(57)【要約】  乾式吹付け用途のための乾燥材料を搬送するための方法および装置は、材料源およびインダクタと連通する回転式エアロックを利用する。材料は、インダクタの出力圧力よりも高い圧力下で、回転式エアロックを通ってインダクタに供給される。
2013529162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式吹付け用途のための材料を搬送するためのデバイスであって、
材料出口を有する材料容器と、
内部および外部を有する回転式エアロックであって、（ａ）材料流入ポートと、（ｂ）加圧ポートと、（ｃ）流出ポートと、（ｄ）回転可能であり、複数の羽根を備えるロータと、（ｅ）羽根の間に配置される複数の羽根ポケットと、を備える、回転式エアロックと、を備え、
前記材料容器の前記材料出口は、前記回転式エアロックの前記材料流入ポートと連通し、
前記加圧ポートは、前記回転式エアロックの流出ポートと連通していない羽根ポケットと連通する、デバイス。
【請求項２】
前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記材料流入ポートと連通し、ｂ）前記加圧ポートと連通し、ｃ）前記流出ポートと連通する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記材料容器は、圧力タンクであり、前記材料出口および前記加圧ポートは、同じ場所に位置する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記開放ポートと連通し、ｂ）前記回転式エアロックの前記外部から分離され、ｃ）前記流出ポートと連通する、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記エアロックの前記流出ポートは、インダクタと連通する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記エアロックの前記流出ポートは、分注ラインと連通する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記加圧ポートと連通する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも３ｋＰａ（０．５ｐｓｉ）〜６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）高い圧力で維持されることが可能である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項８】
前記加圧ポートと連通する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも１０ｋＰａ（１．５ｐｓｉ）〜２４ｋＰａ（３．５ｐｓｉ）高い圧力で維持されることが可能である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項９】
乾式吹付け用途のための材料を搬送するための方法であって、
乾燥材料を材料容器内に定置することと、
材料容器から、（ａ）流入ポートと、（ｂ）流出ポートと、（ｃ）回転可能であり、複数の羽根を備えるロータと、（ｄ）羽根の間に配置される複数の羽根ポケットと、を備える、内部および外部を有する回転式エアロック内に乾燥材料を通過させることと、
羽根ポケット内の前記乾燥材料を加圧することと、
前記乾燥材料を前記回転式エアロックの前記流出ポートに通過させることと、を含む、方法。
【請求項１０】
前記回転式エアロックの前記流出ポートを通して、内部、インダクタ入口、およびインダクタ出口を有するインダクタの前記入口内へと前記乾燥材料を通過させることと、
前記インダクタの前記内部と連通する噴流によって生成される流れに前記乾燥材料を取り込むことと、
前記取り込まれた乾燥材料を前記インダクタ出口から放出することと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記デバイスにおいて、前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記材料流入ポートと連通し、ｂ）前記回転式エアロックの前記外部から分離され、ｃ）前記流出ポートと連通する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記羽根ポケット内の前記乾燥材料を加圧することは、前記材料容器内の前記乾燥材料を加圧することによって達成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記材料流入ポートと連通し、ｂ）前記加圧ポートと連通し、ｃ）前記流出ポートと連通し、
