СИСТЕМА И СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ОСНОВАНИЯ МАТА ДЛЯ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕЙ ПЛИТЫ
SYSTEM AND METHOD OF DRYING BASE OF MAT OF SOUNDPROOF TILE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способу и устройству для изготовления мокрым свойлачиванием звукоизолирующей плитки для подвесного потолка.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Звукоизолирующая плитка для подвесного потолка обычно производится мокрым свойлачиванием на машинах Фурдриньера (Fourdrinier) или Оливера (Oliver) для образования матов.  Водная суспензия разбавленных минеральных и/или других волокон, связующего вещества и малого числа других составляющих осаждается на движущуюся металлическую решетчатую конструкцию, называемую сеткой.  Вода отделяется от твердых частиц через отверстия сетки под действием силы тяжести, воздействием приложенного к нижней стороне сетки вакуума, и с помощью прессования твердой основы, оказываемого валком или валками, расположенными над сеткой, при этом к некоторым из валков может быть подведен вакуум.  По мере продвижения по пути сетки твердых частиц, формирующих мат, используются установки, в которых последовательно увеличивается уровень вакуума.
Когда столько воды, насколько это практически возможно, удалено с помощью вакуума и, при необходимости, прессованием, мат переносят в сушильную печь для удаления излишней влаги и для того, чтобы придать жесткость мату для использования в звукоизолирующей плитке.
В качестве примера, толщина суспензии/мата в начале сетки может составлять 3 дюйма (7,62 см) и может быть уменьшена до толщины 1/2 дюйма (1,27 см).  Чем больше воды удаляется из мата до поступления в сушильную печь, тем меньше энергии используется на испарение избыточной влаги, и тем быстрее производственная линия может работать.
Удаление воды вакуумом из мата, который несет сетка, ограничено склонностью мата к растрескиванию вдоль линий, поперечных движению сетки.  Когда вакуумная камера работает при высоком уровне вакуума относительно содержания воды в мате, может происходить чрезмерная местная усадка в направлении движения сетки.  В результате может образоваться поперечная трещина на мате, которая делает его непригодным для использования в качестве готовой плитки. Эта проблема существует уже в течение многих десятилетий и попытки решить ее имели ограниченный успех.  Широко используемым методом является использование щели или матрицы отверстий в крышке вакуумной камеры, подводящей отсос к областям, которые не лежат на обычной поперечной линии, так что растрескивание на такой естественной линии становится менее вероятным.  Несмотря на эти усилия, растрескивание из-за усадки, вызванной вакуумом, до сих пор ограничивает скорость на линии и, следовательно, производственную мощность.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение заключается в управлении вакуумом, применяемом для обезвоживания при производстве мата процессом мокрого свойлачивания для звукоизолирующей плитки.  Управление может обеспечивать модулирование или пульсирование вакуума, подведенного к мату от определенной вакуумной камеры или камер таким образом, чтобы максимальный уровень вакуума прикладывался в виде коротких временных циклов.  Результат, получаемый при использовании модулированного или импульсного вакуума, состоит в том, чтобы избежать резкого включения отсоса на относительно большой площади, что в противном случае вызывало бы растрескивание мата при масштабной усадке мата или слеживание из-за обезвоживания.
Скорость модуляции вакуума по отношению к скорости перемещения сетки является высокой, так чтобы мат обрабатывался на небольших участках вдоль длины перемещения таким образом, что это может быть сравнено с воздействием тряски или вибрации.  Модулированный вакуум менее склонен к тому, чтобы производить растрескивание по сравнению с таким же уровнем вакуума, используемым в обычном способе, когда вакуум постоянно подводится к вакуумной камере. Общим эффектом способа по изобретению является удаление большего количества воды из мата перед помещением его в сушилку, и, как результат, меньшие затраты времени и энергии в сушилке и более высокая скорость производства.
Как изложено, вакуум может быть модулирован с помощью постоянно вращаемого клапана, отверстия которого подсоединяются для подвода отключаемого вакуума к одной или более вакуумным камерам. Цикл приложения вакуума определяется скоростью вращения клапана.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение линии мокрого свойлачивания для производства матов для звукоизолирующей плитки в соответствии с изобретением; а также
Фиг. 2 представляет собой схематическое взрывное изображение примера клапана для регулирования вакуума в соединении с вакуумным насосом, используемым в линии по производству матов по фиг. 1.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на фиг. 1, в системе мокрого свойлачивания 10, разбавленная водная суспензия минеральных и/или других волокон, связующее вещество и незначительные количества других твердых компонентов доставляются из смесительного бака 11 на движущийся металлический грохот или сетку 12 через напорный ящик 15.  Вода под действием силы тяжести удаляется из компонентов в первой секции 13.  Масса твердых частиц вначале свободно распределяется по сетке 12, например, с толщиной 3 дюйма (7,62 см).  Один или несколько валков 14 могут быть использованы для того, чтобы уплотнить и выровнять мат 16 по мере того, как он формируется и передается по сетке 12 справа налево.
Множество вакуумных камер 17, 18 и 19 расположены под верхним ходом сетки 12.  Число и расположение вакуумных камер может изменяться в зависимости от конструкции системы 10.  Система 10 может иметь, например, три уровня вакуума, создаваемыми тремя отдельными вакуумными насосами. Уровни вакуума могут составлять, в качестве примера, 2,5, от 7 до 9 и от 14 до 15 дюймов ртутного столба (8,5 кПа, от 23,7 кПа до 30,5 кПа и от 47,4 кПа до 50,8 кПа).  Одна или несколько вакуумных камер могут быть предназначены для каждого уровня вакуума; в изображенной системе 10 три вакуумные камеры соединены с каждым уровнем вакуума. Передние по ходу транспортера вакуумные камеры 17 создают низкий уровень вакуума, камеры 18 создают промежуточный уровень вакуума, а дальние в направлении транспортирования камеры 19 создают высокий уровень вакуума. Следует понимать, что может быть использовано большее или меньшее количество уровней вакуума, и каждый уровень вакуума может быть снабжен большим или меньшим количеством камер.  Вакуум подается к наборам вакуумных камер 17-19 через большие вакуумпроводы 21, 22 и 23 соответственно, которые проходят параллельно сетке 12.
