KR20150074052A - 슬러리 분배기, 시스템, 및 이의 사용 방법 - Google Patents

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KR20150074052A
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slurry
feed
flow
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axis
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KR1020157012678A
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제임스 위트볼드
크리스 씨. 리
알프레드 씨. 리
나빈 푸나티
윌리암 제이. 라고
루이스 카라즈코
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유나이티드 스테이츠 집섬 컴파니
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Abstract

슬러리 분배기는 급송 도관 및 그것과 유체 연통되는 분배 도관을 포함한다. 급송 도관은 급송 입구 및 그것과 유체 연통되고 제 1 급송 흐름 축을 따라 연장되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 포함한다. 급송 도관은 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 성형 덕트를 포함한다. 급송 도관은 벌브 부분과 유체 연통되고 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장되는 전이 세그먼트를 포함한다. 벌브 부분은 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖는다. 성형 덕트는 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다.

Description

슬러리 분배기, 시스템, 및 이의 사용 방법{SLURRY DISTRIBUTOR, SYSTEM, AND METHOD FOR USING SAME}
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 특허 출원은 2012년 10월 24일에 출원되고, 발명의 명칭이 "Slurry Distributor, System, and Method for Using Same"인 정규 특허 출원 제13/659,516호 및 2013년 3월 15일에 출원되고 발명의 명칭이 "Slurry Distributor, System, and Method for Using Same"인 일부 계속 특허 출원 제13/844,133호의 이득을 주장한다.
전술한 관련 출원들의 모두는 본 명세서에 전체가 참고문헌으로서 통합된다.
본 개시는 연속 보드(예를 들어, 벽판) 제조 공정들에 관한 것으로, 특히 수성 소성석고 슬러리(aqueous calcined gypsum slurry)의 분배를 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 물에서 소성석고(통상적으로 "스투코(stucco)"로 지칭됨)을 균일하게 분산시킴으로써 석고 보드를 제조하는 것은 잘 알려져 있다. 수성 소성석고 슬러리는 전형적으로 균일한 석고 슬러리를 형성하기 위해 스투코 및 물 및 다른 첨가제들을 내용물을 교반하는 수단을 포함하는 혼합기에 삽입함으로써 연속 방식으로 생성된다. 슬러리는 혼합기의 방출 출구를 향하고 그것을 통해 그리고 혼합기의 방출 출구와 연결된 방출 도관으로 연속적으로 지향된다. 수성 기포는 혼합기 및/또는 방출 도관에서 수성 소성석고 슬러리와 결합될 수 있다. 슬러리의 스트림은 포밍 테이블에 의해 지지되는 커버 시트 재료의 이동 웨브 상에 연속적으로 퇴적되는 방출 도관을 통과한다. 슬러리는 어드밴싱 웨브(advancing web) 위에서 확산하도록 허용된다. 커버 시트 재료의 제 2 웨브는 슬러리를 커버하고 연속 벽판 프리폼(wallboard preform)의 샌드위치 구조를 형성하기 위해 적용되며, 이는 원하는 두께를 획득하기 위해 예를 들어 종래의 포밍 스테이션에서 성형된다. 소성석고는 벽판 프리폼에서 물과 반응하고 벽판 프리폼이 제조 라인 아래로 이동함에 따라 응고된다. 벽판 프리폼은 벽판 프리폼이 충분히 응고되었던 라인을 따라 한 지점에서 세그먼트들로 절단되고, 세그먼트들은 뒤집혀지고, 과잉수를 없애기 위해 (예를 들어, 가마(kiln)에서) 건조되고, 원하는 치수들의 최종 벽판 제품을 제공하기 위해 처리된다.
석고 벽판의 제조와 연관된 운영 문제점들의 일부를 처리하는 종래의 디바이스들 및 방법들은 공동 양도된 미국 특허 제5,683,635호; 제5,643,510호; 제6,494,609호; 제6,874,930호; 제7,007,914호; 및 제7,296,919호에 개시되며, 이들은 본 명세서에 참고문헌으로서 포함된다.
주어진 양의 완제품을 형성하기 위해 결합되는 스투코에 대한 물의 중량 비율은 본 기술분야에서 "물-스투코 비율"(WSR:water-stucco ratio))로 종종 언급된다. 공식 변경 없이 WSR의 감소는 슬러리 점도를 대응적으로 증가시킬 것이며, 그것에 의해 포밍 테이블 상에 확산하는 슬러리의 능력을 감소시킨다. 석고 보드 제조 공정에서 물 사용을 감소시키는(즉, WSR을 낮추는) 것은 공정에서 에너지 요구를 감소시키는 기회를 포함하는, 많은 장점들을 가져올 수 있다. 그러나, 증가적인 점성 석고 슬러리들을 포밍 테이블 상에서 균일하게 확산하는 것은 큰 도전으로 남아 있다.
더욱이, 슬러리가 공기를 포함하는 다상 슬러리인 일부 상황들에서, 공기-액체 슬러리 분리는 혼합기로부터 슬러리 방출 도관에서 전개될 수 있다. WSR이 감소함에 따라, 공기량은 동일한 건조 밀도를 유지하기 위해 증가한다. 액체 슬러리 상으로부터 분리된 기상의 정도는 증가하며, 그것에 의해 더 큰 질량 또는 밀도 변화를 위한 경향을 야기한다.
이러한 배경기술 설명은 독자를 원조하기 위해 본 발명자들에 의해 안출되었고 지적된 문제들 자체가 본 기술분야에서 인식된 지시로서 해석되지 않아야 한다는 점이 이해될 것이다. 설명된 원리들이 일부 양태들 및 실시예들에서, 다른 시스템들에 내재하는 문제들을 완화할 수 있지만, 보호된 혁신의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의되고 본 명세서에 언급된 임의의 특정 문제를 해결하는 임의의 개시된 특징의 능력에 의해 정의되지 않는다는 점이 이해될 것이다.
일 양태에서, 본 개시는 석고 제품을 제조할 시의 사용을 위한 슬러리 분배 시스템의 실시예들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 슬러리 분배기는 급송 도관 및 그것과 유체 연통되는 분배 도관을 포함할 수 있다. 급송 도관은 분배 도관과 유체 연통되는 제 1 급송 입구 및 제 1 급송 입구와 이격된 관계로 배치되고 분배 도관과 유체 연통되는 제 2 급송 입구를 포함할 수 있다. 분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 그것과 유체 연통되는 분배 출구를 포함할 수 있다. 진입 부분은 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통된다. 분배 출구는 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다.
다른 실시예들에서, 슬러리 분배기는 급송 도관 및 분배 도관을 포함한다. 급송 도관은 제 1 급송 입구를 갖는 제 1 진입 세그먼트 및 제 1 급송 입구에 이격된 관계로 배치되는 제 2 급송 입구를 갖는 제 2 진입 세그먼트를 포함한다. 분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통된다. 분배 출구는 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 횡축은 종축에 실질적으로 수직이다. 제 1 및 제 2 급송 입구들 각각은 단면적을 갖는 개구부를 갖는다. 분배 도관의 진입 부분은 제 1 및 제 2 급송 입구들의 개구부들의 단면적들의 합보다 더 큰 단면적을 갖는 개구부를 갖는다.
다른 실시예들에서, 슬러리 분배기는 급송 도관, 분배 도관, 및 적어도 하나의 지지 세그먼트를 포함한다. 급송 도관은 제 1 급송 입구를 갖는 제 1 진입 세그먼트 및 제 1 급송 입구에 이격된 관계로 배치되는 제 2 급송 입구를 갖는 제 2 진입 세그먼트를 포함한다. 분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통된다. 각각의 지지 세그먼트는 지지 세그먼트가 급송 도관 및 분배 도관 중 적어도 하나의 일부와 증가 압축 체결되는 위치들의 범위에 지지 세그먼트가 있도록 주행의 범위에 걸쳐서 이동가능하다.
본 개시의 다른 양태에서, 슬러리 분배기는 수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 물 및 소성석고를 교반하도록 적응되는 석고 슬러리 혼합기와 유체 연통되어 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 본 개시는 수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 물 및 소성석고를 교반하도록 적응되는 석고 슬러리 혼합기를 포함하는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리를 설명한다. 슬러리 분배기는 석고 슬러리 혼합기와 유체 연통되고 석고 슬러리 혼합기로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름 및 제 2 흐름을 수용하고 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 어드밴싱 웨브로 분배하도록 적응된다.
슬러리 분배기는 석고 슬러리 혼합기로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름을 수용하도록 적응되는 제 1 급송 입구, 석고 슬러리 혼합기로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름을 수용하도록 적응되는 제 2 급송 입구, 및 제 1 및 제 2 급송 입구들 둘다와 유체 연통되고 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 슬러리 분배기로부터 분배 출구를 통해 방출되도록 적응되는 분배 출구를 포함한다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기는 급송 도관 및 분배 도관을 포함한다. 급송 도관은 급송 입구 및 급송 입구와 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 포함한다. 진입 세그먼트는 제 1 급송 흐름 축을 따라 연장된다. 급송 도관은 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 성형 덕트를 포함한다. 급송 도관은 벌브 부분과 유체 연통되는 전이 세그먼트를 포함한다. 전이 세그먼트는 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장된다.
분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 급송 입구와 유체 연통된다. 분배 출구는 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다.
벌브 부분은 급송 입구로부터 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖는다. 성형 덕트는 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다.
또 다른 실시예에서, 슬러리 분배기는 분기 급송 도관 및 분배 도관을 포함한다. 분기 급송 도관은 급송 입구 및 급송 입구와 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 각각 갖는 제 1 및 제 2 급송 부분, 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 성형 덕트, 및 벌브 부분과 유체 연통되는 전이 세그먼트를 포함한다. 진입 세그먼트는 전체적으로 수직 축을 따라 연장된다. 전이 세그먼트는 수직 축에 수직인 종축을 따라 연장된다.
분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통된다. 분배 출구는 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다.
제 1 및 제 2 벌브 부분들 각각은 각각의 제 1 및 제 2 급송 입구들로부터 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖는다. 제 1 및 제 2 성형 덕트들은 각각은 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들의 각각의 제 1 및 제 2 급송 진입 출구들과 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기는 분배 도관 및 슬러리 와이핑 메커니즘을 포함한다. 분배 도관은 전체적으로 종축, 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구, 및 진입 부분과 분배 출구 사이에 연장되는 하단 표면을 따라 연장된다. 분배 출구는 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 슬러리 와이핑 메커니즘은 분배 도관의 하단 표면과 접촉 관계에 있는 가동 와이퍼 블레이드를 포함한다. 와이퍼 블레이드은 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 클리어링 경로에 걸쳐서 왕복 이동가능하다. 클리어링 경로는 분배 출구에 인접하여 배치된다.
또 다른 실시예에서, 슬러리 분배기는 분배 도관 및 프로파일링 메커니즘을 포함한다. 분배 도관은 전체적으로 종축을 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 분배 출구는 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 분배 출구는 횡축을 따라 축 및 종축 및 횡축에 상호 수직인 수직 축을 따라 높이를 갖는 출구 개구부를 포함한다.
프로파일링 메커니즘은 분배 도관과 접촉 관계에 있는 프로파일링 부재를 포함한다. 프로파일링 부재는 출구 개구부의 형상 및/또는 크기를 변화시키기 위해 프로파일링 부재가 분배 출구에 인접한 분배 도관의 일부와 증가 압축 체결되는 위치들의 범위에 프로파일링 부재가 있도록 주해의 범위에 걸쳐서 이동가능하다.
본 개시의 다른 양태에서, 슬러리 분배기는 시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리에 사용될 수 있다. 예를 들어, 슬러리 분배기는 수성 소성석고 슬러리를 어드밴싱 웨브 상에 분배하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리는 혼합기 및 혼합기와 유체 연통되는 슬러리 분배기를 포함한다. 혼합기는 수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 물 및 소성석도를 교반하도록 적응된다. 슬러리 분배기는 급송 도관 및 분배 도관을 포함한다:
급송 도관은 제 1 급송 입구를 갖는 제 1 진입 세그먼트 및 제 1 급송 입구에 이격된 관계로 배치되는 제 2 급송 입구를 갖는 제 2 진입 세그먼트를 포함한다. 제 1 급송 입구는 석고 슬러리 혼합기로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름을 수용하도록 적응된다. 제 2 급송 입구는 석고 슬러리 혼합기로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름을 수용하도록 적응된다.
분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통된다. 분배 출구는 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 횡축은 종축에 실질적으로 수직이다. 분배 출구는 제 1 및 제 2 급송 입구들 둘다와 유체 연통되고 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 슬러리 분배기로부터 분배 출구를 통해 방출되도록 적응된다.
제 1 및 제 2 급송 입구들 각각은 단면적을 갖는 개구부를 갖는다. 분배 도관의 진입 부분은 제 1 및 제 2 급송 입구들의 개구부들의 단면적들의 합보다 더 큰 단면적을 갖는 개구부를 갖는다.
시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리는 수성 시멘트 슬러리를 형성하기 위해 물 및 시멘트 재료를 교반하도록 적응되는 혼합기 및 혼합기와 유체 연통되는 슬러리 분배기를 포함한다. 슬러리 분배기는 본 개시의 원리들을 따르는 슬러리 분배기의 다양한 실시예들 중 임의의 하나일 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태에서, 슬러리 분배 시스템은 시멘트 제품을 제조하는 방법에 사용될 수 있다. 예를 들어, 슬러리 분배기는 수성 소성석고 슬러리를 어드밴싱 웨브 상에 분배하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 수성 소성석고 슬러리를 이동 웨브 상에 분배하는 방법은본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 사용하여 수행될 수 있다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름 및 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름은 슬러리 분배기의 제 1 급송 입구 및 제 2 급송 입구를 통해 각각 통과된다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들은 슬러리 분배기에서 결합된다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들은 이동 웨브 상의 슬러리 분배기의 분배 출구로부터 방출된다.
다른 실시예들에서, 석고 제품를 제조하는 방법은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 사용하여 수행될 수 있다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름은 평균 제 1 급송 속도로 슬러리 분배기의 제 1 급송 입구를 통해 통과된다. 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름은 평균 제 2 급송 속도로 슬러리 분배기의 제 2 급송 입구를 통해 통과된다. 제 2 급송 입구는 제 1 급송 입구에 이격된 관계에 있다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들은 슬러리 분배기에서 결합된다. 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들은 커버 시트 재료가 기계 방향을 따라 이동할 시에 슬러리 분배기의 분배 출구로부터 평균 방출 속도로 방출된다. 평균 방출 속도는 평균 제 1 급송 속도 및 평균 제 2 급송 속도 미만이다.
다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 사용하여 수행될 수 있다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 혼합기로부터 방출된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 평균 급송 속도로 슬러리 분배기의 급송 입구를 통해 제 1 급송 흐름 축을 따라 통과된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 슬러리 분배기의 벌브 부분으로 전달된다. 벌브 부분은 급송 입구로부터의 흐름 방향에 비해 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖는다. 벌브 부분은 급송 입구로부터 벌브 부분을 통해 이동하는 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 평균 속도를 감소시키도록 구성된다. 성형 덕트는 수성 시멘트 슬러리의 흐름이 제 1 급송 흐름 축에 실질적으로 수직인 평면에서 방사상 흐름으로 이동하도록 제 1 급송 흐름 축과 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장되는 전이 세그먼트로 전달된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 분배 도관으로 통과된다. 분배 도관은 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하는 분배 출구를 포함한다.
다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 혼합기로부터의 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 방출하는 단계를 포함한다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 슬러리 분배기의 분배 도관의 진입 부분을 통해 통과된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 커버 시트 재료의 웨브가 기계 방향을 따라 이동할 시에 슬러리 분배기의 분배 출구로부터 방출된다. 와이퍼 블레이드는 수성 시멘트 슬러리를 그것으로부터 제거하기 위해 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 분배 도관의 하단 표면을 따라 클리어링 경로에 걸쳐서 왕복 이동된다. 클리어링 경로는 분배 출구에 인접하여 배치된다.
또 다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 혼합기로부터 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 방출하는 단계를 포함한다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 슬러리 분배기의 분배 도관의 진입 부분을 통해 통과된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 커버 시트 재료의 웨브가 기계 방향을 따라 이동할 시에 슬러리 분배기의 분배 출구의 출구 개구부로부터 방출된다. 분배 출구는 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 출구 개구부는 횡축을 따라 축 및 종축 및 횡축에 상호 수직인 수직 축을 따라 높이를 갖는다. 분배 출구에 인접한 분배 도관의 일부는 출구 개구부의 형상 및/또는 크기를 변화시키기 위해 압축 체결된다.
본 개시의 원리들에 따라 슬러리 분배기를 제조하는 방법에서의 사용을 위한 몰드의 실시예들이 또한 본 명세서에 개시된다. 본 개시의 원리들에 따라 슬러리 분배기를 위한 지지부들의 실시예들이 또한 본 명세서에 개시된다.
개시된 원리들의 추가 및 대안 양태들 및 특징들은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 이해될 것이다. 이해되는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 슬러리 분배 시스템들은 다른 및 상이한 실시예들에서 수행되고 사용될 수 있으며, 다른 점에서 수정될 수 있다. 따라서, 상술한 일반적 설명 및 이하의 상세한 설명 둘다는 단지 예시적이고 설명적이며 첨부된 특허청구범위의 범위를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 한다.
특허 또는 출원 파일은 색으로 수행되는 적어도 하나의 도면을 포함한다. 색 도면(들)을 갖는 이러한 특허 또는 특허 출원 공보의 사본들은 필요한 수수료의 요청 및 지불에 따라 특허청에 의해 제공될 것이다.
도 1은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 도 1의 슬러리 분배기의 사시도 및 슬러리 분배기 지지부의 일 실시예의 사시도이다.
도 3은 도 1의 슬러리 분배기 및 도 2의 슬러리 분배기 지지부의 전면 정면도이다.
도 4는 도 1의 슬러리 분배기와 유사하지만, 강성 재료로 구성되고 투피스 구성을 갖는 내부 형상을 정의하는 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 일 실시예의 사시도이다 .
도 5는 프로파일링 시스템이 예시적 목적들을 위해 제거된 도 4의 슬러리 분배기의 다른 사시도이다.
도 6은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 다른 실시예의 등축도이며, 이는 슬러리 분배기의 종축 또는 기계 방향에 대해 대략 60 도 급송 각도에서 배치되는 제 1 급송 입구 및 제 2 급송 입구를 포함한다.
도 7은 도 6의 슬러리 분배기의 상단 평면도이다.
도 8은 도 6의 슬러리 분배기의 후면 정면도이다.
도 9는 도 6의 슬러리 분배기의 제 1 피스의 상단 평면도이며, 이는 투피스 구성을 갖는다.
도 10은 도 9의 슬러리 분배기 피스의 전면 사시도이다.
도 11은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 도 6의 슬러리 분배기 및 슬러리 분배기에 대한 지지 시스템의 분해도이다.
도 12는 도 11의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 사시도이다.
도 13은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 도 6의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 다른 실시예의 분해도이다.
도 14는 도 13의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 사시도이다.
도 15는 도 6의 슬러리 분배기와 유사하지만, 가요성 재료로 구성되고 일체 구성을 갖는 내부 형상을 정의하는 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 일 실시예의 사시도이다.
도 16은 도 15의 슬러리 분배기의 상단 평면도이다.
도 17은 그것의 급송 도관의 일부의 점진적인 단면 흐름 영역들을 예시하는, 도 15의 슬러리 분배기에 의해 정의되는 내부 형상의 확대 사시도이다.
도 18은 급송 도관의 다른 점진적인 단면 흐름 영역을 예시하는 도 15의 슬러리 분배기의 내부 형상의 확대 사시도이다.
도 19는 도 15의 슬러리 분배기의 분배 도관에 대해 진입 부분의 반과 정렬되는 급송 도관의 다른 점진적인 단면 흐름 영역을 예시하는, 도 15의 슬러리 분배기의 내부 형상의 확대 사시도이다.
도 20은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 도 15의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 다른 실시예의 사시도이다.
도 21은 도 20의 경우와 같지만, 도 15의 슬러리 분배기와 분배 관계로 복수의 유지 플레이트들을 도시하기 위해 지지 프레임이 예시적 목적들로 제거된 사시도이다.
도 22는 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 다른 실시예 및 지지 시스템의 다른 실시예의 전면 사시도이다.
도 23은 도 22의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 후면 사시도이다.
도 24는 도 22의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 상단 평면도이다.
도 25는 도 22의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 측면 정면도이다.
도 26은 도 22의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 전면 정면도이다.
도 27은 도 22의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 후면 정면도이다.
도 28은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 와이핑 메커니즘의 일 실시예를 예시하는, 슬러리 분배기의 원위 부분의 확대 상세도이다.
도 29는 본 개시의 원리들에 따라 구성되고 도 22의 슬러리 분배기에 사용되는 프로파일링 메커니즘의 사시도이다.
도 30은 도 29의 프로파일링 메커니즘의 전면 정면도이다.
도 30a는 압축된 위치에서 프로파일링 메커니즘의 프로파일링 부재를 예시하는, 도 30에서와 같은 도면이다.
도 30b는 피벗된 위치에서 프로파일링 메커니즘의 프로파일링 부재를 예시하는, 도 30에서와 같은 도면이다.
도 30c는 병진 로드와 프로파일링 세그먼트 사이의 연결 기술을 예시하는, 프로파일링 부재의 확대 상세 분해도이다.
도 31은 도 29의 프로파일링 메커니즘의 측면 정면도이다.
도 32는 도 29의 프로파일링 메커니즘의 상단 평면도이다.
도 33은 도 29의 프로파일링 메커니즘의 하단 정면도이다.
도 34는 지지 프레임이 예시적 목적들을 위해 제거된 도 22의 슬러리 분배기 및 지지 시스템의 상단 평면도이다.
도 35는 도 22의 슬러리 분배기의 벌브 부분의 측면으로부터 취해진 확대 상세도이다.
도 36은 도 22의 지지 시스템의 하단 지지 부재에 놓이는 한 쌍의 강성 지지 삽입부들의 사시도이다.
도 37은 도 36의 강성 지지 삽입부의 측면 정면도이다.
도 38은 도 36의 강성 지지 삽입부의 전면 정면도이다.
도 39는 도 36의 강성 지지 삽입부의 후면 정면도이다.
도 40은 도 22의 슬러리 분배기의 전면 정면도이다.
도 41은 도 22의 슬러리 분배기의 후면 정면도이다.
도 42는 도 22의 슬러리 분배기의 하단 사시도이다.
도 43은 도 22의 슬러리 분배기의 하단 평면도이다.
도 44는 도 22의 슬러리 분배기의 하프 부분의 상단 평면도이다.
도 45는 도 44의 라인 45―45를 따라 취해진 단면도이다.
도 46은 도 44의 라인 46―46을 따라 취해진 단면도이다.
도 47은 도 44의 라인 47―47을 따라 취해진 단면도이다.
도 48은 도 44의 라인 48―48을 따라 취해진 단면도이다.
도 49는 도 44의 라인 49―49를 따라 취해진 단면도이다.
도 50은 도 44의 라인 50―50을 따라 취해진 단면도이다.
도 51은 도 44의 라인 51―51을 따라 취해진 단면도이다.
도 52는 도 44의 라인 52―52를 따라 취해진 단면도이다.
도 53은 도 44의 라인 53―53을 따라 취해진 단면도이다.
도 54는 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 도 1에서와 같은 슬러리 분배기를 제조하는 멀티 피스 몰드의 일 실시예의 사시도이다.
도 55는 도 54의 몰드의 상단 평면도이다.
도 56은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 도 15에서와 같은 슬러리 분배기를 제조하는 멀티 피스 몰드의 일 실시예의 분해도이다.
도 57은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 투피스 슬러리 분배기를 제조하는 몰드의 다른 실시예의 사시도이다.
도 58은 도 57의 몰드의 상단 평면도이다.
도 59는 본 개시의 원리들에 따른 슬러리 분배기를 포함하는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리의 일 실시예의 개략 평면도이다.
도 60은 본 개시의 원리들에 따른 슬러리 분배기를 포함하는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리의 다른 실시예의 개략 평면도이다.
도 61은 본 개시의 원리들에 따른 석고 벽판 제조 라인의 습식 단부의 일 실시예의 개략 정면도이다.
도 62는 슬러리 분배기를 포함하는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리에서의 사용에 적절한 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 흐름 분할기의 일 실시예의 사시도이다.
도 63은 도 62의 흐름 분할기의 단면인 측면 정면도이다.
도 64는 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 압착 장치가 장착된 도 62의 흐름 분할기의 측면 정면도이다.
도 65는 도 15의 슬러리 분배기와 유사한 슬러리 분배기의 하프 부분의 상단 평면도이다.
도 66은 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분의 무차원 영역 및 무차원 수력 반경을 나타내는 예 1의 표 I로부터의 데이터의 플롯이다.
도 67은 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리의 흐름의 무차원 속도를 나타내는, 예들 2 및 3의 표들 II 및 III 각각으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 68은 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리에서의 무차원 전단 속도를 나타내는, 예들 2 및 3의 표들 II 및 III 각각으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 69는 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리의 무차원 점도를 나타내는, 예들 2 및 3의 표들 II 및 III 각각으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 70은 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리에서의 무차원 전단 응력을 나타내는, 예들 2 및 3의 표들 II 및 III 각각으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 71은 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리에서의 무차원 레이놀즈 수를 나타내는, 예들 2 및 3의 표들 II 및 III 각각으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 72는 도 22의 슬러리 분배기와 유사한 슬러리 분배기의 상단 평면도이다.
도 73은 도 72의 슬러리 분배기의 하프 부분에 대한 계산 유체 역학(CFD) 모델 출력의 상단 사시도이다.
도 74는 예들 4-6에서 논의된 다양한 영역들을 예시하는, 도 73에서와 같은 도면이다.
도 75는 도 74에 표시된 영역 A의 도면이다.
도 76은 CFD 분석을 수행하기 위해 사용되는 방사상 위치들을 예시하는 영역 A의 상단 평면도이다.
도 77은 영역 A에서의 방사상 위치 대 도 73의 슬러리 분배기의 하프 부분의 영역 A를 통해 이동하는 무차원 평균 속도를 나타내는 예 4의 표 IV로부터의 데이터의 플롯이다.
도 78은 이동하는 슬러리의 흐름이 스월 모션을 갖는 슬러리 분배기의 영역 B를 예시하는, 도 72로부터 취해진 확대 상세도이다.
도 79는 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 73의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리의 흐름의 무차원 속도를 나타내는 예 6의 표 VI으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 80은 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 73의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리에서의 무차원 전단 속도를 나타내는 예 6의 표 VI으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 81은 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 73의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리의 무차원 점도를 나타내는 예 6의 표 VI로부터의 데이터의 플롯이다.
도 82는 급송 입구로부터의 무차원 거리 대 도 73의 슬러리 분배기의 하프 부분을 통해 이동하는 모델링된 슬러리의 무차원 레이놀즈 수를 나타내는 예 6의 표 VI으로부터의 데이터의 플롯이다.
도 83은 중심 가로 중간점으로부터 출구 개구부의 폭을 따르는 무차원 거리 대 도 73의 슬러리 분배기의 하프 부분으로부터 방출하는 모델링된 슬러리의 확산 각도를 나타내는 예 7의 표 VII로부터의 데이터의 플롯이다.