前記羽根ポケット内の前記乾燥材料を加圧することは、前記加圧ポートを通して前記乾燥材料を加圧することによって達成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記乾燥材料を収容する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも３ｋＰａ（０．５ｐｓｉ）〜６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）高い圧力で維持される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記乾燥材料を収容する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも１６．６ｋＰａ（２．５ｐｓｉ）〜２４ｋＰａ（３．５ｐｓｉ）高い圧力で維持される、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射による表面または物体への材料の塗布に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料供給および堆積システムは、所望の場所まで材料を推進して堆積するために開発されてきた。これらのシステムは、例えば、セメント系材料および耐火材を表面、特に直接接触することができない熱い表面に塗布するために使用される。
【０００３】
耐火物は、溶融金属およびスラグならびに関連する熱および気体を収容するための金属加工および移送槽の作用ライニングとして使用される。これらのライニングは、典型的には、槽内の条件に曝露されることによって腐食するかまたはさもなければ損傷を受ける消耗材料である。一定量のライニングの消耗または損傷が起こると、耐火ライニングを修復するかまたは交換するために、時には長時間の間、金属加工が停止されなければならない。これらの中断の頻度は、該加工がライニングを消耗させる速度によって決定される。これらの中断の期間は、消耗率、および損傷を受けていない部分を除去してライニング全体を交換することなく、ライニングに対する局部的な損傷を修復することが可能であるかどうかに依存する。
【０００４】
キャスタブル耐火物は、硬化処理の間に脱水する水を含有する配合物である。キャスタブル耐火ライニングの設置には、付随する混合機器を用いたその場での混合、水源、熟練労働および監視コストが必要であり、混合誤差の危険性が伴う。キャスタブルライニングの品質は、とりわけ、加えられる投入水、使用される混合および振動技術、ならびに設置者の技能に依存する。混合した湿潤キャスタブルを現場に輸送することは、時間がかかり、扱いにくく、不便であり得る。設置は、設置時間およびコストを増加させる成形を必要とし得る。ライニングが硬化して利用できるようになる前に、余分な水分を除去するために高温でのキャスタブルライニングの乾燥が必要である。また、乾燥する間のキャスタブル耐火物の加熱も、エネルギーコストを増加させる。
【０００５】
乾燥耐火物は、水または液体化学結合剤を添加せずに、乾燥粉末の形態で取り扱われ、塗布される場所まで輸送される不定形耐火物である。これらの材料は、乾式吹付けとして知られる推進技術によって表面に塗布される。この技術において、乾燥材料は、機械的にまたは気体推進剤の使用のいずれかによって所定の位置に推進される。乾燥材料は、塗布ランスに推進され、そこで水または液体化学結合剤等の他の液体と合わせられ、表面または物体に塗布される湿潤および混合された材料の流れを形成する。乾燥材料の使用により、キャスタブル耐火物の使用に関連する多くの問題が最小限に抑えられる。しかしながら、乾燥材料の取扱いおよび塗布は、当該技術分野において周知のように、搬送プロセスの間に乾燥材料が分離して、塗布装置のある部分から別の部分に移動しにくい傾向等の他の問題を導入する。
【０００６】
乾式吹付けのために使用されてきたあるシステムは、圧力タンク、底部バタフライ弁、および空気を搬送するインダクタを含む。乾燥材料は、加圧タンク内に定置される。タンク内に収容された乾燥材料の一部をインダクタ内に導入するために、タンクの底部に位置するバタフライ弁が開閉する。インダクタは、ベンチュリー効果を生み出し、タンクとインダクタの内部との間に若干の陰圧を生じさせるように構成されるため、インダクタ内の圧縮された空気が、乾燥材料を所定の位置に推進する。この種類の機器における円滑な流れは、タンク、インダクタの内部、および材料が搬送されるラインの間の安定した圧力差に依存する。ホース内のどんなに微細な障害もこの圧力差に支障をきたすため、この種類の機器は、材料の送達が均一ではないサージングを起こしやすい。このことは、材料への水の添加を一定に維持することを困難にし、結果的にパッチ不良をもたらす。
【０００７】
乾式吹付けのために使用される別のシステムは、回転式の銃を利用する。このシステムでは、カルーセル方式で充填される空洞を有する車輪によって、材料が空気噴流に供給される。このシステムは、より均一な供給をもたらすことができるが、機器が高価であり、粉末または粒状材料の侵入により、空洞を含む可動プレートと空気が逃げるのを防止するゴムガスケットとの間に装置の磨耗が引き起こされるため、維持するのが困難である。このシステムが正しく維持されることは非常に重要であり、さもないと、空気が逃げることが埃および機械における性能不良の原因となる。さらに、穴が比較的小さく、それらが完全に充填するためには比較的時間が短いという事実に起因して、このことは、噴流がホースの下方へと材料を推進する程度まで不均一な供給をもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、発明者は、一定の供給を提供し、一定の材料の生産を提供し、装置の高レベルのメンテナンスなしに、適切な材料分注容積および力を生成することができる、乾式吹付けのための方法および装置を開発した。
