라이트, 클레이, 질석, 탄산칼슘, 폴리에스테르, 및 종이섬유을 포함하는 구조적 첨가제들뿐 아니라 화학적 첨가제들 예컨대 기포제, 충전제, 촉진제, 당, 개선제 예컨대 인산염, 아인산염, 붕산염 및 기타 등, 지연제, 결합제 (예를들면, 전분 및 라텍스), 착색제, 살진균제, 살충제, 소수성제, 예컨대 규소-기재 재료 (예를들면, 실란, 실록산, 또는 규소-수지 매트릭스), 및 기타 등을 포함한다. 이들 일부 및 기타 첨가제들의 예시적 사용은, 예로써, 미국특허번호 6,342,284; 6,632,550; 6,800,131; 5,643,510; 5,714,001; 및 6,774,146; 및 미국특허공개번호 2004/0231916; 2002/0045074; 2005/0019618; 2006/0035112; 및 2007/0022913에 기재된다.
시멘트질 재료의 비-제한적 예시로는 포틀랜드 시멘트, 소렐 시멘트, 슬랙 시멘트, 플라이 애시 시멘트, 알루미늄산칼슘, 수용성 황산칼슘 무수물, 황산칼슘 α-반수화물, 황산칼슘 β-반수화물, 천연, 인조 또는 화학적 개질 황산칼슘 반수화물, 황산칼슘 이수화물 (“석고,” “응결 석고,” 또는 “수화 석고”), 및 이들의 혼합물을 포함한다. 하나의 양태에서, 시멘트질 재료는 바람직하게는, 예컨대 황산칼슘 알파 반수화물, 황산칼슘 베타 반수화물, 및/또는 황산칼슘 무수물 형태의 소성석고를 포함한다. 실시태양들에서, 소성석고는 일부 실시태양들에서 섬유상이고 다른 태양들에서 비-섬유질이다. 소성석고는 적어도 약 50%의 베타 황산칼슘 반수화물을 포함한다. 다른 실시태양들에서, 소성석고는 적어도 약 86%의 베타 황산칼슘 반수화물을 포함한다. 소성석고에 대한 물의 중량비는 임의의 적합한 비율일 수 있지만, 당업자는 제조 과정에서 물을 덜 방출하여 전력을 절감할 수 있으므로더 낮은 비율이 효율적일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 실시태양들에서, 보드 제조시 제품에 따라시멘트질 슬러리는 물 및 소성석고를 약 1:6 중량비 내지 약 1:1 비율, 예컨대 약 2:3로 배합하여 제조된다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1-7에서, 본 발명에 따라 구현된 예시적 다중-다리 방출 부트 (200)가 도시된다. 본 발명 원리에 따라 구현된 예시적 다중-다리 방출 부트는 바람직하게는 예를들면 현존 벽판 제조 시스템의 개장 (retrofit) 요소로 구성된다. 다중-다리 방출 부트 (200)는 예를들면, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 슬러리 혼합기 (102)와 유체 연통하도록 배치되어 분리된 슬러리 유체들을 전달한다 실시태양들에서, 다중-다리 방출 부트는 혼합기와 유체 연통하는 방출 도관의 말단부를 포함한다.
다중-다리 방출 부트 (200)는 임의의 적합한 재료, 예컨대 폴리염화비닐 (PVC), 우레탄, 또는 임의의 기타 적합한 탄성 유연 소재를 포함한 유연 소재로 제작된다. 다른 실시태양들에서, 다중-다리 방출 부트 (200)는 기타 재료들, 예컨대 실질적으로 강성 소재 (예를들면, 알루미늄, 스테인리스 강, 기타)로 제조될 수 있다
다중-다리 방출 부트 (200)는 유입구 도관 (202) 및 접합부 (210)에 의해 분리되는 제1 및 제2 유출구 도관들 (204, 206)을 포함한다. 유입구 도관 (202)은 혼합기로부터 슬러리의 주 유체를 수용한다. 한 쌍의 유출구 도관들 (204, 206)은 도시된 실시태양에서 실질적으로 원통형이고 각각은 유입구 도관 (202)과 유체 연통한다. 유출구 도관들 (204, 206)은 다중-다리 방출 부트 (200)로부터 슬러리의2종의 분리된 유출구 유체들을 배출한다.
도시된 예시적 방출 부트 (200)는 2개의 유출구 도관들 또는 “다리들” (204, 206)을 포함하지만, 다른 실시태양들에서, 본 발명 원리에 의한 방출 부트는 2 이상의 유출구 도관들을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 2 이상의 다리들을 가지는 실시태양들에서, 본원에 기재된 바와 같은 접합부 및/또는 윤곽부는 각각의 인접 다리 쌍들 사이에 제공된다.
도 1을 참고하면, 유입구 도관 (202)은 진입구역 (221), 전이구역 (223), 및 이들 사이에 배치되는 힐부 (225)를 포함한다. 진입구역 (221)은 유입구 개구 (207)를 형성하는 유입구 말단 (203)을 가진다. 진입구역 (221)은 유입구 말단 (203) 및 힐부 (225) (도 5 참고) 사이에 연장되는 주 유체 진입축 (75)을 따라 배치된다. 유입구 말단 (203)의 유입구 개구 (207)는 슬러리 혼합기와 유체 연통하도록 배치되고 이로부터 슬러리의 주 유체를 수용한다.
전이구역 (223)은 접합 말단 (205)을 가진다. 전이구역 (223)은 힐부 (225) 및 접합 말단 (205) 사이에 연장되는 주 유체 방출축 (85)을 따라 배치된다 (도 5 참고).
도 5를 참고하면, 진입구역 (221)은 전이구역 (223) 및 제1 및 제2 유출구 도관들 (204, 206)에 대하여 공급각 θ에 배치된다. 공급각 θ은 일부 실시태양들에서 약 45도 내지 약 170도, 다른 실시태양들에서 약 60도 내지 120도, 또 다른 실시태양들에서 약 70도 내지 약 110도의 범위일 수 있다. 도시된 진입구역 (221)은 전이구역 (223) 및 제1 및 제2 유출구 도관들 (204, 206)에 대하여 실질적으로 교차한다.