본 개시는 예를 들어 석고 벽판과 같은 시멘트 제품들을 포함하는, 제품들의 제조에 사용될 수 있는 슬러리 분배 시스템의 다양한 실시예들을 제공한다. 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 실시예들은 예를 들어 수성 기포화 석고 슬러리에서 발견되는 것과 같은, 기상 및 액상을 함유하는 것과 같은, 다상 슬러리를 효과적으로 분배하는 제조 공정에 사용될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 분배 시스템의 실시예들은 슬러리(예를 들어, 수성 소성석고 슬러리)를 연속 보드(예를 들어, 벽판) 제조 공정 동안 컨베이어 상에 이동하는 어드밴싱 웨브(예를 들어, 종이 또는 매트) 위에 분배하기 위해 사용될 수 있다. 일 양태에서, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배 시스템은 수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 소성석고 및 물을 교반하는 혼합기에 부착되는 방출 도관으로서 또는 그것의 일부로서 종래의 석고 건식벽 제조 공정에 사용될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배 시스템의 실시예들은 균일한 석고 슬러리의 더 넓은 분배를 (교차 기계 방향을 따라) 달성하는 것을 목표로 한다. 본 개시의 슬러리 분배 시스템의 실시예들은 석고 벽판을 제조하기 위해 종래에 사용된 WSR들 및 비교적 더 낮고 비교적 더 높은 점도를 갖는 것들을 포함하는, WSR들의 범위를 갖는 석고 슬러리와의 사용에 적절하다. 더욱이, 본 개시의 석고 슬러리 분배 시스템은 예컨대 매우 높은 기포 용적을 갖는 기포화 석고 슬러리를 포함하는, 수성 기포화 석고 슬러리에서 공기-액상 분리의 제어를 돕기 위해 사용될 수 있다. 어드밴싱 웨브 위에 수성 소성석고 슬러리의 확산은 본 명세서에 도시되고 설명되는 바와 같은 분배 시스템을 사용하여 슬러리를 보내고 분배함으로써 제어될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따른 시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리는 예들 들어 보드와 같은 임의의 타입의 시멘트 제훔을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시멘트 보드, 예컨대 석고 건식벽, 포틀랜드 시멘트 보드 또는 방음 패널이 예를 들어 형성될 수 있다.
시멘트 슬러리는 임의의 종래의 시멘트 슬러리, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2004/0231916호에 설명된 방음 패널들, 또는 포틀랜드 시멘트 보드를 포함하는 석고 벽판, 방음 패널들을 제조하기 위해 통상 사용되는 임의의 시멘트 슬러리일 수 있다. 그와 같이, 시멘트 슬러리는 시멘트 보드 제품들을 제조하기 위해 통상 사용되는 임의의 첨가제들을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 그러한 첨가제들은 광물면, 연속 또는 절단 유리 섬유들(또한 파이버글래스로 언급됨), 퍼라이트, 클레이, 질석, 탄산칼슘, 폴리에스테르, 및 종이 섬유를 포함하는 구조적 첨가제들 뿐만 아니라, 기포제들, 충전제들, 촉진제들, 당, 개선제들 예컨대 인산염들, 아인산염들, 붕산염들 등, 지연제들, 결합제들(예를 들어, 전분 및 라텍스), 착색제들, 살진균제들, 살충제들, 소수성제, 예컨대 규소계 재료(예를 들어, 실란, 실록산, 또는 규소-수지 매트릭스) 등과 같은 화학적 첨가제들을 포함한다. 이들 및 다른 첨가제들의 일부의 사용의 예들은 예를 들어 미국 특허 제6,342,284호; 제6,632,550호; 제6,800,131호; 제5,643,510호; 제5,714,001호; 및 제6,774,146호; 및 미국 특허 출원 공개 제2004/0231916호; 제2002/0045074호; 제2005/0019618호; 제2006/0035112호; 및 제2007/0022913호에 설명된다.
시멘트 재료들의 비제한 예들은 포틀랜드 시멘트, 소렐 시멘트, 슬랙 시멘트, 플라이 애시 시멘트, 칼슘 알루미나 시멘트, 수용성 황산칼슘 무수물, 황산칼륨 α-반수화물, 황산칼슘 β-반수화물, 천연, 합성 또는 화학적 개질 황산칼슘 반수화물, 황산칼슘 이수화물("석고(gypsum)", "응결 석고(set gypsum)", 또는 "수화 석고(hydrated gypsum)"), 및 그것의 혼합물들을 포함한다. 일 양태에서, 시멘트 재료는 바람직하게는 예컨대 황산칼슘 알파 반수화물, 황산칼슘 베타 반수화물, 및/또는 황산칼슘 무수물의 형태로 소성석고를 포함한다. 실시예들에서, 소성석고는 일부 실시예들에서 섬유상이고 다른 실시예들에서 비섬유상일 수 있다. 소성석고는 적어도 대략 50% 베타 황산칼슘 반수화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 소성석고는 적어도 대략 86% 베타 황산칼슘 반수화물을 포함할 수 있다. 소성석고에 대한 물의 중량 비율은 임의의 적절한 비율일 수 있지만, 당해 기술에서 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 더 낮은 비율들은 더 적은 과잉수가 제조 동안 방출되어야 하기 때문에 더 효율적이며, 그것에 의해 에너지를 절약할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시멘트 슬러리는 제품들에 따른 보드 제조 동안, 물 및 소성석고를 각각 대략 1:6 중량 비율에서 대략 1:1 비율, 예컨대 대략 2:3까지의 범위로 결합함으로써 제조될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따른 석고 제품과 같은, 시멘트 제품을 제조하는 방법의 실시예들은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 사용하여 어드밴싱 웨브 상에 수성 소성석고 슬러리를 분배하는 단계를 포함할 수 있다. 이동 웨브 상에 수성 소성석고 슬러리를 분배하는 방법의 다양한 실시예들이 본 명세서에 설명된다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1-도 3에 본 개시의 원리들에 따른 슬러리 분배기(120)의 일 실시예가 도시되고, 도 4 및 도 5에, 본 개시의 원리들에 따른 슬러리 분배기(220)의 다른 실시예가 도시된다. 도 1-도 3에 도시된 슬러리 분배기(120)는 탄성 가요성 재료로 구성되는 반면, 도 3 및 도 4에 도시된 슬러리 분배기(220)는 비교적 강성 재료로 제조된다. 그러나, 도 1-도 5에서 슬러리 분배기들(120, 220) 둘다의 내부 흐름 형상은 동일하고, 또한 도 1-도 3의 슬러리 분배기(120)를 고려할 때 도 5가 참조되어야 한다.
도 1을 참조하면, 슬러리 분배기(120)는 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)을 갖는 급송 도관(122), 및 분배 출구(130)를 포함하고 급송 도관(128)과 유체 연통되는 분배 도관(128)을 포함한다. 분배 도관(128)의 분배 출구(130)의 크기를 국부적으로 변화시키도록 적응되는 프로파일링 시스템(132)(도 3 참조)이 제공될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 급송 도관(122)은 전체적으로 종축 또는 기계 방향(50)에 실질적으로 수직인 횡축 또는 교차 기계 방향(60)을 따라 연장된다. 제 1 급송 입구(124)는 제 2 급송 입구(125)와 이격된 관계에 있다. 제 1 급송 입구(124) 및 제 2 급송 입구(125)는 실질적으로 동일한 영역을 갖는 각각의 개구부들(134, 135)을 정의한다. 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)의 예시된 개구부들(134, 135) 둘다는 이러한 예에 예시된 바와 같은 원형 단면 형상을 갖는다. 다른 실시예들에서, 급송 입구들(124, 125)의 단면 형상은 현재의 의도된 적용들 및 공정 조건들에 따라 다른 형태들을 취할 수 있다.
제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)은 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)이 기계 축(50)에 실질적으로 90°각도로 배치되도록 교차 기계 축(60)을 따라 서로 대향 관계에 있다. 다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)은 기계 방향에 대해 상이한 방식으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)은 기계 방향(50)에 대해 0°와 대략 135°사이의 각도에 있을 수 있다.
급송 도관(122)은 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(136, 137) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(136, 137) 사이에 배치되는 분기 커넥터 세그먼트(139)를 포함한다. 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(136, 137)은 그것들이 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)과 실질적으로 평행하도록 전체적으로 원통형이고 횡축(60)을 따라 연장된다. 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)은 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(136, 137)의 원위 단부들에 각각 배치되고, 그것과 유체 연통된다.
다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(136, 137)은 횡축(60), 기계 방향(50), 및/또는 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)에 대해 상이한 방식으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(136, 137)은 기계 방향(50)에 대해 대략 135°까지의 범위, 및 다른 실시예들에서 대략 30°에서 대략 135°까지의 범위, 및 또 다른 실시예들에서 대략 45°에서 대략 135°까지의 범위, 및 또 다른 실시예들에서 대략 40°에서 대략 110°까지의 범위 내의 각도인 종축 또는 기계 방향(50)에 대한 급송 각도(θ)에서 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)에 실질적으로 각각 배치될 수 있다.
분기 커넥터 세그먼트(139)는 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(136, 137)과 유체 연통된다. 분기 커넥터 세그먼트(139)는 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)을 포함한다. 급송 도관(22)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)은 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)과 각각 유체 연통된다. 커넥터 세그먼트(139)의 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)은 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 급송 방향(190)으로의 제 1 흐름 및 제 2 흐름 방향(191)으로의 제 2 흐름을 각각 수용하고, 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(190, 191)을 분배 도관(128)으로 지향시키도록 적응된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터 세그먼트(139)의 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)은 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)과 각각 유체 연통되는 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)을 정의한다. 각각의 급송 출구(140, 145)는 분배 도관(128)과 유체 연통된다. 예시된 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145) 각각은 일반적인 직시각형 내부 부분(147) 및 실질적인 원형 측면 부분(149)을 갖는 개구부(142)를 정의한다. 원형 측면 부분들(145)은 분배 도관(128)의 측벽들(151, 153)에 인접하여 배치된다.
실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)의 개구부들(142)은 제 1 급송 입구(124) 및 제 2 급송 입구(125)의 개구부들(134, 135)의 단면적보다 더 큰 단면적을 각각 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)의 개구부들(142)의 단면적은 제 1 급송 입구(124) 및 제 2 급송 입구(125)의 개구부들(134, 135)의 단면적보다 더 큰 대략 300% 이상의 범위, 다른 실시예들에서 더 큰 대략 200% 이상의 범위, 및 또 다른 실시예들에서 더 큰 대략 150% 이상의 범위에 각각 있을 수 있다.
실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)의 개구부들(142)은 제 1 급송 입구(124) 및 제 2 급송 입구(125)의 개구부들(134, 135)의 수력 직경보다 더 작은 수력 직경(hydraulic diameter)(4 × 단면적 / 둘레(perimeter))을 각각 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)의 개구부들(142)의 수력 직경은 각각 제 1 급송 입구(124) 및 제 2 급송 입구(125)의 개구부들(134, 135)의 수력 직경의 대략 80%이하, 다른 실시예들에서 대략 70%이하, 및 또 다른 실시예들에서 대략 50%이하일 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 커넥터 세그먼트(139)는 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)과 실질적으로 평행하다. 다른 실시예들에서 커넥터 세그먼트(139)는 횡축(60), 기계 방향(50), 및/또는 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)에 대해 상이한 방식으로 배향될 수 있다.
제 1 급송 입구(124), 제 1 진입 세그먼트(136), 및 제 1 성형 덕트(141)는 각각 제 2 급송 입구(125), 제 2 진입 세그먼트(137), 및 제 2 성형 덕트(143)의 미러 이미지이다. 따라서, 또한 대응하는 방식으로 하나의 급송 입구의 설명이 다른 급송 입구에 적용가능하고, 하나의 진입 세그먼트의 설명이 다른 진입 세그먼트에 적용가능하고, 하나의 성형 덕트의 설명이 다른 성형 덕트에 적용가능하다는 점이 이해될 것이다.
제 1 성형 덕트(141)는 제 1 급송 입구(124) 및 제 1 진입 세그먼트(136)에 유체 연결된다. 제 1 성형 덕트(141)는 또한 슬러리의 제 1 흐름(190)이 제 1 급송 입구(124)에 진입하고; 제 1 진입 세그먼트(136), 제 1 성형 덕트(141), 및 분배 도관(128)을 통해 주행하고; 슬러리 분배기(120)로부터 분배 출구(130)를 통해 방출될 수 있도록 분배 도관(128)에 유체 연결되며 그것에 의해 제 1 급송 입구(124) 및 분배 출구(130)를 유체 연결하는 것을 돕는다.
제 1 성형 덕트(141)는 슬러리의 제 1 흐름을 가로 또는 교차 기계 방향(60)과 실질적으로 평행한 제 1 급송 흐름 방향(190)으로부터 종축 또는 기계 방향(50)과 실질적으로 평행하고 제 1 급송 흐름 방향(190)에 실질적으로 수직인 출구 흐름 방향(192)으로 전향(redirect)시키도록 적응되는 만곡 가이드 표면(165)을 정의하는 전면, 외부 만곡 벽(157) 및 대향 후면, 내부 만곡 벽(158)을 갖는다. 제 1 성형 덕트(141)는 슬러리의 제 1 흐름이 출구 흐름 방향(192)으로 실질적으로 이동하는 분배 도관(128)에 운반되도록, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 급송 흐름 방향(190)으로 이동하는 슬러리의 제 1 흐름을 수용하고 슬러리 흐름 방향을 방향 각도(α)의 변화만큼 전향시키도록 적응된다.
사용 시에, 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름은 제 1 급송 방향(190)으로 제 1 급송 입구(124)를 통과하고 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름은 제 2 급송 방향(191)으로 제 2 급송입구(125)를 통과한다. 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191)은 일부 실시예들에서 종축(50)을 따라 서로에 대해 대칭일 수 있다. 제 1 급송 흐름 방향(190)으로 이동하는 슬러리의 제 1 흐름은 슬러리 분배기(120)에서 대략 135°까지의 범위 내의 방향 각도(α)의 변화를 통해 출구 흐름 방향(192)으로 전향된다. 제 2 급송 흐름 방향(191)으로 이동하는 슬러리의 제 2 흐름은 슬러리 분배기(120)에서 대략 135°까지의 범위 내의 방향 각도(α)의 변화를 통해 출구 흐름 방향(192)으로 전향된다. 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(190, 191)은 전체적으로 출구 흐름 방향(192)으로 이동하는 슬러리 분배기(120)로부터 방출된다. 출구 흐름 방향(192)은 종축 또는 기계 방향(50)과 실질적으로 평행할 수 있다.
예를 들어, 예시된 실시예에서, 슬러리의 제 1 흐름은 교차 기계 방향(60)을 따르는 제 1 급송 흐름 방향(190)으로부터 수직 축(55) 주위의 대략 90도의 방향 각도(α)의 변화를 통해 기계 방향(50)을 따르는 출구 흐름 방향(192)으로 전향된다. 일부 실시예들에서, 슬러리의 흐름은 출구 흐름 방향(192)으로 대략 135°까지의 범위, 다른 실시예들에서 대략 30°에서 대략 135°까지의 범위, 또 다른 실시예들에서 대략 45°에서 대략 135°까지의 범위, 및 또 다른 실시예들에서 대략 40°에서 대략 110°까지의 범위에 있는 수직 축(55) 주위의 방향 각도(α)의 변화를 통해 제 1 급송 흐름 방향(190)으로부터 전향될 수 있다.
일부 실시예들에서, 후면 만곡 가이드 표면(165)의 형상은 전체적으로 포물선일 수 있으며, 이는 예시된 실시예에서 공식 Ax2+B의 포물선에 의해 정의될 수 있다. 대체 실시예들에서, 더 높은 차수의 곡선들은 후면 만곡 가이드 표면(165)을 정의하기 위해 사용될 수 있거나, 대안적으로 후면, 내부 벽(158)은 전체적으로 만곡 벽을 집합적으로 정의하기 위해 그들의 단부들에 배향되었던 직선 또는 선형 세그먼트들로 이루어진 일반적인 만곡 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 외부 벽의 특정 형성 인자들을 정의하기 위해 사용되는 파라미터들은 슬러리 분배기가 사용될 공정의 특정 동작 파라미터들에 의존할 수 있다.
급송 도관(122) 및 분배 도관(128) 중 적어도 하나는 급송 도관(122)으로부터 분배 도관(128)을 향하는 방향으로 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 포함할 수 있다. 제 1 진입 세그먼트(136) 및/또는 제 1 성형 덕트(141)는 그것을 통해 이동하는 슬러리의 제 1 흐름을 분배하는 것을 돕기 위해 흐름의 방향을 따라 변하는 단면을 가질 수 있다. 성형 덕트(141)는 슬러리의 제 1 흐름이 제 1 성형 덕트(141)를 통과함에 따라 감속되도록 분배 도관(128)을 향해 제 1 급송 입구(124)로부터의 제 1 흐름 방향으로 증가하는 단면 흐름 영역을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 성형 덕트(141)는 제 1 흐름 방향(195)을 따르는 미리 결정된 지점에서 최대 단면 흐름 영역을 갖고 제 1 흐름 방향(195)을 추가로 따르는 지점들에서 최대 단면 흐름 영역으로부터 감소할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제 1 성형 덕트(141)의 최대 단면 흐름 영역은 제 1 급송 입구(124)의 개구부(134)의 단면적의 대략 200% 이하이다. 또 다른 실시예들에서, 성형 덕트(1410의 최대 단면 흐름 영역은 제 1 급송 입구(124)의 개구부(134)의 단면적의 대략 150% 이하이다. 또 다른 실시예들에서, 성형 덕트(141)의 최대 단면 흐름 영역은 제 1 급송 입구(124)의 개구부(134)의 단면적의 대략 125% 이하이다. 또 다른 실시예들에서, 성형 덕트(141)의 최대 단면 흐름 영역은 제 1 급송 입구(124)의 개구부(134)의 단면적의 대략 110% 이하이다. 일부 실시예들에서, 단면 흐름 영역은 흐름 영역이 유수 체계에서 큰 변화를 방지하는 것을 돕기 위해 주어진 길이에 걸쳐서 미리 결정된 양보다 더 많이 변화하지 못하도록 제어된다.
일부 실시예들에서, 제 1 진입 세그먼트(136) 및/또는 제 1 성형 덕트(141)는 슬러리의 제 1 흐름을 급송 도관(122)의 외부 및/또는 내부 벽들(157, 158)을 향해 분배하는 것을 돕도록 적응되는 하나 이상의 가이드 채널들(167, 168)을 포함할 수 있다. 가이드 채널들(167, 168)은 슬러리 분배기(120)의 경계 벽 층들 주위에서 슬러리의 흐름을 증가시키도록 적응된다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 가이드 채널들(167, 168)은 슬러리 분배기(120)의 벽 영역에 각각 배치되는 인접 가이드 채널(167, 168)로의 흐름을 촉진하는 제한부를 정의하는 급송 도관(122)의 인접 부분(71)보다 더 큰 단면적을 갖도록 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 급송 도관(122)은 분배 도관(128)의 외부 벽(157) 및 측벽(151)에 인접한 외부 가이드 채널(167) 및 제 1 성형 덕트(141)의 내부 벽에 인접한 내부 가이드 채널(168)을 포함한다. 외부 및 내부 가이드 채널들(167, 168)의 단면적들은 제 1 흐름 방향(195)으로 이동하여 계속해서 더 작아질 수 있다. 외부 가이드 채널(167)은 분배 도관(128)의 측벽(151)을 따라 분배 출구(130)로 실질적으로 연장될 수 있다. 제 1 흐름 방향(195)에 수직인 방향으로 제 1 성형 덕트(141)를 통해 주어진 단면 위치에서, 외부 가이드 채널(167)은 이동의 그 초기 라인으로부터 외부 벽(157)을 향하는 제 1 급송 방향(190)으로 슬러리의 제 1 흐름을 전환하는 것을 돕기 위해 내부 가이드 채널(168)보다 더 큰 단면적을 갖는다.
벽 영역들에 인접한 가이드 채널들을 제공하는 것은 슬러리 흐름을 그러한 영역들로 지향시키거나 가이드하는 것을 도울 수 있으며, 이는 낮은 슬러리 흐름의 "데드 스폿들(dead spots)"이 발견되는 종래의 시스템들 내의 영역들일 수 있다. 가이드 채널들의 제공을 통해 슬러리 분배기(120)의 벽 영역들에서 슬러리 흐름을 촉진함으로써, 슬러리 분배기 내부의 슬러리 축적은 방해되고 슬러리 분배기(120) 내부의 청결도는 증대될 수 있다. 커버 시트 재료의 이동 웨브를 찢을 수 있는 덩어리들로 분리되는 슬러리 축적의 빈도가 감소될 수도 있다.
다른 실시예들에서, 외부 및 내부 가이드 채널들(167, 168)의 상대 크기들은 흐름 안정성을 향상시키고 공기-액체 슬러리 상 분리의 발생을 감소시키기 위해 슬러리 흐름을 조정하는 것을 돕도록 변화될 수 있다. 예를 들어, 제 1 흐름 방향(195)에 직각인 방향으로 제 1 성형 덕트(141)를 통해 주어진 단면 위치에서 비교적 더 점성의 슬러리를 사용하는 응용들에서, 외부 가이드 채널(167)은 내부 벽(158)을 향해 슬러리의 제 1 흐름을 재촉하는 것을 돕기 위해 내부 가이드 채널(168)보다 더 작은 단면적을 가질 수 있다.
제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 142)의 내부 만곡 벽들(158)은 분배 도관(128)의 진입 부분(152)에 인접한 피크(175)를 정의하기 위해 직면한다. 피크(175)는 커넥터 세그먼트(139)를 효과적으로 분기시킨다. 각각의 급송 출구(140, 145)는 분배 도관(128)의 진입 부분(152)과 유체 연통된다.
종축(50)을 따르는 피크(175)의 위치는 다른 실시예들에서 변화될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 142)의 내부 만곡 벽들(158)은 피크(175)가 예시된 슬러리 분배기(120)에 도시된 것보다 종축(50)을 따라 분배 출구(130)로부터 더 떨어지도록 다른 실시예들에서 덜 만곡될 수 있다. 다른 실시예들에서, 피크(175)는 예시된 슬러리 분배기(120)에 도시된 것보다 종축(50)을 따라 분배 출구(130)에 더 가까울 수 있다.
분배 도관(128)은 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)과 실질적으로 평행하고 증대된 안정성 및 균일성을 위해 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들을 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 142)로부터 일반적인 2차원 흐름 패턴으로 재촉하도록 적응된다. 분배 출구(130)는 횡축(60)을 따라 미리 결정된 거리를 연장하는 폭 및 종축(50) 및 횡축(60)에 서로 수직인 수직 축(55)을 따라 연장되는 높이를 갖는다. 분배 출구(130)의 높이는 그것의 폭에 비해 작다. 분배 도관(128)은 분배 도관(128)이 이동 웨브와 실질적으로 평행하도록 포밍 테이블 상에서 커버 시트의 이동 웨브에 비해 배향될 수 있다.
분배 도관(128)은 전체적으로 종축(50)을 따라 연장되고 진입 부분(152) 및 분배 출구(130)를 포함한다. 진입 부분(152)은 급송 도관(122)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)과 유체 연통된다. 도 5를 참조하면, 진입 부분(152)은 급송 도관(122)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제2 흐름들 둘다를 수용하도록 적응된다. 분배 도관(128)의 진입 부분(152)은 급송 도관(122)의 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)과 유체 연통되는 분배 입구(154)를 포함한다. 예시된 분배 입구(154)는 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)의 개구부들(142)에 실질적으로 대응하는 개구부(156)를 정의한다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들은 결합된 흐름들이 벽판 제조 라인에서 포밍 테이블을 걸쳐서 이동하는 커버 시트 재료의 웨브의 이동의 라인과 실질적으로 정렬될 수 있는 출구 흐름 방향(192)으로 전체적으로 이동하도록 분배 도관(128)에서 결합된다.
분배 출구(130)는 진입 부분(152) 및 따라서 급송 도관(122)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125) 및 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)과 유체 연통된다. 분배 출구(130)는 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)과 유체 연통되고 커버 시트 재료의 웨브가 기계 방향(50)을 따라 전진할 시에 출구 흐름 방향(192)을 따라 그것으로부터 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들을 방출하도록 적응된다.
도 1을 참조하면, 예시된 분배 출구(130)는 반원형 좁은 단부들(183, 185)을 갖는 일반적인 직사각형 개구부(181)를 정의한다. 분배 출구(130)의 개구부(181)의 반원형 단부들(183, 185)은 분배 도관(128)의 측벽들(151, 153)에 인접하여 배치되는 외부 가이드 채널들(167)의 종결 단부일 수 있다.
분배 출구(130)의 개구부(181)는 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)의 개구부들(134, 135)의 영역들의 합보다 더 크고 제 1 및 제 2 급송 출구들(140, 145)의 개구부들(142)(즉, 분배 입구(154)의 개구부(156))의 합의 영역보다 더 작은 영역을 갖는다. 따라서, 분배 도관(128)의 진입 부분(152)의 개구부(156)의 단면적은 분배 출구(130)의 개구부(181)의 단면적보다 더 크다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 분배 출구(130)의 개구부(181)의 단면적은 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)의 개구부들(134, 135)의 단면적들의 합보다 더 큰 대략 400% 이상의 범위, 다른 실시예들에서 더 큰 대략 200% 이상의 범위, 및 또 다른 실시예들에서 더 큰 대략 150% 이상의 범위에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)의 개구부들(134, 135)의 단면적들 대 분배 출구(130)의 개구부(181)의 단면적의 합의 비율은 제조 라인의 속도, 분배기(120)에 의해 분배되는 슬러리의 점도, 분배기(120)로 제조되는 보드 제품의 폭 등을 포함하는, 하나 이상의 인자들에 기초하여 변경될 수 있다. 일부 실시예들에서, 분배 도관(128)의 진입 부분(152)의 개구부(156)의 단면적은 분배 출구(130)의 개구부(181)의 단면적보다 더 큰 대략 200% 이상의 범위, 다른 실시예들에서 더 큰 대략 150% 이상의 범위, 및 또 다른 실시예들에서 더 큰 대략 125% 이상의 범위에 있을 수 있다.
분배 출구(130)는 실질적으로 횡축(60)을 따라 연장된다. 분배 출구(130)의 개구부(181)는 횡축(60)을 따라 대략 24 인치의 폭(W1) 및 수직 축(55)을 따라 대략 1 인치의 높이(H1)를 갖는다(또한 도 3 참조). 다른 실시예들에서, 분배 출구(130)의 개구부(181)의 크기 및 형상은 변화될 수 있다.
분배 출구(130)는 제 1 급송 입구(124) 및 제 2 급송 입구(125)가 분배 출구(130)의 가로 중심 중간점(187)과 동일한 거리(D1, D2)에 실질적으로 배치되도록 제 1 급송 입구(124)와 제 2 급송 입구(125) 사이에서 횡축(60)을 따라 중간에 배치된다(또한 도 3 참조). 분배 출구(130)는 그것의 형상이 예를 들어 프로파일링 시스템(32)에 의해서와 같이, 횡축(60)을 따라 변화가능하게 적응되도록 탄성 가요성 재료로부터 제조될 수 있다.
분배 출구(130)의 개구부(181)의 폭(W1) 및/또는 높이(H1)는 다른 실시예들에서 상이한 동작 조건들에 대해 변화될 수 있다는 점이 생각된다. 일반적으로, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 슬러리 분배기들에 대한 다양한 실시예들의 전체 치수들은 제조되는 제품의 타입(예를 들어, 제조된 제품의 두께 및/또는 폭), 사용되는 제조 라인의 속도, 분배기를 통한 슬러리의 퇴적 비율, 슬러리의 점도 등에 따라 확대되거나 축소될 수 있다. 예를 들어, 횡축(60)을 따라 54인치보다 더 크지 않은 공칭 폭들에 통상 제공되는, 벽판 제조 공정에서의 사용을 위한 분배 출구(130)의 폭(W1)은 일부 실시예에서 대략 8에서 대략 54 인치까지의 범위 내, 및 다른 실시예들에서 대략 18 인치에서 대략 30 인치까지의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 사용하는 제조 시스템 상에서 제조되는 패널의 최대 공칭 복에 대한 분배 출구(130)의 횡축(60)을 따르는 폭(W1)의 비율은 대략 1/7에서 대략 1까지의 범위, 다른 실시예들에서 대략 1/3에서 대략 1까지의 범위, 또 다른 실시예들에서 대략 1/3에서 대략 2/3까지의 범위, 및 또 다른 실시예들에서 대략 1/2에서 대략 1까지의 범위에 있을 수 있다.