【０００９】
本発明の装置は、（ａ）材料流入ポートと、（ｂ）加圧ポートと、（ｃ）流出ポートと、（ｄ）回転可能であり、複数の羽根を備えるロータと、（ｅ）隣接する羽根によって画定される少なくとも１つの羽根ポケットと、を備える、内部および外部を有する回転式エアロックを組み込む。流入ポートおよび流出ポートは、回転式エアロックの環状周辺部に位置してもよい。加圧ポートは、回転式エアロックの流出ポートと連通していない羽根ポケットと連通する。流入ポートは、材料が収容された槽または材料容器と連通してもよく、この槽は、回転式エアロックの材料流入ポートと連通する材料容器出口を有してもよい。本発明の一実施形態において、この槽は圧力タンクであり、槽は、槽を加圧するための入口弁、および槽に材料を導入するための入口ポートを装備してもよい。この実施形態において、回転式エアロックの材料流入ポートは、加圧ポートとしての役割も果たし、材料容器出口および加圧ポートは、同じ場所に位置する。本発明の別の実施形態において、槽は、加圧されず、例えば、箱またはホッパーの形態を採る。この実施形態において、材料流入ポートおよび加圧ポートは別々であり、ロータが回転すると、羽根ポケットは、連続的に、ａ）流入ポートと連通し、ｂ）加圧ポートと連通し、ｃ）流出ポートと連通する。また、回転式エアロックは、回転式エアロックの流出ポートを介して、入口および出口を有するインダクタの入口と連通してもよい。回転式エアロックは、内部を画定する少なくとも１つの壁を備える筐体を含む。筐体内部の中では、軸の周囲を回転することができるロータに羽根が固定される。この軸は水平であってもよい。羽根は、それらの回転の一部の期間に、それらが筐体の壁と気密接触またはほぼ気密な接触を形成するように構成される。このようにして、装置は、異なる圧力によって構成要素間での材料の流れを可能にする一方で、空気または気体の損失に対して加圧されたシステムを密封することができる。圧力タンクが存在する場合、装置は、圧力タンクの圧力をインダクタの圧力よりも高く維持することができる。装置は、加圧ポートを通って供給される圧力とインダクタ内の圧力との間に直接的な相互作用が存在しないように構成される。羽根ポケットは、吹き付けられる材料を収容することができる。この構成は、材料容器からおよび回転式エアロックの流出ポートを通って均一な供給速度をもたらす。ロータが回転すると、材料は、最初に流入ポートと連通し、次いで流入ポートおよび流出ポートから分離され、次いで流出ポートと連通する羽根ポケット内で搬送される。
【００１０】
特定の実施形態において、吹き付けられる材料は、材料容器内、加圧タンク内に定置されるか、またはさもなければ、連続的な部分が回転式エアロックの流入ポート内に導入され得るように配置される。羽根ユニットは、ロータに固定され、複数の羽根ポケットを画定する複数の羽根を含む。ロータが回転させられ、乾燥材料が連続的な羽根ポケット内に移動することを可能にする。さらに回転させると、連続的な羽根ポケットが流出ポート内に開放する。流出ポートを通過する材料を受容するためのインダクタ区画が存在してもよい。代替として、エアロックの流出ポートは、分注ラインと連通してもよい。流出ポート内に開放する羽根ポケット内の圧力は、流出ポート内の圧力よりも高い。この圧力差が、羽根ポケットから流出ポートを通って材料を移動させる。特定の理論に拘束されることを望むものではないがが、材料の粒子間に閉じ込められた気体が膨張し、この膨張の力が、羽根ポケットから流出ポートを通ってインダクタ内に材料を放出すると考えられる。また、重力も、この排出に寄与していると考えられる。
【００１１】
本発明は、乾燥材料を材料容器内に定置し、次いで、材料容器から、（ａ）流入ポートと、（ｂ）流出ポートと、（ｃ）回転可能であり、複数の羽根を備えるロータと、（ｄ）羽根の間に配置される複数の羽根ポケットと、を備える、内部および外部を有する回転式エアロック内に乾燥材料を通過させ、次いで、羽根ポケット内の乾燥材料を加圧し、次いで、乾燥材料を回転式エアロックの流出ポートに通過させることによって実施することができる。ロータが回転すると、羽根ポケットは、連続的に、ａ）開放ポートと連通し、ｂ）回転式エアロックの外部から分離され、ｃ）流出ポートと連通する。羽根ポケット内の乾燥材料を加圧することは、タンクまたは圧力槽の形態を採ってもよい材料容器内の乾燥材料を加圧することによって達成されてもよい。また、方法は、回転式エアロックの流出ポートを通して、内部、インダクタ入口、およびインダクタ出口を有するインダクタの入口内へと乾燥材料を通過させること、次いで、インダクタの内部と連通する噴流によって生成される流れに乾燥材料を取り込むこと、次いで、取り込まれた乾燥材料をインダクタ出口から放出することを含んでもよい。羽根ポケット内に材料を通過させることと羽根ポケットを加圧することとは、別々に達成されてもよく、その場合、ロータが回転すると、羽根ポケットは、連続的に、ａ）材料流入ポートと連通し、ｂ）加圧ポートと連通し、ｃ）流出ポートと連通し、羽根ポケット内の乾燥材料を加圧することは、加圧ポートを通して材料を加圧することによって達成される。
【００１２】