도 6을 참고하면, 접합 말단 (205)은 제1 및 제2 접합 개구들 (209, 211)를 형성한다. 제1 접합 개구 (209)는 제2 접합 개구 (211)에 이격 배치된다. 제1 및 제2 접합 개구들 (209, 211)은 수성 시멘트질 슬러리의 주 유체를 수성 슬러리의 제1 방출 유체 및 수성 슬러리의 제2 방출 유체로 분할한다.
도 7을 참고하면, 힐부 (225)는 주 유체 진입축 (75)을 따라 유입구 개구 (207)에서 힐부 (225)을 통하여 이동하는 슬러리 유체를 주 유체 방출축 (85)을 따라 전이구역 (223)으로 방향을 변경시키는 표면 (241)을 가진다. 힐부 (225)는 주 유체 진입축 (75)으로부터 주 유체 방출축 (85)으로 슬러리의 주 유체 방향을 방향각 α만큼 변경시킨다. 일부 실시태양들에서, 방향각 α 변경 정도는 약 10도 내지 약 135도, 다른 실시태양들에서 약 60도 내지 120도, 또 다른 실시태양들에서 약 70도 내지 약 110도의 범위일 수 있다.
도 3을 참고하면, 제1 유출구 도관 (204)은 유입구 도관 (202)의 제1 접합 개구 (209)와 유체 연통한다. 제1 유출구 도관 (204)은 제1 방출 개구 (217)를 형성하는 방출 말단 (215)을 포함한다. 제1 유출구 도관 (204)은 수성 슬러리의 제1 방출 유체를 유입구 도관 (202)에서 수용하여 제1 방출 개구 (217)로부터 제1 방출 유체를 배출한다.
제2 유출구 도관 (206)은 유입구 도관 (202)의 제2 접합 개구 (211)와 유체 연통한다. 제2 유출구 도관 (206)은 제2 방출 개구 (227)를 형성하는 방출 말단 (225)을 포함한다. 제2 유출구 도관 (206)은 수성 슬러리의 제2 방출 유체를 유입구 도관 (202)으로부터 수용하여 제2 방출 말단 (225)으로부터 제2 방출 유체를 배출한다.
도 1 및 2를 참조하면, 접합부 (210)는 유입구 도관 (202)의 접합 말단 (205)에 배치된다. 도 6을 참조하면, 접합부 (210)는 제1 접합 개구 (209) 및 제2 접합 개구 (211) 사이에 배치된다. 접합부 (210)는 실질적으로 평탄한 벽 구역 (219) (도 7 참고)을 포함한다. 도 7을 참조하면, 벽 구역 (219)은 실질적으로 주 유체 방출축 (85)에 교차한다.
도 3 및 4를 참조하면, 제1 유출구 도관 (204)의 제1 방출 개구 (217) 및 제2 유출구 도관 (206)의 제2 방출 개구 (227) 각각은 유입구 도관 (202)의 유입구 개구 (207) 단면적과 거의 동일하거나 좁은 단면적을 가진다. 실시태양들에서, 제1 유출구 도관 (204) 제1 방출 개구 (217) 단면적 및 제2 유출구 도관 (206) 제2 방출 개구 (227) 단면적 각각은 유입구 도관 (202) 유입구 개구 (207) 단면적의 약 85% 이하이다. 일부 실시태양들에서, 제1 유출구 도관 (204) 제1 방출 개구 (217) 단면적은 제2 유출구 도관 (206)의 제2 방출 개구 (227) 단면적과 실질적으로 동일하다.
도시된 실시태양에서, 유입구 도관 (202) 유입구 개구 (207) 내경 Ø1은 제1 유출구 도관 (204) 제1 방출 개구 (217) 및 제2 유출구 도관 (206) 제2 방출 개구 (227) 각각의 내경 Ø2, Ø3 보다 크다. 도시된 실시태양에서, 제1 유출구 도관 (204) 제1 방출 개구 (217) 및 제2 유출구 도관 (206) 제2 방출 개구 (227) 각각의 내경 Ø2, Ø3 은 실질적으로 동일하다.
유입구 개구 (207) 및 제1 및 제2 방출 개구들 (217, 227) 내경들 Ø1, Ø2, Ø3 (및, 따라서 단면적들)은 소망 평균 유체 속도에 따라 달라진다. 평균 유체 속도가 높으면 방출 부트 (200)에 잔류하는 슬러리 고화로 인한 응결 재료 축적 가능성이 낮아진다. 제1 및 제2 방출 개구들 (217, 227) 내경 Ø2, Ø3 이 유입구 개구 (207) 내경 Ø1 보다 작게 제조되면 다중-다리 부트 (200)에서 상대적으로 높은 유체 속도가 유지된다. 제1 및 제2 방출 개구들 (217, 227) 내경들 Ø2, Ø3이 실질적으로 유입구 개구 (207) 내경 Ø1 과 동일하면, 유입구 및 두 유출구들을 통과하는 체적유량이 실질적으로 동일한 경우 유출구 도관들 (204, 206)을 통과하는 슬러리 평균 유체 속도는 약 50% 감소된다. 유출구 도관 (204, 206) 내경들이 유입구 도관 (202) 내경보다 작으면, 유체 속도는 유출구 도관들 (204, 206)에서 유지되거나 방출 도관들 (204, 206) 및 유입구 도관 (202)이 실질적으로 동일한 내경들 Ø1, Ø2, Ø3을 가지는 경우보다 최소한 덜 감소된다.
다중-다리 방출 부트 (200)는 또한 중앙 윤곽부 (208)를 포함한다. 도 6 및 7을 참조하면, 유입구 도관 (202)은 유입구 개구 (207) 및 제1 및 제2 접합 개구들 (209, 211) 사이에 연장되는 유입구 통로 (231)을 형성한다. 유입구 도관 (202)은 접합부 (210)에 인접한 유입구 통로 (231)에 유체 제한부 (235)를 형성하는 윤곽부 (208)를 포함한다.
윤곽부 (208)는 상부 볼록 구역 (212) 및 반대측 하부 볼록 구역 (213)을 포함한다. 상부 및 하부 볼록 구역들 (212, 213)은 유입구 통로 (231)에서 서로를 향하여 돌출되어 이들 사이에 유체 제한부 (235)를 형성한다.
