具有弯曲磨条和锯齿状引导侧壁的锥形转子磨片元件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于木质纤维素材料的机械精磨机磨片节段，包括：凸锥形研磨表面，其位于所述磨片的凸锥形基底上，其中，所述研磨表面适于面对相对的磨片的凹锥形研磨表面，所述凸锥形研磨表面包括磨条和形成在相邻磨条之间的凹槽，其中，每一个磨条相对于平行于所述精磨机的旋转轴的参照线的角度沿径向向外方向增大至少15度，并且所述角度在所述研磨表面外周处为障碍角，在10到45度范围内，并且其中，所述磨条每一个包括引导侧壁，所述引导侧壁具有不规则表面，所述不规则表面具有从所述侧壁朝向相邻磨条上的侧壁向外延伸的突出部。

【技术实现步骤摘要】
具有弯曲磨条和锯齿状引导侧壁的锥形转子磨片元件交叉引用本申请要求申请日为2011年8月19日提交的美国临时专利申请No.61/525,441的优先权权益，所述美国临时专利申请No.61/525,441以以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及用于木质纤维素材料的锥形精磨机或锥形磨盘精磨机，例如用于制备机械纸浆、热机械纸浆和多种化学热机械纸浆的精磨机（统称为机械纸浆和机械制浆工艺）。
技术介绍
锥形精磨机或锥形磨盘精磨机的锥形区用于机械制浆工艺中。纤维素原料，通常为木材或其他木质纤维素材料（统称为木屑），通过磨盘中的一个的中部进料，并且通过转子磨盘的旋转产生的强离心力向外推进。磨片安装在相对的磨盘面的每一个上。木屑在相对的磨片之间沿大体上径向移动到磨片和磨盘扇形的外周，当这样的磨盘扇形存在（于锥形磨盘精磨机中）时。在锥形精磨机（或锥形磨盘精磨机的锥形部分）中，凸转子元件将木屑推进到凹定子元件中。蒸汽为进料机构的重要构成要素。研磨过程中产生的蒸汽将木屑通过锥形区域排出。在锥形精磨机和锥形磨盘精磨机中，精磨机转子通常在1500到2100转每分（RPM）的速率下操作。当木屑位于研磨元件之间时，能量通过附接到转子和定子元件的磨片传递给材料。磨片通常具有磨条或凹槽以及挡板花型的结构，其一起提供对木屑的重复挤压和剪切作用。作用在材料上的挤压和剪切作用将木质纤维素纤维从原材料分离，提供一定量的材料的发展和原纤维形成过程，并且产生一定量的通常不期望纤维切断。纤维分离和发展对于将木屑原料转变为适当的制造纸板或纸的纤维成分是必须的。在机械制浆工艺中，存在大量的摩擦，例如在木屑和磨片之间。该摩擦降低该工艺的能效。据估计，应用在机械纸浆中的能效为大约10%（百分比）到15%。已经实现对在更高能效下，例如低摩擦下工作的磨片开发的尝试，通常涉及减小磨盘之间的操作间隙。用于提高能效的传统的技术通常涉及磨片节段正面上的设计特征，其通常加速横跨磨片上的磨浆区的木屑进料。这些技术通常导致减小由在磨片之间流动的木屑形成的纤维垫的厚度。当能量由磨片施加到较薄的纤维垫时，施加到木屑的挤压率大于指定的能量输入，并且导致研磨木屑中更有效的能量利用。减小木屑垫的厚度允许更小的操作间隙，例如相对的磨片之间的空隙。减小间隙可导致木屑纤维切割的增大，由磨盘产生的纸浆的强度性能降低，磨片磨蚀速率增大，并且磨片的操作寿命缩短。由于操作间隙减小，因此磨片操作寿命以指数方式缩短。能效被认为朝向磨盘的外周最大，并且通常，对于平直和锥形研磨区同样适用。磨片的相对速度在磨片的外周区域最大。磨片上的磨条在磨片的外周区域中在较高速度下在相对磨片上彼此交叉。磨条的较高的交叉速度被认为提高磨片外周区域中的研磨效率。木材纤维往往快速流动通过传统磨片的外周区域，与磨片形状是平直的还是锥形的无关。由于离心力和由磨盘之间产生的向前蒸汽流的形成的力的作用，纤维在外周区域中非常快速地通过。在外周区域中的停留时间缩短限制研磨表面最有效部分中可进行的工作量。
