сжимающий клапан смесителя суспензии

Формула изобретения

1. Плавно регулируемый сжимающий клапан, предназначенный для сжимания гибкого, упругого трубопровода в сборке для распределения гипсовой суспензии, содержащий

первую направляющую пластину и вторую направляющую пластину, расположенные на расстояние вдоль отрезка трубопровода, в котором одна из направляющих пластин выполнена с возможностью вращения в общем вокруг продольной оси трубопровода относительно второй из упомянутых направляющих пластин, и

множество удлиненных элементов, имеющих первый конец, зацепленный с первой направляющей пластиной, и второй конец, зацепленный со второй направляющей пластиной,

привод, оперативно соединенный с одной из направляющих пластин и выполненный с возможностью передачи плавного регулируемого относительного вращения между первой направляющей пластиной и второй направляющей пластиной, и

устройство управления, соединенное с приводом и выполненное с возможностью регулирования вращения первой направляющей пластины посредством привода через петлю обратной связи;

в котором после вращения по меньшей мере одной из упомянутых первой и второй направляющих пластин удлиненные элементы расположены так, чтобы передавать давление на трубопровод и сжимать его.

2. Сжимающий клапан по п.1, в котором вращение по меньшей мере одной направляющей пластины приводит к периферийному смещению первого конца удлиненных элементов относительно второго конца.

3. Сжимающий клапан по п.2, в котором удлиненные элементы выполнены с возможностью передачи давления на трубопровод и сжатия его радиально в многочисленных плоскостях вдоль отрезка трубопровода.

4. Сжимающий клапан по п.1, в котором после вращения по меньшей мере одной направляющей пластины получающаяся форма трубопровода приближается к гиперболоиду вращения вокруг продольной оси трубопровода.

5. Сжимающий клапан по п.1, в котором после вращения по меньшей мере одной направляющей пластины полученная форма трубопровода является в общем ровной и круглой во множестве поперечных сечений, взятых вдоль отрезка трубопровода.

6. Сжимающий клапан по п.1, в котором клапан выполнен с возможностью создания обратного давления в смесителе и для уменьшения наращиваний суспензии в клапане.

7. Сжимающий клапан по п.1, дополнительно содержащий корпус, который ограничивает трубопровод и является статическим относительно по меньшей мере одной из направляющих пластин.

8. Направляющая пластина для использования в сжимающем клапане, которая ограничивает гибкий, упругий трубопровод, содержащая

внутренний периферийный край, предназначенный для ограничения трубопровода,

множество зацеплений удлиненных элементов, расположенных около внутреннего периферийного края, предназначенных для зацепления множества удлиненных элементов,

в которой направляющая пластина выполнена с возможностью вращения в общем вокруг продольной оси трубопровода.

9. Пластина по п.8, в которой зацепления удлиненных элементов являются дугообразными вырезами.

10. Пластина по п.8, дополнительно содержащая внешний периферийный край, выполненный с возможностью скользящего зацепления и вращения в сжимающем клапане.

11. Способ обеспечения равномерно перемешанной суспензии для полотна, содержащий этапы, на которых осуществляют

введение обожженного гипса и воды в смеситель,

перемешивание содержимого смесителя для образования водной дисперсии обожженного гипса,

пропускание перемешанного содержимого из выпускного отверстия смесителя в распределительное устройство для суспензии, включающее в себя гибкий, упругий трубопровод, и

создание противодавления в смеси в распределительном устройстве для суспензии с помощью сжимания трубопровода,

в котором сжимание трубопровода производят сжимающим клапаном, расположенным на трубопроводе.

12. Способ по п.11, в котором сжимающий клапан включает в себя множество удлиненных элементов, расположенных вокруг трубопровода и выполненных с возможностью смещения по периферии, причем удлиненные элементы вызывают приближение формы трубопровода к гиперболоиду вращения вокруг продольной оси трубопровода.

13. Способ по п.11, дополнительно содержащий этап запуска привода для сжатия трубопровода, в котором привод запускают либо вручную, либо автоматически.

14. Способ обеспечения равномерно перемешанной суспензии для полотна, содержащий этапы, на которых осуществляют

введение обожженного гипса и воды в смеситель,

перемешивание содержимого смесителя для образования водной дисперсии обожженного гипса,

пропускание перемешанного содержимого из выпускного отверстия смесителя в распределительное устройство для суспензии, включающее в себя гибкий, упругий трубопровод, и

восприятие фактора для сжимания клапана,

в котором сжимание трубопровода производят сжимающим клапаном, расположенным на трубопроводе, после восприятия фактора.

15. Способ по п.14, в котором фактором для сжимания трубопровода является электродвижущая нагрузка на двигателе смесителя.

16. Сжимающий клапан, предназначенный для сжимания гибкого, упругого трубопровода в сборке для распределения гипсокартона, содержащий

первую направляющую пластину и вторую направляющую пластину, имеющие в общем полую в центре подобную диску форму с внутренним радиусом, достаточным для обеспечения прохождения трубопровода через центр направляющих пластин и дугообразные выемки, выполненные по внутренней окружности внутренней периферии пластин, причем направляющие пластины расположены на расстоянии друг от друга вдоль отрезка трубопровода, при этом одна из направляющих пластин прикреплена с возможностью вращения к трубопроводу для обеспечения вращения направляющей пластины в общем вокруг продольной оси трубопровода относительно второй из упомянутых направляющих пластин, и

множество удлиненных элементов, каждый имеющий первый конец, расположенный в одной из дугообразных выемок первой направляющей пластины, и второй конец, расположенный в одной из дугообразных выемок второй направляющей пластины, причем концы удлиненных элементов сводятся в плотное зацепление с выемками трубопровода;

в котором после вращения по меньшей мере одной из упомянутых первой и второй направляющих пластин удлиненные элементы расположены так, чтобы передавать давление на трубопровод и сжимать его радиально во множестве плоскостей вдоль отрезка трубопровода.