분배 출구의 높이는 일부 실시예에서 대략 3/16 인치에서 대략 2 인치까지의 범위 내, 및 다른 실시예들에서 대략 3/16 인치와 대략 1 인치 사이일 수 있다. 직사각형 분배 출구를 포함하는 일부 실시예들에서, 출구 개구부의 직사각형 폭 대 직사각형 높이의 비율은 대략 4 이상, 다른 실시예들에서 대략 8 이상, 일부 실시예들에서 대략 4에서 대략 288까지, 다른 실시예들에서 대략 9에서 대략 288까지, 다른 실시예들에서 대략 18에서 대략 288까지, 및 또 다른 실시예들에서 대략 18에서 대략 160까지일 수 있다.
분배 도관(128)은 진입 부분(152)과 유체 연통되는 수렴 부분(182)을 포함한다. 수렴 부분(182)의 높이는 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)의 최대 단면 흐름 영역에서의 높이보다 더 작고 분배 출구(130)의 개구부(181)의 높이보다 더 작다. 일부 실시예들에서, 수렴 부분(182)의 높이는 분배 출구(130)의 개구부(181)의 높이에 대략 반일 수 있다.
수렴 부분(182) 및 분배 출구(130)의 높이는 분배 도관(128)으로부터 분배되는 수성 소성석고의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들의 평균 속도를 제어하는 것을 돕기 위해 서로 협력할 수 있다. 분배 출구(130)의 높이 및/또는 폭은 슬러리 분배기(120)로부터 방출되는 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들의 평균 속도를 조정하기 위해 변화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 출구 흐름 방향(192)은 커버 시트 재료의 어드밴싱 웨브를 운송하는 시스템의 기계 방향(50) 및 가로 교차 기계 방향(60)에 의해 정의되는 평면(57)과 실질적으로 평행하다. 다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191) 및 출구 흐름 방향(192)은 커버 시트 재료의 어드밴싱 웨브를 운송하는 시스템의 기계 방향(50) 및 가로 교차 기계 방향(60)에 의해 정의되는 평면(57)과 모두 실질적으로 평행하다. 일부 실시예들에서, 슬러리 분배기는 슬러리의 흐름이 교차 기계 방향(60) 주위에서 회전함으로써 실질적인 흐름 전향을 겪지 않고 제 1 및 제 2 급송방향들(190, 191)에서 출구 흐름 방향(192)까지 슬러리 분배기(120)에서 전향되도록 포밍 테이블에 대해 적응되고 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 슬러리 분배기는 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 대략 45 도 이하의 각도에 걸쳐서 교차 기계 방향(60) 주위에서 회전함으로써 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 전향함으로써 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191)에서 출구 흐름 방향(192)까지 슬러리 분배기에서 전향되도록 포밍 테이블에 대해 적응되고 배열될 수 있다. 그러한 회전은 일부 실시예들에서 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125) 및 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들의 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191)이 기계 축(50) 및 교차 기계 축(60)에 의해 형성되는 수직 축(55) 및 평면(57)에 대해 수직 오프셋 각도(ω)에서 배치되도록 슬러리 분배기를 적응시킴으로써 달성될 수 있다. 실시예들에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125) 및 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들의 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191)은 슬러리의 흐름이 기계 축(50) 주위에서 전향되고 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191)에서 출구 흐름 방향(192)까지 슬러리 분배기(120)에서 수직 축(55)을 따라 이동하도록 0에서 대략 60 도까지의 범위 내의 수직 오프셋 각도(ω)로 배치될 수 있다. 실시예들에서, 각각의 진입 세그먼트(136, 137) 및 성형 덕트들(141, 143) 중 적어도 하나는 기계 축(50) 주위에서 그리고 수직 축(55)을 따라 슬러리의 전향을 용이하게 하도록 적응될 수 있다. 실시예들에서, 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들은 출구 흐름 방향(192)이 기계 방향(50)과 전체적으로 정렬되도록 수직 오프셋 각도(ω)에 실질적으로 수직인 축 및/또는 출구 흐름 방향(192)에 대해 대략 45 도에서 대략 150 도의 범위 내의 하나 이상의 다른 회전 축들 주위에서 방향 각도(α)의 변화를 통해 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191)로부터 전향될 수 있다.
사용 시에, 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들은 제 1 및 제 2 급송 방향들(190, 191)을 수렴할 시에 제 1 및 제 2 급송 입구들(124, 125)을 통과한다. 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)은 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 횡축(60)과 실질적으로 평행인 둘다에서 기계 방향(50)과 실질적으로 평행한 둘다까지의 방향 각도(α)의 변화에 걸쳐서 이동하도록 제 1 급송 방향(190) 및 제 2 급송 방향(191)으로부터 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 전향시킨다. 분배 도관(128)은 커버 시트 재료의 웨브가 석고 보드를 제조하는 방법으로 이동하는 기계 방향(50)과 실질적으로 일치하는 종축(50)을 따라 연장되도록 위치될 수 있다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들은 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들이 종축(50)을 전체적으로 따르는 출구 흐름 방향(192)으로 그리고 기계 방향의 방향으로 분배 출구(130)를 통과하도록 슬러리 분배기(120)에서 결합된다.
도 2를 참조하면, 슬러리 분배기 지지부(100)는 슬러리 분배기(120)를 지지하는 것을 돕기 위해 제공될 수 있으며, 이는 예시된 실시예에서 예를 들어 PVC 또는 우레탄과 같은, 가요성 재료로 제조된다. 슬러리 분배기 지지부(100)는 가요성 슬러리 분배기(120)를 지지하는 것을 돕기 위해 적절한 강성 재료로 제조될 수 있다. 슬러리 분배기 지지부(100)는 투피스 구성을 포함할 수 있다. 2개의 피스들(101, 103)은 지지부(100)의 내부(107)에 준비 접속을 허용하기 위해 그것의 후면 단부에서 힌지(105)에 관하여 서로에 대해 피벗 이동가능할 수 있다. 지지부(100)의 내부(107)는 슬러리 분배기(120)가 지지부(100)에 대해 겪을 수 있는 이동의 양을 제한하는 것을 돕고/돕거나 슬러리가 흐를 슬러리 분배기(120)의 내부 형상을 정의하는 것을 돕기 위해 내부(107)가 슬러리 분배기(120)의 외부에 실질적으로 맞도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일부 실시예들에서, 슬러리 분배기 지지부(100)는 지지를 제공하는 적절한 탄성 가요성 재료로 제조될 수 있고 지지부(100)에 장착된 프로파일링 시스템(132)에 응답하여 변형될 수 있다. 프로파일링 시스템(132)은 슬러리 분배기(120)의 분배 출구(130)에 인접한 지지부(100)에 장착될 수 있다. 그렇게 설치된 프로파일링 시스템(132)은 꼭 맞는 지지부(100)의 크기 및/또는 형상을 또한 변화시킴으로써 분배 도관(128)의 분배 출구(130)의 크기 및/또는 형상을 변화시키는 역할을 할 수 있으며, 이는 차례로 결국 분배 출구(130)의 크기 및/또는 형상에 영향을 미친다.
도 3을 참조하면, 프로파일링 시스템(132)은 분배 출구(130)의 개구부(181)의 크기 및/또는 형상을 선택적으로 변화시키기 위해 적응될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로파일링 시스템은 분배 출구(130)의 개구부(181)의 높이(H1)를 선택적으로 조정하기 위해 사용될 수 있다.
예시된 프로파일링 시스템(132)은 플레이트(90), 플레이트를 분배 도관(128)에 고정하는 복수의 장착 볼트들(92), 및 그것에 스레드 고정된 일련의 조정 볼트들(94, 95)을 포함한다. 장착 볼트들(92)은 슬러리 분배기(120)의 분배 출구(130)에 인접한 지지부(100)에 플레이트(90)를 고정하기 위해 사용된다. 플레이트(90)는 횡축(60)을 따라 실질적으로 연장된다. 예시된 실시예에서, 플레이트(90)는 앵글 철의 길이의 형태이다. 다른 실시예들에서, 플레이트(90)는 상이한 형상들을 가질 수 있고 상이한 재료들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 프로파일링 시스템은 분배 출구(130)의 개구부(181)의 크기 및/또는 형상을 선택적으로 변화시키기 위해 적응되는 다른 구성요소들을 포함할 수 있다.
예시된 프로파일링 시스템(132)은 분배 출구(130)의 개구부(181)의 크기 및/또는 형상을 횡축(60)을 따라 국부적으로 변화시키도록 적응된다. 조정 볼트들(94, 95)은 분배 출구(130)에 걸쳐서 횡축(60)을 따라 서로에 대해 일정하게 이격된 관계에 있다. 조정 볼트들(94, 95)은 분배 출구(130)의 크기 및/또는 형상을 국부적으로 변화시키기 위해 독립적으로 조정가능하다.
프로파일링 시스템(132)은 슬러리 분배기(120)로부터 분배되는 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들의 흐름 패턴을 변경하기 위해 분배 출구(130)를 국부적으로 변화시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 중간선 조정 볼트(95)는 교차 기계 방향(60)에서 확산을 용이하게 하고 슬러리 흐름 균일성을 교차 기계 방향(60)으로 개선하기 위해 종축(50)으로부터 떨어져서 에지 흐름 각도를 증가시키도록 분배 출구(130)의 가로 중심 중간점(187)을 조이기 위해 조여질 수 있다.
프로파일링 시스템(132)은 횡축(60)을 따라 분배 출구(130)의 크기를 변화시키고 새로운 형상으로 분배 출구(130)를 유지하기 위해 사용될 수 있다. 플레이트(90)는 플레이트(90)가 분배 출구(130)를 새로운 형상으로 재촉할 시에 조정 볼트들(94, 95)에 의해 이루어진 조정들에 응답하여 조정 볼트들(94, 95)에 의해 가해진 대향력들을 견딜 수 있도록 적절히 강한 재료로 제조될 수 있다. 프로파일링 시스템(132)은 분배 도관(128)으로부터 슬러리의 출구 패턴이 더 균일하도록 분배 출구(130)로부터 방출되는 슬러리의 흐름 프로파일의 안정된 변화들을 (예를 들어, 상이한 슬러리 밀도들 및/또는 상이한 급송 입구 속도들의 결과로서) 돕기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예들에서, 조정 볼트들의 수는 인접 조정 볼트들 사이의 간격이 변경되도록 변화될 수 있다. 예를 들어, 분배 출구(130)의 폭(W1)이 상이한 다른 실시예들에서, 조정 볼트들의 수는 원하는 인접 볼트 간격을 달성하기 위해 변화될 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 인접 볼트들 사이의 간격은 예를 들어 분배 출구(130)의 측면 에지들(184, 185)에서 더 큰 국부 변화 제어를 제공하기 위해, 횡축(60)을 따라 변화될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬러리 분배기는 출구의 크기 및 형상이 예를 들어 프로파일 시스템을 사용하여 수정되는 것을 허용할 수 있는 적절한 재료를 포함할 수 있는 임의의 적절한 실질적인 강성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 초고분자량(UHMW) 플라스틱과 같은 적절한 강성 플라스틱, 또는 금속이 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 예를 들어 폴리염화비닐(PVC) 또는 우레탄을 포함하는, 적절한 가요성 플라스틱 재료와 같은, 가료성 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 단일 급송 입구, 진입 세그먼트, 및 분배 도관과 유체 연통되는 성형 덕트를 포함할 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 석고 슬러리 분배기는 포밍 테이블 위에서 이동하는 커버 시트 재료의 웨브 상에 고 점성/저 WSR 석고 슬러리들의 확산을 용이하게 하기 위해 수성 소성석고 슬러리의 넓은 교차 기계 분배를 제공하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다. 석고 슬러리 분배 시스템은 또한 공기-슬러리 상 분리를 제어하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따르면, 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리는 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 포함할 수 있다. 슬러리 분배기는 수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 물 및 소성석고를 교반하도록 적응되는 석고 슬러리 혼합기와 유체 연통되어 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 슬러리 분배기는 석고 슬러리 혼합기로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름 및 제 2 흐름을 수용하고 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 어드밴싱 웨브 상에 분배하도록 적응된다.
슬러리 분배기는 본 기술분야에 알려진 바와 같이 종래의 석고 슬러리 혼합기(예를 들어, 핀 혼합기)의 방출 도관의 일부를 포함하거나, 그것의 역할을 할 수 있다. 슬러리 분배기는 종래의 방출 도관의 구성요소들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 슬러리 분배기는 본 기술분야에서 알려진 바와 같이 게이트-캐니스터-부트 배열 또는 미국 특허 제6,494,609호; 제6,874,930호; 제7,007,914호; 및 제7,296,919호에 설명된 방출 도관 배열들의 구성요소들과 함께 사용될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 기존 벽판 제조 시스템에서 보강(retrofit)으로서 유리하게 구성될 수 있다. 슬러리 분배기는 바람직하게는 종래의 방출 도관들에 사용되는 종래의 단일 또는 다수 브랜치 부트를 대체하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 석고 슬러리 분배기는 예를 들어 원위 분배 스파우트 또는 부트에 대한 대체물로서 미국 특허 제6,874,930호 또는 제7,007,914호에 도시된 것과 같은, 기존 슬러리 방출 도관 배열에 보강될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 슬러리 분배기는 대안적으로 하나 이상의 부트 출구(들)에 부착될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 슬러리 분배기(220)는 그것이 실질적인 강성 재료로 구성되는 것을 제외하고, 도 1 내지 도 3의 슬러리 분배기(120)와 유사하다. 도 4 및 도 5의 슬러리 분배기(220)의 내부 형상(207)은 도 1 내지 도 3의 슬러리 분배기(120)의 것과 유사하고, 같은 참조 숫자들은 같은 구조를 나타내기 위해 사용된다. 슬러리 분배기(207)의 내부 형상(207)은 스트림라인 흐름의 방식인 주행하는 석고 슬러리에 대한 흐름 경로를 정의하도록 적응되어, 감소되거나 실질적으로 없는 공기-액체 슬러리 상 분리를 겪고 소용돌이 흐름 경로를 실질적으로 겪지 않는다.
일부 실시예들에서, 슬러리 분배기(220)는 출구(130)의 크기 및 형상이 예를 들어 프로파일 시스템을 사용하여 수정되는 것을 허용할 수 있는 적절한 재료를 포함할 수 있는 임의의 적절한 실질적 강성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, UHMW 플라스틱과 같은 적절한 강성 플라스틱, 또는 금속이 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 슬러리 분배기(220)는 투피스 구성을 갖는다. 슬러리 분배기(220)의 상부 피스(221)는 프로파일링 시스템(132)을 그 안에 수용하도록 적응되는 리세스(227)를 포함한다. 2개의 피스들(221, 223)은 슬러리 분배기(220)의 내부(207)에 준비 접속을 허용하기 위해 그것의 후면 단부에서 힌지(205)에 관하여 서로에 대해 피벗 이동가능할 수 있다. 장착 구멍들(229)은 상부 피스(221) 및 그것의 메이팅 하부 피스(223)의 연결을 용이하게 하기 위해 제공된다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기(320)(강성 재료로 구성됨)의 다른 실시예가 도시된다. 도 6 내지 도 8의 슬러리 분배기(320)는 도 6 내지 도 8의 슬러리 분배기(320)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(324, 325) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(336, 337)이 대략 60°의 종축 또는 기계 방향(50)에 대한 급송 각도(θ)로 배치되는 것을 제외하고 도 4 및 도 5의 슬러리 분배기(220)와 유사하다(도 7 참조).
슬러리 분배기(320)는 상부 피스(321) 및 그것의 메이팅 하부 피스(323)를 포함하는 투피스 구성을 갖는다. 슬러리 분배기(320)의 2개의 피스들(321, 323)은 예를 들어 각각의 피스(321, 323)에 제공된 대응하는 수의 장착 구멍들(329)을 통해 파스너들을 사용함으로써와 같이, 임의의 적절한 기술을 사용하여 함께 고정될 수 있다. 슬러리 분배기(320)의 상부 피스(321)는 프로파일링 시스템(132)을 그 안에 수용하도록 적응되는 리세스(327)를 포함한다. 도 6 내지 도 8의 슬러리 분배기(320)는 다른 점에 있어서 도 4 및 도 5의 슬러리 분배기(220)와 유사하다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 도 6의 슬러리 분배기(320)의 하부 피스(323)가 도시된다. 하부 피스(323)는 도 6의 슬러리 분배기(320)의 내부 형상(307)의 제 1 부분(331)을 정의한다. 상부 피스(323)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 피스들(321, 323)이 함께 메이팅될 때, 그들이 도 6의 슬러리 분배기(320)의 완전한 내부 형상(307)을 정의하도록 내부 형상(307)의 대칭 제 2 부분을 정의한다.
도 9를 참조하면, 제 1 및 제 2 성형 덕트들(341, 343)은 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 기계 방향 또는 종축(50)과 정렬되는 출구 흐름 방향(392)으로 실질적으로 이동하는 분배 도관(328)으로 운반되도록 제 1 및 제 2 급송 흐름 방향들(390, 391)로 이동하는 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 수용하고 슬러리 흐름 방향을 방향 각도(α)의 변화에 의해 전향시키도록 적응된다.
도 11 및 도 12는 도 6의 슬러리 분배기(320)와 함께 사용을 위한 슬러리 분배기 지지부(300)의 다른 실시예를 도시한다. 슬러리 분배기 지지부(300)는 예를 들어, 금속과 같은 적절한 강성 재료로 구성되는 상단 및 하단 지지 플레이트(301, 302)를 포함할 수 있다. 지지 플레이트들(301, 302)은 임의의 적절한 수단을 통해 분배기에 고정될 수 있다. 사용 시에, 지지 플레이트들(301, 302)은 이동 커버 시트를 지지하고 운송는 컨베이어 어셈블리를 포함하는 기계 라인에 걸친 장소에서 슬러리 분배기(320)를 지지하는 것을 도울 수 있다. 지지 플레이트들(301, 302)는 컨베이어 어셈블리의 어느 한 측면에 배치되는 적절한 업라이트들에 장착될 수 있다.
도 13 및 도 14는 도 6의 슬러리 분배기(320)와 함께 사용을 위한 슬러리 분배기 지지부(310)의 또 다른 실시예를 도시하며, 이는 또한 상단 및 하단 지지 플레이트들(311, 312)을 포함한다. 상단 지지 플레이트(311) 내의 컷아웃들(313, 314, 318)은 예를 들어 창작 파스너들을 수용하는 그들 부분들과 같은, 슬러리 분배기(320)의 부분들에 다르게 접속되고 그 부분들에 접속을 제공하는 것보다 지지부(310)를 더 가볍게 할 수 있다. 도 13 및 도 14의 슬러리 분배기 지지부(310)는 다른 점에 있어서 도 11 및 도 12의 슬러리 분배기 지지부(300)와 유사할 수 있다.
도 15 내지 도 19는 슬러리 분배기(420)의 다른 실시예를 예시하며, 이는 그것이 실질적인 가요성 재료로 구성되는 것을 제외하고, 도 6 내지 도 8의 슬러리 분배기(320)과 유사하다. 도 15 내지 도 19의 슬러리 분배기(420)는 또한 60°의 종축 또는 기계 방향(50)에 대한 급송 각도(θ)로 배치되는 제 1 및 제 2 급송 입구들(324, 325) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(336, 337)을 포함한다(도 7 참조). 도 15 내지 도 19의 슬러리 분배기(420)의 내부 형상(307)은 도 6 내지 도 8의 슬러리 분배기(320)의 것과 유사하고, 같은 참조 숫자들은 같은 구조를 나타내기 위해 사용된다.
도 17 내지 도 19는 도 15 및 도 16의 슬러리 분배기(420)의 제 2 진입 세그먼트(337) 및 제 2 성형 덕트(343)의 내부 형상을 계속해서 도시한다. 외부 및 내부 가이드 채널들(367, 368)의 단면적들(411, 412, 413, 414)은 분배 출구(330)를 향해 제 2 흐름 방향(397)으로 이동하여 계속해서 더 작아질 수 있다. 외부 가이드 채널(367)은 제 2 성형 덕트(343)의 외부 벽(357)을 따라 그리고 분배 도관(328)의 측벽(353)을 따라 분배 출구(330)로 실질적으로 연장될 수 있다. 내부 가이드 채널(368)은 제 2 성형 덕트(343)의 내부 벽(358)에 인접하고 분기 커넥터 세그먼트(339)의 피크(375)에서 종결된다. 도 15 내지 도 19의 슬러리 분배기(420)는 다른 점에 있어서 도 1의 슬러리 분배기(120) 및 도 6의 슬러리 분배기(320)와 유사하다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 슬러리 분배기(420)의 예시된 실시예는 예를 들어 PVC 또는 우레탄과 같은, 가요성 재료로 제조된다. 슬러리 분배기 지지부(400)는 슬러리 분배기(420)를 지지하는 것을 돕기 위해 제공될 수 있다. 슬러리 분배기 지지부(400)는 지지 부재를 포함할 수 있으며, 이는 예시된 실시예에서 지지 표면(404)을 정의하는 적절한 지지 매체(402)로 충전되는 하단 지지 트레이(401)의 형태이다. 지지 표면(404)은 슬러리 분배기(420)와 지지 트레이(401) 사이에서 상대 이동의 양을 제한하는 것을 돕기 위해 급송 도관(322) 및 분배 도관(328) 중 적어도 하나에 대한 외부의 적어도 일부에 실질적으로 맞도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 지지 표면(404)은 슬러리가 흐르게 될 슬러리 분배기(420)의 내부 형상을 유지하는 것을 도울 수도 있다.
슬러리 분배기 지지부(400)는 하단 지지 트레이(401)에 이격된 관계로 배치되는 가동 지지 어셈블리(405)를 포함할 수도 있다. 가동 지지 어셈블리(405)는 원하는 구성으로 슬러리 분배기의 내부 형상(307)을 유지하는 것을 돕기 위해 슬러리 분배기(420) 위에 위치되고 슬러리 분배기(420)와 지지 관계로 배치되도록 적응될 수 있다.
가동 지지 어셈블리(405)는 지지 프레임(407) 및 지지 프레임(407)에 의해 이동가능하게 지지되는 복수의 지지 세그먼트들(415, 416, 417, 418, 419)을 포함할 수 있다. 지지 프레임(407)은 지지 프레임(407)을 하단 지지 트레이(401)에 고정 관계로 유지하기 위해 하단 지지 트레이(401) 또는 적절히 배열된 업라이트 또는 업라이트들 중 적어도 하나에 장착될 수 있다.
실시예들에서, 적어도 하나의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)는 다른 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)에 비해 독립적으로 이동가능하다. 예시된 실시예에서, 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)은 주행의 미리 결정된 범위에 걸쳐쳐서 지지 프레임(407)에 비해 독립적으로 이동가능하다. 실시예들에서, 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)는 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)가 급송 도관(322) 및 분배 도관(328) 중 적어도 하나에 대한 일부와 증가 압축 체결되는 위치들의 범위에 각각의 지지 세그먼트가 있도록 주행의 범위에 걸쳐서 이동가능하다.
각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)의 위치는 지지 세그먼트들(415, 416, 417, 418, 419)을 슬러리 분배기(420)의 적어도 일부와 압축 체결로 배치하기 위해 조정될 수 있다. 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)는 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)를 슬러리 분배기(420)의 적어도 일부와 추가 압축 체결로 배치하며, 그것에 의해 슬러리 분배기(420)의 내부를 국부적으로 압축하기 위해, 또는 슬러리 분배기(420)의 적어도 일부와 감소된 압축 체결로 배치하며, 그것에 의해 슬러리 분배기(420)의 내부가 외부로, 예컨대 수성 석고 슬러리가 그것을 통해 흐르는 것에 대응하여 확장되는 것을 허용하기 위해 독립적으로 조정될 수 있다.
예시된 실시예에서, 지지 세그먼트들(415, 416, 417) 각각은 수직 축(55)을 따르는 주행의 범위에 걸쳐서 이동가능하다. 다른 실시예들에서, 지지 세그먼트들 중 적어도 하나는 액션의 상이한 라인을 따라 이동가능할 수 있다.
가동 지지 어셈블리(405)는 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)와 연관된 클램핑 메커니즘(408)을 포함한다. 각각의 클램핑 메커니즘(408)은 연관된 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)를 지지 프레임(407)에 비해 선택된 위치에서 선택적으로 유지하기 위해 적응될 수 있다.
예시된 실시예에서, 로드(409)는 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)에 장착되고 지지 프레임(407) 내의 대응하는 개구부를 통해 상향으로 연장된다. 각각의 클램핑 메커니즘(408)은 지지 프레임(407)에 장착되고 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)로부터 돌출되는 로드들(409) 중 하나와 연관된다. 각각의 클램핑 메커니즘(408)은 연관된 로드(409)를 지지 프레임(407)에 고정 관계로 선택적으로 유지하기 위해 적응될 수 있다. 예시된 클램핑 메커니즘들(408)은 각각의 로드(409)를 둘러싸고 클램핑 메커니즘(408)과 연관된 로드(409) 사이에서 무한 가변 조정을 허용하는 종래의 레버 작동 클램프들이다.
당해 기술에서 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 임의의 적절한 클램핑 메커니즘(408)은 다른 실시예들에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 연관된 로드(409)는 컨트롤러를 통해 제어되는 적절한 액추에이터(예를 들어 수력 또는 전기)를 통해 이동될 수 있다. 액추에이터는 연관된 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)를 지지 프레임(407)에 비해 고정 위치로 유지함으로써 클램핑 메커니즘의 기능을 할 수 있다.
도 21을 참조하면, 지지 세그먼트들(415, 416, 417, 418, 419)은 슬러리 분배기(420)의 급송 도관(322) 및 분배 도관(328) 중 적어도 하나에 대한 원하는 기하학적 형상의 표면 부분에 실질적으로 맞도록 구성되는 접촉 표면(501, 502, 503, 504, 505)을 각각 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 분배기 도관 지지 세그먼트(415)가 배치되는 분배기 도관(328)의 일부의 외부 및 내부 형상에 맞는 접촉 표면(501)을 포함하는 분배기 도관 지지 세그먼트(415)가 제공된다. 성형 덕트 지지 세그먼트들(416, 417)가 배치되는 제 1 및 제 2 성형 덕트들(341, 343) 각각의 일부의 외부 및 내부 형상에 맞는 접촉 표면(502, 503)을 각각 포함하는 한 쌍의 성형 덕트 지지 세그먼트들(416, 417)가 제공된다. 성형 덕트 지지 세그먼트들(418, 419)가 배치되는 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(336, 337) 각각의 일부의 외부 및 내부 형상에 맞는 접촉 표면(504, 505)을 각각 포함하는 한 쌍의 진입 지지 세그먼트들(418, 419)이 제공된다. 접촉 표면들(501, 502, 503, 504, 505)은 슬러리 분배기(420)의 내부 형상(307)의 정의를 돕는 위치에서 슬러리 분배기(420)의 접촉된 부분의 유지를 돕기 위해 슬러리 분배기(420)의 선택된 부분과 접촉 관계로 배치되도록 적응된다.