도 6을 참조하면, 윤곽부 (208)는 제1 및 제2 안내 채널들 (218, 220)을 형성한다. 유체 제한부 (235)는 제1 및 제2 안내 채널들 (218, 220) 사이 주 유체 방출축 (85)에 실질적으로 교차하는 횡축 (95)을 따라 측면으로 배치된다. 제1 및 제2 안내 채널들 (218, 220) 각각은 상부 및 하부 볼록 구역들 (212, 213)에 대하여 측면으로 외향 배치된다. 제1 및 제2 안내 채널들 (218, 220) 각각의 단면적은 유체 제한부 (235) 단면적보다 크다. 제1 및 제2 안내 채널들 (218, 220) 각각은 실질적으로 제1 및 제2 접합 개구들 (209, 211)과 정렬된다
유체 제한부 (235)는 본 실시태양에서 주 유체 진입축 (75)과 일치하는 높이축 (95)을 따라 최대 높이 H1 를 가진다. 높이축 (75)은 주 유체 방출축 (85) 및 횡축 (95) 모두에 교차한다. 제1 및 제2 안내 채널들 (218, 220) 각각의 높이축 (75)를 따르는 최대 높이 H2, H3 는 유체 제한부 (235) 최대 높이 H1 보다 더 높다. 도시된 실시태양에서, 제1 및 제2 안내 채널들 (218, 220)은 높이축 (75)을 따라 실질적으로 동일한 최대 높이 H2, H3 를 가진다
윤곽부 (208)는 다중-다리 방출 부트 (200) 최상부에 상부 압입부 (212)및 다중-다리 방출 부트 (200) 바닥에 하부 압입부 (213)를 포함하여 다중-다리 방출 부트의 외측 측면 모서리들 (214, 216)로 촉진되어 접합부 (210)에서 슬러리 축적을 줄이도록 조력한다. 도면들에서 도시된 바와 같이, 중앙 윤곽부 (208) 형상들로 인하여 대형 채널들 (218, 220)이 각각의 외측 모서리들 (214, 216)에 인접하게 배치된다. 중앙 윤곽부 (208)에 있는 압입부들 (212, 213)은 외측 모서리들 (214, 216)의 단면적보다 더 작은 단면적 및 인접한 외측 모서리 높이들 H2, H3보다 더 낮은 높이를 가지는 유체 제한부 (235)를 형성한다. 그 결과, 주 유체 방출축 (85)을 따라 접합부 (210)를 향하여 유동하는 슬러리는 외측 모서리들 (214, 216)에 배치되는 안내 채널들 (218, 220)에서 유체 저항을 덜 받는다. 따라서, 유체는 다중-다리 방출 부트 (200) 외측 모서리들 (214, 216)에 형성된 대형 채널들 (218, 220)로 향하고 중앙 윤곽부 (208) 및 접합부 (210)로부터 멀어진다.
접합부 (210)는 2개의 유출구 도관들 (204, 206) 사이에 배치된다. 접합부 (210)는 슬러리가 유입구 도관 (202)의 유입구 개구 (207)로 진입할 때 따르는 주 유체 방출축 (85)에 실질적으로 교차하는 평탄 벽 (219)으로 제조된다. 평탄 벽 (219)은 시멘트질 슬러리의 섬유들 및 기타 첨가제들이 접합부 (210) 주위로 감겨서 그 부위에 축적되는 것 (“스테이플링”이라고 칭하는 과정)을 억제할 수 있는 크기이다. 평탄 벽 (219)은 슬러리가 접합부 (210)에 부착되어, 축적되고, 궁극적으로 덩어리로 형성되는 파편화를 억제하는데 도움을 준다. 다중-다리 방출 부트 (200) 및 부트 다리들 (204, 206)을 통과하는라인 속도 및 부피에 따라, 접합부 (210) 및 중앙 윤곽부 (208) 구성은 원하는 결과를 달성하도록 변경될 수 있다.
접합부 (210)는 접합부 (210) 바로 상류에 있는 구역에서의 슬러리 축적을 억제한다. 그러나, 이러한 축적이 발생하면 슬러리 흐름을 방해하고, 슬러리 유체는 불균일하게 분할되거나 및/또는 방해된다. 이렇게 정체된 슬러리 축적은 고화되고 굳어지고, 궁극적으로 부수어져서, 단단한 덩어리가 되어 슬러리 유체에 동승되어 공정 문제 및 장해, 예컨대 성형 스테이션에서의 종이 찢김이 유발된다.
도 8-10을 참조하면, 조정 가능하고 규칙적인 시간 간격으로 다중-다리 방출 부트 (200)를 압축하기 위한 예시적 압축 기구 또는 자동 압착 기구 (300)가 제공되어 슬러리가 다중-다리 방출 부트 내측에 축적되는 것을 방지한다. 압착 기구 (300)는 진입 시멘트질 슬러리의 주 유체를 2종의 유출구 유체 스트림들로 분할함으로써 다중-다리 방출 부트 (200)와 관련된 잠재적 청결 문제를 해소한다. 압착 기구 (300)는 다중-다리 방출 부트 (200)의 중앙 윤곽부 (208)를 압착하여 접합부 (210)에서 응결 슬러리가 쌓이는 것을 줄인다.
압축 기구 (300)는 서로 이격 배치되는 제1 및 제2 압축 부재들 (302, 304)을 포함한다. 다중-다리 방출 부트 (200)의 접합부 (210)는 제1 및 제2 압축 부재들 (302, 304) 사이에 놓인다. 제1 및 제2 압축 부재들 (302, 304) 중 적어도 하나는 다른 압축 부재 (304)에 대하여 주 유체 방출축 (85)에 실질적으로 교차하는 압착축 (75)을 따라 정상 위치 및 압축 위치 사이의 주행 범위에서 이동 가능하다 (도 9에서 점선 처리된 제2 압축 부재 (304) 참고 압축 위치에서, 유입구 도관 (202) 및 접합부 (210)에 인접한 제1 및 제2 유출구 도관들 (204, 206) 중 적어도 하나의 일부는 정상 위치에 상대적으로 압축된다. 실시태양들에서, 압축 부재들 (302, 304)가 정상 위치에 대한 압축 위치에 있을 때 접합부 (210)는 압축된다.
압축 부재들 (302, 304) 각각은 실질적으로 평탄한 압축 표면 (303, 305)을 가진다. 압축 표면들 (303, 305)은 서로 및 주 유체 방출축 (75)에 대하여 실질적으로 평행하다.