17. Сжимающий клапан по п.16, в котором вращение по меньшей мере одной направляющей пластины приводит к периферийному смещению первого конца удлиненных элементов относительно второго конца.

18. Сжимающий клапан по п.16, в котором после вращения по меньшей мере одной направляющей пластины получающаяся форма трубопровода приближается к гиперболоиду вращения вокруг продольной оси трубопровода.

19. Сжимающий клапан по п.16, в котором после вращения по меньшей мере одной направляющей пластины полученная форма трубопровода является в общем ровной и круглой во множестве поперечных сечений, взятых вдоль отрезка трубопровода.

20. Сжимающий клапан по п.16, в котором клапан выполнен с возможностью создания обратного давления в смесителе и для уменьшения наращиваний суспензии в клапане.

21. Сжимающий клапан по п.16, в котором дополнительно содержащий корпус, который ограничивает трубопровод и является статическим относительно по меньшей мере одной из направляющих пластин.

22. Установка для смешивания и распределения гипсовой суспензии, содержащая устройство для смешивания суспензии и устройство распределения, расположенное внизу относительно устройства для смешивания суспензии, содержащая

выпускное отверстие для регулирования потока суспензии из устройства для смешивания к устройству распределения,

удлиненный, гибкий, упругий трубопровод, имеющий основное впускное отверстие в принимающей связи с выпускным отверстием, и

сжимающий клапан, содержащий

первую направляющую пластину и вторую направляющую пластину, расположенные на расстоянии вдоль отрезка трубопровода с первой направляющей пластиной, в котором одна из направляющих пластин выполнена с возможностью вращения в общем вокруг продольной оси трубопровода относительно второй из упомянутых направляющих пластин, и множество удлиненных элементов, имеющих первый конец, зацепленный с первой направляющей пластиной, и второй конец, зацепленный со второй направляющей пластиной;

причем после вращения по меньшей мере одной из упомянутых первой и второй направляющих пластин удлиненные элементы расположены так, чтобы передавать давление на трубопровод и сжимать его; при этом

сжимающий клапан выполнен с возможностью создания обратного давления в смесителе.

23. Установка для смешивания и распределения гипсовой суспензии по п.22, в которой сжимающий клапан является плавным сжимающим клапаном.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для приготовления гипсовых изделий (то есть изделий, содержащих дигидрат сульфата кальция) из исходных материалов, содержащих обожженный гипс (то есть полугидрат сульфата кальция) и воду. Более конкретно, настоящее изобретение относится к усовершенствованному клапану в трубопроводе, расположенному позади смесителя суспензии и обычно используемому для подачи перемешанной гипсовой суспензии на линию производства строительного картона. Основная технология изготовления гипсокартона раскрыта в патентах США № № 1,500,452; 2,207,339 и 4,009,062, все они включены здесь в качестве ссылки. Настоящее устройство обеспечивает улучшенный поток суспензии из системы распределения, который увеличивает равномерную однородность гипсовой суспензии в линии производства строительного картона.

Известно производство гипсовых изделий посредством равномерного диспергирования обожженного гипса в воде для образования суспензии и затем заливки суспензии в пресс-форму требуемой формы или на поверхность, и обеспечения возможности затвердевания суспензии для образования затвердевшего гипса с помощью реакции обожженного гипса (полугидрата или ангидрита сульфата кальция) с водой для образования гидратированного гипса (дигидрата сульфата кальция).

Смеситель гипсокартона обычно включает в себя корпус, образующий смесительную камеру с впускными отверстиями для приема обожженного гипса и воды, наряду с другими добавками, хорошо известными в данной области техники. Смеситель включает в себя рабочее колесо или другой тип мешалки для перемешивания содержимого, подлежащего смешиванию, в смесь или суспензию. Выгрузочная заслонка или экстрактор управляет потоком суспензии из смесителя в систему распределения.

Суспензии, обладающие определенной вязкостью или другими свойствами, требуют различного количества веществ, добавок, вовлеченного воздуха и т.п. и могут также требовать различного времени обработки и разного оборудования. В затвердевающей суспензии, требующей небольшого количества вовлеченного воздуха, как известно, используют клапан "сжимающего типа", который сдавливает высокоэластичный трубопровод, несущий суспензию. Сдавливание в трубопроводе уменьшает отверстие трубопровода, которое, в свою очередь, увеличивает перепад давления в отверстии, увеличивает противодавление, увеличивает объем суспензии в смесителе и ускоряет поток через трубопровод. Это приводит к однородности, меньшему количеству вовлеченного воздуха и более желательной суспензии для конкретных применений.