本発明の方法および装置は、乾燥耐火物の用途の搬送に好適である。ほとんどの場合、乾燥耐火物は、ホースを通ってランスに搬送され、その中に含有される水溶性結合剤を活性化させるために水が加えられる。ランスにおいて、水の添加による乱流およびランス内の一般的な摩擦が、材料が流れるにしたがってその中に水を混合させる。このプロセスを促進するために当該技術分野で周知である種々のデバイスが使用されるが、乾燥材料流の一定の速度が維持されない限り、いずれも有効ではない。一旦ランスを出ると、既存のライニングを修復するため、またはさらには新しいライニングを構築するために、湿潤材料が、熱いかまたは冷たいかのいずれかである表面に塗布される。乾燥耐火物の塗布の通常の実践において、耐火物が塗布される表面は、囲われていない容積内にあり、大気に開放されているか、または気圧に開放されている。よって、耐火材は、加圧ポートを通ってまたはランスを通って、密封されていないかまたは完全に封鎖されていない容積内に分注される。囲われていない容積内の耐火物の塗布において、本発明の操作は、耐火物が塗布される表面上の周囲圧力を増加させない。
【００１３】
乾式吹付けは、ランスへの乾燥材料供給の一貫性において、従来技術と比べて著しい向上を伴って、本発明の方法および装置を用いて行うことができる。また、方法および装置は、乾燥材料の完全な遮断による乾式吹付けも可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、従来技術の耐火物吹付けデバイスの概略図である。
【図２】図２は、本発明のデバイスの概略図である。
【図３】図３は、本発明のデバイスの概略図である。
【図４】図４は、従来技術の耐火物吹付けデバイスにおける動作圧力のグラフである。
【図５】図５は、本発明の耐火物吹付けデバイスにおける動作圧力のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、従来技術の乾式吹付けシステム１０の概略図を示す。このシステムは、そこを通して圧力タンク１２に材料を加えることができる圧力タンク流入ポート１３と、そこを通して圧力タンク１２を加圧することができる圧力タンク弁１５とを有する圧力タンク１２を含む。圧力タンク１２は、バタフライ弁体１８を含むバタフライ弁１６の入口と流体連通して配置される。バタフライ弁１６の出口は、インダクタ２０と流体連通して配置される。空気噴流２２は、インダクタ２０の内部に方向付けられる。また、インダクタ２０は、インダクタ出口２４とともに提供される。
【００１６】
乾式吹付けシステム１０の標準動作モードにおいて、材料３０は、圧力タンク流入ポート１３を通って圧力タンク１２内に定置され、圧力タンク１２は、圧力タンク弁１５によって加圧される。バタフライ弁体１８は、インダクタ２０に材料を進入させるために開放される。空気噴流２２は、インダクタ２０の内部に空気等の流体を放出し、材料を取り込み、ベンチュリー作用によってインダクタ出口２４を通して分注ライン、送達ラインまたはホース内へ、そしてそこから塗布ランスへと材料を放出する。圧力タンク１２内の材料３０にタンク圧４２がかかる。空気噴流２２は、インダクタ２０内の材料に空気噴射圧４４をかける。インダクタ出口２４を通る材料の流れに対して反対に背圧４６がかかる。
【００１７】
空気噴流２２およびインダクタ２０の構成は、ベンチュリー作用を引き起こし、インダクタ本体内でタンクに対する陰圧を発生させ、ラインの下方へと材料を推進するためのものである。噴流の出口は、インダクタの排出口の近くに定置されなければならない。噴流２２の出口がインダクタ出口２４に近過ぎる場合、噴流とインダクタの出口との間に材料が通過するための十分な余地がないため、材料の流れが大幅に減少される。噴流２２がインダクタ出口２４から遠過ぎるように定置される場合、材料が適切に取り込まれず、インダクタ２０内で陰圧が発生されず、インダクタ２０内の乱流が流れを制限する。噴流２２の出口を正確に位置付ける必要性が、このデバイスの欠点である。
【００１８】
バタフライ弁１６が開放されると、圧力タンク１２の内部とインダクタ２０との直接的な流体連通を可能にするため、タンク圧４２および背圧４６が均一になる傾向がある。最終的には、材料３０をインダクタ２０内に供給するために、圧力タンク１２から出てインダクタ２０内に入る材料３０の流れを維持するように、圧力タンク１２内に空気が注入されなければならない。インダクタ２０への材料の送達速度は、一定の、ホース内よりも若干低めの圧力を維持することに直接的に依存する。これは、タンク圧４２と背圧４６との差、ならびにインダクタ２０内で作用する噴流のベンチュリー効果によって決定される。この差に対するいかなる乱れも、機器から出る材料の乾燥流量の変動の原因となる。
【００１９】
多くの変動が分注ラインおよびインダクタ２０内の背圧４６に影響を与えるため、動作中に背圧４６を完全に均一に維持することは実際には不可能である。分注ラインに部分的な詰まりまたは背圧４６を増加させる他の状況が存在する場合、背圧４６およびタンク圧４２の平衡はタンク圧４２の増加を引き起こし、噴射圧４４が増加されない限り、インダクタ２０内に供給される材料３０の量を減少させる。タンク１２は比較的大きな貯蔵容器であるため、分注ライン内の圧力が増加する前に大容積の空気がタンク１２内に注入されなければならないので、圧力の増加は比較的緩やかである。詰まりが吹き飛ばされると、タンクからの空気の排出速度が増加し、圧力が平衡になるまで材料の流れを増加させる。詰まりおよび詰まりの解消を交互に繰り返すことにより、材料の送達速度に正弦波パターンが生成されることが多い。この設計の機器には部分的な詰まりの原因が多く存在し、結果として生じる圧力の急上昇は、分注ラインを通る材料の供給速度を大きく変化させる。より深刻な場合には、分注ラインが塞がり得る。あまり深刻でない場合には、結果としてランスにおける材料の塗布不良が生じる。
