MXPA06002472A

MXPA06002472A - Dispositivo de encapsulado para fango mejorado con fibras.

Info

Publication number: MXPA06002472A
Application number: MXPA06002472A
Authority: MX
Inventors: Michael J Porter
Original assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-06-20
Also published as: IL173642A0; JP4833066B2; RU2006112832A; BRPI0414537B1; CN1852795A; BRPI0414537A; PL1663598T3; ES2420759T3; WO2005032787A1; US20050064055A1; JP2007505768A; CA2535001C; EP1663598B1; CN1852795B; EP1663598A1; RU2351468C2; IL173642A; AR049675A1; US7182589B2; CA2535001A1

Abstract

Un dispositivo de incrustacion (20) para utilizar en una linea de produccion de panel estructural (10), en donde un fango (16) se transporta en un portador movil (14) respecto a un bastidor de soporte (12) y se depositan fibras trozadas (18) sobre el fango (16), incluye una primera flechada alargada (22) sujeta al bastidor de soporte (12) y que tiene una primera pluralidad de discos axialmente espaciados (32), una segunda flecha alargada (24) sujeta al bastidor de soporte (12) y que tiene una segunda pluralidad de discos axialmente espaciados (32) la primer flecha (22) se coloca respecto a la segunda flecha (24), de manera tal que los discos (32) acoplen entre si. La relacion de acoplamiento mejora la incrustacion de las fibras (18) en el fango (16) y tambien evita atascado del dispositivo por particulas de fango prematuramente fraguadas.

Description

WO 2005/032787 Al t'or two-letter codes and ather ahhreviations, refar to the "Guid-ance Notes on Codes and Ahhreviations " appearing at the hegin-ning ofeach regular issue fthe PCTGazette.