Предшествующие устройства для решения некоторых эксплуатационных проблем, связанных с распределением однородной, затвердевающей суспензии, включают в себя клапан "сжимающего типа", которым можно механически управлять или управлять с помощью сжатого воздуха, или гидравлическим образом, чтобы "надавливать" на высокоэластичный трубопровод. Однако сжимающий клапан деформирует трубопровод в сплюснутое или прямоугольное отверстие, которое является восприимчивым к закупориванию преждевременно затвердевающей суспензией в потоке, особенно в углах отверстия, в которых скорость потока ниже. Дополнительно, впускное и выпускное отверстия сжимающего клапана являются неровными, потому что давление оказывается на трубопровод по существу в единственной плоскости и не учитывает постепенный переход. Такие неровные входы и выходы могут приводить к дополнительному закупориванию производственного оборудования для суспензии, которое приводит к дорогостоящему простою для восстановления.

Мышечные клапаны, состоящие из гидравлической камеры вокруг толстого высокоэластичного рукава, обеспечивают круглое отверстие, но неравномерный проток, поскольку давление оказывается по существу исключительно в единственной плоскости или в одной точке вдоль трубопровода. Более того, мышечные клапаны часто массивны по размеру, что ограничивает доступ оператора к отверстию для очистки закупорки или наращивания, или для общего наблюдения потока суспензии непосредственно через канал.

Известны также клапаны плунжерного типа, клапаны щелевого литника и выполняемые заказчиком ограничители, имеющие действия, подобные «гаротте». В использовании таких клапанов замечены проблемы, подобные демонстрируемым мышечными клапанами и клапанами сжатия. В частности, твердые частицы легко накапливаются, образуя кристаллический гипс, который затем преждевременно затвердевает и вызывает дополнительное засорение устройства.

Кроме того, клапаны предшествующей техники не могут легко воспроизводить точное затвердевание, которое соответствует данной величине сужения трубопровода. Помимо этого клапаны предшествующей техники не имеют взаимозаменяемых частей, и при этом они не приспособлены для использования с трубопроводами других размеров.

Соответственно, имеется необходимость в создании усовершенствованного клапана для системы распределения устройства смешивания суспензии и способа, который способствует получению более однородной суспензии, с меньшим количеством вовлеченного воздуха.

Имеется другая необходимость в создании усовершенствованного клапана для системы распределения устройства смешивания суспензии, который предотвращает наращивание преждевременно затвердевающей суспензии в распределяющем трубопроводе.

Имеется еще одна необходимость в создании усовершенствованного клапана и способа использования, который может плавно изменять поток гипсовой суспензии от устройства смешивания через систему распределения к производственной линии.

Имеется дополнительная необходимость в создании усовершенствованной системы клапана для системы распределения устройства смешивания гипсовой суспензии и способа использования, которая имеет части, являющиеся легко приспосабливаемыми к трубопроводам других размеров.

Имеется дополнительная необходимость в создании усовершенствованного клапана для устройства смешивания и системы распределения гипсовой суспензии и способа использования, которая обеспечивает легко доступный механизм для изменения объема суспензии, выпускаемого из системы распределения.

Соответственно, вышеперечисленные потребности удовлетворяются или решаются с помощью настоящего устройства и способа управления потоком суспензии, включающего в себя использование сжимающего клапана на устройстве для смешивания и распределения. Устройство для смешивания используют для смешивания и перемешивания обожженного гипса и воды для образования водной дисперсии или суспензии обожженного гипса. После того, как содержимое перемешано, содержимое передается через выпускное отверстие смесителя в устройство распределения. Устройство распределения предпочтительно включает в себя удлиненный, предпочтительно гибкий трубопровод, который обеспечивает дополнительное пространство для равномерного смешивания суспензии. Размещая сжимающий клапан на гибком трубопроводе, в смеси создают противодавление, вызывающее увеличение объема смеси в смесителе, когда трубопровод сжимается. Нежелательное преждевременное затвердевание гипса предотвращается, когда трубопровод сжимается так, что возникновение крупных кусков уменьшается.

В предпочтительном варианте осуществления, сжимающий клапан включает в себя первую направляющую пластину и вторую направляющую пластину, которые расположены на расстоянии вдоль отрезка трубопровода. Продолжающееся между двумя направляющими пластинами множество удлиненных элементов имеет первый и второй концы, зацепленные с первой и второй направляющими пластинами. После вращения по меньшей мере одной из первой и второй направляющих пластин относительно друг друга удлиненные элементы выполнены с возможностью передачи давления на трубопровод и его сжатия. Удлиненные направляющие элементы предпочтительно являются жесткими стержнями, которые расположены вокруг трубопровода и выполнены с возможностью передачи давления на трубопровод и его сжатия.

Более конкретно, при приведении в действие приводом по меньшей мере одна из первой и второй направляющих пластин вращается относительно другой пластины вокруг продольной оси трубопровода. Периферийное смещение первого конца удлиненного элемента относительно второго конца удлиненного элемента вызывает приближение формы трубопровода к гиперболоиду вращения. Давление передается на трубопровод и сжимает его радиально вдоль отрезка трубопровода во множестве плоскостей. Получающаяся форма трубопровода является в общем ровной и круглой во множестве поперечных сечений, взятых вдоль длины трубопровода, и предпочтительно в общем ровной и круглой в любом поперечном сечении, взятом вдоль длины трубопровода.