도 9를 참조하면, 압축 기구 (300)는 제2 압축 부재 (304)에 대하여 제1 압축 부재 (302)를 선택적으로 이동시키도록 구성되는 적어도 하나의 작동기 (306)를 포함한다. 도시된 실시태양에서, 다중-다리 방출 부트 (200) 하부에 배치되는 제2 압축 부재 (304)가 이동 가능하고, 제1 압축 부재 (302)는 고정된다. 다른 실시태양들에서, 다른 이동 구성들이 가능하다.
압축 기구 (300)는 각각의 작동기 (306)를 제어하여 소정 주기에 따라 주기적으로 작동기 (306)를 작동시켜 접합부를 주기적으로 압축하는 제어기 (320)를 포함한다. 제어기 (320)는 각각의 작동기 (306)를 제어하여 작동기 (306)는 제1 및 제2 압축 부재들 (302, 304)를 소정의 행정 거리 L1만큼 (도 10 참고) 서로를 향하여 이동하도록 작동된다.
도 8-10에 도시된 바와 같이, 압착 기구 (300)는 다중-다리 방출 부트 (200)의 접합부 (210)에 인접하게 배치된다. 제1 및 제2 압축 부재들은 상부 플레이트 (302) 및 하부 플레이트 (304) 형태이다. 상부 플레이트 (302)는 다중-다리 방출 부트 (200) 최상부에 위치하고, 하부 플레이트 (304)는 다중-다리 방출 부트 (200) 아래에 위치한다. 도 9에서 최선으로 도시된 바와 같이, 도시된 압착 기구 (300)는 왕복운동 피스톤 (310)을 가지는 공기압 실린더 (308) 형태의 한 쌍의 작동기들 (306)을 포함한다. 각각 작동기 (306)는 상부 플레이트 (302) 및 하부 플레이트 (304)에 장착되어, 작동기가 구동되면, 피스톤 (310)은 수축하여 하부 플레이트 (304)는 상부 플레이트 (302)를 향하여 실질적으로 주 유체 방출축 (75)에 교차하는 높이축 (75)를 따라 소정의 행정 거리 행정 거리 L1 만틈 이동한다. 한 쌍의 공압라인들 (312)이 각각의 작동기 (306) 공압 챔버 (308) 및 압축공기원 (322)에 연결된다. 제어기 (320)는 예컨대 적합한 전자식 밸브를 이용하여 압축공기원 (322)을 선택적으로 제어하여, 피스톤들 (310)이 수축되어 압착 기구를 압축하고 피스톤들이 확장되어 플레이트들 (302, 304)을 정상 위치로 복귀시키도록 작동기들 (306)을 선택적으로 작동시킨다. 작동기 (306)는 자동으로 또는 선택적으로 플레이트들 (302, 304)을 서로에 대하여 이동하도록 작동되어 오목한 중앙 윤곽부 (208) 및 접합부 (210)에서 다중-다리 방출 부트 (200)에 압축력을 인가한다. 상부 및 하부 플레이트들 (302, 304)을 서로에 대하여 이동시킴으로써 압축력이 인가되어 다중-다리 방출 부트 (200)는 접합부 (210)에서 내부로 눌려지고 슬러리 축적이 억제된다.
압착 기구 (300)가 다중-다리 방출 부트 (200)를 압착할 때, 압착 작용으로 압축력이 다중-다리 방출 부트에 인가되고, 이에 대한 응답으로 분할기는 내부로 눌려진다. 이러한 힘으로 인하여 다중-다리 방출 부트 (200) 유출구 도관들 (204, 206)을 통과하는 슬러리 유동을 방해할 수 있는 고형물들의 축적이 억제된다. 일부 실시태양들에서, 작동기들 (306)과 함께 동작할 수 있는 프로그램 가능한 제어기를 이용하여 압착 기구 (300)는 자동으로 주기적으로 작동되도록 구성된다. 압착 기구 (300)는 생산 조건들에 따라 조정될 수 있는 다양한 행정 거리들 및 주기들로 작동되도록 구성될 수 있다. 또한 압착 기구 (300)는 다중-다리 방출 부트 (200)를 지지하여 다중-다리 방출 부트 내부 구조를 유지하고 원하지 않은 왜곡을 억제하는데 조력함으로써, 슬러리가 다중-다리 방출 부트 (200)를 통과할 때 적합한 속도 및 유동 특성을 유지하는데 도움이 된다.
도 11 및 12를 참고하면, 본 발명 원리에 따라 구현된 다중-다리 방출 부트 (200)와 유체 연통하는 슬러리 혼합기 (102)를 포함하는 예시적 슬러리 혼합 및 분배 조립체 (100)가 도시된다. 슬러리 혼합기 (102)는 물과 시멘트질 재료를 교반하여 수성 시멘트질 슬러리를 형성한다. 물 및 시멘트질 재료 모두는 본 분야에서 알려진 하나 이상의 유입구들을 통해 혼합기 (102)에 공급된다. 임의의 적합한 혼합기 (예를들면, 핀 혼합기)가 슬러리 혼합 및 분배 조립체 (100)와 사용될 수 있다.
도 11에 도시된 다중-다리 방출 부트 (200)는 슬러리 혼합기 (102)에서 진입하는 슬러리의 주 유체를 2개의 실질적으로 균등한 방출 유체들로 분리한다. 다중-다리 방출 부트 (200)는 혼합기 (102)로부터 슬러리 주 유체를 수용하는 유입구 도관 (202) 및 각각 유입구 도관(202)과 유체 연통하여 슬러리의2 종의 유출구 유체들을 다중-다리 방출 부트 (200)로부터 배출하는 한 쌍의 유출구 도관들 (204, 206)을 가진다.
방출 도관 (104)은 슬러리 혼합기 (102)와 유체 연통하고 다중-다리 방출 부트 (200)를 포함한다. 이송 도관 (104)은 임의의 적합한 재료로 제작되고 상이한 형상들을 가질 수 있다. 일부 실시태양들에서, 이송 도관 (104)은 유연 도관을 포함한다.