사용 시에, 가동 지지 어셈블리(405)는 각각의 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)를 슬러리 분배기(420)와 원하는 관계로 독립적으로 배치하기 위해 동작될 수 있다. 지지 세그먼트들(415, 416, 417, 418, 419)은 슬러리의 흐름을 그것을 통해 촉진하고 내부 형상(307)에 의해 정의되는 용적이 사용 동안 슬러로 실질적으로 충전되는 점을 보장하는 것을 돕기 위해 슬러리 분배기(420)의 내부 형상(307)의 유지를 도울 수 있다. 주어진 지지 세그먼트(415, 416, 417, 418, 419)의 특정 접촉 표면의 위치는 슬러리 분배기(420)의 내부 형상을 국부적으로 수정하기 위해 조정될 수 있다. 예를 들어, 분배기 도관 지지 세그먼트(415)는 분배기 도관 지지 세그먼트(415)가 있는 영역에서 분배 도관(328)의 높이를 감소시키기 위해 하단 지지 트레이(401)에 더 가까운 수직 축(55)을 따라 이동될 수 있다.
다른 실시예들에서, 지지 세그먼트들의 수는 변화될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 주어진 지지 세그먼트의 크기 및/또는 형상은 변화될 수 있다.
도 22-도 27은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기(1420)의 다른 실시예를 예시한다. 슬러리 분배기(1420)는 예를 들어 PVC 또는 우레탄과 같은, 실질적인 가요성 재료로 제조된다. 도 22-도 27의 슬러리 분배기(1420)는 또한 제 1 및 제 2 급송 입구들(1424, 1425) 및 종축 또는 기계 방향(50)(도 24 참조)과 실질적으로 평행한 급송 각도(θ)로 배치되는 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(1436, 1437)을 포함한다.
슬러리 분배기(1420)는 분기 급송 도관(1422), 분배 도관(1428), 슬러리 와이핑 메커니즘(1417), 및 프로파일링 메커니즘(1432)을 포함한다. 슬러리 분배기 지지부(1400)는 슬러리 분배기(1420)의 지지를 돕기 위해 제공될 수 있다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 슬러리 분배기 지지부(1400)는 지지 부재를 포함할 수 있으며, 이는 예시된 실시예에서 지지 표면(1402)을 정의하는 하단 지지 부재(1401)의 형태이다. 지지 표면(1402)은 슬러리 분배기(1420)와 하단 지지 부재(1401) 사이에서 상대 이동의 양의 제한을 돕기 위해 급송 도관(1422) 및 분배 도관(1428) 중 적어도 하나에 대한 외부의 적어도 일부에 실질적으로 맞도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 표면(1402)은 슬러리가 흐르는 슬러리 분배기(1420)의 내부 형상의 유지를 도울 수도 있다. 실시예들에서, 추가 정착 구조는 슬러리 분배기(1420)를 하단 지지 부재(1401)에 고정하는 것을 돕기 위해 제공될 수 있다.
슬러리 분배기 지지부(1400)는 하단 지지 부재(1401)에 이격된 관계로 배치되는 상부 지지 부재(1404)를 포함할 수도 있다. 상부 지지 부재(1404)는 슬러리 분배기(1420)의 내부 형상(1407)을 원하는 구성으로 유지하는 것을 돕기 위해 슬러리 분배기(1420)보다 위에 위치되고 슬러리 분배기(1420)와 지지 관계로 배치되도록 적응될 수 있다.
상부 지지 부재(1404)는 지지 프레임(1407) 및 지지 프레임(1407)에 의해 고정 지지되는 복수의 지지 세그먼트들(1413, 1415, 1416)을 포함할 수 있다. 지지 프레임(1407)은 지지 프레임(1407)을 하단 지지 트레이(1401)에 고정 관계로 유지하기 위해 하단 지지 부재(1401) 또는 하나 이상의 적절히 배열된 업라이트들 중 적어도 하나에 장착될 수 있다. 지지 세그먼트들(1413, 1415, 1416)은 슬러리 분배기(1420)의 급송 도관(1422) 및 분배 도관(1428) 중 적어도 하나에 대한 원하는 기하학적 형상의 표면 부분에 실질적으로 맞도록 구성되는 접촉 표면을 각각 가질 수 있다. 실시예들에서, 지지 프레임(1407)은 지지 세그먼트들(1413, 1415, 1416)과 슬러리 분배기(1420) 사이에서 공간 관계를 이동가능하게 조정하도록 적응될 수 있다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 지지 프레임(1407)은 수직 축(55)에 걸친 주행의 범위에 걸쳐서 지지 세그먼트들(1413, 1415, 1416)을 이동시킬 수 있다.
도 22를 참조하면, 슬러리 와이핑 메커니즘(1417)은 와이퍼 블레이드(1514)를 선택적으로 왕복 이동시키기 위해 와이퍼 블레이드(1514)와 동작가능하게 배열된 한 쌍의 액추에이터들(1510, 1511)을 포함한다. 액추에이터들(1510, 1511)은 분배 도관(1428)의 원위 단부(1515)에 인접한 하단 지지 부재(1401)에 장착된다. 와이퍼 블레이드(1514)는 액추에이터들(1510, 1511) 사이에서 가로로 연장된다.
도 26을 참조하면, 분배 출구(1430)는 횡축(60)을 따라 폭(W2)을 갖는 출구 개구부(1481)를 포함한다. 와이퍼 블레이드(1514)는 횡축(60)을 따라 미리 결정된 폭(W3) 거리를 연장한다. 출구 개구부(1481)의 폭(W2)은 와이퍼 블레이드(1514)가 출구 개구부(1481)보다 더 넓도록 와이퍼 블레이드(1514)의 폭(W3)보다 더 작다.
도 28를 참조하면, 예시된 실시예들에서, 각각의 액추에이터(1510, 1511)는 왕복 이동가능한 피스톤(1520)을 갖는 복동 공압 실린더를 포함한다. 피스톤(1520)의 로드(1522)는 와이퍼 블레이드(1514)에 연결된다. 실시예들에서, 한 쌍의 공압 에어 라인들은 드라이브 포트(1525) 및 리트랙트 포트(1526)에 각각 연결될 수 있다. 압축 가스(1530)의 소스는 종축(50)을 따라 와이퍼 블레이드(1514)를 선택적으로 왕복 이동시키기 위해 컨트롤러(1534)에 의해 제어되는 적절한 제어 밸브 어셈블리(1532)를 사용하여 제어될 수 있다. 실시예들에서, 에어 라인은 양 액추에이터들(1510, 1511)의 드라이브 포트들(1525)을 병렬로 함께 구속할 수 있고, 개별 에어 라인은 양 액추에이터들(1510, 1511)의 리트랙트 포트들(1526)을 병렬로 함께 구속할 수 있다. 다른 실시예들에서, 액추에이터들은 예를 들어 수동 디바이스들을 포함하는 와이퍼 블레이드를 왕복 이동시킬 수 있는 어떤 것일 수 있다.
가동 와이퍼 블레이드(1514)는 분배 도관(1428)의 하단 표면(1540)과 접촉 관계에 있다. 와이퍼 블레이드(1514)는 제 1 위치와 제 2 위치(팬텀 라인들로 도시됨) 사이의 클리어링 경로에 걸쳐서 왕복 이동가능하다. 클리어링 경로는 분배 출구(1430)를 포함하는 분배 도관(1428)의 원위 단부(1515)에 인접하여 배치된다. 와이퍼 블레이드는 클리어링 경로를 따라 세로로 왕복 이동한다. 예시된 실시예에서, 와이퍼 블레이드(1514)의 제 1 위치는 분배 출구(1430)의 세로 상류에 있고, 제 2 위치는 분배 출구(1430)의 세로 하류에 있다.
컨트롤러(1534)는 와이퍼 블레이드(1514)를 왕복 이동시키기 위해 액추에이터들을 선택적으로 제어하도록 적응된다. 실시예들에서, 컨트롤러(1534)는 와이퍼 블레이드(1514)를 제 1 위치에서 제 2 위치까지의 클리어링 방향(1550)으로 와이핑 행정에 걸쳐서 이동시키고 와이퍼 블레이드를 제 2 위치에서 제 1 위치까지의 대향, 복귀 방향(1560)으로 복귀 스토로크에 걸쳐서 이동시키도록 적응된다. 실시예들에서, 컨트롤러(1534)는 와이핑 행정에 걸쳐서 이동하는 시간이 복귀 스토로크에 걸쳐서 이동하는 시간과 실질적으로 동일하기 위해 와이퍼 블레이드(1514)를 이동시키도록 적응된다.
실시예들에서, 컨트롤러(1534)는 와이퍼 블레이드(1514)를 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 스윕 기간을 갖는 사이클로 왕복으로 이동시키도록 적응될 수 있다. 스윕 기간은 와이핑 행정에 걸쳐서 이동하는 시간을 포함하는 와이핑 부분, 복귀 스토로크에 걸쳐서 이동하는 시간을 포함하는 복귀 부분, 및 와이퍼 블레이드(1514)가 제 1 위치에서 유지하는 시간의 미리 결정된 기간을 포함하는 축적 지연 부분을 포함한다. 실시예들에서, 와이핑 부분은 복귀 부분과 실질적으로 동일하다. 실시예들에서, 컨트롤러(1534)는 축적 지연 부분을 적응가능하게 변화시키도록 적응된다.
도 34를 참조하면, 분배 도관(1428)의 하단 표면을 지지하는 하단 지지 부재(1401)는 둘레(1565)을 포함한다. 분배 출구(1430)는 분배 도관(1428)의 원위 출구 부분(1515)이 하단 지지 부재(1401)의 둘레(1565)으로부터 연장되도록 하단 지지 부재(1401)로부터 세로로 오프셋된다. 도 28을 다시 참조하면, 와이퍼 블레이드(1514)는 와이퍼 블레이드가 제 1 위치에 있을 때 슬러리 분배기(1420)의 원위 출구 부분(1515)을 지지한다.
도 22를 참조하면, 프로파일링 메커니즘(1432)은 분배 도관(1428)과 접촉 관계에 있는 프로파일링 부재(1610) 및 프로파일링 부재(1610)가 적어도 2 자유도를 갖는 것을 허용하도록 적응되는 지지 어셈블리(1620)를 포함한다. 실시예들에서, 프로파일링 부재은 적어도 하나의 축을 따라 병진가능하고 적어도 하나의 피벗 축 주위에서 회전가능하다. 실시예들에서, 프로파일링 부재는 수직 축(55)을 따라 이동가능하고 종축(50)과 실질적으로 평행한 피벗 축(1630) 주위에서 회전가능하다.
도 26, 도 30 및 도 30a를 참조하면, 프로파일링 부재(1610)는 출구 개구부(1430)의 형상 및/또는 크기를 변화시키기 위해 프로파일링 부재(1610)가 분배 출구(1430)에 인접한 분배 도관(1428)의 일부와 증가 압축 체결되는 위치들의 범위에 프로파일링 부재(1610)가 있도록 주행의 범위에 걸쳐서 이동가능하다.
도 26을 참조하면, 분배 출구(1430)의 출구 개구부(1481)는 횡축(60)을 따라 폭(W2)을 갖는다. 프로파일링 부재(1410)의 접촉 프로파일링 세그먼트는 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하는 폭(W4)을 갖는다. 실시예들에서, 출구 개구부(1481)의 폭(W2)은 프로파일링 부재(1410)의 폭(W4)보다 더 크다. 다른 실시예들에서, 출구 개구부(1481)의 폭(W2)은 프로파일링 부재(1410)의 폭(W4) 이하이다. 프로파일링 부재(1410)는 프로파일링 부재가 측방 부분들(1631, 1632)을 체결하지 않기 위해 분배 출구(1430)의 한 쌍의 측방 부분들(1631, 1632)이 프로파일링 부재(1410)에 측방 오프셋 관계에 있도록 위치된다. 일부 실시예들에서, 측방 부분들(1631, 1632)은 출구 개구부(1481)의 폭(W2)의 대략 1/4의 결합된 폭을 가질 수 있다.
도 23을 참조하면, 지지 어셈블리(1620)는 한 쌍의 고정 업라이트들(1642, 1643), 가로 고정 지지 부재(1645), 및 임의의 적절한 피벗 연결을 사용하여 가로 고정 지지 부재(1645)에 피벗 연결되는 가로 피벗 지지 부재(1647)를 포함한다. 고정 업라이트들(1642, 1643)은 하단 지지 부재(1401)에 장착될 수 있다. 가로 고정 지지 부재(1645)는 고정 업라이트들(1642, 1643) 사이에서 가로로 연장될 수 있다.
도 29, 도 30, 도 30b, 및 도 31을 참조하면, 피벗 지지 부재(1647)는 고정 지지 부재(1645)에 대해 아크 길이(1652)에 걸쳐 피벗 축(1630) 주위에서 회전가능하다. 실시예들에서, 아크 길이(1652)는 횡축(60)보다 위의 상향 및 횡축(60)보다 아래의 하향 둘다로 피벗 지지 부재(1647)의 피벗 단부(1653)를 경사지게 하는 것을 허용한다. 피벗 지지 부재(1647)는 프로파일링 부재(1610)를 지지한다.
실시예들에서, 프로파일링 부재(1610)는 수직 축(55)을 따라 병진가능하고 종축(50)과 실질적으로 평행한 피벗 축(1630) 주위에서 회전가능하다. 프로파일링 부재(1610)는 출구 개구부(1481)의 높이(H2)가 횡축(60)을 따라 변화되기 위해 프로파일링 부재가 횡축(60)을 가로질러 분배 도관(1428)의 일부와 가변 압축 체결되는 위치들의 범위에 프로파일링 부재(1610)가 있도록 아크 길이(1652)에 걸쳐 피벗 축(1630) 주위에서 회전가능하다.
도 29 및 도 33을 참조하면, 프로파일링 부재(1610)는 전체적으로 세로로 그리고 가로로 연장되는 체결 세그먼트(1660) 및 전체적으로 체결 세그먼트(1660)로부터 수직으로 연장되는 병진 조정 로드(1662)를 포함한다. 프로파일링 부재(1610)의 병진 조정 로드(1662)는 프로파일링 부재(1610)가 수직 위치들의 범위에 걸쳐서 수직 축(55)을 따라 이동가능하도록 지지 어셈블리(1620)의 피벗 지지 부재(1647)에 이동가능하게 고정된다. 한 쌍의 병진 가이드 로드들(1663, 1665)은 체결 세그먼트(1660)에 연결되고 피벗 지지 부재(1647)에 장착된 각각의 칼라(1667, 1668)를 통해 연장된다. 가이드 로드들(1663, 1665)은 수직 축(55)을 따라 칼라들(1667, 1668)에 대해 이동가능하다.
지지 어셈블리(1620)는 프로파일링 부재(1610)를 수직 위치들의 범위 중 선택된 것에 고정하기 위해 병진 조정 로드(1662)를 선택적으로 체결하도록 적응되는 클램프 메커니즘을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 병진 조정 로드(1662)와 피벗 지지 부재(1647) 사이의 스레드 연결은 클램프 메커니즘의 기능을 한다. 로크 너트(1664)는 스레드 병진 조정 로드(1662)를 제자리에 고정하기 위해 제공된다. 탄성 너트(1666)는 회전하도록 허용될 원위 단부에 부착되는 누름 나사(1669)(도 30c 참조)에 대한 충분한 클리어런스를 유지하기 위해 병진 조정 로드(1662)의 원위 단부(1657) 근처에 배치된다. 도 30c를 참조하면, 블라인드 홀(1658)은 누름 나사가 병진 조정 로드(1662)의 축 주위에서 회전하는 것을 허용하기 위해 누름 나사(1669)를 수용하도록 프로파일링 부재(1610)에 정의된다.
도 30b 및 도 31을 참조하면, 지지 어셈블리(1620)는 프로파일링 부재(1610)가 아크 길이(1652)를 따라 위치들의 범위에 걸쳐 피벗 축(1630) 주위에서 회전가능하게 하기 위해 프로파일링 부재(1610)를 회전가능하게 지지하도록 적응될 수 있다. 지지 어셈블리(1620)는 고정 지지 부재(1645)(또한 도 31 참조)에 연결된 지지 브래킷(1672)을 통해 고정 지지 부재(1645)와 피벗 지지 부재(1647) 사이에서 연장되는 회전 조정 로드(1670)를 포함한다. 회전 조정 로드(1670)는 고정 지지 부재(1645)에 대해 회전 조정 로드(1670)를 이동시키는 것이, 그것의 T 핸들을 회전시킴으로써, 고정 지지 부재(1645)에 대해 피벗 축(1630) 주위에서 피벗 지지 부재(1647)를 피벗하도록 지지 브래킷(1672)과의 스레드 연결을 통해 고정 지지 부재(1645)에 이동가능하게 고정된다. 지지 브래킷(1672)은 그것이 경사 동작 동안 일부 굽힘을 허용할 수 있도록 구성될 수 있다. 샤프트 칼라들(1673, 1674)은 추가된 신뢰성을 위해 제공될 수 있다.
지지 어셈블리(1620)는 프로파일링 부재(1610)를 아크 길이(1652)를 따른 위치들의 범위 중 선택된 것에 고정하기 위해 회전 조정 로드(1670)를 선택적으로 체결하도록 적응되는 클램프 메커니즘을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 잼 너트(1677)는 스레드 로드(1670)를 배럴 너트(1679)에 로크하기 위해 제공될 수 있다.
도 34 및 도 40을 참조하면, 슬러리 분배기(1420)의 분기 급송 도관(1422)은 제 1 및 제 2 급송 부분(1701, 1702)을 포함한다. 제 1 및 제 2 급송 부분들(1701, 1702) 각각은 급송 입구(1424, 1425) 및 급송 입구(1424, 1425)와 유체 연통되는 급송 진입 출구(1710, 1711)를 갖는 각각의 진입 세그먼트(1436, 1437), 각각의 진입 세그먼트(1436)의 급송 진입 출구(1710, 1711)와 유체 연통되는 벌브 부분(1720, 1721)(또한 도 41 참조)을 갖는 성형 덕트(1441, 1443), 및 각각의 벌브 부분(1720, 1721)과 유체 연통되는 전이 세그먼트(1730, 1731)를 갖는다.
도 34를 참조하면, 제 1 및 제 2 급송 입구들(1424, 1425) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(1436, 1437)은 종축(50)에 대해 대략 135°까지의 범위에서, 수직 축(55)에 비해 회전의 정도로 측정되는, 각각의 급송 각도(θ)로 배치될 수 있다. 예시된 제 1 및 제 2 급송 입구들(1424, 1425) 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(1436, 1437)은 종축(50)과 실질적으로 정렬되는 각각의 급송 각도(θ)로 배치된다.
제 1 급송 부분(1701)은 제 2 급송 부분(1702)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 하나의 급송 부분의 설명은 또한 다른 급송 부분에 동일하게 적용가능하다는 점이 이해되어야 한다. 다른 실시예들에서 단일 급송 부분만이 있을 수 있거나 또 다른 실시예들에서 2개보다 더 많은 급송 부분들이 있을 수 있다.
도 35를 참조하면, 진입 세그먼트(1436)는 전체적으로 원통형이고 제 1 급송 흐름 축(1735)을 따라 연장된다. 예시된 진입 세그먼트(1436)의 제 1 급송 흐름 축(1735)은 전체적으로 수직 축(55)을 따라 연장된다.
다른 실시예들에서, 제 1 급송 흐름 축(1735)은 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)에 대해 상이한 배향을 가질 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예들에서, 제 1 급송 흐름 축(1735)은 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)에 수직이 아닌, 횡축(60)에 비해 회전의 정도로 측정되는, 급송 피치 각도(σ)로 배치될 수 있다. 실시예들에서, 도 35에 도시된 바와 같은 수직 축(55)에 상향으로 기계 방향(92)에 대향하는 방향으로 종축(50)으로부터 측정되는 피치 각도(σ)는 대략 0에서 대략 135 도까지, 다른 실시예들에서 대략 15에서 대략 120 도까지, 또 다른 실시예들에서 대략 30에서 대략 105 도까지, 또 다른 실시예들에서 대략 45에서 대략 105 도까지, 및 다른 실시예들에서 대략 75에서 대략 105 도까지의 범위의 어디든지 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 1 급송 흐름 축(1735)은 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 정의되는 평면(57)에 수직이 아닌, 종축(50)에 비해 회전의 정도로 측정되는, 급송 롤 각도로 배치될 수 있다.
도 34를 참조하면, 성형 덕트(1441)는 한 쌍의 측방 측면들(1740, 1741) 및 벌브 부분(1720)을 포함한다. 성형 덕트(1441)는 진입 세그먼트(1436)의 급송 진입 출구(1711)와 유체 연통된다. 도 35를 참조하면, 벌브 부분(1720)은 진입 세그먼트(1436)로부터 벌브 부분(1720)을 통해 전이 세그먼트(1730)로 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 속도를 감소시키도록 구성된다. 실시예들에서, 벌브 부분(1720)은 진입 세그먼트(1436)로부터 벌브 부분(1720)을 통해 전이 세그먼트(1730)로 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 속도를 적어도 20 퍼센트만큼 감소시키도록 구성된다.
도 45-도 47을 참조하면, 벌브 부분(1720)은 급송 입구(1424)로부터 분배 도관(1428)의 분배 출구(1430)를 향하는 흐름 방향(1752)에 비해 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역(1750)을 갖는다. 실시예들에서, 벌브 부분(1720)은 급송 진입 출구(1711)의 단면적보다 더 큰 제 1 흐름 축(1735)에 수직인 평면에서 단면적을 갖는 영역(1752)을 갖는다.
성형 덕트(1441)는 진입 세그먼트(1436)의 급송 진입 출구(1711)와 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면(1758)을 갖는다. 벌브 부분(1720)은 볼록 내부 표면에 인접하여 배치된 전체적으로 방사의 가이드 채널(1460)을 갖는다. 가이드 채널(1460)은 제 1 급송 흐름 축(1735)에 실질적으로 수직인 평면에서 방사상 흐름을 촉진하도록 구성된다. 도 45를 참조하면, 볼록 내부 표면(1758)은 또한 방사상 가이드 채널(1760)에서 슬러리의 평균 속도의 증가를 돕는 흐름 경로에 중심 제한부(1762)를 정의하도록 구성된다.
성형 덕트(1441)는 분배 출구(1430)를 향해 볼록 내부 표면(1758)에 인접하고 측방 측면들(1740, 1741) 중 하나 이상에 인접한 역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름이 대략 0에서 대략 10까지, 다른 실시예들에서 대략 3까지, 및 또 다른 실시예들에서 대략 0.5에서 대략 5까지의 스월 모션(Sm)을 갖도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 분배 출구(1430)를 향해 볼록 내부 표면(1758)에 인접하고 측방 측면들(1740, 1741) 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0°에서 대략 84°까지, 및 다른 실시예에서 대략 10°에서 대략 80°까지의 스월 각도(Sm)를 갖는다.
도 34 및 도 35를 참조하면, 전이 세그먼트(1730)는 벌브 부분(1720)과 유체 연통된다. 예시된 전이 세그먼트(1730)는 종축(50)을 따라 연장된다. 전이 세그먼트(1730)는 횡축(60)을 따라 측정되는, 그것의 폭이 벌브 부분(1720)으로부터 방출 출구(1430)로의 흐름 방향으로 증가하도록 구성된다. 전이 세그먼트(1730)는 제 1 급송 흐름 축(1735)과 비평행 관계인 제 2 급송 흐름 축(1770)을 따라 연장된다.
실시예들에서, 제 1 급송 흐름 축(1735)은 종축(50)에 실질적으로 수직이다. 실시예들에서, 제 1 급송 흐름 축(1735)은 종축(50) 및 횡축(60)에 수직인 수직 축(55)과 실질적으로 평행하다. 실시예들에서, 제 2 급송 흐름 축(1770)은 종축(50)에 대해 대략 135°까지의 범위 내의 각각의 급송 각도(θ)로 배치된다.
실시예들에서, 급송 도관(1422)은 제 1 및 제 2 가이드 표면들(1780, 1781)을 포함하는 분기 커넥터 세그먼트(1439)를 포함한다. 실시예들에서, 제 1 및 제 2 가이드 표면들(1781)은 제 1 및 제 2 입구들(1424, 1425)을 통해 급송 도관에 진입하는 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 대략 135°까지의 방향 각도의 변경에 의해 출구 흐름 방향으로 전향시키도록 각각 적응될 수 있다.
도 41-도 43를 참조하면, 성형 덕트들(1441, 1443) 각각은 그것의 볼록 내부 표면(1758)의 형상에 실질적으로 보완적이고 그것과 기저 관계에 있는 오목 외부 표면(1790, 1791)을 갖는다. 각각의 오목 외부 표면(1790, 1791)은 리세스(1794, 1795)를 정의한다.
도 27, 도 35, 및 도 36을 참조하면, 지지 삽입부(1801, 1802)는 슬러리 분배기(1420)의 각각의 리세스(1794, 1795) 내에 배치된다. 지지 삽입부들(1801, 1802)은 성형 덕트들(1441, 1443)의 각각의 볼록 내부 표면들에 기저 관계(underlying relationship)로 배치된다. 지지 삽입부들(1801, 1802)은 슬러리 분배기를 지지하고 오버라잉 내부 볼록 표면에 대해 원하는 형상을 유지하는 것을 돕는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 예시된 실시예에서, 지지 삽입부들(1801, 1802)은 실질적으로 동일한 것이다. 다른 실시예들에서, 상이한 지지 삽입부들이 사용될 수 있거나 또 다른 실시예에서 삽입부들이 사용되지 않는다.
도 37-도 39를 참조하면, 강성 지지 삽입부(1801)는 성형 덕트의 볼록 내부 표면의 형상에 실질적으로 맞는 지지 표면(1810)을 포함한다. 실시예들에서, 슬러리 분배기의 성형 덕트는 볼록 내부 표면이 지지 삽입부(1801)의 지지 표면(1810)에 의해 정의되도록 충분한 가요성 재료로 제조될 수 있다. 그러한 경우들에서, 성형 덕트의 오목 외부 표면이 생략될 수 있다.
지지 삽입부(1801)는 급송 단부(1820) 및 분배 단부(1822)를 포함한다. 지지 삽입부(1801)는 중심 지지 축(1825)을 연장된다. 지지 삽입부(1801)는 지지 축(1825) 주위에서 실질적으로 대칭이다. 지지 삽입부(1801)는 지지 축(1825)에 수직인 중심 축(1830) 주위에서 비대칭이다.
도 34를 참조하면, 분배 도관(1428)은 전체적으로 종축(50)을 따라 연장되고 진입 부분(1452) 및 진입 부분(1452)과 유체 연통되는 분배 출구(1430)를 포함한다. 진입 부분(1452)은 급송 도관(1422)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(1424, 1425)과 유체 연통된다. 분배 도관(1428)의 폭은 진입 부분(1452)으로부터 분배 출구(1430)로 증가한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 분배 도관(1428)의 폭은 진입 부분(1452)으로부터 분배 출구(1430)로 감소하거나 일정하다.
진입 부분(1452)은 횡축(60)을 따라 분배 진입 폭(W5), 및 수직 축(55)을 따라 진입 높이(H4)를 갖는 진입 개구부(1453)를 포함하며, 분배 진입 폭(W5)은 분배 출구(1430)의 출구 개구부(1481)의 폭(W2) 미만이다. 다른 실시예들에서, 분배 진입 폭(W5)은 분배 출구(1430)의 출구 개구부(1481)의 폭(W2) 이상이다. 실시예들에서, 출구 개구부(1481)의 폭 대 높이 비율은 대략 4 이상이다.