Другим признаком настоящего изобретения является включение в него привода для вращения первой направляющей пластины относительно второй направляющей пластины. Предпочтительно, величина относительного вращения между направляющими пластинами сжимающего клапана может плавно меняться, и ею можно управлять либо вручную, либо автоматически.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где изображено:

Фиг.1 - фрагментарный схематичный вид сверху устройства смешивания, включающего в себя сжимающий клапан по настоящему изобретению;

фиг.2A - вид спереди участка корпуса сжимающего клапана фиг.1 с клапаном в ослабленном положении и частично вырезанным, чтобы открыть невыпадающее кольцо и вращающуюся направляющую пластину;

фиг.2B - вид спереди участка привода сжимающего клапана фиг.1 с клапаном в ослабленном положении;

фиг.3 - вид спереди участка корпуса сжимающего клапана фиг.1 с клапаном в приведенном положении и частично вырезанным, чтобы открыть невыпадающее кольцо и вращающуюся направляющую пластину;

фиг.4 - вид сверху сжимающего клапана фиг.1, показанного в ослабленном положении;

фиг.5 - вид сверху сжимающего клапана фиг.1, показанного в приведенном положении;

фиг.6 - поперечное сечение, взятое по продольной оси сжимающего клапана фиг.1 и показанного в ослабленном положении;

фиг.7 - поперечное сечение, взятое по продольной оси сжимающего клапана фиг.1 и показанного в приведенном положении;

фиг.8 - вид сзади сжимающего клапана фиг.1, с клапаном в ослабленном положении и частично вырезанным, чтобы открыть неподвижную направляющую пластину;

фиг.9 - вид сверху пластины с дугообразными вырезами по настоящему изобретению.

На фиг.1 устройство для смешивания, предназначенное для смешивания и распределения суспензии, в общем обозначено ссылочной позицией 10 и включает в себя смеситель 12, имеющий двигатель 13 смесителя и корпус 14, предназначенный для приема и смешивания суспензии. Корпус 14 образует камеру (не видна) для удерживания суспензии и имеет предпочтительно в общем цилиндрическую форму. Корпус 14 имеет верхнюю стенку 16, нижнюю стенку (не видна) и кольцеобразную периферийную стенку 18. Обожженный гипс и воду, а также другие вещества или добавки, часто используемые в суспензиях для приготовления гипсовых изделий, смешивают в устройстве 10 для смешивания.

Выпускное отверстие 20, также упоминаемое как выпускное отверстие смесителя, разгрузочная заслонка или прорезь, выполнено в периферийной стенке 18 для разгрузки основной части хорошо смешанной суспензии в устройство, которое в общем упоминается здесь как распределяющее устройство 22.

Распределяющее устройство 22 включает в себя удлиненную, предпочтительно цилиндрическую гибкую высокоэластичную трубу или трубопровод 24, имеющий основное впускное отверстие 26 в принимающей суспензию связи с выпускным отверстием 20 смесителя.

Распределяющее устройство 22 показано расположенным выше обычной линии для гипсокартона, включающей в себя стол 23A конвейера, на котором полотно бумаги 23B опорной плоскости перемещается на конвейерной ленте или полотне 23C в направлении, определенном стрелкой D. Показан смеситель 12, поддерживаемый деталью каркаса, которая может быть любым видом каркаса или платформы, достаточным для поддерживания смесителя и другого связанного оборудования, как известно в технике.

В некоторых применениях суспензия S распределяется из выпускного отверстия или горловины 27 на полотно бумаги 23B.

В действии можно увидеть, что предложен способ обеспечения равномерной суспензии по полотну, включающий в себя введение обожженного гипса и воды в смеситель 12, перемешивание содержимого смесителя для образования водной дисперсии обожженного гипса, выпускание перемешанного содержимого из выпускного отверстия 20 смесителя 12, пропускание перемешанного содержимого в основное впускное отверстие 26 распределяющего устройства 22, создание противодавления в смеси и уменьшение количества смеси в смесителе 12 с помощью сжатия трубопровода сжимающим клапаном по настоящему изобретению, в общем обозначенным ссылочной позицией 28. Давление суспензии в смесителе увеличивается посредством сжимающего клапана 28, который образован имеющим форму трубки Вентури отверстием 29 в трубопроводе 24, диаметр которого можно уменьшать переменным образом.

В общем, чем длиннее трубопровод 24 и, в частности, чем длиннее участок трубопровода, заключенный внутри сжимающего клапана 28, тем меньше вовлекается воздуха и тем более равномерная получается суспензия. Равномерная суспензия обычно имеет меньше неконтролируемого вовлеченного воздуха и меньше крупных кусков частично отвердевшей суспензии. Преимущества улучшенной равномерности суспензии, достигаемые в соответствии с настоящим изобретением, включают в себя: уменьшение и/или устранение пузырей в плите; однородность плиты, приводящая к улучшенной прочности; потенциальное уменьшение воды в составе плиты, которое, в свою очередь, приводит к экономии энергии в печи для обжига и сушки или увеличению производительности технологической линии.

Трубопровод 24 предпочтительно является гибким шлангом из высокоэластичного материала типа трубопровода Tygon® или подобного материала и имеет достаточную прочность и гибкость, такую что после его подвергания радиальному давлению способен уменьшаться в размере приблизительно до половины первоначального диаметра. В качестве альтернативы можно рассматривать какой-либо трубопровод, проявляющий упругие свойства, и дополнительно, можно рассматривать какое-либо уменьшение площади поверхности отверстия, которое не влияет пагубно на целостность трубопровода 24. Предпочтительно, применяют трубопроводы, имеющие диаметр, располагающийся в диапазоне между одним и тремя дюймами, и имеющие толщину стенки приблизительно 1/4 дюйма, однако, можно рассматривать другие диаметры и толщины стенок, подходящие к этому применению.