【００２０】
図２は、本発明による装置１１０の概略図を提供する。このシステムは、そこを通して材料を加えることができる圧力タンク流入ポート１３と、そこを通して圧力タンク１２を加圧することができる圧力タンク弁１５とを有する圧力タンク１２を含む。圧力タンク１２は、材料流入ポート１１４を介して、複数の羽根１１８を含む回転式エアロック弁１１６の入口と流体連通して配置される。圧力タンク１２からインダクタ２０に材料を搬送するためのポケットは、隣接する羽根１１８の間に形成される。回転式エアロック弁１１６の出口は、インダクタ２０と流体連通して配置される。空気噴流２２は、インダクタ２０の内部に方向付けられる。また、インダクタ２０は、インダクタ出口２４とともに提供される。この実施形態では、材料流入ポート１１４は、回転式エアロック弁１１６に導入された材料の加圧ポートとしての役割も果たす。
【００２１】
乾式吹付けシステム１１０の標準動作モードにおいて、材料３０は、圧力タンク流入ポート１３を通って圧力タンク１２内に定置される。圧力タンク１２は、圧力タンク弁１５によって加圧される。空気噴流２２が加圧される。次いで、回転式エアロック１１６が始動され、材料流入ポート１１４を通ってインダクタ２０内に入る材料を計量する。インダクタ内の空気噴流２２は、インダクタ出口２４を通して分注ライン、送達ライン、またはホース内へ、そしてそこから塗布ランスへと材料を吹き込む。圧力タンク１２内の材料３０にタンク圧４２がかかる。空気噴流２２は、インダクタ２０内の材料に空気噴射圧４４をかける。インダクタ出口２４を通る材料の流れに対して反対に背圧４６がかかる。このデバイス内の回転式エアロック１１６は、圧力タンク１２とインダクタ２０との間の空気流を妨げるため、所望の圧力差を維持することがより容易である。この実施形態の変形例において、インダクタ２０および空気噴流２２のいずれかまたは両方が存在せず、回転式エアロック１１６が、分注ライン、送達ライン、またはホース内へ、そしてそこから塗布ランスへと材料を直接的に供給する。
【００２２】
図３は、本発明による装置２１０の概略図を提供する。このシステムは、その中に材料３０が定置される容器２１１を含む。容器２１１は、材料流入ポート１１４を介して、複数の羽根１１８を含む回転式エアロック弁１１６の入口と流体連通して配置される。容器２１１からインダクタ２０に材料を搬送するためのポケットは、隣接する羽根１１８の間に形成される。エアロック加圧ポート２２８は、材料流入ポート１１４またはインダクタ２０と流体接触していない羽根ポケットと流体接触するように配置される。回転式エアロック弁１１６の出口は、インダクタ２０と流体連通して配置される。空気噴流２２は、インダクタ２０の内部に方向付けられる。また、インダクタ２０は、インダクタ出口２４とともに提供される。
【００２３】
乾式吹付けシステム２１０の標準動作モードにおいて、材料３０は、容器２１１内に定置される。エアロック加圧ポート２２８が加圧される。空気噴流２２が加圧される。次いで、回転式エアロック１１６が始動され、材料流入ポート１１４を通って隣接する羽根１１８の間の羽根ポケットに入る材料を計量する。材料３０が、材料流入ポート１１４を通って羽根ポケットに入り、羽根が回転すると、羽根ポケットは、回転式エアロック加圧ポート２２８によって加圧される。さらなる羽根の回転によって、羽根ポケットがインダクタ２０と連通し、材料がインダクタ内に放出される。インダクタ２０内の空気噴流２２は、インダクタ出口２４を通して分注ライン、送達ライン、またはホース内へ、そしてそこから塗布ランスへと材料を吹き込む。加圧ポート圧２４２は、材料が入った後、羽根ポケットが材料流入ポート１１４から分離された後、および羽根ポケットがインダクタ２０に向かって開放する前に、個々の羽根ポケットを加圧する。空気噴流２２は、インダクタ２０内の材料に空気噴射圧４４をかける。インダクタ出口２４を通る材料の流れに対して反対に背圧４６がかかる。このデバイス内の回転式エアロック１１６は、エアロック加圧ポート２２８とインダクタ２０との間の空気流を妨げ、所望の圧力差を維持することを可能にする。この実施形態の変形例において、インダクタ２０および空気噴流２２のいずれかまたは両方が使用されず、回転式エアロック１１６が、分注ライン、送達ライン、またはホース内へ、そしてそこから塗布ランスへと材料を直接的に供給する。
【００２４】
本発明において使用される回転式エアロックは、回転式フィーダまたはロータリ弁としても知られるデバイスであり、バルクまたは特殊材料の処理システムにおける構成要素としての役割を果たし得る。回転式フィーダの構成要素は、ロータシャフト、筐体、ヘッドプレート、ならびにパッキングシールおよびベアリングを含む。ロータは、典型的には、そこに成形または溶接される大きな羽根を有する。回転式エアロックは、流入ポートから流出ポートに材料を搬送することができる一方で、流入ポートと流出ポートとの間の圧力シールが常に維持されるように構成される。