DISPOSITIVO DE ENCAPSULADQ PARA FANGO MEJORADO CON FIBRAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere en general a dispositivos para encapsular fibras en fangos de fraguado, y específicamente a un dispositivo diseñado para encapsular fibras en un fango de cemento de fraguado sobre una línea de producción de tablero de cemento o panel estructural cementoso ("SCP" = cementitious structural panel). Se han empleado paneles cementosos en la industria de la construcción, para formar las paredes interiores y exteriores de estructuras residenciales y/o comerciales. Las ventajas de estos paneles incluyen resistencia a humedad en comparación con tableros de pared o muros secos basados en yeso estándar. Sin embargo, una desventaja de estos paneles convencionales es que no tienen suficiente resistencia estructural en la medida de que dichos paneles pueden ser comparables con, si no más fuertes que, la madera terciada estructural o tablero de virutas orientadas (OSB = Oriented strand board), también conocido como madera OSB. Típicamente, el panel cementoso incluye cuando menos una capa compuesta de yeso o cemento endurecido entre capas de un material de refuerzo o estabilizante. En algunos casos, el material de refuerzo o estabilizante es malla de fibras de vidrio o equivalente. La malla usualmente se aplica desde un rollo en forma de hoja o laminar sobre o entre capas de fango para fraguado. Ejemplos de técnicas de producción utilizadas en los paneles cementosos convencionales, se proporcionan en las patentes de los E.U.A. Nos. 4,420,295; 4,504,335 y 6,176,920, los contenidos de las cuales se incorporan aquí por referencia. Además, otras composiciones de yeso-cemento se describen generalmente en las patentes de los E.U.A. Nos. 5,685,903; 5,858,083 y 5,958,131. Una desventaja de procesos convencionales para producir paneles cementosos es que las fibras, aplicadas en una estera o trama no se distribuyen en forma adecuada y uniforme en el fango, y como tales, las propiedades de refuerzo resultantes debido a la interacción de fibras- matriz varían a través del espesor del tablero, dependiendo del espesor de cada capa del tablero. Cuando ocurre insuficiente penetración de! fango a través de la red de fibras, resulta deficiente unión entre las fibras y la matriz, provocando baja resistencia del panel. También, en algunos casos cuando ocurre distinta formación de capas de fango y fibras, una inadecuada unión e ineficiente distribución de las fibras provocan un desarrollo deficiente de la resistencia del panel. Otra desventaja de procesos convencionales para producir paneles cementosos, es que el producto resultante es demasiado costoso y como tal no es competitivo con madera terciada estructural/de exteriores o tableros de virutas orientadas (OSB). Una fuente del costo relativamente de los paneles .cementosos convencionales se debe al tiempo no operativo de la línea de producción provocado por fraguado prematuro del fango, en especial en partículas o grumos que deterioran la apariencia del tablero resultante e interfieren con la eficiencia del equipo de producción. Acumulaciones significantes de fango fraguado prematuramente en el equipo de producción requieren interrupciones de la línea de producción, de esta manera aumentando el costo final del tablero. En casos en donde las fibras de vidrio trozadas sueltas se mezclan con el fango para proporcionar un panel estructural cementoso (SCP) que tiene refuerzo estructural, surge la necesidad por una forma para mezclar completamente las fibras con el fango. Este mezclado uniforme es importante para lograr la resistencia estructural deseada del tablero o panel resultante. Un criterio de diseño de cualquier dispositivo empleado para mezclar fangos de fraguado de este tipo es que la producción del tablero deberá continuar sin interrumpir durante corridas de fabricación o de producción. Cualesquiera interrupciones de la línea de producción debido a la limpieza de equipo habrán de evitarse. Este es un problema particular cuando se crean fangos de fraguado rápido, como cuando se introducen al fango agentes de fraguado rápido o aceleradores. Un problema potencial cuando se crean paneles estructurales de cemento en una línea de producción en movimiento, es que porciones del fango fragüen prematuramente, formando bloques o trozos de diversos tamaños. Cuando estos trozos se desprenden y se incorporan en el producto de tablero final, interfieren con la apariencia uniforme del tablero y también provocan debilitamiento estructural. En las líneas de producción de paneles de cemento estructural convencionales, toda la línea de producción debe ser interrumpida para limpiar material atascado, para evitar la incorporación de las partículas de fango prematuramente fraguadas en el tablero resultante. Otros criterios de diseño de dispositivos empleados para mezclar fibras de refuerzo trozadas en un fango, es que las fibras requieren mezclarse en el fango relativamente espeso en una manera substancialmente uniforme, para proporcionar la fuerza requerida. De esta manera, hay necesidad por un dispositivo para mezclado completo de fibras de vidrio u otras fibras de refuerzo estructurales en un fango de 4 fraguado, en una forma tal que el dispositivo no se atasque o se deteriore por trozos o fango que fragua. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Las necesidades anteriormente citadas se satisfacen o exceden por la presente invención que caracteriza un dispositivo de encapsulado o inclusión, que al menos incluye un par de flechas alargadas colocadas en la línea de producción del tablero de fango de fraguado mejorado con fibras, para recorrer la línea. Las flechas de preferencia se colocan en una relación paralela espaciada entre sí. Cada flecha tiene una pluralidad de discos axialmente espaciados sobre las flechas. Durante la producción del tablero, las flechas y los discos giran axialmente. Los discos respectivos de flechas adyacentes, de preferencia paralelas, se acoplan entre sí para crear una acción de "amasado o "de masaje" en el fango, que encapsulan las fibras previamente depositadas en el fango. Además, la relación cercana, acoplada y giratoria de los discos, evita la acumulación de fango en los discos y el efecto crea una acción de "auto-limpieza" que reduce significativamente el tiempo no operativo de la línea del tablero debido a fraguado prematuro de grumos de fango. Más específicamente, la invención proporciona un dispositivo de encapsulación para utilizar en una línea de producción de panel estructural, en donde se transporta un fango en un portador en movimiento respecto a un bastidor de soporte, y se depositan fibras trozadas sobre el fango. En el dispositivo se incluye una primer flecha alargada, sujeta al bastidor de soporte y que tiene una primera pluralidad de discos axialmente espaciados, una segunda flecha alargada sujeta al bastidor de soporte, que tiene una segunda pluralidad de discos axialmente espaciados, la primer flecha se dispone respecto a la segunda flecha, de manera tal que los discos acoplan entre sí. En la modalidad preferida, cada par adyacente de los discos de diámetro principal o relativamente mayores se separan en la flecha respectiva por un disco separador de diámetro relativamente pequeño. La relación acoplada incluye una disposición cercanamente adyacente de periferias opuestas de discos espaciadores de diámetro pequeño y discos principales de diámetro relativamente grande, que también facilitan la acción de auto-limpieza. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva superior del presente dispositivo de incrustación en una línea de producción de tableros de fango estructural; La Figura 2 es una vista en planta superior fragmentaria del dispositivo de incrustación de la Figura 1; La Figura 3 es una elevación lateral del dispositivo de incrustación de la Figura 2; y La Figura 4 es un diagrama esquemático de los patrones de pistas/canales de incrustación, creados en el fango por el dispositivo de incrustación presente. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ahora con referencia a las Figuras 1 y 2, una línea de producción de panel estructural se ilustra fragmentariamente y en general se designa 10. La línea de producción 10 incluye un bastidor de soporte o mesa de formación 12, que sostiene un portador móvil 14, tal como una banda transportadora tipo hule, una trama de papel kraft, papel de desprendimiento y/u otras tramas de material de soporte, diseñadas para soportar un fango antes de fraguar, como es bien conocido en la técnica. El portador 14 se mueve sobre el bastidor de soporte 12 por una combinación de motores, poleas, bandas o cadenas y rodillos (ninguno se muestra) que son también conocidos en la técnica. También, mientras que la presente invención se pretende para utilizar en producir paneles de cemento estructural, se contempla que puede encontrar aplicación en cualquier situación en donde se van a mezclar fibras a granel en un fango de fraguado, para producción de tableros o paneles. Mientras que otras secuencias se contemplan dependiendo de la aplicación, en la presente invención una capa de fango 16 se deposita sobre la trama portadora de movimiento 14 para formar una trama de fango uniforme. Mientras que una variedad de fangos de fraguado se contempla, el presente dispositivo de incrustación se diseña particularmente para utilizar en producir paneles de cemento estructural. Como tal, el fango de preferencia está constituido por cantidades variantes de cemento Portland, yeso, agregado, agua, aceleradores, plastificantes, agentes espumantes, rellenos y/u otros ingredientes bien conocidos en la especialidad. Las cantidades relativas de estos ingredientes, incluyendo la eliminación de algunos de los anteriores o la adición de otros, pueden variar para ajustarse a la aplicación. Un suministro de fibras trozadas 18, que en la modalidad preferida son fibras de vidrio trozadas, se dejan caer o espolvorean sobre la trama de fango en movimiento 16. E! presente dispositivo de incrustación generalmente designado 20, se coloca en el bastidor de soporte 12 para estar justo "corriente abajo" o después del punto en el cual las fibras 18 se depositan sobre la trama de fango 16. En el dispositivo 20 se incluyen al menos dos flechas alargadas 22, 24, cada una que tiene extremos 26 acoplados en una repisa 28 ubicada a cada lado del bastidor de soporte 12. Aunque dos flechas 22, 24 se ilustran, si se desea, pueden proporcionarse flechas adicionales. Un conjunto de extremos de flecha 26 de preferencia se proporciona con poleas o ruedas dentadas 30 (que mejor se ven en la Figura 2) u otro mecanismo impulsor para permitir que las flechas 22, 24 se giren axialmente en las repisas 28. Se prefiere que las flechas 22, 24 y los discos asociados 32, 34 se giren en la misma dirección. Impulsores de banda motorizada, impulsores de cadena u otros sistemas típicos para desplazar rodillos o flechas sobre una línea de producción, se consideran aquí convenientes. Se verá que las flechas 22, 24 se montan generalmente transversales en el bastidor de soporte 12 y están en una relación espaciada, generalmente paralela entre sí. En la modalidad preferida, las flechas 22, 24 son paralelas entre sí. Cada una de las flechas 22, 24 se proporciona con una pluralidad de discos axialmente espaciados, principales o relativamente grandes 32, con discos adyacentes que están axialmente espaciados entre sí. Se mantiene el espaciamiento por una segunda pluralidad de discos espaciadores de diámetro relativamente pequeño 34 (Figura 2) cada uno ubicado entre un par adyacente de discos principales 32. Como se ve en la Figura 3, se prefiere que al menos los discos principales 32 y de preferencia tanto los discos principales como espaciadores 32, 34 estén enchavetados a la flecha respectiva 22, 24, para rotación común. Las ruedas dentadas 30 también de preferencia están enchavetadas o de otra forma sujetas a las flechas 22, 24 para rotación común. En la modalidad preferida, collares enchavetados 36 (se ven mejor en la Figura 3), ubicados adyacentes a cada extremo de flecha 26, se sujetan a la flecha, tal como por chavetas de ajuste o tornillos de ajuste 38 y retienen los discos 32, 34 en las flechas 22, 24 contra movimiento lateral. También se verá de las Figuras 1-3 que los discos 32, 34 de las flechas respectivas 22, 24 se acoplan entre sí, de manera tal que los discos principales 32 de la flecha 22 se ubiquen entre los discos 32 de la flecha 24. También se verá que, al acoplar, los bordes periféricos 40 de los discos principales 32 se superponen entre sí y se colocan para estar en una relación cercana sin embargo rotacional a los bordes periféricos 42 de los discos espaciadores opuestos 34 de la fiecha opuesta (como mejor se ve en la Figura 3). Se prefiere que las flechas 22, 24 y los discos asociados se giren en la misma dirección 'R' (FIGURA 3). Mientras que las dimensiones relativas de los discos 32, 34 pueden variar para ajustarse a la aplicación, en la modalidad preferida los discos principales 32 son de .635 cm (1/4 pulgada) y están espaciados .7938 cm (5/16 pulgada). De esta manera hay una tolerancia cercana sin embargo relativamente rotacional, creada cuando los discos adyacentes 32 de las flechas 22, 24 acoplan entre sí (como mejor se ve en la Figura 2). Esta cerrada tolerancia hace difícil que las partículas del fango de fraguado 16 queden atrapadas entre los discos 22, 34 y fragüen prematuramente. También, ya que las flechas 22, 24 y los discos asociados 32, 34 se mueven constantemente durante producción de panel SCP, cualquier fango que se atrape entre los discos, se expulsa rápidamente, y no tiene probabilidad de fraguar, de manera tal que no deteriore la operación de incrustación. También se prefiere que las periferias de los discos 32; 34 se aplasten o sean perpendiculares al plano del disco, pero también se contempla que bordes periféricos ahusados o de otra forma en ángulo, 40, 42 puedan proporcionarse y todavía logren incrustación satisfactoria de las fibras.