Факторы, которые влияют на конкретную толщину и конфигурацию применяемого трубопровода 24, включающие в себя, между прочим, толщину строительного картона, подлежащего изготовлению, количество требуемой суспензии, расстояние между смесителем 12, выпускным отверстием 20 смесителя и пластиной формирования строительного картона, и конкретные характеристики состава суспензии, включающие в себя скорость затвердевания, отношение воды к штукатурному наружному раствору, использование стекловолокна и процентное содержание требуемого вспененного материала. Один размер трубопровода может быть более удачным, чем другие, в зависимости от конкретной линии производства строительного картона.

На фиг.1-3 изображен плавно регулируемый клапан или сжимающий клапан 28, который соединен с распределяющим устройством 22. Сжимающий клапан 28 переменным образом уменьшает поток через отверстие и увеличивает перепад давления, когда вещество течет через отверстие. Периферийно расположенный вокруг гибкого трубопровода 24, сжимающий клапан 28 имеет удлиненные элементы, предпочтительно жесткие стержни 30, выполненные параллельно и ограничивающие гибкий трубопровод в разнесенном отношении друг к другу. Жесткие стержни 30 (лучше всего показаны на фиг.4 и 5) предпочтительно выполнены из титана или других достаточно прочных материалов для конкретного применения и предпочтительно составляют приблизительно девять дюймов в длину и полдюйма в диаметре. Следует оценить, что можно использовать другие материалы, длины и размеры стержней 30 для удовлетворения требованиям этого применения. Дополнительно, следует оценить, что чем больше длина стержня 30, тем больше длина трубопровода 24, к которому можно прикладывать усилия, и, таким образом, выравнивать поток через отверстие. Однако чрезмерно длинные стержни 30 подвержены изгибанию из-за относительно больших вызываемых усилий.

На фиг.2-8 показано, что корпус 32 клапана 28 выполнен предпочтительно по существу цилиндрическим и предпочтительно поддерживает неподвижную направляющую пластину 34 (фиг.4) и вращающуюся направляющую пластину 36, хотя можно рассматривать альтернативный вариант осуществления, в котором вращаются обе пластины. Вращающаяся направляющая пластина 36 и неподвижная направляющая пластина 34 расположены на ближайшем и отдаленном от центра концах 38, 40 корпуса 32, соответственно, в разнесенном отношении друг от друга вдоль отрезка трубопровода 24. Предпочтительно сконфигурированные из 3/8-дюймового алюминиевого листа направляющие пластины 34, 36 имеют в общем полую в центре подобную диску форму с внутренним радиусом, предпочтительно составляющим приблизительно половину внешнего радиуса. Внутренний радиус является достаточным для обеспечения прохождения трубопровода 24 через центр направляющих пластин 34, 36 с дополнительным клиренсом, достаточным для обеспечения возможности прохождения между ними жестких стержней 30.

При удерживании жестких стержней 30 в расстановленном положении зацепления удлиненных элементов, предпочтительно дугообразные выемки или вырезы 42 (лучше всего показано на фиг.9), выполнены на каждой из кольцевых направляющих пластин 34, 36 по внутренней периферии пластин по всей внутренней окружности. Жесткие стержни 30 расположены в вогнутых выемках или дугообразных вырезах 42 (лучше всего показано на фиг.2A) и поддерживаются на месте гибким трубопроводом 24. Предполагаются также другие зацепления удлиненных элементов, такие как скобки, соединительные тяги или какие-либо другие конфигурации, которые присоединяют стержни 30 к направляющим пластинам 34, 36. Предпочтительно, продольное расстояние по трубопроводу 24 между вращающейся направляющей пластиной 36 и неподвижной направляющей пластиной 34 составляет приблизительно 7 дюймов, когда их используют с жесткими стержнями 30 9-дюймовой длины. Имеющееся такое расстояние между направляющими пластинами 34, 36 можно менять с помощью длины стержней.

В предпочтительном варианте осуществления каждый дугообразный вырез 42 немного больше в диаметре, чем диаметры жестких стержней 30, и дугообразные вырезы предпочтительно разнесены друг от друга вокруг периферии пластины 34, 36 на расстояние меньшее, чем диаметры стержней. Дополнительно, в предпочтительном варианте осуществления расстояние между дугообразными вырезами 42 составляет приблизительно 1/4 дюйма. Однако следует оценить, что количество стержней 30 и, таким образом, количество дугообразных вырезов 42 зависит от диаметра используемого трубопровода 24 и размеров используемых жестких стержней. Предпочтительно, расстояние между дугообразными вырезами 42 меньше, чем диаметр жестких стержней 30 и, дополнительно, расстояние между дугообразными вырезами является равномерным вокруг внутренней окружности направляющих пластин 34, 36, так что когда давление передается на трубопровод 24, трубопровод равномерно деформируется и поддерживает в общем круглую форму. Поскольку эта в общем круглая форма трубопровода 24 желательна для предотвращения засорения, следует оценить, что рассматривается какая-либо другая форма жесткого стержня 30, такая как клиновидные прутки или какая-либо другая форма, которая сжимает трубопровод, сохраняя в общем ровное, круглое отверстие 29.