실시예들에서, 급송 도관(1422) 및 분배 도관(1428) 중 적어도 하나는 슬러리의 흐름이 평균 급송 속도보다 더 작은 적어도 20 퍼센트인 평균 방출 속도로 분배 출구로부터 방출되도록 급송 입구들(1424, 1425)에 진입하고 분배 출구(1430)로 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 급송 속도를 감소시키도록 적응되는 흐름 안정화 영역을 포함한다.
도 44-도 53은 도 22의 슬러리 분배기(1420)의 하프 부분(1504)의 내부 형상(1407)을 계속해서 도시한다. 도 22의 슬러리 분배기(1420)는 다른 점에서 도 1의 슬러리 분배기(120) 및 도 20의 슬러리 분배기(420)와 유사하다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 제조하는 임의의 적절한 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 슬러리 분배기가 PVC 또는 우레탄과 같은, 가요성 재료로 제조되는 실시예들에서, 멀티 피스 몰드가 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 몰드 피스 영역들은 몰드 피스가 제거 동안 풀링되고 있는 몰드된 슬러리 분배기의 영역의 대략 150% 이하, 다른 실시예들에서 대략 125% 이하, 또 다른 실시예들에서 대략 115% 이하, 및 또 다른 실시예들 대략 110% 이하이다.
도 54 및 도 55를 참조하면, PVC 또는 우레탄과 같은, 가요성 재료로 도 1의 슬러리 분배기(120)를 제조할 시의 사용에 적절한 멀티 피스 몰드(550)의 일 실시예가 도시된다. 예시된 멀티 피스 몰드(550)는 5개의 몰드 세그먼트들(551, 552, 553, 554, 555)을 포함한다. 멀티 피스 몰드(550)의 몰드 세그먼트들(551, 552, 553, 554, 555)은 예를 들어 알루미늄과 같은, 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.
예시된 실시예에서, 분배기 도관 몰드 세그먼트(551)은 분배기 도관(128)의 내부 흐름 형상을 정의하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 성형 덕트 몰드 세그먼트들(552, 553)은 제 1 및 제 2 성형 덕트들(141, 143)의 내부 흐름 형상을 정의하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 진입 몰드 세그먼트들(554, 555)은 제 1 진입 세그먼트(136) 및 제 1 급송 입구(124) 및 제 2 진입 세그먼트(137) 및 제 2 급송 입구(125)의 내부 흐름 형상을 각각 정의한다. 다른 실시예들에서, 멀티 피스 몰드는 상이한 수의 몰드 세그먼트들을 포함할 수 있고/있거나 몰드 세그먼트들은 상이한 형상들 및/또는 크기들을 가질 수 있다.
도 54를 참조하면, 연결 볼트들(571, 572, 573)은 멀티 피스 몰드(550)의 실질적으로 연속 외부 표면(580)이 정의되기 위해 몰드 세그먼트들(551, 552, 553, 554, 555)을 인터로크하고 정렬하도록 2개 이상의 몰드 세그먼트들을 통해 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에서, 연결 볼트들(571, 572, 573)의 원위 부분(575)은 몰드 세그먼트들(551, 552, 553, 554, 555) 중 적어도 2개를 상호 연결하기 위해 몰드 세그먼트들(551, 552, 553, 554, 555) 중 하나를 스레드 체결하도록 구성되는 외부 스레드를 포함한다. 멀티 피스 몰드(550)의 외부 표면(580)은 조인트들에서의 플래싱이 감소되기 위해 몰드된 슬러리 분배기(120)의 내부 형상을 정의하도록 구성된다. 연결 볼트들(571, 572, 573)은 몰드된 슬러리 분배기(120)의 내부로부터 몰드(550)의 제거 동안 멀티 피스 몰드(550)를 분해하기 위해 제거될 수 있다.
조립된 멀티 피스 몰드(550)는 몰드(550)가 용액에 완전히 침수되도록 PVC 또는 우레탄과 같은, 가요성 재료의 용액으로 침지된다. 그 다음, 몰드(550)는 침지된 재료로부터 제거될 수 있다. 용액의 양은 용액이 고체 형태로 변경되면 몰드된 슬러리 분배기(120)를 구성하는 멀티 피스 몰드(550)의 외부 표면(580)에 부착될 수 있다. 실시예들에서, 멀티 피스 몰드(550)는 몰드된 피스를 형성하기 위해 임의의 적절한 침지 공정에 사용될 수 있다.
원하는 내부 흐름 형상을 제공하기 위해 서로 끼워맞추도록 설계되었던 다수의 분리 알루미늄 피스들―예시된 실시예에서, 5개의 피스들―로부터 몰드(550)를 제조함으로써, 몰드 세그먼트들(551, 552, 553, 554, 555)은 그것이 세팅되기 시작했으면 그것이 여전히 따뜻한 동안 서로 분리되고 용액으로부터 인출될 수 있다. 충분히 높은 온도들에서, 가요성 재료는 그것을 찢는 것없이 몰드된 슬러리 분배기(120)의 더 작게 산출된 영역들을 통해 알루미늄 몰드 피스들(551, 552, 553, 554, 555)의 더 크게 산출된 영역들을 당기기에 충분히 유연하다. 일부 실시예들에서, 가장 큰 몰드 피스 영역은 특정 몰드 피스가 제거 공정 동안 가로로 횡단하는 몰드된 슬러리 분배기 캐비티 영역의 가장 작은 영역의 대략 150%, 다른 실시예들에서 대략 125%까지, 또 다른 실시예들에서 대략 115%까지, 및 또 다른 실시예들에서 대략 110%까지이다.
도 56을 참조하면, PVC 또는 우레탄과 같은, 가요성 재료로부터 도 6의 슬러리 분배기(320)를 제조할 시의 사용에 적절한 멀티 피스 몰드(650)의 일 실시예가 도시된다. 예시된 멀티 피스 몰드(650)는 5개의 몰드 세그먼트들(651, 652, 653, 654, 655)을 포함한다. 멀티 피스 몰드(550)의 몰드 세그먼트들(651, 652, 653, 654, 655)은 예를 들어 알루미늄과 같은, 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 몰드 세그먼트들(651, 652, 653, 654, 655)은 도 56에서 분해된 조건으로 도시된다.
연결 볼트들은 멀티 피스 몰드(650)의 실질적인 연속 외부 표면이 정의되기 위해 몰드(650)를 조립하도록 몰드 세그먼트들(651, 652, 653, 654, 655)을 함께 제거가능하게 연결하기 위해 사용될 수 있다. 멀티 피스 몰드(650)의 외부 표면 도 6의 슬러리 분배기(220)의 내부 흐름 형상을 정의한다. 몰드(650)는 몰드 피스가 제거되고 있을 때 가로질러야 하는 몰드된 슬러리 분배기(220)의 가장 작은 영역의 미리 결정된 양 내에(예를 들어, 일부 실시예들에서 특정 몰드 피스가 제거 공정 동안 가로로 가로지르는 몰드된 슬러리 분배기 캐비티 영역의 가장 작은 영역의 대략 150%까지, 다른 실시예들에서 대략 125%까지, 또 다른 실시예들에서 대략 115%까지, 및 또 다른 실시예들에서 대략 110%까지) 그것의 영역이 있도록 도 56의 몰드(650)의 각각의 피스가 구성된다는 점에서 도 54 및 도 55의 몰드(550)와 구성에 있어서 유사할 수 있다.
도 57 및 도 58을 참조하면, 도 4의 투피스 슬러리 분배기(220)의 피스들(221, 223) 중 하나를 제조할 시의 사용을 위한 몰드(750)의 일 실시예가 도시된다. 도 57을 참조하면, 장착 보어 정의 요소들(752)은 다른 피스와 그것의 연결을 용이하게 하기 위해 이루어지는 도 4의 투피스 슬러리 분배기(220)의 피스에 장착 보어들을 정의하기 위해 포함될 수 있다.
도 57 및 도 58을 참조하면, 몰드(750)는 몰드(750)의 하단 표면(756)으로부터 돌출되는 몰드 표면(754)을 포함한다. 경계 벽(756)은 수직 축을 따라 연장되고 몰드의 깊이를 정의한다. 몰드 표면(754)는 경계 벽(756) 내에 배치된다. 경계 벽(756)은 몰드 표면(754)이 침지되도록 경계 벽 내에 정의되는 캐비티(758)의 용적이 용융된 몰드 재료로 충전되는 것을 허용하도록 구성된다. 몰드 표면(754)은 몰드되는 투피스 분배기의 특정 피스에 의해 정의되는 내부 흐름 형상의 부정 이미지이도록 구성된다.
사용 시에, 몰드(750)의 캐비티(758)는 몰드 표면이 침지되고 캐비티(758)가 용융된 재료로 충전되도록 용융된 재료로 충전될 수 있다. 용융된 재료는 냉각하도록 허용되고 몰드(750)로부터 제거될 수 있다. 다른 몰드는 도 4의 슬러리 분배기(220)의 메이팅 피스를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 59를 참조하면, 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리(810)의 일 실시예는 도 6에 도시된 슬러리 분배기(320)와 유사한 슬러리 분배기(820)와 유체 연통되는 석고 슬러리 혼합기(912)를 포함한다. 석고 슬러리 혼합기(812)는 수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 물 및 소성석고를 교반하도록 적응된다. 물 및 소성석고 둘다는 본 기술분야에 알려진 바와 같이 하나 이상의 입구들을 통해 혼합기(812)에 공급될 수 있다. 임의의 적절한 혼합기(예를 들어, 핀 혼합기)는 슬러리 분배기와 함께 사용될 수 있다.
슬러리 분배기(820)는 석고 슬러리 혼합기(812)와 유체 연통된다. 슬러리 분배기(820)는 석고 슬러리 혼합기(812)로부터 제 1 급송 방향(890)으로 이동하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름을 수용하도록 적응되는 제 1 급송 입구(824), 석고 슬러리 혼합기(812)로부터 제 2 급송 방향(891)으로 이동하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름을 수용하도록 적응되는 제 2 급송 입구(825), 및 제 1 및 제 2 급송 입구들(824, 825) 둘다와 유체 연통되고 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 슬러리 분배기(820)로부터 분배 출구(830)을 통해 실질적으로 기계 방향(50)을 따라 방출되도록 적응되는 분배 출구(830)를 포함한다.
슬러리 분배기(820)는 분배 도관(828)과 유체 연통되는 급송 도관(822)을 포함한다. 급송 도관은 제 1 급송 입구(824) 및 제 1 급송 입구(824)에 이격된 관계로 배치되는 제 2 급송 입구(825)를 포함하며, 이는 기계 방향(50)에 대해 대략 60°의 급송 각도(θ)로 둘다 배치된다. 급송 도관(822)은 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 분배 도관(828)으로 운반되어 기계 방향(50)과 실질적으로 정렬되는 출구 흐름 방향(892)으로 실질적으로 이동하기 위해 제 1 및 제 2 급송 흐름 방향(890, 891)으로 이동하는 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 수용하고 슬러리 흐름 방향을 방향 각도(α)(도 9 참조)의 변화만큼 전향시키도록 적응되는 구조를 그 안에 포함한다. 제 1 및 제 2 급송 입구들(824, 825) 각각은 단면적을 갖는 개구부를 갖고, 분배 도관(828)의 진입 부분(852)은 제 1 및 제 2 급송 입구들(824, 825)의 개구부들의 단면적들의 합보다 더 큰 단면적을 갖는 개구부를 갖는다.
분배 도관(828)은 전체적으로 횡축(60)에 실질적으로 수직인 종축 또는 기계 방향(50)을 따라 연장된다. 분배 도관(828)은 진입 부분(852) 및 분배 출구(830)를 포함한다. 진입 부분(852)은 진입 부분(852)이 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들 둘다를 그것으로부터 수용하기 위해 적응되도록 급송 도관(822)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(824, 825)과 유체 연통된다. 분배 출구(830)는 진입 부분(852)과 유체 연통된다. 분배 도관(828)의 분배 출구(830)는 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들의 방출을 교차 기계 방향으로 또는 횡축(60)을 따라 용이하게 하기 위해 횡축(60)을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 슬러리 분배기(820)는 다른 점에 있어서 도 6의 슬러리 분배기(320)와 유사할 수 있다.
전달 도관(814)은 석고 슬러리 혼합기(812)와 슬러리 분배기(820) 사이에 배치되고 이들과 유체 연통된다. 전달 도관(814)은 메인 전달 트렁크(815), 슬러리 분배기(820)의 제 1 급송 입구(824)와 유체 연통되는 제 1 전달 브랜치(817), 및 슬러리 분배기(820)의 제 2 급송 입구(825)와 유체 연통되는 제 2 전달 브랜치(818)를 포함한다. 메인 전달 트렁크(815)는 제 1 및 제 2 전달 브랜치들(817, 818) 둘다와 유체 연통된다. 다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 전달 브랜치들(817, 818)은 석고 슬러리 혼합기(812)와 독립적으로 유체 연통될 수 있다.
전달 도관(814)은 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있고 상이한 형상들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 전달 도관(814)은 가요성 도관을 포함할 수 있다.
수성 기포 공급 도관(821)은 석고 슬러리 혼합기(812) 및 전달 도관(814) 중 적어도 하나와 유체 연통될 수 있다. 소스로부터의 수성 기포는 슬러리 분배기(220)에 제공되는 기포화 석고 슬러리를 형성하기 위해 혼합기(812)의 하류에 있는 임의의 적절한 위치에서 및/또는 혼합기(812) 자체에서 기포 공급 도관(821)을 통해 구성 재료들에 추가될 수 있다. 예시된 실시예에서, 기포 공급 도관(821)은 석고 슬러리 혼합기(812)의 하류에 배치된다. 예시된 실시예에서, 수성 기포 공급 도관(821)은 예를 들어 미국 특허 제6,874,930호에 설명된 바와 같이 기포를 전달 도관(814)과 연관된 주입 링 또는 블록에 공급하는 매니폴드 타입 배열을 갖는다.
다른 실시예들에서, 혼합기(812)와 유체 연통되는 하나 이상의 기포 공급 도관들이 제공될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 수성 기포 공급 도관(들)은 석고 슬러리 혼합기와 단독으로 유체 연통될 수 있다. 당해 기술에서 통상의 기술자들에 의해 이해되는 바와 같이, 어셈블리에서 상대 위치를 포함하는, 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리(810)에서 수성 기포를 석고 슬러리로 도입하는 수단은 그것의 의도된 목적을 위해 끼워맞춰지는 보드를 제조하기 위해 석고 슬러리에 수성 기포의 균일한 분산을 제공하도록 변화되고/되거나 최적화될 수 있다.
임의의 적절한 기포제가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 수성 기포는 기포제 및 물의 혼합의 스트림이 기포 발생기에 지향되는 연속 방식으로 제조되고, 최종 수성 기포의 스트림은 발생기를 떠나서 소성석고 슬러리에 지향되고 혼합된다. 적절한 기포제들의 일부 예들은 예를 들어 미국 특허 제5,683,635호 및 제5,643,510호에 설명된다.
기포화 석고 슬러리가 응고되고 건조될 때, 슬러리에서 분산되는 기포는 벽판의 전체 밀도를 낮추는 역할을 하는 에어 보이드들을 생성한다. 기포의 양 및/또는 기포 내의 에어의 양은 최종 벽판 제품이 원하는 중량 범위 내에 있기 위해 건조 보드 밀도를 조정하도록 변화될 수 있다.
하나 이상의 흐름 수정 요소들(823)은 전달 도관(814)과 연관되고 석고 슬러리 혼합기(812)로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 제어하도록 적으될 수 있다. 흐름 수정 요소(들)(823)는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들의 동작 특성을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 도 59의 예시된 실시예에서, 흐름 수정 요소(들)(823)는 메인 전달 트렁크(815)와 연관된다. 적절한 흐름 수정 요소들의 예들은 예를 들어 미국 특허 제6,494,609호; 제6,874,930호; 제7,007,914호; 및 제7,296,919호에 설명된 것을 포함하는, 용적 제한기들, 압력 감소기들, 압축 밸브들, 캐니스터들 등을 포함한다.
메인 전달 트렁크(815)는 적절한 Y 형상 흐름 분할기(819)를 통해 제 1 및 제 2 전달 브랜치들(817, 818)에 연결될 수 있다. 흐름 분할기(819)는 메인 전달 트렁크(815)와 제 1 전달 브랜치(817) 사이에서 그리고 메인 전달 트렁크(815)와 제 2 전달 브랜치(818) 사이에 배치된다. 일부 실시예들에서, 흐름 분할기(819)는 그들이 실질적으로 같기 위해 석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 분할하는 것을 돕도록 적응될 수 있다. 다른 실시예들에서, 추가 구성요소들은 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 조절하는 것을 돕기 위해 추가될 수 있다.
사용 시에, 수성 소성석고 슬러리는 혼합기(812)로부터 방출된다. 혼합기(812)로부터의 수성 소성석고 슬러리는 흐름 분할기(819)에서 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름 및 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름으로 분할된다. 혼합기(812)로부터의 수성 소성석고 슬러리는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들이 실질적으로 밸런싱되도록 분할될 수 있다.
도 60을 참조하면, 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리(910)의 다른 실시예가 도시된다. 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리(910)는 슬러리 분배기(920)와 유체 연통되는 석고 슬러리 혼합기(912)를 포함한다. 석고 슬러리 혼합기(912)는 수성 소성석고 슬러리를 형성하기 위해 물 및 소성석고를 교반하도록 적응된다. 슬러리 분배기(920)는 구성 및 기능에 있어서 도 6의 슬러리 분배기(320)와 유사할 수 있다.
전달 도관(914)은 석고 슬러리 혼합기(912)와 슬러리 분배기(920) 사이에 배치되고 이들과 유체 연통된다. 전달 도관(914)은 메인 전달 트렁크(915), 슬러리 분배기(920)의 제 1 급송 입구(924)와 유체 연통되는 제 1 전달 브랜치(917), 및 슬러리 분배기(920)의 제 2 급송 입구(925)와 유체 연통되는 제 2 전달 브랜치(918)를 포함한다.
메인 전달 트렁크(915)는 석고 슬러리 혼합기(912)와 제 1 및 제 2 전달 브랜치들(917, 918) 둘다 사이에 배치되고 이들과 유체 연통된다. 수성 기포 공급 도관(921)은 석고 슬러리 혼합기(912) 및 전달 도관(914) 중 적어도 하나와 유체 연통될 수 있다. 예시된 실시예에서, 수성 기포 공급 도관(921)은 전달 도관(914)의 메인 전달 트렁크(915)와 연관된다.
제 1 전달 브랜치(917)는 슬러리 분배기(920)의 석고 슬러리 혼합기(912)와 제 1 급송 입구(924) 사이에 배치되고 이들과 유체 연통된다. 적어도 하나의 제 1 흐름 수정 요소(923)는 제 1 전달 브랜치(917)와 연관되고 석고 슬러리 혼합기(912)로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름을 제어하도록 적응된다.
제 2 전달 브랜치(918)는 슬러리 분배기(920)의 석고 슬러리 혼합기(912)와 제 2 급송 입구(925) 사이에 배치되고 이들과 유체 연통된다. 적어도 하나의 제 2 흐름 수정 요소(927)는 제 2 전달 브랜치(918)와 연관되고 석고 슬러리 혼합기(912)로부터 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름을 제어하도록 적응된다.
제 1 및 제 2 흐름 수정 요소들(923, 927)은 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들의 동작 특성을 제어하도록 동작될 수 있다. 제 1 및 제 2 흐름 수정 요소들(923, 927)은 독립적으로 동작가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 흐름 수정 요소들(923, 927)은 주어진 시간에 제 1 슬러리가 슬러리의 제 2 흐름의 것보다 더 빠른 평균 속도를 갖고 다른 시점에 제 1 슬러리가 슬러리의 제 2 흐름의 것보다 더 느린 평균 속도를 갖도록 대향 방식으로 비교적 더 느리고 비교적 더 빠른 평균 속도 사이에서 교대하는 슬러리들의 제 1 및 제 2 흐름들을 전달하기 위해 작동될 수 있다.
당해 기술에서 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 커버 시트 재료의 웨브들 중 하나 또는 둘다는 본 기술분야에서 스킴 코트로 종종 언급되는, 석고 슬러리(코어를 포함하는 석고 슬러리에 비해)의 매우 얇은 비교적 치밀한 층, 및/또는 원한다면 하드 에지들에서 전처리될 수 있다. 그 목적을 위해, 혼합기(912)는 슬러리 분배기에 전달되는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들보다 비교적 더 치밀한 수성 소성석고 슬러리의 스트림(즉, "페이스 스킴 코트/하드 에지 스트림(face skim coat/hard edge stream)")을 퇴적하도록 적응되는 제 1 보조 도관(929)을 포함한다. 제 1 보조 도관(929)은 본 기술분야에 알려진 바와 같이 롤러(931)의 폭이 이동 웨브의 폭보다 더 작은 것에 의해 스킴 코트 층을 커버 시트 재료의 이동 웨브에 도포하고 하드 에지들을 이동 웨브의 둘레에 정의하도록 적응되는 스킴 코트 롤러(931)의 상류에 있는 커버 시트 재료의 이동 웨브 위에 페이스 스킴 코트/하드 에지 스트림을 퇴적할 수 있다. 하드 에지들은 치밀 층을 웨브에 도포하기 위해 사용되는 롤러의 단부들 주위에 치밀 슬러리의 부분들을 지향시킴으로써 얇은 치밀 층을 형성하는 동일한 치밀 슬러리로부터 형성될 수 있다.
혼합기(912)는 슬러리 분배기에 전달되는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들보다 비교적 더 치밀한 치밀 수성 소성석고 슬러리의 스트림(즉, "백 스킴 코트 스트림(back skim coat stream)")을 퇴적하도록 적응되는 제 2 보조 도관(933)을 포함할 수도 있다. 제 2 보조 도관(933)은 본 기술분야에 알려진 바와 같이 스킴 코트 층을 커버 시트 재료의 제 2 이동 웨브에 도포하도록 적응되는 스킴 코트 롤러(937)의 상류에 있는 커버 시트 재료의 제 2 이동 웨브 위에 백 스킴 코트 스트림을 (제 2 웨브의 이동의 방향으로) 퇴적할 수 있다(또한 도 61 참조).
다른 실시예들에서, 개별 보조 도관들은 하나 이상의 분리 에지 스트림들을 커버 시트 재료의 이동 웨브에 전달하기 위해 혼합기에 연결될 수 있다. 다른 적절한 장비(예컨대 보조 혼합기들)는 예컨대 기포를 슬러리에서 기계적으로 브레이킹 업함으로써 및/또는 적절한 탈기포제의 사용을 통해 기포를 화학적으로 브레이킹 다운함으로써, 슬러리를 그 안에서 더 치밀하게 하는 것을 돕기 위해 보조 도관들에 제공될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 전달 브랜치들은 수성 기포를 슬러리 분배기에 전달되는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들로 독립적으로 도입하도록 각각 적으되는 기포 공급 도관을 각각 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 복수의 혼합기들은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리의 독립 스트림들을 슬러리 분배기의 제 1 및 제 2 급송 입구들에 제공하기 위에 제공될 수 있다. 다른 실시예들이 가능하다는 점이 이해될 것이다.
도 60의 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리(910)는 다른 점에 있어서 도 59의 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리(810)와 유사할 수 있다. 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 다른 슬러리 분배기들은 본 명세서에 설명된 바와 같은 시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리의 다른 실시예들에 사용될 수 있는 것이 더 생각된다.
도 61을 참조하면, 석고 벽판 제조 라인의 습식 단부(1011)의 대표적인 실시예가 도시된다. 습식 단부(1011)는 도 6의 슬러리 분배기(320)와 구성 및 기능에 있어서 유사한 슬러리 분배기(1020)와 유체 연통되는 석고 슬러리 혼합기(1012)를 갖는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리(1010), 커버 시트 재료의 제 1 이동 웨브(1039)가 그 사이에 배치되도록 슬러리 분배기(1020)의 상류에 배치되고 포밍 테이블(1038)에 걸쳐서 지지되는 하드 에지/페이스 스킴 코트 롤러(1031), 커버 시트 재료의 제 2 이동 웨브(1043)가 그 사이에 배치되도록 지지 요소(1041)에 걸쳐서 배치되는 백 스킴 코트 롤러(1037), 및 프리폼을 원하는 두께로 형상화하도록 적응되는 포밍 스테이션(1045)을 포함한다. 스킴 코트 롤러들(1031, 1037), 포밍 테이블(1038), 지지 요소(1041), 및 포밍 스테이션(1045)은 본 기술분야에 알려진 바와 같이 그것의 의도된 목적들에 적절한 종래의 장비를 모두 포함할 수 있다. 습식 단부(1011)에는 본 기술분야에 알려진 바와 같이 다른 종래의 장비가 구비될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에서, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 다양한 제조 공정들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 슬러리 분배 시스템은 석고 제품을 제조하는 방법에 사용될 수 있다. 슬러리 분배기는 수성 소성석고 슬러리를 제 1 어드밴싱 웨브(1039) 위에 분배하기 위해 사용될 수 있다.
물 및 소성석고는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)을 형성하기 위해 혼합기(1012)에서 혼합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 물 및 소성석고는 대략 0.5에서 대략 1.3까지, 및 다른 실시예들에서 대략 0.75 이하의 물 대 소성석고 비율로 혼합기에 연속적으로 추가될 수 있다.
석고 보드 제품들은 전형적으로 어드밴싱 웨브(1039)가 완성 보드의 "페이스(face)" 커버 시트의 역할을 하도록 "페이스 다운(face down)"으로 형성된다. 페이스 스킴 코트/하드 에지 스트림(1049)(수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들 중 적어도 하나에 비해 더 치밀한 수성 소성석고 슬러리의 층)은 스킴 코트 층을 제 1 웨브(1039)에 도포하고 보드의 하드 에지들을 정의하기 위해, 기계 방향(1092)에 비해, 하드 에지/페이스 스킴 코트 롤러(1031)의 상류에 있는 제 1 이동 웨브(1039)에 도포될 수 있다.
수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047) 및 제 2 흐름(1048)은 슬러리 분배기(1020)의 제 1 급송 입구(1024) 및 제 2 급송 입구(1025)를 통해 각각 통과된다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)은 슬러리 분배기(1020)에서 결합된다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)은 흐름 경로를 따라 슬러리 분배기(1020)를 통해 스트림라인 흐름의 방식으로 이동하여, 최소 또는 실질적으로 없는 공기-액체 슬러리 상 분리를 겪고 소용돌이 흐름 경로를 실질적으로 겪지 않는다.
제 1 이동 웨브(1039)는 종축(50)을 따라 이동한다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047)은 제 1 급송 입구(1024)를 통과하고, 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)은 제 2 급송 입구(1025)를 통과한다. 분배 도관(1028)은 커버 시트 재료의 제 1 웨브(1039)가 이동하는 기계 방향(1092)과 실질적으로 일치하는 종축(50)을 따라 연장되도록 위치된다. 바람직하게는, 분배 출구(1030)의 중심 중간점(횡축 / 교차 기계 방향(60)을 따라 취해짐)은 실질적으로 제 1 이동 커버 시트(1039)의 중심 중간점과 일치한다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)은 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)이 분배 방향(1093)으로 전체적으로 기계 방향(1092)을 따라 분배 출구(1030)를 통과하도록 슬러리 분배기(1020)에서 결합된다.
일부 실시예들에서, 분배 도관(1028)은 포밍 테이블을 따라 이동하는 제 1 웨브(1039)의 종축(50) 및 횡축(60)에 의해 평면과 실질적으로 평행하도록 위치된다. 다른 실시예들에서, 분배 도관의 진입 부분은 제 1 웨브(1039)에 비해 분배 출구(1030)보다 수직으로 더 낮거나 더 높게 배치될 수 있다.