La propiedad de auto-limpieza del presente dispositivo de incrustación 20 se mejora adicionalmeníe por los materiales empleados para la construcción de las flechas 22, 24 y los discos 32, 34. En la modalidad preferida, estos componentes se elaboran de acero inoxidable que se ha pulido para obtener una superficie relativamente lisa. También se prefiere acero inoxidable por su durabilidad y resistencia a la corrosión, sin embargo otros materiales durables, resistentes a corrosión y no adherentes se contemplan, incluyendo el material Plexiglás u otros materiales de plástico de ingeniería. Además, la altura de las flechas 22, 24 respecto a la trama en movimiento 14 es de preferencia ajustable para promover la incrustación de las fibras 18 en el fango 16. Se prefiere que los discos 32 no contacten la trama portadora 14, sino que se extiendan lo suficiente en el fango 16, para promover incrustación de las Figuras 18 en el fango. La altura específica de las flechas 22, 24 sobre la trama portadora 14, puede variar para ajustarse en la aplicación y será influenciada entre otras cosas por el diámetro de los discos principales 32, la viscosidad del fango, el espesor de la capa de fango 16 y el grado deseado de incrustación de las fibras 18. Ahora con referencia a la Figura 4, la pluralidad de discos principales 32 en la primer flecha 22, se colocan respecto al bastidor 12 para crear un primer patrón de canal 44 (líneas sólidas) en el fango 16, para incrustar ahí las fibras 18. El patrón de canal 44 incluye una serie de valles 46 creados por los discos 32 y colinas 48 ubicadas entre los discos conforme el fango 16 se impulsa a los lados de cada disco. Ya que las fibras 18 se han depositado inmediatamente con anterioridad sobre una superficie superior 50 del fango 16, un cierto porcentaje de las fibras se mezclará en el fango a través de la formación del primer patrón de canal 44. Se apreciará que conforme las flechas 22, 24 se giran y hacen girar los discos asociados 32, 34, la banda o trama portadora 14 también se mueve en una dirección de recorrido "T" (Figura 2) desde la primera flecha 22 a la segunda flecha 24. De esta manera, un movimiento dinámico de batido o agitación también se crea, lo que mejorará la incrustación de las fibras 18. Inmediatamente después de dejar la proximidad de los discos 32 de la primera flecha 22, el fango 16 se encuentra en los discos 32 de la segunda flecha 24 (ilustrado en líneas punteadas), que procede para crear un segundo patrón de canal 52. Debido a la posición lateralmente desplazada de los discos 32 de las flechas respectivas 22, 24, en cualquier punto selecto, el segundo patrón de canal 52 está opuesto al patrón 44 ya que las colinas 54 reemplazan los valles 46 y los valles 56 reemplazan las colinas 48. Ya que los patrones de canal 44, 52 en general semejan ondas sinusoidales, también puede decirse que los patrones de canal 44, 52 están fuera de fase entre sí. Ese patrón de canal con desplazamiento transversal 52 agita o bate adicionalmente el fango 16, mejorando la incrustación de las Figuras 18. En otras palabras, se crea una acción de masaje o amasado de fango por la rotación de los discos acoplados 32 de las flechas 22, 24. De esta manera, el presente dispositivo de incrustación proporciona un mecanismo para incorporar o incrustar fibras de vidrio trozadas en una capa de fango en movimiento. Una característica importante del presente dispositivo es que los discos de las flechas respectivas se acoplan con y superponen entre sí para proporcionar al fango una acción de amasado, masaje o batido en una forma que reduce la oportunidad de que el fango se atasque o trape en el dispositivo. 1 Mientras que una modalidad particular de un dispositivo de incrustación para un fango mejorado con fibras se ha mostrado y descrito, se apreciará por aquellos con destreza en la técnica, que pueden realizarse cambios y modificaciones al mismo sin apartarse de la invención en sus aspectos más amplios y como se establece en las siguientes reivindicaciones.