Сравним теперь фиг.2A-3 и фиг.4-5, когда направляющие пластины 34, 36 подвергаются относительному вращению, жесткие стержни 30 поддерживаются в дугообразных вырезах 42, приводя к тому, что стержни проявляют кручение вокруг гибкого трубопровода 24 в действии "сжатие". Однако следует отметить, что стержни 30 приблизительно полностью жесткие, и стержни не деформируются или деформируются только незначительно. Относительное вращение направляющих пластин 34, 36 приводит к надавливанию жестких стержней 30 на гибкий трубопровод 24, уменьшая диаметр трубопровода в отверстии, без изгибания или другого вредного повреждения трубопровода. Дополнительно следует оценить, что во время относительного действия вращения жесткие стержни 30 поддерживаются в дугообразных вырезах 42, но из-за небольшой величины свободного хода стержни 30 изменяют ориентацию относительно направляющих пластин 34, 36. Начиная в общем при нормальном выравнивании относительно направляющих пластин 34, 36 (фиг.2A и 4), после относительного вращения направляющих пластин, каждый стержень 30 становится перекошенным от перпендикулярного положения (фиг.3 и 5). В одной направляющей пластине 34, 36 стержни станут повернутыми вниз и к одной стороне, в то время как в другой направляющей пластине 34, 36 стержни будут иметь равную и противоположную ориентацию (как показано, в общем, на фиг.5).

Относительное вращение направляющих пластин 34, 36 вызывает передачу сжатия жесткими стержнями 30 на гибкий трубопровод 24. Отдельные площади поперечного сечения трубопровода 24, взятые в местоположениях вдоль длины трубопровода, изменяются в диаметре, но остаются ровными и приблизительно круглыми. В общем круглая форма сжатого отверстия 29 является результатом передачи давления жестких стержней 30 радиально в многочисленных плоскостях вдоль отрезка трубопровода 24. Обращаясь теперь к фиг.3, 6 и 7, отметим, что на входе в клапан 28 площадь поперечного сечения трубопровода 24 постепенно уменьшается в диаметре от начального диаметра трубопровода вниз настолько, что становится равной приблизительно половине диаметра (или любому другому требуемому диаметру) в центре клапана. In situ испытание показало, что угол входа А (фиг.7) относительно продольной оси трубопровода является оптимальным (в отношении однородного потока суспензии и слабого засорения) при 12 градусах или менее, используемых в связи с трехдюймовым трубопроводом 24. Однако, учитывая множество факторов, касающихся неньютоновского потока данной суспензии, имеющего заданную вязкость, и текущего через данный трубопровод, рассматриваются также другие углы, которые обеспечат плавный переход в трубку Вентури и, дополнительно, снизят до минимума внутренние препятствия, которые могут обеспечивать участок для собирания и преждевременного затвердевания суспензии.

На фиг.7 показано, что получающаяся форма трубопровода 24, когда клапан 28 находится в приведенном положении, приближается к гиперболоиду вращения. То есть, кривая стенки трубопровода 44, образующаяся в результате давления, передаваемого жесткими стержнями 30, аппроксимирует гиперболическую кривую, приближающуюся к ее директрисе. Дополнительно, если взять эту гиперболу и вращать ее вокруг оси, которая составляет 45 градусов от директрисы (продольная ось трубопровода), то вы получите гиперболоид вращения. В этой форме не только создается приблизительно круглый канал потока, образованный вдоль трубопровода 24, но также и постепенное плавное изменение диаметра в ближайших и отдаленных от центра концах 38, 40 (вход и выход имеющего форму трубки Вентури отверстия).

На фиг.3, 5 и 8 показано, что на статическом отдаленном от центра конце 40 корпуса 32 неподвижная направляющая пластина 34 прикреплена к отдаленной от центра пластине 46 корпуса предпочтительно с использованием по меньшей мере одного, но предпочтительно множества крепежных деталей корпуса, таких как анкерные крепления 48, разнесенные на расстояние вокруг внешней периферии направляющей пластины. При полой, внутри подобной диску форме, которая обеспечивает возможность прохождения трубопровода 24 и жестких стержней 30, отдаленная от центра пластина 46 корпуса предпочтительно выполнена из стандартной нержавеющей стали 14. Отдаленная от центра пластина 46 корпуса находится в неподвижном, разнесенном отношении с внутренней пластиной 50 корпуса и внешней пластиной 52 корпуса, обе из которых расположены на ближайшем конце 38 клапана 28. Все вместе три дискообразных пластины 46, 50 и 52 корпуса образуют статический корпус 32 сжимающего клапана 28. Анкерные болты 48 поддерживают неподвижный интервал между отдаленной от центра пластиной 46 корпуса и внутренней и внешней пластинами 50, 52 корпуса. Кроме того, анкерные болты 48 предпочтительно расположены по внешней периферии пластин 46, 50, 52, в количестве и местоположении, достаточном для поддерживания статического соотношения пластин. Дополнительно, хотя можно рассматривать и другие крепежные детали и конфигурации, предпочтительно, что трубопровод 24 будет легко наблюдаем через сжимающий клапан 28.