수성 기포 공급 도관 (108)은 슬러리 혼합기 (102) 및 이송 도관 (104) 중 적어도 하나와 유체 연통한다. 공급원으로부터 수성 기포는 혼합기 (102) 하류 임의의 적합한 지점 및/또는 혼합기 (102) 자체에서 기포 공급 도관 (108)을 통해 구성 재료들에 첨가되어 기포화 시멘트질 슬러리를 형성하고 이는 다중-다리 방출 부트 (200)로 공급된다. 도시된 실시태양에서, 수성 기포 공급 도관 (108)은 기포를 예를들면 미국특허번호 6,874,930에 기재된 바와 같이 이송 도관 (104)과 연결된 주입 링 또는 블록에 공급하기 위한 매니폴드-유형의 구조를 가진다.
다른 실시태양들에서, 혼합기 (102)와 유체 연통하는 하나 이상의 제2 기포 공급 도관들이 제공된다. 또 다른 실시태양들에서, 수성 기포 공급 도관(들)은 슬러리 혼합기 (102)와만 유체 연통한다. 당업자들에 의해 이해되는 바와 같이, 슬러리 혼합 및 분배 조립체 (100)에서 조립체의 상대 위치를 포함한 시멘트질 슬러리에 수성 기포를 도입하는 수단은 시멘트질 슬러리에서 수성 기포의 균일한 분산이 가능하도록 변경 및/또는 최적화되어 의도한 목적에 적합한 보드를 생산한다.
예를들면. 임의의 적합한 기포제가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 기포제와 물의 혼합물 스트림이 기포발생기로 향하고, 형성된 수성 기포 스트림이 발생기를 떠나 시멘트질 슬러리와 혼합되는 연속 방식으로 수성 기포가 생성된다. 예시적인 적합한 기포제들은, 예를들면 미국특허번호 5,683,635 및 5,643,510에 기재된다.
기포화 시멘트질 슬러리가 응결되고 건조될 때, 슬러리에 분산된 기포는 기공을 형성하여 벽판 전체 밀도를 낮춘다. 형성된 벽판 제품이 소망 중량 범위에 있도록 기포 및/또는 기포 내 공기 함량이 변경되어 보드 건조 밀도를 조정한다.
하나 이상의 유량-변경 요소 (106)가 이송 도관 (104)과 연결되어 슬러리 혼합기 (102)로부터의 슬러리의 주 유체를 제어한다. 유량-변경 요소 (들)(106)은 수성 시멘트질 슬러리의 주 유체의 운전 특성을 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 도 11 및 12에 도시된 실시양태에서, 유량-변경 요소(들) (106)은 방출 도관 (104)과 연결된다. 적합한 유량-변경 요소들의 예시로는 예를들면 미국특허번호 6,494,609; 6,874,930; 7,007,914; 및 7,296,919에 기재된 것들을 포함한 유량제한기, 감압기, 수축밸브, 캐니스터 기타 등을 포함한다.
사용에 있어서, 슬러리의 주 유체는 혼합기 (102)로부터 이송 도관 (104)으로 방출되고, 수성 기포가 기포 공급 도관 (108)을 통하여 주 유체로 삽입되며, 유량-변경 요소(들) (106)은 슬러리의 주 유체 운전 특성을 제어한다. 슬러리의 주 유체는 다중-다리 방출 부트 (200)의 유입구 도관 (202)을 향한다. 혼합기 (102)에서 나온 슬러리의 주 유체는 유입구 도관 (202)으로 향하고 다중-다리 방출 부트 (200)에서 슬러리의 제1 방출 유체 및 슬러리의 제2 방출 유체로 분할되고 이들은 각각 제1 및 제2 유출구 도관들 (204, 206)을 통해 방출된다. 다중-다리 방출 부트 (200)는 혼합기 (102)에서 들어오는 슬러리 주 유체를 2종의 실질적으로 균등한 방출 유체들로 분리하여 이들을 다중-다리 방출 부트 (200)로부터 예를들면, 기계 축 (50)를 따라 이동하는 전진 커버시트 웨브 재료에 방출한다.
다중-다리 방출 부트 (200)는 슬러리 유체를 서행시키고 슬러리가 실질적으로 기계 방향 (50)에 교차하는 교차-기계 축 (60)으로 전진 커버시트 웨브 재료 폭을 따라 펼쳐지도록 작용한다. 다양한 실시태양들에서, 의도한 슬러리 용적 및 보드 라인 속도에 따라 다중-다리 방출 부트 (200)는 다양한 구조 및 크기를 가질 수 있다. 더 빠른 속도의 보드 라인들은 다중 다리 부트들을 적용하여 본 분야에서의 교차-기계 축 (60)을 따르는 슬러리 확산의 문제를 해결할 수 있다.
도 12를 참조하면, 석고 벽판 제조 라인의 예시적 습식단 (150)이 도시된다. 도시된 습식단 (150)은 다중-다리 방출 부트 (200), 다중-다리 방출 부트 (200) 상류에 배치되고 제1 이동 커버시트 웨브 (156)가 사이에 개재되도록 성형대 (154) 상부에 지지되는 경성 에지/전면 스킴 코트 롤러 (152), 제2 이동 커버시트 웨브 (162)가 사이에 개재되도록 지지요소 (160) 상부에 배치되는 배면 스킴 코트 롤러 (158), 및 예비형체를 소망 두께로 형상화하는 성형 스테이션 (164)을 포함하는 시멘트질 슬러리 혼합 및 분배 조립체 (100)로 구성된다. 스킴 코트 롤러 (152, 158), 성형대 (154), 지지요소 (160), 및 성형 스테이션 (164)은 당업계에 알려진 바와 같이 목적에 적합한 종래 장비로 구성될 수 있다. 습식단 (150)에는 당업계에 공지된 기타 종래 장비가 구비될 수 있다.
물과 소성석고는 혼합기 (102)에서 혼합되어 수성 소성석고 슬러리를 형성한다. 일부 실시양태들에서, 물과 소성석고는 물-대-소성석고 비율이 약 0.5 내지 약 1.3, 및 기타 실시태양들에서 약 0.75 이하로 연속하여 혼합기에 투입될 수 있다.
석고 보드 제품은 전형적으로 전진 웨브 (156)가 마감 보드의 “전면” 커버시트로 기능하도록 “전면 하향”으로 형성된다. 전면 스킴 코트/경성 에지 스트림 (166) (최소한 하나의 수성 소성석고 슬러리의 제1 유체 및 제2 유체 대비 더욱 농후한 수성 소성석고 슬러리 층)은 기계 방향 (168) 기준으로 경성 에지/전면 스킴 코트 롤러 (152) 상류의 제1 이동 웨브 (156)에 인가되어 스킴 코트 층을 제1 웨브 (156)에 부어 보드의 경성 에지를 형성한다.