Вакуум создается большими насосами, по одному для каждого уровня вакуума, которые работают непрерывно во время работы системы 10.
Изобретение предполагает быструю модуляцию вакуума, приложенного к отдельной вакуумной камере 17-19, для того, чтобы извлекать воду из мата, в то же время снижая склонность мата к растрескиванию из-за усадки, вызванной удалением воды.  Вакуум модулируется с помощью отдельного клапана 26 для каждого уровня вакуума, схематически представленного на фиг. 2, вставленного в вакуумную магистраль между вакуумпроводом 21-23 и соответствующей вакуумной камерой 17-19.  Каждый вакуумпровод 21-23 служит одновременно коллектором и, из-за своего объема, приемником вакуумного накопителя.  Клапан 26 работает циклически при вращении, развиваемом двигателем 27, который предпочтительно обладает регулируемой скоростью.  Изображенный клапан 26 имеет три впускных отверстия, по одному для каждой вакуумной камеры 17а, b, c или 18а, b, c, или 19а, b, c, с которыми он соединен. Выпускное отверстие клапана 26 соединено с одним из вакуумпроводов 21-23.  Клапан 26, показанный на фиг. 2, подключен к магистрали 21 низкого уровня, и три соответствующие вакуумные камеры 17а, 17b и 17с расположены в ряд вдоль сетки 12.  Вращающийся элемент 28 клапана внутри клапана 26 последовательно соединяет и разъединяет впускное отверстие 29 и выпускное отверстие с источником вакуума или насосом 24 через вакуумпровод.
Типичная производительность сетки 12 может находиться в диапазоне, например, от 24 футов до 32 футов (от 7,3 м до 9,75 м) в минуту.  Клапан может вращаться со скоростью, например, от 60 до 120 оборотов в минуту.  Это означает, что элемент 28 клапана будет работать в импульсном или модулированном режиме с частотой от 1 до 2 раз в секунду, и мат 16 будет перемещаться со скоростью от 4,8 дюймов до 6,4 дюймов в секунду (от 12,2 см/с до 16,3 см/с).  Предполагается, что клапан 26 будет иметь по меньшей мере одно впускное отверстие 29, которое будет открыто не более чем в течение 50 процентов оборота.  Можно показать, что при скорости в 32 фута (9,75 м) в минуту, мат движется со скоростью 6,4 дюйма в секунду (16,3 см/с); если клапан вращается со скоростью 60 оборотов в минуту и открыт 50 процентов времени, мат будет проходить 3,2 дюйма (8,13 см) за то время пока клапан подает вакуум на пройденное матом расстояние.  На основе геометрических соображений и общего рассмотрения, подача вакуума на участок мата, соответствующий этому инкрементальному продвижению, может считаться оптимальной для того, чтобы избежать растрескивания из-за чрезмерной локальной усадки. То есть воздействие вакуума от вакуумной камеры при первом продвижении мата под этой камерой не будет приводить к чрезмерной усадке.  Там, где сетка 12 движется со скоростью менее чем 32 фута (9,75 м) в минуту, и/или клапан имеет более чем один открытый впускной канал для соответствующей доли оборота, и/или клапан вращается со скоростью выше, чем 60 оборотов в минуту, мат будет продвигаться на пропорционально меньшее расстояние, чем 3,2 дюйма (8,13 см).  Строго говоря, может быть так, что каждый из этих факторов скорости сетки, числа отверстий и скорости вращения клапана производит мультипликативный эффект.  Таким образом, клапан 26 может воздействовать на гораздо более короткий инкремент приращения мата и тем самым уменьшить эффект усадки, вызываемый вакуумом на длине инкремента продвижения сетки.  Результатом является то, что к мату может быть приложен уровень вакуума некоторой стандартной величины, и при этом риск усадки мата при обезвоживании до такой степени, что он растрескается, значительно уменьшается.
Улучшенное удаление воды сокращает время и энергию, необходимые для сушилки 36.  Это может позволить работать производственной линии на более высокой скорости и производить звукоизолирующие плиты с меньшими затратами.
Тот же модулирующий вакуумный клапан 26 может быть использован, как это показано, в других наборах вакуумных камер 18 и 19.  Известно, что задние по ходу транспортера вакуумные камеры 18, 19 работают при более высоких уровнях вакуума, чем расположенные спереди вакуумные камеры 17, 18.
Клапан 26, схематически показанный на фиг. 2, является лишь одним из множества конструкций, которые могут быть предусмотрены для осуществления изобретения.  Например, клапан 26 может иметь одно или несколько впускных отверстий, несколько отверстий могут быть приведены в действие в нерегулярные моменты времени за период, некоторые отверстия могут быть открыты дольше, чем другие, и несколько отверстий могут быть открыты одновременно.
Очевидно, что настоящее описание представляет собой раскрытие изобретения с помощью примера, и что различные изменения могут быть внесены путем добавления, изменения или исключения отдельных деталей, в пределах существа и объема изобретения, содержащихся в настоящем раскрытии изобретения.  Таким образом, изобретение не ограничивается конкретными деталями этого раскрытия изобретения, за исключением случаев, которые следующая формула изобретения ограничивает преднамеренно.