【００２５】
材料をインダクタ内に供給するために、圧力タンクの上部内に空気が注入され、回転式エアロックが操作される。回転式エアロックの羽根の区画はインダクタに向かって開放されているため、タンク圧がインダクタ内の圧力を上回る限り、材料は区画から流出するかまたは落下する。インダクタへの材料の送達速度は、エアロックの回転スピードによって制御される。回転速度の増加は、インダクタへの供給速度の増加の原因となる。一般に、タンク圧がインダクタの圧力よりも高く維持される限り、排出開口部の直径が、デバイスの供給速度の制限因子である。
【００２６】
多くの変動が分注または送達ラインにかかる背圧に影響を与えるため、動作中に背圧を完全に均一に維持することは実際には不可能である。しかしながら、本発明のデバイスは、従来技術と比べてより規則的な、より制御可能な供給速度を提供する。分注または送達ラインに部分的な詰まりまたは背圧を増加させる他の事態が存在する場合、回転式エアロックは、インダクタからタンク内への自由流れまたはインダクタの圧力が加圧ポートの圧力に与えるあらゆる影響を阻止し、ほぼ瞬時にライン内の圧力が増加する。タンク圧または加圧ポートの圧力が背圧よりも上に維持される限り、材料はなおも回転式エアロックのポケットから出るかまたは落下するため、供給速度は著しく変化しない。また、加圧されるべき大きな空気の貯蔵容器が存在しないので、ライン圧が急速に増加して、詰まりを迅速に吹き飛ばす。
【００２７】
回転式エアロック、および圧力下で回転式エアロックに材料を供給するための機構を有する本発明の乾式吹付けシステムは、多くの利益を提供する：
【００２８】
ａ）背圧における所与の変化に対して、本発明のシステムにおける乾燥材料の供給速度は、従来技術のシステムと比べて著しく均一である。
【００２９】
ｂ）本発明のシステムの供給速度は、従来技術の場合のようにタンク圧と背圧とのバランスによってではなく、むしろ回転式エアロックの回転スピードによって制御される。本発明のシステムを用いると、所与の噴射圧に対して、容易にかつ再生可能に所望の供給速度を得ることができ、材料の送達速度および送達力を制御することができる。
【００３０】
ｃ）本発明のシステムにおいて、回転式エアロックが圧力平衡をより維持しやすくするため、従来技術のシステムよりも実質的に高い流量で円滑な流れを得ることができる。
【００３１】
図４は、材料が圧力タンク内に定置され、バタフライ弁を通ってインダクタに進入させられる従来技術の乾式吹付けシステムの動作中に収集された情報を示す。インダクタ内のベンチュリー効果を最大化するために、バタフライを閉じた状態で噴流を調節した。プロットの横座標または横軸は、時間を秒で表しており、縦座標または横軸は、圧力をポンド／平方インチで表している。噴射圧３０１、タンク圧３０２、およびホース圧３０３は、時間の関数として表される。ホース圧３０３は、インダクタ出口に取り付けられたホース内で測定し、インダクタの噴流から３０ｃｍ（１２インチ）下流で測定した。間隔３１０は、４９０ｇ／秒（６５ポンド／分）の材料が送達された期間を表す。間隔３２０は、１１００ｇ／秒（１４５ポンド／分）の材料が送達された期間を表す。間隔３３０は、１９００ｇ／秒（２５５ポンド／分）の材料が送達された期間を表す。
【００３２】
図４に示される試験では、間隔３１０に表されるように、最低送達速度である４９０ｇ／秒（６５ポンド／分）でのみ乾燥材料の円滑な送達が生じた。試験のこの部分において、インダクタ内の噴流のベンチュリー効果のために、タンク圧３０２はホース圧３０３よりも低かった。インダクタとホースの間の圧力差が約−０．９ｋｇ（約−２ポンド）で、すなわち、インダクタの圧力がホース圧よりも低い時に、適切な動作が得られた。動作が円滑である場合、ホース圧はタンク圧よりも高い。タンク圧がホース圧よりも高くなると、過多な材料が供給されてシステムが詰まる。ある程度までは、システムは自己制御を行うが、自己制御プロセスは、材料の送達速度に周期的変動を引き起こす可能性がある。インダクタの内部の圧力はタンク圧よりも低く、さもなければ、材料がタンクから流れないであろう。
【００３３】
図４の間隔３２０において、１４５ポンド／分（１１００ｇ／秒）の供給速度で、ホース圧３０３は、望ましくないサージングの現象を示唆する律動的パターンで周期的に上下する。サージングは、材料の最適な送達を妨害するのに十分長い期間を有する、送達される材料の量における振幅である。間隔３２０に示される律動的パターンは、約４秒の期間を有する典型的なサージングである。噴射圧３０１はタンク圧３０２またはホース圧３０３のいずれかよりもかなり高いため、ホース圧３０３による背圧が増加すると、タンク圧３０２が増加して補償する。これが起こると、インダクタ内への材料の流れが緩やかになり、今度は背圧を減少させる。背圧の減少は、インダクタへの材料の流れを増加させ、背圧を増加させて周期を再開させる。この流れの速度では、材料の塗布は依然として可能であるが、最適ではない。材料への水の添加は、サージングによって複雑化するが、サージング周期が規則的であり、十分に短い期間を有する場合は、依然として達成することができる。
【００３４】