수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)은 제 1 이동 웨브(1039) 상의 슬러리 분배기(1020)로부터 방출된다. 페이스 스킴 코트/하드 에지 스트림(1049)은 기계 방향(1092)에서 제 1 이동 웨브(1039)의 이동의 방향에 비해, 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)이 제 1 이동 웨브(1039) 상의 슬러리 분배기(1020)로부터 방출되는 곳의 상류에 있는 지점에서 혼합기(1012)로부터 퇴적될 수 있다. 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)은 제 1 이동 웨브(1039) 상에 퇴적되는 페이스 스킴 코트/하드 에지 스트림(1049)의 "워시아웃(washout)"(즉, 증착된 스킴 코트 층의 일부가 그것 상에 퇴적되는 슬러리의 충격에 응하여 이동 웨브(339) 상의 그것의 위치로부터 변위되는 상황)을 방지하는 것을 돕기 위해 종래의 부트 설계에 비해 교차 기계 방향을 따라 단위 폭 당 감소된 운동량으로 슬러리 분배기로부터 방출될 수 있다.
슬러리 분배기(1020)의 제 1 및 제 2 급송 입구들(1024, 1025)을 통해 각각 통과되는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)은 적어도 하나의 흐름 수정 요소(1023)에 의해 선택적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)은 제 1 급송 입구(1024)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047)의 평균 속도 및 제 2 급송 입구(1025)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)의 평균 속도가 실질적으로 동일하도록 선택적으로 제어될 수 있다.
실시예들에서, 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047)은 평균 제 1 급송 속도로 슬러리 분배기(1020)의 제 1 급송 입구(1024)를 통해 통과된다. 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)은 평균 제 2 급송 속도로 슬러리 분배기(1020)의 제 2 급송 입구(1025)를 통해 통과된다. 제 2 급송 입구(1025)는 제 1 급송 입구(1024)에 이격된 관계에 있다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1051)은 슬러리 분배기(1020)에서 결합된다. 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)은 커버 시트 재료의 웨브(1039)가 기계 방향(1092)을 따라 이동할 시에 슬러리 분배기(1020)의 분배 출구(1030)로부터 평균 방출 속도로 방출된다. 평균 방출 속도는 평균 제 1 급송 속도 및 평균 제 2 급송 속도 미만이다.
일부 실시예들에서, 평균 방출 속도는 평균 제 1 급송 속도 및 평균 제 2 급송 속도의 대략 90% 미만이다. 일부 실시예들에서, 평균 방출 속도는 평균 제 1 급송 속도 및 평균 제 2 급송 속도의 대략 80% 미만이다.
수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)은 슬러리 분배기(1020)로부터 분배 출구(1030)를 통해 방출된다. 분배 출구(1030)의 개구부는 횡축(60)을 따라 연장되는 폭을 갖고 커버 시트 재료의 제 1 이동 웨브(1039)의 폭 대 분배 출구(1030)의 개구부의 폭의 비율이 대략 1:1 및 대략 6:1를 포함하는 범위 내에 있고 이들 사이에 있도록 사이징된다. 일부 실시예들에서, 슬러리 분배기(1020)로부터 방출되는 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 평균 속도 대 기계 방향(1092)을 따라 이동하는 커버 시트 재료의 이동 웨브(1039)의 속도의 비율은 일부 실시예들에서 대략 2:1 이하, 및 다른 실시예들에서 대략 1:1에서 대략 2:1까지일 수 있다.
슬러리 분배기(1020)로부터 방출되는 수성 소성석고 슬러리의 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)은 확산 패턴을 이동 웨브(1039) 상에 형성한다. 분배 출구(1030)의 크기 및 형상 중 적어도 하나가 조정될 수 있으며, 이는 차례로 확산 패턴을 변경시킬 수 있다.
따라서, 슬러리는 급송 도관(1022)의 급송 입구들(1024, 1025) 둘다로 급송되고 그 다음에 조정가능 갭을 갖는 분배 출구(1030)를 통해 나간다. 수렴 부분(1082)은 원치 않는 출구 효과들을 감소시키고 그것에 의해 흐름 안정성을 자유 표면에서 더 개선하기 위해 약간의 증가를 슬러리 속도로 제공할 수 있다. 사이드 투 사이드(Side-to-side) 흐름 변화 및/또는 임의의 국부 변화들은 프로파일링 시스템을 사용하여 방출 출구(1030)에서 교차 기계(CD) 프로파일링 제어를 수행함으로써 감소될 수 있다. 이러한 분배 시스템은 포밍 테이블(1038)에 전달되는 더 균일한 응집 재료를 야기하는 슬러리에서 공기-액체 슬러리 분리를 방지하는 것을 도울 수 있다.
백 스킴 코트 스트림(1053)(수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048) 중 적어도 하나에 비해 더 치밀한 수성 소성석고 슬러리의 층)은 제 2 이동 웨브(1043)에 도포될 수 있다. 백 스킴 코트 스트림(1053)은 제 2 이동 웨브(1043)의 이동의 방향에 비해, 백 스킴 코트 롤러(1037)의 상류에 있는 지점에서 혼합기(1012)로부터 퇴적될 수 있다.
다른 실시예들에서, 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048)의 평균 속도가 변화된다. 일부 실시예들에서, 급송 도관(1022)의 급송 입구들(1024, 1025)에서의 슬러리 속도들은 축적의 기회를 형상 자체 내에서 감소시키는 것을 돕기 위해 비교적 더 높고 더 낮은 평균 속도들 사이에서 주기적으로(한 입구가 다른 입구보다 더 높은 속도를 갖는 한 시점에, 및 그 다음 반대의 미리 결정된 시점에) 변동될 수 있다.
실시예들에서, 제 1 급송 입구(1024)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047)은 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 전단 속도보다 더 낮은 전단 속도를 갖고, 제 2 급송 입구(1025)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)은 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 전단 속도보다 더 낮은 전단 속도를 갖는다. 실시예들에서, 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 전단 속도는 제 1 급송 입구(1024)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047) 및/또는 제 2 급송 입구(1025)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)의 전단 속도의 대략 150%보다 더 크고, 또 다른 실시예들에서 대략 175%보다 더 크고, 또 다른 실시예들에서 대략 두배 이상일 수 있다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들(1047, 1048) 및 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 점도는 전단 속도가 올라감에 따라 점도가 감소하도록 주어진 위치에 존재하는 전단 속도와 반대로 관련될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
실시예들에서, 제 1 급송 입구(1024)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047)은 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 전단 응력보다 더 낮은 전단 응력을 갖고, 제 2 급송 입구(1025)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)은 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 전단 응력보다 더 낮은 전단 응력을 갖는다. 실시예들에서, 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 전단 응력은 제 1 급송 입구(1024)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047) 및/또는 제 2 급송 입구(1025)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)의 전단 속도의 대략 110%보다 더 클 수 있다.
실시예들에서, 제 1 급송 입구(1024)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047)은 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 레이놀즈 수보다 더 높은 레이놀즈 수를 갖고, 제 2 급송 입구(1025)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)은 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 레이놀즈 수보다 더 높은 레이놀즈 수를 갖는다. 실시예들에서, 분배 출구(1030)로부터 방출되는 결합된 제 1 및 제 2 흐름들(1051)의 레이놀즈 수는 제 1 급송 입구(1024)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 1 흐름(1047) 및/또는 제 2 급송 입구(1025)를 통과하는 수성 소성석고 슬러리의 제 2 흐름(1048)의 레이놀즈 수의 대략 90% 미만, 또 다른 실시예들에서 대략 80% 미만, 및 또 다른 실시예들에서 대략 70% 미만일 수 있다.
도 62 및 도 63을 참조하면, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리에서의 사용에 적절한 Y 형상 흐름 분할기(1100)의 일 실시예가 도시된다. 흐름 분할기(1100)는 흐름 분할기(1100)가 혼합기로부터 수성 소성석고 슬러리의 단일 흐름을 수용하고 수성 소성석고 슬러리의 2개의 분리 흐름들을 그것으로부터 슬러리 분배기의 제 1 및 제 2 급송 입구들로 방출하도록 석고 슬러리 혼합기 및 슬러리 분배기와 유체 연통되어 배치될 수 있다. 하나 이상의 흐름 수정 요소들은 혼합기와 흐름 분할기(1100) 사이에 및/또는 분할기(1100) 및 연관된 슬러리 분배기 사이에 연결되는 전달 브랜치들 중 하나 또는 둘다 사이에 배치될 수 있다.
흐름 분할기(1100)는 슬러리의 단일 흐름을 수용하도록 적응되는 메인 브랜치(1103)에 배치되는 실질적인 원형 입구(1102) 및 슬러리의 2개의 흐름들이 분할기(1100)로부터 방출되는 것을 허용하는 제 1 및 제 2 출구 브랜치들(1105, 1107)에 각각 배치되는 한 쌍의 실질적인 원형 출구들(1104, 1106)을 갖는다. 입구(1102) 및 출구들(1104, 1106)의 개구부들의 단면적들은 원하는 흐름 속도에 따라 변할 수 있다. 출구(1104, 1106)의 개구부들의 단면적들이 입구(1102)의 개구부의 단면적과 각각 실질적으로 같은 실시예들에서, 각각의 출구(1104, 1106)로부터 방출되는 슬러리의 흐름 속도는 입구(1102) 및 양 출구들(1104, 1106)을 통한 체적 흐름 속도가 실질적으로 동일한 입구(1102)에 진입하는 슬러리의 단일 흐름의 속도의 대략 50%로 감소될 수 있다.
일부 실시예들에서, 출구들(1104, 1106)의 직경은 분할기(1100) 도처에서 비교적 높은 흐름 속도를 유지하기 위해 입구(1102)의 직경보다 더 작게 이루어질 수 있다. 출구들(1104, 1106)의 개구부들의 단면적들은 입구(1102)의 개구부의 단면적보다 각각 더 작은 실시예들에서, 흐름 속도는 출구들(1104, 1106)에서 유지되거나 출구들(1104, 1106) 및 입구(1102)가 실질적으로 같은 단면적들을 모두 갖는 경우보다 작은 정도로 적어도 감소될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 흐름 분할기(1100)는 대략 3 인치의 내부 직경(ID1)을 갖는 입구(1102), 및 대략 2.5 인치의 ID2를 갖는 각각의 출구(1104, 1106)를 갖는다(그러나 다른 입구 및 출구 직경들은 다른 실시예들에서 사용될 수 있음). 350 fpm의 라인 속도에서 이러한 치수들을 갖는 일 실시예에서, 출구들(1104, 1106)의 더 작은 직경은 각각의 출구에서의 흐름 속도가 입구(1102)에서의 슬러리의 단일 흐름의 흐름 속도의 대략 28%만큼 감소되게 한다.
흐름 분할기(1100)는 중심 윤곽 부분(1114) 및 제 1 및 제 2 출구 브랜치들(1105, 1107) 사이의 접합점(1120)을 포함할 수 있다. 중심 윤곽 부분(1114)은 접합점(1120)에서 슬러리 축적의 발생을 감소시키기 위해 분할기의 외부 에지들(1110, 1112)에 흐름을 촉진시키는 것을 돕는 제한부(1108)를 접합점(1120)의 상류에 있는 흐름 분할기(1100)의 중심 내부 영역에 생성한다. 중심 윤곽 부분(1114)의 형상은 흐름 분할기(1100)의 외부 에지들(1110, 1112)에 인접한 가이드 채널들(1111, 1113)을 야기한다. 중심 윤곽 부분(1114) 내의 제한부(1108)는 가이드 채널들(1111, 1113)의 높이(H3)보다 더 작은 높이(H2)를 갖는다. 가이드 채널들(1111, 1113)은 중심 제한부(1108)의 단면적보다 더 큰 단면적을 갖는다. 그 결과, 흐르는 슬러리는 중심 제한부(1108)를 통하는 것보다 가이드 채널들(1111, 1113)을 통해 더 적은 흐름 저항에 직면하고, 흐름은 분할기 접합점(1120)의 외부 에지들을 향해 지향된다.
접합점(1120)은 개구부들을 제 1 및 제 2 출구 브랜치들(1105, 1107)에 마련한다. 접합점(1120)은 입구 흐름 방향(1125)에 실질적으로 수직인 평면 벽 표면(1123)으로 구성된다.
도 64를 참조하면, 일부 실시예들에서, 분할기(1100)를 조정가능하고 규칙적인 시간 간격들에서 압착하는 자동 디바이스(1150)는 분할기(1100) 내부에 축적되는 고체들을 방지하기 위해 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 압착 장치(1150)는 중심 윤곽 부분(1114)의 대향 측면들(1142, 1143) 상에 배치된 한 쌍의 플레이트들(1152, 1154)을 포함할 수 있다. 플레이트들(1152, 1154)은 적절한 액추에이터(1160)에 의해 서로에 대해 이동가능하다. 액추에이터(1160)는 압축력을 중심 윤곽 부분(1114) 및 접합점(1120)에서 분할기(1100) 상에 인가하기 위해 플레이트들(1152, 1154)을 서로에 대해 함께 이동시키도록 자동으로 또는 선택적으로 동작될 수 있다.
압착 장치(1150)가 흐름 분할기를 압착할 때, 압착 액션은 압축력을 흐름 분할기(1100)에 인가하며, 이는 그것에 대응하여 내부로 유연하다. 이러한 압축력은 실질적으로 동일하게 분할된 흐름을 출구들(1104, 1106)을 통해 슬러리 분배에 방해할 수 있는 분할기(1100) 내부에서 고체들의 축적을 방지하는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예들에서, 압착 장치(1150)는 액추에이터들과 동작가능하게 배열된 프로그램가능 컨트롤러의 사용을 통해 자동으로 펄싱하도록 설계된다. 압착 장치(1150)에 의한 압축력의 인가의 지속 시간 및/또는 펄스들 사이의 간격이 조정될 수 있다. 더욱이, 플레이트들(1152, 1154)이 압축 방향으로 서로에 대해 주행하는 행정 길이가 조정될 수 있다.
일 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기를 사용하여 수행될 수 있다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 혼합기로부터 방출된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 제 1 급송 흐름 축을 따라 슬러리 분배기의 급송 입구를 통해 평균 급송 속도로 통과된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 슬러리 분배기의 벌브 부분으로 전달된다. 벌브 부분은 급송 입구로부터의 흐름 방향에 비해 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 확장 영역을 갖는다. 벌브 부분은 급송 입구로부터 벌브 부분을 통해 이동하는 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 평균 속도를 감소시키도록 구성된다. 성형 덕트는 수성 시멘트 슬러리의 흐름이 제 1 급송 흐름 축에 실질적으로 수직인 평면에서 방사상 흐름으로 이동하도록 제 1 급송 흐름 축과 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장되는 전이 세그먼트로 전달된다.
수성 시멘트 슬러리의 흐름은 분배 도관으로 전달된다. 분배 도관은 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하는 분배 출구를 포함한다.
실시예들에서, 볼록 내부 표면에 인접하고 분배 출구를 향하는 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0에서 대략 10까지, 및 다른 실시예들에서 대략 0.5에서 대략 5까지의 스월 모션(Sm)을 갖는다. 실시예들에서, 볼록 내부 표면에 인접하고 분배 출구를 향하는 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0°에서 대략 84°까지의 스월 각도(Sm)를 갖는다.
실시예들에서, 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 급송 입구에 진입하고 분배 출구로 이동하는 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 평균 급송 속도를 감소시키도록 적응되는 흐름 안정화 영역을 통해 통과된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 평균 급송 속도보다 더 작은 적어도 20 퍼센트인 평균 방출 속도로 분배 출구로부터 방출된다.
다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 혼합기로부터 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 방출하는 단계를 포함한다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 슬러리 분배기의 분배 도관의 진입 부분을 통해 통과된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 커버 시트 재료의 웨브가 기계 방향을 따라 이동할 시에 슬러리 분배기의 분배 출구로부터 방출된다. 와이퍼 블레이드는 수성 시멘트 슬러리를 그것으로부터 제거하기 위해 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 분배 도관의 하단 표면을 따라 클리어링 경로에 걸쳐서 왕복 이동된다. 클리어링 경로는 분배 출구에 인접하여 배치된다.
실시예들에서, 분배 도관은 전체적으로 진입 부분과 분배 출구 사이에서 종축을 따라 연장된다. 와이퍼 블레이드는 클리어링 경로를 따라 세로로 왕복 이동한다.
실시예들에서, 와이퍼 블레이드는 제 1 위치에서 제 2 위치까지의 클리어링 방향으로 와이핑 행정에 걸쳐서 이동하고, 와이퍼 블레이드는 제 2 위치에서 제 1 위치까지의 대향, 복귀 방향으로 복귀 스토로크에 걸쳐서 이동한다. 와이퍼 블레이드는 와이핑 행정에 걸쳐서 이동하는 시간이 복귀 스토로크에 걸쳐서 이동하는 시간과 실질적으로 동일하도록 왕복 이동한다.
실시예들에서, 와이퍼 블레이드는 제 1 위치에서 제 2 위치까지의 클리어링 방향으로 와이핑 행정에 걸쳐서 이동하고, 와이퍼 블레이드는 제 2 위치에서 제 1 위치까지의 대향, 복귀 방향으로 복귀 스토로크에 걸쳐서 이동한다. 와이퍼 블레이드는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 스윕 기간을 갖는 사이클로 왕복 이동한다. 스윕 기간은 와이핑 행정에 걸쳐서 이동하는 시간을 포함하는 와이핑 부분, 복귀 스토로크에 걸쳐서 이동하는 시간을 포함하는 복귀 부분, 및 와이퍼 블레이드가 제 1 위치에서 유지하는 시간의 미리 결정된 기간을 포함하는 축적 지연 부분을 포함한다. 실시예들에서, 와이핑 부분은 복귀 부분과 실질적으로 동일하다. 실시예들에서, 축적 지연 부분은 조정가능하다.
또 다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 혼합기로부터 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 방출하는 단계를 포함한다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 슬러리 분배기의 분배 도관의 진입 부분의 통해 통과된다. 수성 시멘트 슬러리의 흐름은 커버 시트 재료의 웨브가 기계 방향을 따라 이동할 시에 슬러리 분배기의 분배 출구의 출구 개구부로부터 방출된다. 분배 출구는 종축에 실질적으로 수직인 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 출구 개구부는 횡축을 따라 폭 및 종축 및 횡축에 상호 수직인 수직 축을 따라 높이를 갖는다. 분배 출구에 인접한 분배 도관의 일부는 출구 개구부의 형상 및/또는 크기를 변화시키기 위해 압축 체결된다. 실시예들에서, 분배 도관은 수성 시멘트 슬러리의 흐름이 기계 방향에 비해 증가된 확산 각도로 출구 개구부로부터 방출되도록 프로파일링 메커니즘에 의해 압축 체결된다.
실시예들에서, 분배 도관은 분배 도관과 접촉 관계에 있는 프로파일링 부재를 갖는 프로파일링 메커니즘에 의해 압축 체결된다. 프로파일링 부재는 프로파일링 부재가 분배 도관과 증가 압축 체결되는 위치들의 범위에 프로파일링 부재가 있도록 주행의 범위에 걸쳐서 이동가능하다. 실시예들에서, 방법은 출구 개구부의 크기 및/또는 형상을 조정하기 위해 수직 축을 따라 프로파일링 부재를 이동시키는 단계를 포함한다. 실시예들에서, 방법은 출구 개구부의 크기 및/또는 형상을 조정하기 위해 프로파일링 부재가 적어도 하나의 축을 따라 병진하고/하거나 적어도 하나의 축 주위에서 회전하도록 프로파일링 부재를 이동시키는 단계를 포함한다.
상업적 환경에서 석고 벽판과 같은, 시멘트 제품들을 제조할 시에 도움이 되는 많은 증대된 공정 특징들을 제공할 수 있는 슬러리 분배기, 시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리, 및 이의 사용 방법들의 실시예들이 본 명세서에 제공된다. 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 그것이 혼합기를 지나 제조 라인의 습식 단부에서 포밍 스테이션을 향해 전진함에 따라 커버 시트 재료의 이동 웨브 상에 수성 소성석고 슬러리의 확산을 용이하게 할 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리는 원하는 확산 패턴을 제공하기 위해 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 하류에서 재결합될 수 있는 혼합기로부터의 수성 소성석고 슬러리의 흐름을 수성 소성석고 슬러리의 2개의 분리 흐름들로 분할할 수 있다. 이중 입구 구성 및 분배 출구의 설계는 더 많은 점성 슬러리의 더 넓은 확산을 교차 기계 방향으로 커버 시트 재료의 이동 웨브에 걸쳐서 허용할 수 있다. 슬러리 분배기는 수성 소성석고 슬러리의 2개의 분리 흐름들이 교차 기계 방향 성분을 포함하는 급송 입구 방향들을 따라 슬러리 분배기에 진입하고, 슬러리의 2개의 흐름들이 실질적으로 기계 방향으로 이동하고 있도록 슬러리 분배기 내부에 전향되고, 시간에 따른 질량 흐름 변화를 횡축 또는 교차 기계 방향을 따라 감소시키는 것을 돕기 위해 슬러리 분배기의 분배 출구로부터 방출되는 수성 소성석고 슬러리의 결합된 흐름들의 교차 방향 균일성을 증대시키는 방식으로 분배기에 재결합되도록 적응될 수 있다. 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들을 교차 기계 방향 성분을 포함하는 제 1 및 제 2 급송 방향들로 도입하는 것은 슬러리의 재결합된 흐름들이 감소된 운동량 및/또는 에너지로 슬러리 분배기로부터 방출되는 것을 도울 수 있다.
슬러리 분배기의 내부 흐름 캐비티는 슬러리의 2개의 흐름들 각각이 슬러리 분배기를 통해 스트림라인 흐름으로 이동하도록 구성될 수 있다. 슬러리 분배기의 내부 흐름 캐비티는 슬러리의 2개의 흐름들 각각이 슬러리 분배기를 최소 또는 실질적으로 없는 공기-액체 슬러리 상 분리로 이동하도록 구성될 수 있다. 슬러리 분배기의 내부 흐름 캐비티는 슬러리의 2개의 흐름들 각각이 슬러리 분배기를 통해 실질적으로 소용돌이 흐름 경로를 겪지 않고 이동하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리는 슬러리 속도를 하나의 또는 다수의 단계들로 감소시키기 위해 슬러리 분배기의 분배 출구의 상류에 있는 흐름 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흐름 분할기는 슬러리 분배기에 진입하는 슬러리 속도를 감소시키기 위해 혼합기와 슬러리 분배기 사이에 제공될 수 있다. 다른 예로서, 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리 내의 흐름 형상은 슬러리를 감속하기 위해 슬러리 분배기 상류에 그리고 내부에 확장 영역들을 포함할 수 있으므로 그것은 슬러리 분배기의 분배 출구로부터 방출될 때 관리가능하다.
분배 출구의 형상은 그것이 커버 시트 재료의 이동 웨브 상의 슬러리 분배기로부터 방출되고 있음에 따라 슬러리의 방출 속도 및 운동량을 제어하는 것을 도울 수도 있다. 슬러리 분배기의 흐름 형상은 안정성 및 균일성을 개선하는 것을 돕기 위해 분배 출구로부터 방출되는 슬러리가 교차 기계 방향으로 더 넓은 출구와 비교하여 비교적 작은 높이를 갖는 2차원 흐름 패턴으로 실질적으로 유지되도록 적응될 수 있다.
비교적 넓은 방출 출구는 유사한 동작 조건들 하에 종래의 부트로부터 방출되는 슬러리의 단위 폭 당 운동량보다 더 낮은 분배 출구로부터 방출되는 슬러리의 단위 폭 당 운동량을 산출한다. 단위 폭 당 감소된 운동량은 슬러리가 웨브 상의 슬러리 분배기로부터 방출되는 위치로부터 상류에 있는 커버 시트 재료의 웨브에 도포되는 치밀 층의 스킴 코트의 워시아웃을 방지하는 것을 도울 수 있다.
6 인치 폭 및 2 인치 두께인 종래의 부트 출구가 사용되는 상황에, 고용적 제품에 대한 출구의 평균 속도는 대략 761 ft/min일 수 있다. 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기가 24 인치 폭 및 0.75 인치 두께인 개구부를 갖는 분배 출구를 포함하는 실시예들에서, 평균 속도는 대략 550 ft/min일 수 있다. 질량 흐름 속도는 3,437 lb/min에서 디바이스들 둘다에 대해 동일하다. 양 경우들에 대한 슬러리의 운동량(질량 흐름 속도*평균 속도)은 종래의 부트 및 슬러리 분배기 각각에 대해 ~2, 618,000 및 1,891,000 lbㆍft/min2일 것이다. 각각의 산출된 운동량을 종래의 부트 출구 및 슬러리 분배기 출구의 폭들로 나누면, 컨벤션 부트로부터 방출되는 슬러리의 단위 폭 당 운동량은 402,736(lbㆍft/min2)/(부트 폭 횡단 인치)이고, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기로부터 방출되는 슬러리의 단위 폭 당 운동량은 78,776(lbㆍft/min2)/(슬러리 분배기 폭 횡단 인치)이다. 이러한 경우에, 슬러리 분배기로부터 방출되는 슬러리는 종래의 부트에 비해 단위 폭 당 운동량의 대략 20%를 갖는다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 비교적 낮은 WSR 또는 더욱 통상적인 WSR, 예컨대 대략 0.4에서 대략 1.2까지, 예를 들어 일부 실시예들에서 0.75보다 아래, 및 다른 실시예들에서 대략 0.4와 대략 0.8 사이의 물 대 소성석고 비율을 포함하는, 물-스투코 비율들의 넓은 범위에 걸쳐서 수성 소성석고 슬러리를 사용하는 동안 원하는 확산 패턴을 달성할 수 있다. 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 실시예들은 제 1 및 제 2 흐름들이 제 1 및 제 2 급송 입구들로부터 슬러리 분배기를 통해 분배 출구를 향하여 전진함에 따라 수성 소성석고 슬러리의 제 1 및 제 2 흐름들에 제어된 전단 효과들을 생성하도록 적응되는 내부 흐름 형상을 포함할 수 있다. 슬러리 분배기에서 제어된 전단의 적용은 그러한 전단을 받는 결과로서 슬러리의 점도를 선택적으로 감소시킬 수 있다. 슬러리 분배기에서 제어된 전단의 효과들 하에, 더 낮은 물-스투코 비율을 갖는 슬러리는 통상적인 WSR을 갖는 슬러리들에 필적하는 교차 기계 방향에서 확산 패턴을 갖는 슬러리 분배기로부터 분배될 수 있다.
슬러리 분배기의 내부 흐름 형상은 슬러리 분배기의 내부 형상의 경계 벽 영역들에 인접하여 증가 흐름을 제공하기 위해 다양한 물-스투코 비율들의 슬러리들을 더 수용하도록 적응될 수 있다. 경계 벽 층들 주위에서 흐름의 정도를 증가시키도록 적응된 슬러리 분배기에 흐름 형상 특징들을 포함함으로써, 슬러리가 슬러리 분배기에서 재순환하고/하거나 흐름을 정지시키고 그 안에서 응고하는 경향이 감소된다. 따라서, 슬러리 분배기에서 응고 슬러리의 축적은 그 결과 감소될 수 있다.
본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기는 기판이 포밍 스테이션을 향해 제조 라인 아래로 이동할 시에 슬러리의 확산 각도 및 확산 폭을 교차 기계 방향으로 선택적으로 제어하기 위해 분배 출구로부터 방출되는 슬러리의 결합된 흐름들의 교차 기계 속도 성분을 변경하도록 분배 출구에 인접하여 장착되는 프로파일 시스템을 포함할 수 있다. 프로파일 시스템은 분배 출구로부터 방출되는 슬러리가 슬러리 점도 및 WSR에 덜 민감한 동안 원하는 확산 패턴을 달성하는 것을 도울 수 있다. 프로파일 시스템은 슬러리가 더 균일한 속도를 교차 기계 방향으로 갖기 위해 슬러리 흐름을 가이드하도록 슬러리 분배기의 분배 출구로부터 방출되는 슬러리의 분배기의 분배 출구로부터 방출되는 슬러리의 유체 역하글 변경하기 위해 사용될 수 있다. 프로파일 시스템을 사용하는 것은 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 석고 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리가 상이한 타입들 및 용적들의 벽판을 제조하는 석고 벽판 제조 설비에 사용되는 것을 도울 수도 있다.