На фиг.2A, 2B и 3 показано, что на ближайшем конце 38 корпуса 32 плечо 54, продолжающееся от корпуса, предпочтительно имеет основной компонент 56 плеча и основной компонент 58 плеча, которые дополнительно предпочтительно регулируемым образом соединены друг с другом, например, конфигурацией 59 болта и прорези. На конце плеча 54 находится средний диск 60, который продолжается между внутренней и внешней пластинами 50, 52 корпуса и находится предпочтительно в общем на одном уровне с пластинами корпуса. Средний диск 60 плеча 54 также является статическим относительно пластин 50, 52 корпуса и предпочтительно прикреплен к пластинам корпуса анкерными болтами 48. Также предполагается наряду с другими конфигурациями, что средний диск 60 является шайбой или другой распорной деталью, используемой для удерживания внутренней и внешней пластины 50, 52 корпуса в разнесенном соотношении. Внутренний радиус среднего диска 60 не только ограничивает и трубопровод 24, и стержни 30, но является также и большим, чем внутренние радиусы внутренней и внешней пластин 50, 52 корпуса для образования полости 62 (фиг.2A и 3) между пластинами 50, 52 корпуса.

В предпочтительном варианте осуществления вращающаяся направляющая пластина 36 прикреплена к невыпадающей пластине 64 по меньшей мере одним, но предпочтительно множеством вращающихся крепежных деталей 65 направляющей пластины. Невыпадающая пластина 64 также ограничивает трубопровод 24 и жесткие стержни 30 так, что невыпадающая пластина не мешает или не препятствует периферийному перемещению и угловому перекосу жестких стержней. Хотя невыпадающая пластина 64 расположена в полости 62 между внутренней и внешней пластинами 50, 52 корпуса, она сама ограничена средним диском 60. Внутренний край среднего диска 60 образует в общем круговую контактную поверхность 66, на которой в общем круглая невыпадающая пластина 64 может вращаться внутри полости 62. Предполагают, что можно добавлять смазку в клиренс между невыпадающей пластиной 64 и средним диском 60 для облегчения скользящего зацепления невыпадающей пластины с контактной поверхностью 66. Поскольку невыпадающая пластина 64 и вращающаяся направляющая пластина 36 скреплены вместе посредством вращающихся крепежных деталей 65 направляющей пластины, они вращаются вместе в едином движении.

В предпочтительном варианте осуществления между средним диском 60 и внутренней пластиной 46 корпуса расположена конструкция распорной детали, такая как множество шайб 67 (фиг.4 и 5), которая дает невыпадающей пластине 64 дополнительное пространство для вращения внутри полости 62. В качестве альтернативы можно рассматривать другие конфигурации, которые облегчают вращение невыпадающей пластины 64 и вращающейся направляющей пластины 36 в полости 62 без помех со стороны внутренней и внешней пластин 50, 52 корпуса.

Вращение невыпадающей пластины 64 и вращающейся направляющей пластины 36 осуществляют посредством привода 68, такого как коммерчески доступный линейный привод Duff-Norton® или какого-либо другого механического устройства, такого как рычаг или гидравлический цилиндр, как известно в технике. Привод 68 шарнирно соединен с крепежным элементом 70 шарнирным соединением, таким как штифтовое шарнирное соединение 71, которое предпочтительно подсоединяет привод и к невыпадающей пластине 64, и к вращающейся направляющей пластине 36 множеством вращающихся крепежных деталей 65 направляющей пластины.

На другом конце привода 68 (фиг.2B) привод 68 предпочтительно соединен с плечом 54 соединительным звеном 72. Соединительное звено 72 предпочтительно присоединено к плечу 54 в конфигурации 59 болта и отверстия. На другом конце соединительное звено 72 предпочтительно шарнирным образом прикреплено посредством штифтового шарнирного соединения 71 к устройству 73 управления, такому как компьютер или потенциометр, который управляет двигателем привода 68. Предполагается автоматическое или ручное регулирование привода 68, как известно в технике. Кроме того, также рассматривается плавное регулирование и предпочтительно регулирование петлей обратной связи или каким-либо другим известным способом. Сжатие клапана 28 можно запускать устройством 73 управления, воспринимающим один или множество факторов, таких как электродвижущая нагрузка на двигателе 13 смесителя, расход через распределительную систему 22, давление в системе смешивания или распределения, вязкость суспензии, электродвижущая нагрузка на приводе 68 или какой-либо другой фактор. Дополнительную, управляемую, воспроизводимую точность в величине сжатия трубопровода можно достигать с помощью конфигурации привода, поскольку величина сжатия трубопровода непосредственно связана с величиной вращения направляющей пластины.

Когда привод 66 приводят в действие для линейного продолжения, крепежный элемент 70 вращает невыпадающую пластину 64 и, таким образом, вращающуюся направляющую пластину 36 внутри полости 62 и на круглой контактной поверхности 66 среднего диска 60. Более конкретно, вращение осуществляется в общем вокруг продольной оси трубопровода 24. Когда вращается вращающаяся направляющая пластина 36, первый конец 74 жестких стержней 30, расположенный внутри дугообразных вырезов 42, следует по пути вращения вращающейся направляющей пластины 36, в то время как второй противоположный конец 76 (фиг.4 и 5) жестких стержней не перемещается по периферии. Это действие "кручения" состоит в том, что передает давление на гибкий трубопровод 24. Кроме того, оно является вращением по меньшей мере одной из направляющих пластин 34, 36, и это приводит к тому, что трубопровод имеет в общем ровную и круглую форму во множестве поперечных сечений, взятых вдоль отрезка трубопровода 24. Дополнительно, в предпочтительном варианте осуществления и как показано на виде сверху на фиг.7, каждое поперечное сечение трубопровода 24, взятое вдоль отрезка трубопровода и перпендикулярное продольной оси, является в общем ровным и круглым по форме.