図４の間隔３３０において、より高い供給速度である２５５ポンド／分（１９００ｇ／秒）では、周期がよりカオス的となり、より長期間を有する。ホース圧がタンク圧を上回るより長い期間が存在する。この供給速度では、非常に乾燥した材料および非常に湿潤した材料の期間があり、吹付けは完全に不安定である。耐火材の高品質パッチの塗布は、実行することができない。
【００３５】
図５は、材料が圧力タンク内に定置され、回転式エアロックを通ってインダクタに進入させられる本発明の乾式吹付けシステムの動作中に収集された情報を示す。プロットの横座標または横軸は、時間を秒で表しており、縦座標または横軸は、圧力をポンド／平方インチで表している。噴射圧４０１、タンク圧４０２、およびホース圧４０３は、各々、時間の関数として表される。ホース圧４０３は、インダクタ出口に取り付けられたホース内で測定し、インダクタの噴流から３０ｃｍ（１２インチ）下流で測定した。間隔４１０は、１２００ｇ／秒（１５５ポンド／分）の材料が送達された期間を表す。間隔４２０は、２０００ｇ／秒（２６５ポンド／分）の材料が送達された期間を表す。
【００３６】
図５に示される試験では、常にタンク圧４０２がホース圧４０３よりも高かった。これは、回転式エアロックによって圧力タンクからインダクタが分離された結果である。回転式エアロックのポケットがインダクタ内に開放すると、ポケット内のより高い空気圧が、ポケット内の材料が確実にインダクタ内に空けられるようにする。間隔４１０の１２００ｇ／秒（１５５ポンド／分）の送達速度では、圧力プロットは比較的円滑であり、従来技術の乾式吹付けシステムの場合に図４に見られた周期的パターンを示さない。２０００ｇ／秒（２６５ポンド／分）の送達速度では、ホース圧の規則的な周期的パターンは存在しない。カオス的な増加および減少は、吹付けプロセスの間にルーチン的に見られるランダムな小変動によるものである。本発明のデバイスには、インダクタとタンクとの間に開放接続が存在しないという事実に起因して、これらの変動の大きさは、従来技術の機器よりも高いことが認められる。したがって、タンクは、圧力の増加を緩衝する貯蔵容器としての役割を果たすことができる。小規模の詰まりは、それらが吹付けプロセスを妨げることができる前に迅速に吹き飛ばされる。材料への水の添加は、たとえこの増加した速度であっても、はるかに一定であり、材料の塗布は、１１００ｇ／秒（１４５ポンド／分）の速度で従来技術のシステムによって達成されるのと同じか、またはそれよりも優れていた。
【００３７】
本発明のデバイスおよびプロセスは、種々の方式で構成することができ、種々の条件下で操作することができる。図３による本発明のデバイスおよびプロセスは、１７０ｋＰａ（２４ｐｓｉ（ポンド／平方インチ））のホース圧、１８０ｋＰａ（２６ｐｓｉ）のタンク圧、および３２４ｋＰａ（４７ｐｓｉ）の噴射圧で、直径３．８ｃｍ（１．５インチ）の分注ラインまたはホースを通して、１分当たり７０ｋｇ（１５５ｌｂｓ）の耐火材（１２００ｇ／秒）を送達することができることが分かった。また、図３による本発明のデバイスおよびプロセスは、２３０ｋＰａ（３３ｐｓｉ）のホース圧、２４０ｋＰａ（３５ｐｓｉ）のタンク圧、および３２０ｋＰａ（４７ｐｓｉ）の噴射圧で、直径３．８ｃｍ（１．５インチ）の分注ラインまたはホースを通して、１分当たり１２０ｋｇ（２６５ｌｂｓ）の耐火材を送達することもできる。タンク、または乾燥材料を収容する羽根ポケットは、インダクタの圧力よりも３ｋＰａ（０．５ｐｓｉ）〜６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）高い圧力で、インダクタの圧力よりも７ｋＰａ（１ｐｓｉ）〜３４ｋＰａ（５ｐｓｉ）高い圧力で、インダクタの圧力よりも１０ｋＰａ（１．５ｐｓｉ）〜２４ｋＰａ（３．５ｐｓｉ）高い圧力で、またはインダクタの圧力よりも１４ｋＰａ（２ｐｓｉ）〜２１ｋＰａ（３ｐｓｉ）高い圧力で維持されることが可能であるか、また維持されてもよい。噴射圧の０．３〜０．７倍、または噴射圧の０．５〜０．７倍の範囲であるホースまたは分注ラインの圧力は、本発明のデバイスおよびプロセスを用いて得ることができる。本発明のデバイスおよびプロセスは、直径３．８ｃｍ（１．５インチ）の分注ラインまたはホースを通して、８％以下の変化しか見られないホース圧で、１分当たり７０ｋｇ（１５５ポンド）の耐火材を送達することができる。本発明のデバイスおよびプロセスは、直径３．８ｃｍ（１．５インチ）の分注ラインまたはホースを用いて、周期的パターンの送達またはサージングを示すことなく、１分当たり７０ｋｇ（１５５ポンド）の耐火材を送達することができる。
【００３８】
本発明の多くの修正および変更が可能である。したがって、本発明は、具体的に記載されるのではなく、以下の特許請求の範囲の範囲内で実施され得ることを理解されたい。
【図１】
2013529162.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013529162.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月19日(2012.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式吹付け用途のための材料を搬送するためのデバイスであって、