다중-다리 방출 부트 (200)는 수성 소성석고 슬러리를 제1 전진 웨브 (156) 상으로 분배하는데 사용된다. 수성 소성석고 슬러리의 주 유체 (121)는 혼합기 (102)로부터 다중-다리 방출 부트 (200)를 포함한 방출 도관 (104)으로 배출된다. 수성 소성석고 슬러리의 주 유체는 다중-다리 방출 부트 (200)의 유입구 도관 (202)으로 들어가고 유입구 도관 (202)에서 기계 방향 (168)으로 이동하는 성형대 (154)의 전진 커버시트 웨브 재료 (156)를 향하여 하향하며, 유입구 도관 (202)에서 방향을 변경하여 수성 소성석고 슬러리의 주 유체는 실질적으로 기계 방향 (168)을 따라 이동하고, 각각 제1 및 제2 방출 유체들 (180, 182)을 형성하는 제1 유출구 도관 (204) 및 제2 유출구 도관 (206)으로 분할된다. 수성 소성석고 슬러리의 제1 및 제2 방출 유체들 (180, 182)은 다중-다리 방출 부트 (200)로부터 제1 이동 웨브 (156) 상에 방출된다.
실시태양들에서, 수성 소성석고의 제1 방출 유체 (180) 및 수성 소성석고 슬러리의 제2 방출 유체 (182) 각각의 평균 속도는 다중-다리 방출 부트 (200) 유입구 도관 (202)으로 진입하는 수성 소성석고 슬러리 주 유체 (121) 평균 속도의 적어도 약 50%이다. 실시태양들에서, 수성 소성석고의 제1 방출 유체 (180) 및 수성 소성석고 슬러리의 제2 방출 유체 (182) 각각의 평균 속도는 다중-다리 방출 부트 (200) 유입구 도관 (202)으로 진입하는 수성 소성석고 슬러리 주 유체 (121) 평균 속도의 적어도 약 70%이다. 실시태양들에서, 수성 소성석고 슬러리의 제1 및 제2 방출 유체들 (180, 182)는 예를들면 평균 속도와 같은 실질적으로 유사한 적어도 하나의 유체 특성을 가진다.
전면 스킴 코트/경성 에지 스트림 (166)은 기계 방향 (168)인 제1 이동 웨브 (156) 이동 방향 기준으로 상류에서 혼합기 (102)로부터 적치되며, 여기에서 수성 소성석고 슬러리의 제1 및 제2 유체 (180, 182)가 다중-다리 방출 부트 (200)로부터 제1 이동 웨브 (156)로 배출된다. 수성 소성석고 슬러리의 조합된 제1 및 제2 유체 (180, 182)는 슬러리 분배기로부터 감소된 평균 속도로 방출되어 제1 이동 웨브 (156) 상에서 적치되는 전면 스킴 코트/경성 에지 스트림 (166)의 “워시아웃”을 방지한다 (즉, 적치된 스킴 코트 층 일부가 그 위에 적치되는 슬러리 충격으로 이동 웨브 (156) 상에서 위치 변위가 발생되는 현상).
후면 스킴 코트 스트림 (184) (적어도 하나의 수성 소성석고 슬러리 제1 및 제2 유체들 (180, 182)에 비하여 더욱 농후한 수성 소성석고 슬러리 층)이 제2 이동 웨브 (162)에 인가된다. 후면 스킴 코트 스트림 (184)은 제2 이동 웨브 (162) 이동 방향에 대하여, 후면 스킴 코트 롤러 (158)의 상류 지점에서 혼합기 (102)로부터 적치된다. 커버시트 제2 이동 웨브 (162)는 다중-다리 방출 부트 (200)에서 방출되는 전진 제1 웨브 (156) 상의 슬러리 위에 배치되어 샌드위치 형상의 벽판 예비형체를 형성하고 이는 성형 스테이션 (164)으로 공급되어 원하는 두께로 예비형체를 형상화한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 본 발명 원리에 따라 구현된 다중-다리 방출 부트는 다양한 제조 공정에 적용될 수 있다. 예를들면, 하나의 실시태양에서, 다중-다리 방출 부트는 석고제품 제조방법에 사용된다. 다중-다리 방출 부트는 혼합기에서 방출되는 수성 소성석고 슬러리의 주 유체를 다중-다리 방출 부트로부터 방출되는 수성 소성석고 슬러리의 적어도 2종의 방출 유체들로 분할하기 위하여 사용된다.
시멘트질 제품 제조방법의 실시태양들에서, 수성 슬러리 주 유체는 혼합기에서 방출된다. 슬러리 주 유체는 다중-다리 방출 부트 유입구 도관에서 주 유체 진입축으로부터 주 유체 방출축으로 약 10도 내지 약 130도의 방향각으로 방향이 변경된다. 수성 슬러리의 주 유체는 다중-다리 방출 부트의 제1 및 제2 유출구 도관들을 분리하는 접합부의 상류에 있는 유입구 도관의 유체 제한부를 통과한다. 주 유체 방출축을 따라 이동하는 수성 슬러리 주 유체는 다중-다리 방출 부트에서 수성 슬러리의 제1 방출 유체 및 수성 슬러리의 제2 방출 유체로 분리된다. 제1 및 제2 방출 유체들은 제1 및 제2 유출구 도관들로부터 방출된다.
실시태양들에서, 제1 및 제2 안내 채널들은 유체 제한부에 대하여 측면에 배치된다. 제1 및 제2 안내 채널들은 각각 제1 및 제2 유출구 도관들과 이어지는 제1 및 제2 접합 개구들과 실질적으로 각각 정렬된다.
실시태양들에서, 수성 슬러리의 제1 방출 유체 및 슬러리의 제2 공급 유체 각각의 평균 속도는 다중-다리 방출 부트 유입구 도관으로 들어오는 슬러리 주 유체의 평균 속도의 적어도 약 50%이다. 실시태양들에서, 수성 슬러리의 제1 방출 유체 및 슬러리의 제2 공급 유체 각각의 평균 속도는 다중-다리 방출 부트 유입구 도관으로 들어오는 슬러리 주 유체의 평균 속도의 적어도 약 75%이다. 실시태양들에서, 시멘트질 제품 제조방법은 슬러리 분배기로부터의 수성 슬러리 제1 및 제2 방출 유체들을 기계 방향을 따라 이동하는 커버시트 웨브 상에 방출하는 단계를 포함한다.