예들
도 65를 참조하면, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기의 일 실시예의 형상 및 흐름 특성들은 예들 1-3에서 평가되었다. 슬러리 분배기의 하프 부분(1205)의 상단 평면은 도 65에 도시된다. 슬러리 분배기의 하프 부분(1205)은 급송 도관(320)의 하프 부분(1207) 및 분배 도관(328)의 하프 부분(1209)을 포함한다. 급송 도관(322)의 하프 부분(1207)은 제 2 개구부(335)를 정의하는 제 2 급송 입구(325), 제 2 진입 세그먼트(337), 및 분기 커넥터 세그먼트(339)의 하프 부분(1211)을 포함한다. 분배 도관(328)의 하프 부분(1209)은 분배 도관(328)의 진입 부분(352)의 하프 부분(1214) 및 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)을 포함한다.
도 65의 하프 부분(1205)의 미러 이미지인 슬러리 분배기의 다른 하프 부분은 도 15의 슬러리 분배기(420)와 실질적으로 유사한 슬러리 분배기를 형성하기 위해 분배 출구(330)의 가로 중심 중간점(387)에서 도 65의 하프 부분(1205)과 일체로 연결되고 정렬될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 아래에 설명되는 형상 및 흐름 특성들은 또한 슬러리 분배기의 미러 이미지 하프 부분에 동일하게 적용가능하다.
도 72를 참조하면, 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 슬러리 분배기(2020)의 다른 실시예의 형상 및 흐름 특성들은 예들 4-6에서 평가되었다. 도 72에 도시된 슬러리 분배기(2020)는 도 34의 슬러리 분배기(1420)와 실질적으로 동일하다. 본 개시의 원리들에 따라 구성되는 프로파일링 메커니즘을 사용하는 도 72의 슬러리 분배기(2020)의 흐름 특성들은 예 7에서 평가되었다. 예 7에서 평가되는 프로파일링 메커니즘은 도 22의 프로파일링 메커니즘(1432)과 실질적으로 동일하다.
따라서, 일 실시예에서, 슬러리 분배기는 급송 입구 및 급송 입구와 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 포함하는 급송 도관을 포함한다. 진입 세그먼트는 제 1 급송 흐름 축을 따라 연장된다. 급송 도관은 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 성형 덕트를 포함한다. 급송 도관은 벌브 부분과 유체 연통되는 전이 세그먼트를 포함한다. 전이 세그먼트는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장된다. 제 2 급송 흐름 축은 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있다. 분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 급송 입구와 유체 연통된다. 분배 출구는 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 횡축은 종축에 실질적으로 수직이다. 벌브 부분은 급송 입구로부터 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역으로 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖는다. 성형 덕트는 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 제 1 급송 흐름 축은 종축에 실질적으로 수직이다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 제 1 급송 흐름 축은 종축 및 횡축에 실질적으로 수직인 수직 축과 실질적으로 평행하다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 제 2 급송 흐름 축은 종축에 대해 대략 135°까지의 범위에서 각각의 급송 각도로 배치된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 급송 도관은 제 1 급송 입구에 이격된 관계로 배치되는 제 2 급송 입구를 갖는 제 2 진입 세그먼트, 제 2 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 제 2 성형 덕트, 및 제 2 성형 덕트의 벌브 부분과 유체 연통되는 제 2 전이 세그먼트를 포함한다. 분배 도관의 진입 부분은 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 급송 도관은 제 1 및 제 2 가이드 표면들을 포함하는 분기 커넥터 세그먼트를 포함한다. 제 1 및 제 2 가이드 표면들은 제 1 입구를 통해 급송 도관에 진입하는 슬러리의 제 1 흐름을 대략 135°까지의 범위 내의 방향 각도의 변화만큼 출구 흐름 방향으로 전향시키도록 각각 적응되고 제 2 입구를 통해 급송 도관에 진입하는 슬러리의 제 2 흐름을 대략 135°까지의 범위 내의 방향 각도의 변화만큼 출구 흐름 방향으로 전향시키도록 적응된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 벌브 부분은 급송 진입 출구의 단면보다 더 큰 제 1 흐름 축에 수직인 평면에 단면적을 갖는 영역을 갖는다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 벌브 부분은 볼록 내부 표면에 인접하여 배치된 전체적으로 방사의 가이드 채널을 갖는다. 가이드 채널은 제 1 급송 흐름 축에 실질적으로 수직인 평면에서 방사상 흐름을 촉진시키도록 구성된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 벌브 부분은 진입 세그먼트로부터 전이 세그먼트의 벌브 부분을 통해 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 속도를 감소시키도록 구성된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 벌브 부분은 진입 세그먼트로부터 전이 세그먼트의 벌브 부분을 통해 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 속도를 적어도 20 퍼센트만큼 감소시키도록 구성된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기는 성형 덕트의 볼록 내부 표면의 형상에 실질적으로 맞는 지지 표면을 갖는 강성 지지 삽입부를 포함한다. 지지 삽입부는 볼록 내부 표면에 기저 관계로 배치된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 성형 덕트는 볼록 내부 표면의 형상에 실질적으로 상보적인 오목 외부 표면을 갖는다. 성형 덕트는 리세스를 정의하는 오목 외부 표면과 기본 관계에 있다. 지지 삽입부는 리세스 내에 배치된다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 지지 삽입부는 급송 단부 및 분배 단부를 포함한다. 지지 삽입부는 중심 지지 축을 따라 연장되고 지지 축 주위에서 실질적으로 대칭이다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 지지 삽입부는 지지 축에 수직인 중심 축 주위에서 비대칭이다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 성형 덕트는 한 쌍의 측방 측면들을 포함한다. 성형 덕트는 볼록 내부 표면에 인접하고 분배 출구를 향하는 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름이 대략 0에서 대략 10까지의 스월 모션(Sm)을 갖도록 구성된다.
다른 실시예에서, 볼록 내부 표면에 인접하고 분배 출구를 향하는 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0.5에서 대략 5까지의 스월 모션(Sm)을 갖는다.
다른 실시예에서, 분배 출구를 통해 볼록 내부 표면에 인접하고 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0°에서 대략 84°까지의 스월 각도(Sm)를 갖는다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 분배 출구는 횡축을 따라 출구 폭 및 종축 및 횡축에 상호 수직인 수직 축을 따라 분배 출구 높이를 갖는 출구 개구부를 포함한다. 진입 부분은 횡축을 따라 분배 진입 폭 및 수직 축을 따라 진입 높이를 갖는 진입 개구부를 포함하며, 분배 진입 폭은 분배 출구 폭 미만이다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 출구 개구부의 폭 대 높이 비율은 대략 4 이상이다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기의 급송 도관 및 분배 도관 중 적어도 하나는 슬러리의 흐름이 평균 급송 속도보다 더 작은 적어도 20 퍼센트인 평균 방출 속도로 분배 출구로부터 방출되도록 급송 입구에 진입하고 분배 출구로 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 급송 속도를 감소시키도록 적응되는 흐름 안정화 영역을 포함한다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기는 급송 입구 및 급송 입구와 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 각각 가진 제 1 및 제 2 급송 부분을 포함하는 분기 급송 도관을 포함한다. 진입 세그먼트는 전체적으로 수직 축을 따라 연장된다. 벌브 부분을 갖는 성형 덕트는 진입 세그먼트의 급송 진입 출고와 유체 연통된다. 전이 세그먼트는 벌브 부분과 유체 연통되고, 전이 세그먼트는 종축을 따라 연장되며, 종축은 수직 축에 수직이다. 분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통된다. 분배 출구은 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장한다. 횡축은 종축에 실질적으로 수직이다. 제 1 및 제 2 벌브 부분들은 각각의 제 1 및 제 2 급송 입구들로부터 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역의 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 각각 갖는다. 제 1 및 제 2 성형 덕트들은 또한 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들의 각각의 제 1 및 제 2 급송 진입 출구들과 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 각각 갖는다.
다른 실시예에서, 슬러리 분배기는 제 1 및 제 2 성형 덕트들의 볼록 내부 표면의 형상에 실질적으로 맞는 지지 표면을 각각 갖는, 제 1 및 제 2 강성 지지 삽입부를 포함한다. 지지 삽입부들은 볼록 내부 표면에 기본 관계로 각각 배치된다.
다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들은 종축에 대해 대략 135°까지의 범위 내의 각각의 급송 각도로 배치된다.
다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 급송 입구들 및 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들은 종축과 실질적으로 정렬되는 각각의 급송 각도로 배치된다.
다른 실시예에서, 시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리는 수성 시멘트 슬러리를 형성하기 위해 물 및 시멘트 재료를 교반하도록 적응되는 혼합기를 포함한다. 슬러리 분배기는 혼합기와 유체 연통된다. 슬러리 분배기는 급송 입구 및 급송 입구와 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 포함하는 급송 도관을 포함한다. 진입 세그먼트는 제 1 급송 흐름 축을 따라 연장된다. 급송 도관은 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 성형 덕트를 포함한다. 급송 도관은 또한 벌브 부분과 유체 연통되는 전이 세그먼트를 포함한다. 전이 세그먼트는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장된다. 제 2 급송 흐름 축은 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있다. 분배 도관은 전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함한다. 진입 부분은 급송 도관의 급송 입구와 유체 연통된다. 분배 출구는 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하며 횡축은 종축에 실질적으로 수직이다. 벌브 부분은 급송 입구로부터 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역의 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖는다. 성형 덕트는 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다.
다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 (a) 혼합기로부터 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 방출하는 단계; (b) 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 평균 급송 속도로 슬러리 분배기의 급송 입구를 통해 제 1 급송 흐름 축을 따라 통과시키는 단계; (c) 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 슬러리 분배기의 벌브 부분으로 전달하는 단계로서, 벌브 부분은 급송 입구로부터의 흐름 방향에 비해 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖고, 벌브 부분은 급송 입구로부터 벌브 부분을 통해 이동하는 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 평균 속도를 감소시키도록 구성되는 단계; (d) 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장되는 전이 세그먼트로 전달하는 단계로서, 제 2 급송 흐름 축은 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는 단계; 및 (e) 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 분배 도관으로 전달하는 단계로서, 분배 도관은 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하는 분배 출구를 포함하고, 횡축은 종축에 실질적으로 수직인 단계를 포함한다. 성형 덕트는 수성 시멘트 슬러리의 흐름이 제 1 급송 흐름 축에 실질적으로 수직인 평면에서 방사상 흐름으로 이동하도록 제 1 급송 흐름 축과 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는다.
다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 볼록 내부 표면에 인접하고 분배 출구를 향하는 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름이 대략 0에서 대략 10까지의 스월 모션(Sm)을 갖는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 볼록 내부 표면에 인접하고 분배 출구를 향하는 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0.5에서 대략 5까지의 스월 모션(Sm)을 갖는다.
다른 실시예에서, 볼록 내부 표면에 인접하고 분배 출구를 향하는 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 흐르는 슬러리의 흐름은 대략 0°에서 대략 84°까지의 스월 각도(Sm)를 갖는다.
다른 실시예에서, 시멘트 제품을 제조하는 방법은 급송 입구에 진입하고 분배 출구로 이동하는 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 평균 급송 속도를 감소시키도록 적응되는 흐름 안정화 영역을 통해 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 통과시키는 단계; 및 평균 급송 속도보다 더 작은 적어도 20 퍼센트인 평균 방출 속도로 분배 출구로부터 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 방출하는 단계를 더 포함한다.
예 1
이러한 예에서 그리고 도 65를 참조하면, 슬러리 분배기의 하프 부분(1205)의 특정 형상은 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)와 분배 출구(330)의 하프 부분(1207)에서의 제 16 위치(L16) 사이의 16개의 상이한 위치들(L1 -16)에서 평가되었다. 각각의 위치(L1 -16)는 대응하는 라인에 의해 표시되는 바와 같은 하프 부분(1205)의 단면 슬라이스를 나타낸다. 각각의 단면 슬라이스의 기하학적 중심을 따르는 흐름 라인(1212)은 인접 위치들(L1 -16) 사이의 거리를 결정하기 위해 사용되었다. 제 11 위치(L11)는 급송 도관(320)의 하프 부분(1207)의 제 2 급송 출구(345)의 개구부(342)에 대응하는 분배 도관(328)의 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)에 대응한다. 따라서, 제 1 내지 제 10 위치들(L1 -10)은 급송 도관(320)의 하프 부분(1207)에서 취해지고, 제 11 내지 제 16 위치들은 분배 도관(328)의 하프 부분(1209)에서 취해진다.
각각의 위치(L1 -16)에 대해, 이하의 기하학적 값들이 결정되었다: 제 2 급송 입구(325)와 특정 위치(L1 -16) 사이의 흐름 라인(1212)을 따르는 거리; 위치(L1 -16)에서의 개구부의 단면적; 위치(L1 -16)의 둘레; 및 위치(L1 -16)의 수력 직경. 수력 직경은 이하의 식을 사용하여 산출되었다:
Dhyd = 4 x A / P (방정식 1)
여기서 Dhyd는 수력 직경이고,
A는 특정 위치(L1 -16)의 단면적이고,
P는 특정 위치(L1 -16)의 둘레이다.
입구 조건들을 사용하면, 각각의 위치(L1 -16)에 대한 무차원 값들은 표 1에 나타낸 바와 같이, 내부 흐름 형상을 설명하기 위해 결정될 수 있다. 곡선 적합 방정식들은 도 66에서 슬러리 분배기의 하프 부분(1205)의 무차원 형상을 설명하기 위해 사용되었으며, 이는 입구로부터의 무차원 거리 대 무차원 영역 및 수력 직경을 나타낸다.
각각의 위치(L1 -16)에 대한 무차원 값들의 분석은 단면 흐름 영역이 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 진입 부분(352)(또한 제 2 급송 출구(345)의 개구부(342))의 하프 부분(1214)에서의 제 11 위치(L11)까지 증가하는 것을 나타낸다. 대표적인 실시예에서, 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)에서의 단면 흐름 영역은 제 2 급송 입구(325)에서의 단면 흐름 영역보다 더 큰 대략 1/3이다. 제 1 위치(L1)와 제 11 위치(L11) 사이에서, 제 2 진입 세그먼트(337) 및 제 2 성형 덕트(339)의 단면 흐름 영역은 위치에서 위치(L1 -11)까지 변한다. 이러한 영역에서, 적어도 2개의 인접 위치들(L6, L7)은 제 2 급송 입구(325)로부터 더 멀리 위치된 위치(L7)가 제 2 급송 입구(325)에 더 가까운 인접 위치(L6)보다 더 작은 단면 흐름 영역을 갖도록 구성된다.
제 1 위치(L1)와 제 11 위치(L11) 사이에서, 급송 도관(322)의 하프 부분(1207)에 있어서 제 2 입구(335)로부터 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)을 향하는 방향으로 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역(예를 들어, L3)의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역(예를 들어, L4 -6)이 있다. 제 2 진입 세그먼트(337) 및 제 2 성형 덕트(341)는 그것을 통해 이동하는 슬러리의 제 2 흐름을 분배하는 것을 돕기 위해 흐름(1212)의 방향을 따라 변화되는 단면을 갖는다.
단면적은 분배 도관(328)의 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)에서의 제 11 위치(L11)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소한다. 대표적인 실시예에서, 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)의 단면 흐름 영역은 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)의 것의 대략 95%이다.
제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서의 단면 흐름 영역은 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)에서의 단면 흐름 영역보다 더 작다. 대표적인 실시예에서, 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 단면 흐름 영역은 제 2 급송 입구(325)에서의 단면 흐름 영역보다 더 큰 대략 1/4이다.
수력 직경은 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)에서의 제 11 위치(L11)까지 감소한다. 대표적인 실시예에서, 분배 도관(328)의 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)에서의 수력 직경은 제 2 급송 입구(325)에서의 수력 직경의 대략 ½이다.
수력 직경은 분배 도관(328)의 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)에서의 제 11 위치(L11)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소한다. 대표적인 실시예에서, 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)의 수력 직경은 분배 도관(328)의 진입 부분(352)의 하프 부분(1214)의 것의 대략 95%이다.
제 2 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서의 수력 직경은 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)에서의 수력 직경보다 더 크다. 대표적인 실시예에서, 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 수력 직경은 제 2 급송 입구(325)의 것의 대략 반 미만이다.
Figure pct00001

예 2
이러한 예에서, 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분(1205)은 상이한 흐름 조건들 하에 석고 슬러리의 흐름을 그것을 통해 모델링하기 위해 사용되었다. 모든 흐름 조건들에 대해, 수성 석고 슬러리의 밀도(ρ)는 1,000 kg/m3로 설정되었다. 수성 석고 슬러리는 전단이 그것에 인가됨에 따라 그것의 점도가 감소할 수 있게 하는 전단 시닝 재료이다. 석고 슬러리의 점도(μ) Pa.s는 이하의 방정식을 갖는 멱법칙 유체 모델을 사용하여 산출되었다:
Figure pct00002
(방정식 2)
여기서,
K는 상수이고,
Figure pct00003
는 전단 속도이고,
n은 이러한 경우에 0.133과 같은 상수이다.
제 1 흐름 조건에서, 석고 슬러리는 멱법칙 모델에서 50의 점도 K 인자를 갖고 2.5 m/s로 제 2 급송 입구(325)에 진입한다. 유한 체적 방법을 갖는 계산 유체 역학 기술은 분배기에서 흐름 특성들을 결정하기 위해 사용되었다. 각각의 위치(L1 -16)에서, 이하의 흐름 특성들이 결정되었다: 영역 가중 평균 속도(U), 영역 가중 평균 전단 속도(
Figure pct00004
), 멱법칙 모델(방정식 2)을 사용하여 산출된 점도, 전단 응력, 및 레이놀즈 수(Re).
전단 응력은 이하의 방정식을 사용하여 산출되었다:
전단 응력 = μ ×
Figure pct00005
(방정식 3)
여기서
μ는 멱법칙 모델(방정식 2)을 사용하여 산출된 점도이고,
Figure pct00006
는 전단 속도이다.
레이놀즈 수는 이하의 방정식을 사용하여 산출되었다:
Re = = ρ × U x Dhyd / μ (방정식 4)
여기서
ρ는 석고 슬러리의 밀도이고,
U는 영역 가중 평균 속도이고,
Dhyd는 수력 직경이고,
μ는 멱법칙 모델(방정식 2)을 사용하여 산출된 점도이다.
제 2 흐름 조건 경우에, 제 2 급송 입구(325)로 석고 슬러리의 급송 속도는 3.55 m/s로 증가되었다. 모든 다른 조건들은 이러한 예의 제 1 흐름 조건에서와 동일했다. 입구 속도가 2.5 m/s인 제 1 흐름 조건 및 입구 속도가 3.55 m/s인 제 2 흐름 조건 둘다에 대한 각각의 위치(L1-16)에서의 언급된 흐름 특성들에 대한 차원 값들이 모델링되었다. 입구 조건들을 사용하면, 각각의 위치(L1 -16)에 대한 흐름 특성들의 무차원 값들은 표 II에 나타낸 바와 같이, 결정되었다.
K가 50과 같에 설정된 흐름 조건들 둘다에 대해, 평균 속도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소되었다. 예시된 실시예에서, 평균 속도는 도 67에 도시된 바와 같이, 대략 1/5만큼 감소되었다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 전단 속도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 증가되었다. 예시된 실시예에서, 전단 속도는 도 68에 도시된 바와 같이, 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 거의 두배였다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 산출된 점도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소되었다. 예시된 실시예에서, 산출된 점도는 도 69에 예시된 바와 같이, 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 대략 반만큼 감소되었다.
도 70의 흐름 조건들 둘다에 대해, 전단 응력은 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 증가되었다. 예시된 실시예에서, 전단 응력은 대략 10%만큼 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 증가되었다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 도 71의 레이놀즈 수는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소되었다. 예시된 실시예에서, 레이놀즈 수는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 대략 1/3만큼 감소되었다. 흐름 조건들 둘다에 대해, 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)에서의 레이놀즈 수는 라미나 영역에 있다.
Figure pct00007

예 3
이러한 예에서, 도 65의 슬러리 분배기의 하프 부분(1205)은 멱법칙 모델(방정식 2) 내의 계수 K에 대한 값이 100에 설정된 것을 제외하고 예 2의 것들과 유사한 흐름 조건들 하에 석고 슬러리의 흐름을 그것을 통해 모델링하기 위해 사용되었다. 흐름 조건들은 다른 점에 있어서 예 2의 것들과 유사했다.
또한, 흐름 특성들은 2.50 m/s 및 of 3.55 m/s의 제 2 급송 입구(325)로의 석고 슬러리의 급송 속도 둘다에 대해 평가되었다. 각각의 위치(L1 -16)에서, 이하의 흐름 특성들이 결정되었다: 영역 가중 평균 속도(U), 영역 가중 평균 전단 속도(
Figure pct00008
), 멱법칙 모델(방정식 2)을 사용하여 산출된 점도, 전단 응력(방정식 3), 및 레이놀즈 수(Re)(방정식 4). 입구 조건들 하에, 각각의 위치(L1 -16)에 대한 흐름 특성들의 무차원 값들은 표 III에 나타낸 바와 같이, 결정되었다.
K가 100과 같게 설정된 흐름 조건들 둘다에 대해, 평균 속도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소되었다. 예시된 실시예에서, 평균 속도는 대략 1/5만큼 감소되었다. 평균 속도에 대한 결과들은 무차원 기초로, 예 2 및 도 67의 것들과 실질적으로 동일했다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 전단 속도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 증가되었다. 예시된 실시예에서, 전단 속도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 거의 두배였다. 전단 속도에 대한 결과들은 무차원 기초로, 예 2 및 도 68의 것들과 실질적으로 동일했다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 산출된 점도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소되었다. 예시된 실시예에서, 산출된 점도는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 대략 반만큼 감소되었다. 산출된 점도에 대한 결과들은 무차원 기초로, 예 2 및 도 69의 것들과 실질적으로 동일했다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 전단 응력은 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 증가되었다. 예시된 실시예에서, 전단 응력은 대략 10%만큼 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 증가되었다. 전단 응력에 대한 결과들은 무차원 기초로, 예 2 및 도 70의 것들과 실질적으로 동일했다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 레이놀즈 수는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)까지 감소되었다. 예시된 실시예에서, 레이놀즈 수는 제 2 급송 입구(325)에서의 제 1 위치(L1)에서 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16) 까지 대략 1/3만큼 감소되었다. 흐름 조건들 둘다에 대해, 분배 도관(328)의 분배 출구(330)의 하프 부분(1217)에서의 제 16 위치(L16)에서의 레이놀즈 수는 라미나 영역에 있다. 레이놀즈 수에 대한 결과들은 무차원 기초로, 예 2 및 도 71의 것들과 실질적으로 동일했다.
도 67-도 71은 예들 2 및 3의 상이한 흐름 조건들에 대해 계산되는 흐름 특성들의 그래프들이다. 곡선 적합 방정식들은 급송 입구와 분배 출구의 하프 부분 사이의 거리에 걸쳐서 흐름 특성들의 변화를 설명하기 위해 사용되었다. 따라서, 예들 2 및 3은 흐름 특성들은 입구 속도 및/또는 점도의 변화들에 걸쳐 일치하는 것을 나타낸다.
Figure pct00009

예 4
이러한 예에서, 도 72의 슬러리 분배기(2020)는 급송 도관(2022)의 벌브 부분들(2120) 중 하나에서 석고 슬러리의 흐름을 모델링하기 위해 사용되었다. 도 72를 참조하면, 슬러리 분배기(2020)의 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들(2036, 2037) 각각은 직경 D를 갖는다. 슬러리 분배기(2020)는 대략 12×D의, 종축을 따라 길이를 갖는다. 슬러리 분배기(2020)는 전체적으로 기계 방향(2192)으로 연장되는 중심 종축(50) 주위에서 대칭이다. 슬러리 분배기(2020)는 중심 종축 주위에서 실질적으로 대칭인 2개의 하프 부분들(2004, 2005)로 분리될 수 있다.
도 73을 참조하면, 도 72의 슬러리 분배기의 하프 부분(2004)은 속도의 상이한 무차원 표현들을 사용하는 것을 제외하고 예 2의 것들과 유사한 흐름 조건들 하에 석고 슬러리의 흐름을 그것을 통해 모델링하기 위해 사용되었다. 입구 직경 D(x* = x/D)는 위치 벡터 x(x* = x/D)를 차원화하기 위해 스케일링되는 길이로 선택되었고, 평균 입구 속도(U)는 속도 벡터 u(u* = u/U)를 차원화하기 위해 스케일링되는 속도로 사용되었다. 흐름 조건들은 다른 점에 있어서 예 2의 것들과 유사했다.
도 73-도 76을 참조하면, 유한 체적 방법을 갖는 계산 유체 역학(CFD) 기술은 분배기의 하프 부분에서 흐름 특성들을 결정하기 위해 사용되었다. 특히, 영역 A와 상이한 수직 위치들에서의 평균 속도들이 산출되었다. 영역 A에서 진입 세그먼트의 중심으로부터 대략 0.75D 연장되는 영역이 분석되었다. 12개의 방사상 이격 수직 슬라이스들은 상이한 평균 슬러리 속도들을 벌브 부분 주위에서 방사상으로 산출하기 위해 분석되었다. 12개의 위치들은 각각의 인접 방사상 위치가 대략 30°떨어져 있도록 실질적으로 방사상으로 이격되었다. 도 75 및 도 76을 참조하면, 방사상 위치 1은 기계 방향(2192)에 대향 관계에 있는 방향에 대응하고, 방사상 위치 7은 기계 방향(2192)에 대응한다. 방사상 위치들 4 및 10은 횡축(60)과 실질적으로 정렬된다.
CFD 기술은 2개의 상이한 입구 속도 조건들, u1 = U 및 u2 = 1.5U로 사용되었다. CFD 분석의 결과들은 표 IV에서 발견된다. 속도의 크기는 무차원 절대 값(|u|* = |u|/U)으로 표현된다. 데이터는 또한 도 77에 표시된다. 슬러리 분배기(2020)의 다른 하프 부분(2005)은 유사한 흐름 특성들을 나타낸다는 점이 이해되어야 한다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 각각의 방사상 위치 1-12에서의 평균 속도는 입구 속도보다 더 작았지만, 0보다 더 컸다. 평균 속도는 범위가 입구 속도의 대략 반에서 대략 7/8까지(입구 속도의 u* ~ 0.48 내지 0.83) 이르렀다. 벌브 부분 내의 윤곽 볼록 딤플(dimple) 표면은 흐름을 진입 세그먼트로부터 방사상 외부로 모든 방향들로 전향시키는 것을 도왔다.
슬러리 속도는 또한 입구 속도에 비해 감속되었다. 주어진 흐름 조건에 대한 모든 12개의 방사상 위치들의 평균 속도는 실질적으로 유사했다(입구 속도의 ~ 0.65 또는 65%).
또한, 각각의 흐름 조건에서, 가장 높은 평균 속도들은 방사상 위치들(3-5 및 9-11)에서 발생했다. 횡축을 따르거나, 또는 교차 기계 방향(60)을 따르는 더 높은 평균 속도는 더 많은 에지 흐름을 측방 측면들에 제공하는 것을 돕는다.