材料出口を有する材料容器と、
内部および外部を有する回転式エアロックであって、（ａ）材料流入ポートと、（ｂ）加圧ポートと、（ｃ）流出ポートと、（ｄ）回転可能であり、複数の羽根を備えるロータと、（ｅ）羽根の間に配置される複数の羽根ポケットと、を備える、回転式エアロックと、を備え、
前記材料容器の前記材料出口は、前記回転式エアロックの前記材料流入ポートと連通し、
前記加圧ポートは、前記回転式エアロックの流出ポートと連通していない羽根ポケットと連通する、デバイス。
【請求項２】
前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記材料流入ポートと連通し、ｂ）前記加圧ポートと連通し、ｃ）前記流出ポートと連通する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記材料容器は、圧力タンクであり、前記材料出口および前記加圧ポートは、同じ場所に位置する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記開放ポートと連通し、ｂ）前記回転式エアロックの前記外部から分離され、ｃ）前記流出ポートと連通する、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記エアロックの前記流出ポートは、インダクタと連通する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記エアロックの前記流出ポートは、分注ラインと連通する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記加圧ポートと連通する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも３ｋＰａ（０．５ｐｓｉ）〜６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）高い圧力で維持されることが可能である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項８】
前記加圧ポートと連通する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも１０ｋＰａ（１．５ｐｓｉ）〜２４ｋＰａ（３．５ｐｓｉ）高い圧力で維持されることが可能である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項９】
乾式吹付け用途のための材料を搬送するための方法であって、
乾燥材料を材料容器内に定置することと、
材料容器から、（ａ）流入ポートと、（ｂ）流出ポートと、（ｃ）回転可能であり、複数の羽根を備えるロータと、（ｄ）羽根の間に配置される複数の羽根ポケットと、を備える、内部および外部を有する回転式エアロック内に乾燥材料を通過させることと、
羽根ポケット内の前記乾燥材料を加圧することと、
前記乾燥材料を前記回転式エアロックの前記流出ポートに通過させることと、を含む、方法。
【請求項１０】
前記回転式エアロックの前記流出ポートを通して、内部、インダクタ入口、およびインダクタ出口を有するインダクタの前記入口内へと前記乾燥材料を通過させることと、
前記インダクタの前記内部と連通する噴流によって生成される流れに前記乾燥材料を取り込むことと、
前記取り込まれた乾燥材料を前記インダクタ出口から放出することと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記デバイスにおいて、前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記材料流入ポートと連通し、ｂ）前記回転式エアロックの前記外部から分離され、ｃ）前記流出ポートと連通する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記羽根ポケット内の前記乾燥材料を加圧することは、前記材料容器内の前記乾燥材料を加圧することによって達成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ロータが回転すると、前記羽根ポケットは、連続的に、ａ）前記材料流入ポートと連通し、ｂ）前記加圧ポートと連通し、ｃ）前記流出ポートと連通し、
前記羽根ポケット内の前記乾燥材料を加圧することは、前記加圧ポートを通して前記乾燥材料を加圧することによって達成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記乾燥材料を収容する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも３ｋＰａ（０．５ｐｓｉ）〜６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）高い圧力で維持される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記乾燥材料を収容する前記羽根ポケットは、前記インダクタの圧力よりも１０ｋＰａ（１．５ｐｓｉ）〜２４ｋＰａ（３．５ｐｓｉ）高い圧力で維持される、請求項１０に記載の方法。
【国際調査報告】
2013529162.tif 000008