실시태양들에서, 시멘트질 제품 제조방법은 다중-다리 방출 부트의 접합부를 압축하는 단계를 포함한다. 접합부는 다중-다리 방출 부트의 제1 유출구 도관 및 제2 유출구 도관 사이에 배치된다. 실시태양들에서, 접합부는 소정의 주기에 따라 주기적으로 압축된다. 실시태양들에서, 접합부 압축 단계는 제1 및 제2 압축 부재들을 서로를 향하여 소정의 행정 거리만큼 이동시키는 단계를 포함한다.
본원에 인용된 모든 참고문헌들은 각각의 참고문헌이 개별적으로 및 특정하게 본원에 참고문헌으로 포함되고 전체가 본원에 제시되는 것과 동일한 정도로 본원에 참고문헌으로 포함된다.
달리 본원에 명시되거나 명백하게 문맥상 반대로 해석되지 않는 한 본 발명을 기술하는 문맥상 (특히 하기 청구범위 문맥상) 용어 “a” 및 “an” 및 “the” 및 유사한 지시어는 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 달리 언급되지 않는 한 용어 “구성되는”, “가지는”, “포함하는”, 및 “함유하는”은 확장-가능한 용어 (즉, “포함하지만 제한되지 않는” 의미)로 해석되어야 한다. 달리 본원에 명시되지 않는 한 본원에서 수치 범위를 언급하는 것은 범위에 속하는 각각의 분리된 수치들을 개별적으로 언급하기 위한 간단한 방법으로 의도된 것이고, 각각의 분리 수치는 본원에서 개별적으로 언급되는 것과 같이 본 명세서에 포함된다. 달리 본원에 명시되거나 달리 명백하게 문맥상 반대로 해석되지 않는 한 본원에 기재된 모든 방법은 임의의 적합한 순서로 구현될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 및 모든 예시들, 또는 예시적 용어 (예를들면, “예를들면”)는 단지 본 발명을 양호하게 설명하기 위한 의도이고 달리 주장되지 않는 한 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 어떠한 명세서 언어도 본 발명을 구현하기 위한 필수 요소로서 임의의 비-청구 요소를 의미하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명을 구현하기 위하여 본 발명자에게 알려진 최적 형태를 포함한 본 발명의 바람직한 실시태양들이 본원에 기재된다. 바람직한 실시태양들 변경은 상기 상세한 설명을 독취한 당업자에게 명백하여 질 것이다. 본 발명자는 기술자들이 이러한 명백한 변형을 이용할 것을 예상하고, 본 발명자는 본원에 특히 기재된 것 외에도 본 발명이 구현될 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용 법률이 허용하는 한 첨부된 청구범위에 언급된 주제의 모든 변형 및 균등론을 포함한다. 또한, 달리 본원에 명시되거나 달리 명백하게 문맥상 반대로 해석되지 않는 한 모든 잠재적 변형에서 상기 요소들의 임의의 조합 역시 본 발명에 의해 포괄된다.

Claims (22)

  1. 다중-다리 방출 부트에 있어서:
    진입구역, 전이구역 및 이들 사이에 배치되는 힐부를 포함하고,
    진입구역은 유입구 개구를 형성하는 유입구 말단을 가지고, 진입구역은 유입구 말단 및 힐부 사이에 연장되는 주 유체 진입축을 따라 배치되고,
    전이구역은 접합 말단을 가지고, 전이구역은 힐부 및 접합 말단 사이에 연장되는 주 유체 방출축을 따라 배치되고, 접합 말단은 제1 및 제2 접합 개구들을 형성하고, 제1 접합 개구는 제2 접합 개구와 이격 배치되고,
    힐부는 유입구 개구로부터 주 유체 진입축을 따라 힐부를 통해 주 유체 방출축을 따라 전이구역으로 이동하도록 슬러리 유체의 방향을 변경시키는 표면을 가지고,
    유입구 개구와 제1 및 제2 접합 개구들 사이에 확장된 유입구 통로를 형성하는, 유입구 도관;
    유입구 도관의 제1 접합 개구와 유체 연통하고, 제1 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함하는, 1 유출구 도관;
    유입구 도관의 제2 접합 개구와 유체 연통하고, 제2 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함하는, 2 유출구 도관; 및
    유입구 도관의 접합 말단에 배치되고, 제1 접합 개구 및 제2 접합 개구 사이에 배치되는, 접합부; 로 구성되고,
    유입구 도관은 접합부에 인접한 유입구 통로에 유체 제한부를 형성하는 윤곽부를 포함하고,
    윤곽부는 상부 볼록 구역 및 반대측 하부 볼록 구역을 포함하고, 상부 및 하부 볼록 구역들은 유입구 통로에서 서로를 향하여 돌출되어 이들 사이에 유체 제한부를 형성하는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  2. 다중-다리 방출 부트에 있어서:
    진입구역, 전이구역 및 이들 사이에 배치되는 힐부를 포함하고,
    진입구역은 유입구 개구를 형성하는 유입구 말단을 가지고, 진입구역은 유입구 말단 및 힐부 사이에 연장되는 주 유체 진입축을 따라 배치되고,
    전이구역은 접합 말단을 가지고, 전이구역은 힐부 및 접합 말단 사이에 연장되는 주 유체 방출축을 따라 배치되고, 접합 말단은 제1 및 제2 접합 개구들을 형성하고, 제1 접합 개구는 제2 접합 개구와 이격 배치되고,
    힐부는 유입구 개구로부터 주 유체 진입축을 따라 힐부를 통해 주 유체 방출축을 따라 전이구역으로 이동하도록 슬러리 유체의 방향을 변경시키는 표면을 가지고,
    접합부에 인접한 유입구 통로에서 유체 제한부를 형성하는 윤곽부를 포함하는, 유입구 도관;
    유입구 도관의 제1 접합 개구와 유체 연통하고, 제1 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함하는, 제1 유출구 도관;
    유입구 도관의 제2 접합 개구와 유체 연통하고, 제2 방출 개구를 형성하는 방출 말단을 포함하는, 제2 유출구 도관; 및
    유입구 도관의 접합 말단에 배치되고, 제1 접합 개구 및 제2 접합 개구 사이에 배치되는 접합부; 로 구성되고
    유입구 도관은 접합부에 인접한 유입구 통로에 유체 제한부를 형성하는 윤곽부를 포함하고,