Для поддерживания стержней 30 внутри направляющих пластин 34, 36 ближайшая прижимная пластина 78 (фиг.2A) и отдаленная от центра прижимная пластина 80 (фиг.5) предпочтительно расположены на ближайшем конце 38 и отдаленном от центра конце 40 сжимающего клапана 28, соответственно. Имеющие полую, в середине подобную диску форму, которая предпочтительно только ограничивает трубопровод 24, прижимные пластины 78, 80 предотвращают выскальзывание жестких стержней 30 из направляющих пластин 34, 36. Прижимные пластины 78, 80 предпочтительно расположены в разнесенных соотношениях с направляющими пластинами 34, 36, расстояние между двумя прижимными пластинами 78, 80 предпочтительно является немного большим, чем длина стержней 30. Прижимные пластины 78, 80 предпочтительно прикреплены к направляющим пластинам 34, 36 вращающейся крепежной деталью 65 направляющей пластины и неподвижной крепежной деталью 82 направляющей пластины. Однако также можно рассматривать возможность, что прижимные пластины прикреплены к корпусу 32, или что прижимные пластины опущены, предполагая, что используется некоторый другой путь для удерживания стержней 30 в действующем соотношении с направляющими пластинами 34, 36.

В предпочтительном варианте осуществления и со ссылкой на фиг.9 отметим, что крепежные детали 65 прикреплены к ближайшей прижимной пластине 78, крепежному элементу 70, невыпадающей пластине 64 и вращающейся направляющей пластине 36 в статических соотношениях относительно друг друга. При приведении в действие привода 68 крепежный элемент 70, ближайшая прижимная пластина 78, невыпадающая пластина 64 и вращающаяся направляющая пластина 36 вращаются в едином движении вокруг продольной оси в центре трубопровода 24.

Для сборки сжимающего клапана 28 трубопровод 24 необходимо подавать через корпус 32, направляющие пластины 34, 36, средний диск 60, невыпадающую пластину 64 и прижимные пластины 78, 80, а стержни 30 необходимо размещать в дугообразных вырезах 42 между трубопроводом 24 и направляющими пластинами. Как только стержни 30 окажутся на месте, прижимные пластины 78, 80 можно закреплять на обоих концах 38, 40. Хотя клапан 28 предпочтительно включает в себя полые в центре дискообразные пластины, также можно рассматривать возможность, что клапан может иметь какую-либо другую форму или конфигурацию, которая имеет статический корпус и обеспечивает возможность действия "кручения".

В предпочтительном варианте осуществления неподвижная направляющая пластина 34 и вращающаяся направляющая пластина 36 предпочтительно являются легко взаимозаменяемыми направляющими пластинами различных размеров, чтобы приспосабливаться к трубопроводам 24 различных размеров. Поскольку направляющие пластины 34, 36 являются только дискообразными пластинами, которые требуют, чтобы внутренний диаметр имел в общем одинаковое протяжение с диаметром трубопровода 24, так как пластины 46, 50, 52 корпуса и невыпадающая пластина 64 имеют внутренний диаметр, достаточный для размещения множества размеров трубопровода, можно требовать только, чтобы направляющие пластины 34, 36 и прижимные пластины 78, 80 были заменяемыми для размещения трубопроводов с различными размерами. Неподвижные и вращающиеся направляющие пластины 34, 36 сменным образом прикрепляют к отдаленной от центра пластине 46 корпуса и невыпадающей пластине 64, соответственно, и их заменяют с минимальным демонтированием. Открепляя крепежную деталь 82, соединяющую неподвижную направляющую пластину 34 с отдаленной от центра пластиной 46 корпуса, и крепежную деталь 65, соединяющую вращающуюся направляющую пластину 36 с невыпадающей пластиной 64, две направляющие пластины и две прижимные пластины 78, 80 можно легко заменить, не меняя остальной корпус 32 клапана.

Обычный смеситель 12 типа, используемого с настоящим изобретением, вырабатывает скорость суспензии приблизительно в диапазоне 500-3000 футов/минуту, измеряемую в разгрузочной заслонке или выпускном отверстии 20, с соответствующим усилием или давлением. Величина потока через распределительную систему 22 относительно количества вещества, вводимого в смеситель 12, и времени задерживания вещества в смесителе определяет уровень вещества в смесителе. Уровень вещества определяет величину напора в распределительной системе 22. Когда давление увеличивается, вовлеченный воздух в суспензии уменьшается. Для увеличения или уменьшения этого давления до требуемой величины перепад давления через отверстие клапана можно изменяемым образом уменьшать или увеличивать, сжимая трубопровод 24 посредством привода 68.

Хотя были показаны и описаны конкретные варианты осуществления сжимающего клапана по настоящему изобретению, специалистам в данной области техники следует оценить, что к ним можно выполнять изменения и модификации, не отступая от изобретения в его наиболее широких аспектах и как сформулировано в следующей формуле изобретения.