Claims

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REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo de incrustación para utilizar en una línea de producción de panel estructural, en donde se transporta un fango en un portador en movimiento respecto a un bastidor de soporte y se depositan fibras trozadas sobre el fango, el dispositivo se caracteriza porque comprende: una primera flecha alargada sujeta al bastidor de soporte y que tiene una primera pluralidad de discos axialmente espaciados; una segunda flecha alargada sujeta al bastidor de soporte y que tiene una segunda pluralidad de discos axialmente espaciados; la primera flecha está colocada respecto a la segunda flecha, de manera tal que los discos acoplan entre si. 2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque cuando se ve desde el lado, las periferias de las primeras y segundas pluralidades de discos, se superponen entre sí.

3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque las flechas se orientan en el bastidor para estar generalmente transversales a la dirección de movimiento del fango sobre la línea de producción.

4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque las flechas se orientan en el bastidor para estar generalmente paralelas entre sí.

5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada flecha incluye discos espaciadores de diámetro relativamente más pequeño entre cada par adyacente de las primeras y segundas pluralidades de discos, y periferias de las primeras y segundas pluralidades de discos están en proximidad inmediata a periferias correspondientes de los discos espaciadores correspondientes. 13

6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque los discos se fijan a las flechas alargadas correspondientes para rotación común.

7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la primera pluralidad de discos se coloca respecto al bastidor para crear un primer patrón de canal en el fango para incrustar las fibras ahí, y la segunda pluralidad de discos se dispone respecto al bastidor, para crear un segundo patrón de canal en el fango, el segundo patrón está transversalmente desplazado del primer patrón.

8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación , caracterizado porque las flechas se configuran para girar en la misma dirección.

9. Un dispositivo de incrustación para utilizar en incrustar fibras en un fango de fraguado utilizado en la producción de un tablero estructural en una línea de producción de tableros, incluye un bastidor de soporte, el dispositivo se caracteriza porque comprende: una primera flecha de soporte alargada sujeta al bastidor y que tiene una primera pluralidad de discos de diámetro relativamente grande apilados axialmente sobre la flecha entre una primera pluralidad de discos de diámetro relativamente pequeño; una segunda flecha de soporte alargada sujeta al bastidor y que tiene una segunda pluralidad de discos de diámetro relativamente grande apilados axialmente sobre la flecha entre una primera pluralidad de discos de diámetro relativamente pequeño; la primera y segunda flechas de soporte están colocadas entre si, de manera tal que la primer pluralidad de discos de diámetro relativamente grande están acoplados con la segunda pluralidad de discos de diámetro relativamente grande. 14

10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque cuando se ve desde el lado, las periferias de los discos de diámetro relativamente grande se superponen entre sí.

11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el disco de diámetro grande y los discos de diámetro pequeño tienen un espesor, y los espesores de los discos de diámetro grande y los discos de diámetro pequeño, son aproximadamente los mismos.

12. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las flechas se orientan en el bastidor para ser generalmente transversales a la dirección de movimiento del fango sobre la línea de producción y en general son paralelas entre sí.

13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los discos se fijan a las flechas alargadas correspondientes para rotación común.

14. Un dispositivo de incrustación para utilizar en incrustar fibras en un fango de fraguado utilizado en producir un tablero estructural en una línea de producción de tableros, que incluye un bastidor de soporte, el dispositivo se caracteriza porque comprende: una primera flecha de soporte alargada sujeta al bastidor y que tiene una primera pluralidad de discos de diámetros relativamente grande apilados axialmente sobre la flecha entre una primera pluralidad de discos de diámetro relativamente pequeño; una segunda flecha de soporte alargada sujeta al bastidor y que tiene una segunda pluralidad de discos de diámetro relativamente grande, apilados axialmente sobre la flecha entre una primera pluralidad de discos de diámetro relativamente pequeño; la primera y segunda flechas de soporte están ubicadas entre sí de manera tal que la primer pluralidad de discos de diámetro 15 relativamente grande acoplen con la segunda pluralidad de discos de diámetro relativamente grande y la primera y segunda flechas y los discos asociados giran en la misma dirección.