    윤곽부는 제1 및 제2 안내 채널들을 형성하고, 유체 제한부는 제1 및 제2 안내 채널들 사이 주 유체 방출축에 교차하는 횡축을 따라 측면에 배치되고, 제1 및 제2 안내 채널들 각각은 유체 제한부의 단면적보다 큰 단면적을 가지는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 진입구역은 전이구역에 대하여 공급각에서 배치되고, 공급각은 45도 내지 170도의 범위인, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 슬러리의 주 유체는 주 유체 진입축으로부터 주 유체 방출축으로 10도 내지 135도 범위의 방향각만큼 방향이 변경되는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 유입구 도관의 유입구 개구는 단면적을 가지고, 제1 유출구 도관의 제1 방출 개구는 유입구 도관의 유입구 개구와 동일한 또는 미만의 단면적을 가지고, 제2 유출구 도관의 제2 방출 개구는 유입구 도관의 유입구 개구와 동일한 또는 미만의 단면적을 가지는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  6. 청구항 5에 있어서, 제1 유출구 도관의 제1 방출 개구 단면적은 제2 유출구 도관의 제2 방출 개구 단면적과 동일한, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  7. 청구항 6에 있어서, 제1 유출구 도관의 제1 방출 개구 단면적은 유입구 도관의 유입구 개구 단면적의 85% 미만이고, 제2 유출구 도관의 제2 방출 개구 단면적은 유입구 도관의 유입구 개구 단면적의 85% 미만인, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  8. 청구항 2에 있어서, 윤곽부는 상부 볼록 구역 및 반대측 하부 볼록 구역을 포함하고, 상부 및 하부 볼록 구역들은 유입구 통로에서 서로를 향하여 돌출되어 이들 사이에 유체 제한부를 형성하는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 접합부는 평탄한 벽 구역을 포함하고, 벽 구역은 주 유체 방출축에 교차하는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  10. 청구항 2에 있어서, 제1 및 제2 안내 채널들 각각은 제1 및 제2 접합 개구들 각각과 정렬되는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  11. 청구항 2에 있어서, 유체 제한부는 높이축을 따라 최대 높이를 가지고, 높이축은 주 유체 방출축 및 횡축 모두에 대하여 교차하고, 제1 및 제2 안내 채널들 각각은 높이축을 따라 유체 제한부 최대 높이보다 큰 최대 높이를 가지는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 서로 이격 배치되는 제1 및 제2 압축 부재들을 포함하고, 제1 및 제2 압축 부재들 사이에 접합부가 배치되고, 제1 및 제2 압축 부재들 중 적어도 하나는 다른 압축 부재에 대하여 주 유체 방출축에 교차하는 압착축을 따라 정상 위치 및 압축 위치 사이에서 주행 범위에 걸쳐 이동되는, 압축 기구를 추가로 포함하고, 압축위치에서 유입구 도관 및 접합부에 인접한 제1 및 제2 유출구 도관들 중 적어도 하나의 일부는 정상 위치에 대하여 상대적으로 압축되는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  13. 청구항 12에 있어서, 압축 부재들 각각은 평탄한 압축 표면을 포함하고, 압축 표면들은 서로 및 주 유체 방출축에 대하여 평행한, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  14. 청구항12에 있어서, 압축 기구는 제2 압축 부재에 대하여 제1 압축 부재를 선택적으로 이동시키는 작동기를 포함하는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  15. 청구항 14에 있어서, 압축 기구는 소정의 주기에 따라 작동기가 주기적으로 작동하여 접합부를 주기적으로 압축하도록 작동기를 제어하는 제어기를 포함하는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  16. 청구항 14에 있어서, 압축 기구는 작동기가 작동하여 제1 및 제2 압축 부재들을 서로를 향하여 소정의 행정 거리만큼 이동되도록 작동기를 제어하는 제어기를 포함하는, 수성 시멘트질 슬러리 분배용 다중-다리 방출 부트.
  17. 석고 슬러리 혼합 및 분배 조립체에 있어서:
    물과 소성석고를 교반하여 수성 소성석고 슬러리를 형성하는 혼합기; 및
    혼합기와 유체 연통하는 청구항 1 또는 청구항 2에 의한 다중-다리 방출 부트 다중-다리 방출 부트로 구성되는, 석고 슬러리 혼합 및 분배 조립체.
  18. 청구항 17에 있어서, 다중-다리 방출 부트는 혼합기와 유체 연통하는 방출 도관의 말단부를 포함하는, 석고 슬러리 혼합 및 분배 조립체.
  19. 시멘트질 제품 제조방법에 있어서:
    혼합기로부터 수성 슬러리 주 유체를 방출하는 단계;
    청구항 1 또는 청구항 2에 의한 다중-다리 방출 부트의 유입구 도관에서 슬러리 주 유체를 주 유체 진입축으로부터 주 유체 방출축으로 10도 내지 135도 범위의 방향각만큼 방향을 변경시키는 단계;
    수성 슬러리 주 유체를 다중-다리 방출 부트의 제1 및 제2 유출구 도관들을 분리하는 접합부의 상류 유입구 도관에 있는 유체 제한부를 통과시키는 단계;
    다중-다리 방출 부트에서 주 유체 방출축을 따라 이동하는 수성 슬러리 주 유체를 수성 슬러리의 제1 방출 유체 및 수성 슬러리의 제2 방출 유체로 분할하는 단계; 및
    제1 및 제2 유출구 도관들로부터제1 및 제2 방출 유체들을 방출하는 단계로 구성되는, 시멘트질 제품 제조방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    다중-다리 방출 부트의 접합부를 압축하는 단계를 추가로 포함하는, 시멘트질 제품 제조방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 접합부를 압축하는 단계는 소정의 주기에 따라 주기적으로 수행되는, 시멘트질 제품 제조방법.
  22. 청구항 20에 있어서, 접합부를 압축하는 단계는 제1 및 제2 압축 부재들을 서로를 향하여 소정의 행정 거리만큼 이동시키는, 시멘트질 제품 제조방법.
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