따라서, 이러한 예는 벌브 부분(2120)이 슬러리를 감속시키고 슬러리의 방향을 하향 수직 방향으로부터 방사상 외부 수평 평면으로 변경하는 것을 돕는 것을 예시한다. 더욱이, 벌브 부분(2120)는 슬러리 이동을 교차 기계 방향(60)으로 촉진하기 위해 슬러리의 흐름을 슬러리 분배기(2020)의 하프 부분(2004)의 성형 덕트의 측방 외부 및 내부 측벽들으로 전환하는 것을 돕는다.
Figure pct00010

예 5
이러한 예에서, 도 72의 슬러리 분배기(2020)는 급송 도관(2022)의 성형 덕트들(2041) 중 하나에서 석고 슬러리의 흐름을 모델링하기 위해 사용되었다. 도 78을 참조하면, 도 72의 슬러리 분배기(2020)의 하프 부분(2004)은 예 4의 것과 유사한 속도의 무차원 표현을 사용하는 것을 제외하고 예의 것들과 유사한 흐름 조건들 하에 석고 슬러리의 흐름을 그것을 통해 모델링하기 위해 사용되었다. 특히, 성형 덕트의 측방 내부 및 외부 벽들에서의 슬러리의 스월 모션이 분석되었다.
도 73, 도 74, 및 도 78을 참조하면, 유한 체적 방법을 갖는 계산 유체 역학(CFD) 기술은 분배기(2020)의 하프 부분(2004)에서 흐름 특성들을 결정하기 위해 사용되었다. 특히, 성형 덕트(2041)의 측방 내부 및 외부 측벽들 근처의 슬러리의 스월 모션이 분석되었다. 도 73을 참조하면, 슬러리는 그것이 성형 덕트(2041)에 진입함에 따라 스월링 방식으로 이동한다. 슬러리가 기계 방향(2192)을 따라 분배 출구(2030)로 이동함에 따라 슬러리 스트림라인들이 더 정돈이 되었다. 슬러리의 스월 모션은 도 74 및 도 78에 도시된 바와 같이, 영역들(B1 및 B2) 내의 대략 1-3/4 D(1.72D)의 세로 위치에서의 성형 덕트(2041)의 영역에서 분석되었다.
슬러리의 스월 모션은 그것의 접선 속도 및 그것의 축방향(또는 기계 방향) 속도의 함수이다. 도 78을 참조하면, 흐름을 스월링하는 스월의 정도는 통상 이하의 식을 사용하여 각 및 선 운동량의 플러스들로서 스월 수(S)에 특징이 있다:
Figure pct00011
Figure pct00012
w = 접선 속도 및 u = 축방향 속도를 가짐(방정식 5)
r은 방사상 위치를 나타낸다.
접선 속도 및 축방향 속도의 평균 값들이 방정식 5에 사용되면, 그것은 이하가 된다:
Figure pct00013
(방정식 6)
이러한 예에 대해, 특유의 스월 모션(Sm)은 이하의 식을 사용하여 표현된다:
Figure pct00014
(방정식 7)
이러한 예에서, 산출된 스월 모션은 이하의 식을 사용하여 스월 각도를 산출하기 위해 사용되었다:
스월 각도 ~ tan-1(Sm) (방정식 8).
CFD 기술은 2개의 상이한 무차원 입구 속도 조건들, 즉 u1 = U 및 u2 = 1.5U로 사용되었다. CFD 분석의 결과들은 표 V에서 발견된다. 슬러리 분배기의 다른 하프 부분은 유사한 흐름 특성들을 나타낸다는 점이 이해되어야 한다. 이러한 분석을 통해 실시예들에서, 슬러리 분배기는 슬러리 분배기에서 대략 0에서 대략 10까지의 범위인 스월 모션(Sm) 및 대략 0 도에서 대략 84°까지의 스월 각도를 생성하도록 구성될 수 있다는 점이 발견되었다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 에지들에서의 최대 접선 속도는 성형 덕트의 진입 부분의 에지 영역에서 입구 속도의 적어도 대략 반이었다. 측방 측면들 근처의 스월 모션은 사용하고 있는 슬러리 분배기의 내부 형상의 청결도를 유지하는 것을 돕는 것으로 예상된다. 도 73에 도시된 바와 같이, 슬러리의 스월 모션은 기계 축(50)을 따라 흐름의 방향으로 분배 출구(2030)로 감소된다.
Figure pct00015

예 6
이러한 예에서, 도 72의 슬러리 분배기(2020)는 급송 도관(2022) 및 분배 도관(2028)을 통해 석고 슬러리의 흐름을 모델링하기 위해 사용되었다. 도 73 및 도 74를 참조하면, 도 72의 슬러리 분배기(2020)의 하프 부분(2004)은 예 4의 것과 유사한 속도의 무차원 표현을 사용하는 것을 제외하고 예 2의 것들과 유사한 흐름 조건들 하에 석고 슬러리의 흐름을 그것을 통해 모델링하기 위해 사용되었다.
모든 흐름 조건들에 대해, the 수성 석고 슬러리의 밀도(ρ)는 1,000 kg/m3로 설정되었고 점도 K 인자는 50에 설정되었다. 또한, 흐름 특성들은 B 및 1.5B의 급송 입구(2024)로 석고 슬러리의 무차원 급송 속도 둘다에 대해 평가되었다. 이하의 흐름 특성들은 입구 직경 D의 함수로서 표현되는 기계 방향(2192)을 따라 성형 덕트(2041)의 진입 부분으로부터 하류에 있는 각각의 연속적 무차원 위치에서 결정되었다: 영역 가중 평균 속도(U), 영역 가중 평균 전단 속도(
Figure pct00016
), 멱법칙 모델(방정식 2)을 사용하여 산출된 점도, 및 레이놀즈 수(Re)(방정식 4). 수력 직경(방정식 1)은 또한 종축(50)을 따라 언급된 연속적 무차원 위치에서 산출되었다. 입구 흐름 조건들을 사용하면, 각각의 위치에 대한 흐름 특성들의 무차원 값들은 표 VI에 도시된 바와 같이, 결정되었다.
도 79-도 82는 예 6의 상이한 흐름 조건들에 대해 계산되는 흐름 특성들의 그래프들이다. 곡선 적합 방정식들은 급송 입구와 분배 출구(2030)의 하프 부분(2004) 사이의 거리에 걸쳐서 흐름 특성들의 변화를 설명하기 위해 사용되었다. 따라서, 예들은 흐름 특성들이 입구 속도의 변화들에 걸쳐서 일치하는 것을 나타낸다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 평균 속도는 급송 도관 내의 제 1 위치(대략 3D)에서 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서의 마지막 위치(대략 12D)까지 감소되었다. 평균 속도는 슬러리가 기계 방향(2192)을 따라 이동했음에 따라 실질적으로 계속해서 감소되었다. 예시된 실시예에서, 평균 속도는 도 79에 도시된 바와 같이, 입구 속도로부터 대략 1/3만큼 감소되었다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 전단 속도는 급송 도관(2022) 내의 제 1 위치(대략 3D)에서 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서의 마지막 위치(대략 12D)까지 증가되었다. 전단 속도는 위치에서 위치까지 변화되었다. 예시된 실시예에서, 전단 속도는 도 80에 도시된 바와 같이, 입구에 비해 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서 증가되었다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 산출된 점도는 급송 도관 내의 제 1 위치(대략 3D)에서 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서의 마지막 위치(대략 12D)까지 감소되었다. 산출된 점도는 위치에서 위치까지 변화되었다. 예시된 실시예에서, 산출된 점도는 도 81에 도시된 바와 같이, 입구에 비해 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서 감소되었다.
흐름 조건들 둘다에 대해, 도 82에서의 레이놀즈 수는 급송 도관 내의 제 1 위치(대략 3D)에서 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서의 마지막 위치(대략 12D)까지 감소되었다. 예시된 실시예에서, 레이놀즈 수는 입구에 비해 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서 대략 1/2만큼 감소되었다. 흐름 조건들 둘다에 대해, 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)의 하프 부분(2117)에서의 레이놀즈 수는 라미나 영역에 있다.
따라서, 슬러리 분배기의 원위 반(대략 6D와 대략 12D 사이)은 슬러리의 평균 및 레이놀즈 수가 전체적으로 급송 입구 조건들에 비해 안정하고 감소되는 흐름 안정화 영역을 제공하도록 구성되는 것이 발견되었다. 도 73에 도시된 바와 같이, 슬러리는 전체적으로 기계 방향(2192)을 따라 이러한 흐름 안정화 영역을 통해 스트림라인 방식으로 이동한다.
Figure pct00017

예 7
이러한 예에서, 도 72의 슬러리 분배기(2020)는 분배 도관(2028)의 분배 출구(2030)에서 석고 슬러리의 흐름을 모델링하기 위해 사용되었다. 이러한 예에서, 도 73의 슬러리 분배기의 하프 부분(2004)은 출구 개구부(2081)의 폭의 무차원 표현을 사용하는 것을 제외하고 예 2의 것들과 유사한 흐름 조건들 하에 석고 슬러리의 흐름을 그것을 통해 모델링하기 위해 사용되었다. 무차원 폭(w/W)은 분배 출구(2030)의 출구 개구부(2081)의 하프 부분(2119)을 가로지른다(가로 중심 중간점(2187)에서의 중심선은 도 72에 도시된 것과 같이 0과 같음). 흐름 조건들은 다른 점에 있어서 예 2의 것들과 유사하다.
유한 체적 방법을 갖는 CFD 기술은 분배기(2020)의 하프 부분(2004)에서 흐름 특성들을 결정하기 위해 사용되었다. 특히, 분배 출구(2030)의 출구 개구부(2081)의 하프 부분(2119)의 폭을 가로지르는 다양한 위치들에서 출구 개구부(2081)로부터 방출되는 슬러리의 확산의 각도가 분석되었다. 확산의 각도는 이하의 식을 사용하여 결정되었다:
확산의 각도 = tan-1(Vx/Vz), (방정식 9)
여기서, Vx는 교차 기계 방향으로의 평균 속도이고
Vz는 기계 방향으로의 평균 속도이다.
확산의 각도는 2개의 상이한 조건들에 대해 산출되었다: 프로파일링 메커니즘이 출구 개구부(2081)("프로파일러 없음(no profiler)")를 압축하지 않는 것 및 프로파일링 메커니즘이 출구 개구부(2081)("프로파일러(profiler)")를 압축한 것. 모델링된 슬러리 분배기(2020)에서, 출구 개구부(2081)는 출구 개구부(2081)의 전체 폭에 대한 전체 20 인치에 대해, 각각의 하프 부분(2004, 2005)에 대한 거의 10 인치의 그것의 전체 폭을 가로질러 1 인치의 대략 ¾의 높이를 갖는다. 모델링된 프로파일링 메커니즘은 분배 출구의 측방 부분이 프로파일링 부재와 오프셋 관계에 있고 압축되지 않도록 대략 15 인치 폭이고 가로 중심 중간점과 정렬되는 프로파일 부재를 갖는다. 모델링된 "프로파일러" 조건에서, 프로파일링 메커니즘은 출구 개구부가 프로파일링 부재 아래의 영역에서 1 인치의 대략 5/8이도록 출구 개구부를 1 인치의 대략 1/8만큼 압축한다. 조건들 둘다에 대한 확산의 각도는 표 VII에 나타낸 바와 같이, 결정되었다.
양 조건들 하에, 확산의 각도는 위치가 가로 중심 중간점(2187)(폭 = 0)으로부터 더 외부로 이동함에 따라 증가한다. 확산의 각도는 출구 개구부(2081)의 측방 에지에서 가장 크다.
확산의 각도는 방출 출구(2030)를 압축하는 프로파일링 메커니즘을 사용함으로써 증가되며, 그것에 의해 출구 개구부(2081)의 높이를 감소시킨다. 모델링된 "프로파일러(profiler)" 조건에서, 측방 에지(폭 = 0.466)에서의 확산의 최대 각도는 "프로파일러 없음(no profiler)" 조건에 비해 25 퍼센트를 넘어 증가되었다. "프로파일러" 조건에서, 확산의 평균 각도는 "프로파일러 없음" 조건에 비해 50 퍼센트를 넘어 증가되었다.
Figure pct00018
본 명세서에 인용된 공보들, 특허 출원들, 및 특허들을 포함하는, 모든 참고문헌들은 이로써 각각의 참고문헌이 참고문헌으로 포함되도록 개별적으로 그리고 구체적으로 명시되고 본 명세서에 전체적으로 진술되는 것과 동일한 정도로 참고문헌으로 포함된다.
본 발명을 설명하는 문맥(특히 이하의 특허청구범위의 문맥)에서 용어들 하나("a" 및 "an") 및 상기("the") 및 유사한 지시어들의 사용은 달리 본 명세서에 명시되거나 문맥상 명백히 반대되지 않으면, 단수 및 복수 둘다를 포함하도록 해석되어야 한다. 용어들 "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "포함하는(including)", 및 "함유하는(containing)"은 달리 언급되지 않으면, 조정가능한 용어들(즉, 포함하지만, 제한되지 않는 의미)로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값들의 범위들의 열거는 달리 본 명세서에서 명시되지 않으면, 그 범위 내에 있는 각각의 분리된 값을 개별적으로 언급하는 간단한 방법의 역할을 하도록 단지 의도되고, 각각의 분리된 값은 본 명세서에 개별적으로 열거되는 것과 같이 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에 설명된 모든 방법들은 달리 본 명세서에 명시되거나 문맥상 명백히 반대되지 않으면 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 및 모든 예들, 또는 예시적 언더(예를 들어, "와 같은(such as)")의 사용은 단지 본 발명을 더 좋게 설명하도록 의도되고 달리 주장되지 않으면 본 발명의 범위에 제한을 제기하지 않는다. 본 명세서에서의 어떤 언어도 본 발명의 실시에 필수적인 것으로서 임의의 비청구 요소를 나타내는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 수행하는 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하는, 본 발명의 바람직한 실시예들이 본 명세서에서 설명된다. 그러한 바람직한 실시예들의 변화들은 전술한 설명을 판독하면 당해 기술에서 통상의 기술자들에게 분명할 수 있다. 본 발명자들은 숙련공들이 그러한 변화들을 적절히 이용하는 것을 예상하고, 본 발명자들은 본 명세서에 구체적으로 설명된 것 외에 본 발명이 실시될 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용 법률이 허용되는 바와 같이 첨부된 특허청구범위에 열거된 주제의 모든 수정들 및 균등물들을 포함한다. 더욱이, 모든 가능한 변화들에서 상술한 요소들의 임의의 조합은 본 명세서에 명시되거나 문맥상 명백히 반대되지 않으면 본 발명에 의해 포괄된다.

Claims (30)

  1. 슬러리 분배기(slurry distributor)로서,
    급송 입구 및 상기 급송 입구와 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 포함하는 급송 도관(feed conduit)으로서, 상기 진입 세그먼트는 제 1 급송 흐름 축을 따라 연장되고, 상기 급송 도관은 상기 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분(bulb portion)을 갖는 성형 덕트(shaped duct)를 포함하고, 상기 급송 도관은 상기 벌브 부분과 유체 연통되는 전이 세그먼트를 포함하고, 상기 전이 세그먼트는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장되고, 상기 제 2 급송 흐름 축은 상기 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는 상기 급송 도관; 및
    전체적으로 종축(longitudinal axis)을 따라 연장되고 진입 부분 및 상기 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함하는 분배 도관(distribution conduit)으로서, 상기 진입 부분은 상기 급송 도관의 급송 입구와 유체 연통되고, 상기 분배 출구는 횡축(transverse axis)을 따라 미리 결정된 거리를 연장하고, 상기 횡축은 상기 종축에 실질적으로 수직인, 상기 분배 도관을 포함하며;
    상기 벌브 부분은 상기 급송 입구로부터 상기 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖고, 상기 성형 덕트는 상기 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는, 슬러리 분배기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 급송 흐름 축은 상기 종축에 실질적으로 수직인 슬러리 분배기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제 1 급송 흐름 축은 상기 종축 및 상기 횡축에 실질적으로 수직인 수직 축과 실질적으로 평행한 슬러리 분배기.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 2 급송 흐름 축은 상기 종축에 대해 대략 135°까지의 범위 내의 각각의 급송 각도(feed angle)에서 배치되는 슬러리 분배기.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 급송 도관은 상기 제 1 급송 입구에 이격된 관계로 배치되는 제 2 급송 입구를 갖는 제 2 진입 세그먼트, 상기 제 2 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 제 2 성형 덕트, 및 상기 제 2 성형 덕트의 벌브 부분과 유체 연통되는 제 2 전이 세그먼트를 포함하며, 상기 분배 도관의 진입 부분은 상기 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통되는 슬러리 분배기.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 급송 도관은 제 1 및 제 2 가이드 표면들을 포함하는 분기 커넥터 세그먼트(bifurcated conntector segment)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 가이드 표면들 각각은 상기 제 1 입구를 통해 상기 급송 도관에 진입하는 슬러리의 제 1 흐름을 대략 135°까지의 범위 내의 방향 각도의 변화만큼 출구 흐름 방향으로 전향(redirect)시키도록 적응되고 상기 제 2 입구를 통해 상기 급송 도관에 진입하는 슬러리의 제 2 흐름을 대략 135°까지의 범위 내의 방향 각도의 변화만큼 상기 출구 흐름 방향으로 전향시키도록 적응되는 슬러리 분배기.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 벌브 부분은 상기 급송 진입 출구의 단면적보다 더 큰 상기 제 1 흐름 축에 수직인 평면에 단면적을 갖는 영역을 갖는 슬러리 분배기.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 벌브 부분은 상기 볼록 내부 표면에 인접하여 배치되는 전체적으로 방사의 가이드 채널을 갖고, 상기 가이드 채널은 상기 제 1 급송 흐름 축에 실질적으로 수직인 평면에서 방사상 흐름을 촉진시키도록 구성되는 슬러리 분배기.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 벌브 부분은 상기 진입 세그먼트로부터 상기 벌브 부분을 통해 상기 전이 세그먼트로 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 속도를 감소시키도록 구성되는 슬러리 분배기.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 벌브 부분은 상기 진입 세그먼트로부터 상기 벌브 부분을 통해 상기 전이 세그먼트로 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 속도를 적어도 20 퍼센트만큼 감소시키도록 구성되는 슬러리 분배기.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서,
    상기 성형 덕트의 볼록 내부 표면의 형상에 실질적으로 맞는 지지 표면을 갖는 강성 지지 삽입부(rigid support insert)를 더 포함하며, 상기 지지 삽입부는 상기 볼록 내부 표면에 기저 관계(underlying relationship)로 배치되는 슬러리 분배기.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 성형 덕트는 그것의 볼록 내부 표면의 형상과 실질적으로 상보적이고 그것과 기저 관계에 있는 오목 외부 표면을 갖고, 상기 오목 외부 표면은 리세스(recess)를 정의하고, 상기 지지 삽입부는 상기 리세스 내에 배치되는 슬러리 분배기.
  13. 청구항 11 또는 12에 있어서, 상기 지지 삽입부는 급송 단부 및 분배 단부를 포함하고, 상기 지지 삽입부는 중심 지지 축을 따라 연장되고, 상기 지지 삽입부는 상기 지지 축에 대하여 실질적으로 대칭인 슬러리 분배기.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 지지 삽입부는 상기 지지 축에 수직인 중심 축에 대하여 비대칭인 슬러리 분배기.
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 성형 덕트는 한 쌍의 측방 측면들을 포함하고, 상기 성형 덕트는 상기 볼록 내부 표면에 인접하고 상기 분배 출구를 향하는 상기 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름이 대략 0에서 대략 10까지의 스월 모션(swirl motion)(Sm)을 갖도록 구성되는 슬러리 분배기.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 볼록 내부 표면에 인접하고 상기 분배 출구를 향하는 상기 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0.5에서 대략 5까지의 스월 모션(Sm)을 갖는 슬러리 분배기.
  17. 청구항 15 또는 16에 있어서, 상기 볼록 내부 표면에 인접하고 상기 분배 출구를 향하는 상기 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0°에서 대략 84°까지의 스월 각도(swirl angle)(Sm)를 갖는 슬러리 분배기.
  18. 청구항 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 분배 출구는 상기 횡축을 따라 출구 폭 및 상기 종축 및 상기 횡축에 상호 수직인 수직 축을 따라 분배 출구 높이를 갖는 출구 개구부를 포함하고, 상기 진입 부분은 상기 횡축을 따라 분배 진입 폭 및 상기 수직 축을 따라 진입 높이를 갖는 진입 개구부를 포함하고, 상기 분배 진입 폭은 상기 분배 출구 폭 미만인 슬러리 분배기.
  19. 청구항 13에 있어서, 상기 출구 개구부의 폭 대 높이 비율은 대략 4 이상인 슬러리 분배기.
  20. 청구항 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 급송 도관 및 상기 분배 도관 중 적어도 하나는 슬러리의 흐름이 상기 평균 급송 속도보다 더 작은 적어도 20 퍼센트인 평균 방출 속도로 상기 분배 출구로부터 방출되도록 상기 급송 입구에 진입하고 상기 분배 출구로 이동하는 슬러리의 흐름의 평균 급송 속도를 감소시키도록 적응되는 흐름 안정화 영역을 포함하는 슬러리 분배기.
  21. 슬러리 분배기로서,
    급송 입구 및 상기 급송 입구에 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 각각 갖는 제 1 및 제 2 급송 부분을 포함하는 분기 급송 도관(bifurcated feed conduit)으로서, 상기 진입 세그먼트는 전체적으로 수직 축을 따라 연장되고, 성형 덕트는 상기 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖고, 전이 세그먼트는 상기 벌브 부분과 유체 연통되고, 상기 전이 세그먼트는 종축을 따라 연장되고, 상기 종축은 상기 수직 축에 수직인, 상기 분기 급송 도관; 및
    전체적으로 상기 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 상기 진입 분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함하는 분배 도관으로서, 상기 진입 부분은 상기 급송 도관의 제 1 및 제 2 급송 입구들과 유체 연통되고, 상기 분배 출구는 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하고, 상기 횡축은 상기 종축에 실질적으로 수직인, 상기 분배 도관을 포함하며;
    상기 제 1 및 제 2 벌브 부분들 각각은 상기 각각의 제 1 및 제 2 급송 입구들로부터 상기 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 성형 덕트들 각각은 상기 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들의 각각의 제 1 및 제 2 급송 진입 출구들과 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는 슬러리 분배기.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 성형 덕트들 각각의 볼록 내부 표면의 형상에 실질적으로 맞는 지지 표면을 각각 갖는 제 1 및 제 2 강성 지지 삽입부를 더 포함하며, 상기 지지 삽입부들 각각은 상기 볼록 내부 표면에 기저 관계로 배치되는 슬러리 분배기.
  23. 청구항 20 또는 21에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 급송 입구들 및 상기 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들은 상기 종축에 대해 대략 135°까지의 범위 내의 각각의 급송 각도에서 배치되는 슬러리 분배기.
  24. 청구항 21 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 급송 입구들 및 상기 제 1 및 제 2 진입 세그먼트들은 상기 종축과 실질적으로 정렬되는 각각의 급송 각도에서 배치되는 슬러리 분배기.
  25. 시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리로서,
    수성 시멘트 슬러리를 형성하기 위해 물 및 시멘트 재료를 교반하도록 적응되는 혼합기(mixer);
    상기 혼합기와 유체 연통되는 슬러리 분배기를 포함하며, 상기 슬러리 분배기는,
    급송 입구 및 상기 급송 입구와 유체 연통되는 급송 진입 출구를 갖는 진입 세그먼트를 포함하는 급송 도관으로서, 상기 진입 세그먼트는 제 1 급송 흐름 축을 따라 연장되고, 상기 급송 도관은 상기 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 유체 연통되는 벌브 부분을 갖는 성형 덕트를 포함하고, 상기 급송 도관은 상기 벌브 부분과 유체 연통되는 전이 세그먼트를 포함하고, 상기 전이 세그먼트는 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장되고, 상기 제 2 급송 흐름 축은 상기 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는, 상기 급송 도관; 및
    전체적으로 종축을 따라 연장되고 진입 부분 및 상기 진입 부분과 유체 연통되는 분배 출구를 포함하는 분배 도관으로서, 상기 진입 부분은 상기 급송 도관의 급송 입구와 유체 연통되고, 상기 분배 출구는 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하고, 상기 횡축은 상기 종축에 실질적으로 수직인 상기 분배 도관을 포함하며;
    상기 벌브 부분은 상기 급송 입구로부터 상기 분배 출구 분배 도관을 향하는 흐름 방향에 관한 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖고, 상기 성형 덕트는 상기 진입 세그먼트의 급송 진입 출구와 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는 시멘트 슬러리 혼합 및 분배 어셈블리.
  26. 시멘트 제품을 제조하는 방법으로서,
    혼합기로부터 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 방출하는 단계;
    수성 시멘트 슬러리의 흐름을 평균 급송 속도로 슬러리 분배기의 급송 입구를 통해 제 1 급송 흐름 축을 따라 통과시키는 단계;
    상기 수성 시멘트 슬러리의 상기 슬러리 분배기의 벌브 부분으로 통과시키는 단계로서, 상기 벌브 부분은 상기 급송 입구로부터의 흐름 방향에 비해 확장 영역으로부터 상류의 인접 영역의 단면 흐름 영역보다 더 큰 단면 흐름 영역을 갖는 확장 영역을 갖고, 상기 벌브 부분은 상기 급송 입구로부터 상기 벌브 부분을 통해 이동하는 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 평균 속도를 감소시키도록 구성되는 상기 단계;
    상기 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 제 2 급송 흐름 축을 따라 연장되는 전이 세그먼트로 전달하는 단계로서, 상기 제 2 급송 흐름 축은 상기 제 1 급송 흐름 축과 비평행 관계에 있는 상기 단계; 및
    상기 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 분배 도관으로 전달하는 단계로서, 상기 분배 도관은 횡축을 따라 미리 결정된 거리를 연장하는 분배 출구를 포함하고, 상기 횡축은 상기 종축에 실질적으로 수직인 상기 단계를 포함하며;
    성형 덕트는 상기 수성 시멘트 슬러리의 흐름이 상기 제 1 급송 흐름 축에 실질적으로 수직인 평면에서 방사상 흐름으로 이동하도록 제 1 급송 흐름 축과 대면 관계에 있는 볼록 내부 표면을 갖는 방법.
  27. 청구항 26에 있어서, 상기 볼록 내부 표면에 인접하고 상기 분배 출구를 향하는 상기 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0에서 대략 10까지의 스월 모션(Sm)을 갖는 방법.
  28. 청구항 26 또는 27에 있어서, 상기 볼록 내부 표면에 인접하고 상기 분배 출구를 향하는 상기 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0.5에서 대략 5까지의 스월 모션(Sm)을 갖는 방법.
  29. 청구항 26 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 볼록 내부 표면에 인접하고 상기 분배 출구를 향하는 상기 측방 측면들 중 적어도 하나에 인접한 영역을 통해 이동하는 슬러리의 흐름은 대략 0°에서 대략 84°까지의 스월 각도(Sm)를 갖는 방법.
  30. 청구항 26 내지 29 중 어느 하나에 있어서,
    상기 급송 입구에 진입하고 상기 분배 출구로 이동하는 수성 시멘트 슬러리의 흐름의 평균 급송 속도를 감소시키도록 적응되는 흐름 안정화 영역을 통해 상기 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 통과시키는 단계;
    상기 평균 급송 속도보다 더 작은 적어도 20 퍼센트인 평균 방출 속도로 상기 분배 출구로부터 상기 수성 시멘트 슬러리의 흐름을 방출하는 단계를 더 포함하는 방법.
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