技术实现思路
设计磨片来将更多的能量输入转移到研磨区的外周将提高总研磨效率，并且降低研磨纸浆所消耗的能量。磨片设计来延长纤维在研磨区外周中的停留时间，由此提高并且改善研磨效率。当能量输入转移到研磨区的外周时，磨片之间的操作间隙可制成充分宽，以提供磨片长的操作寿命。已经构想出一种新颖的锥形磨片，其在一个实施例中具有提高的能效，并且允许磨盘之间相对大的操作间隙。能效和大操作间隙可提供减小的用于制备纸浆的能量消耗、所制备的纸浆的高纤维质量和磨片节段的长操作寿命。在一个实施例中，磨片为凸锥形转子磨片节段的组件，所述磨片节段具有外研磨区，所述外研磨区具有磨条，所述磨条具有至少径向向外部分，其具有弯曲纵向形状，并且具有引导侧壁，所述引导侧壁具有锯齿状、齿状或其他不规则体。引导侧壁上的不规则表面也可以呈现出半圆形、矩形或曲线形状的突出部。弯曲磨条和磨条之间的形成的弯曲凹槽延长外部区中木屑进料材料的停留时间，并且由此增强外部区中的材料的研磨。而且，引导侧壁上的锯齿状表面也用于延长进料材料的停留时间。已经构想出一种磨片，其具有面对另一个磨片的凸锥形研磨表面；所述凸研磨表面包括从所述表面直立的多个磨条。所述磨条朝向所述磨片的外周边缘径向向外延伸，并且在至少所述磨条的引导侧壁上具有锯齿状或不规则表面。所述磨条弯曲，例如具有指数或渐开弧线。磨片可以是凸锥形转子磨片，并且与凹锥形定子磨片相对布置在精磨机中。已经构想出一种用于木质纤维素材料机械研磨的磨片节段，包括：位于基底上的凸锥形研磨表面，其中，所述研磨表面适于面对相对的磨片的凹锥形研磨表面，所述凸锥形研磨表面包括磨条和所述磨条之间的凹槽，其中，每一个磨条关于对应于所述磨条的径向线的角度沿径向向外方向增大至少15度，并且所述角度在所述研磨表面外周处为障碍角，在10到45度、15到35度、15到45度和20到35度任何一个的范围内，并且其中，所述磨条每一个包括引导侧壁，所述引导侧壁具有不规则表面，其中，所述不规则表面包括从所述侧壁朝向相邻磨条上的侧壁向外延伸的突出部，并且所述不规则表面从所述研磨表面的外周处或附近延伸，沿所述磨条径向向内延伸，并且可能没有到达所述研磨表面的入口。已经构想出一种用于木质纤维素材料机械研磨的磨片节段，包括：位于基底上的凸锥形研磨表面，其中，所述研磨表面适于面对相对的磨片的凹锥形研磨表面，所述凸锥形研磨表面包括磨条和所述磨条之间的凹槽，其中，每一个磨条对应于所述磨条的径向线的角度沿径向向外方向增大至少15度，并且所述角度在所述研磨表面外周处为障碍角，在10到45度、15到35度、15到45度和20到35度任何一个的范围内，并且其中，所述磨条每一个包括引导侧壁，所述引导侧壁具有不规则表面，所述不规则表面包括在所述磨条中的从所述侧壁朝向相邻磨条上的侧壁向外延伸的凹部，并且所述不规则表面从所述研磨表面的外周处或附近延伸，沿所述磨条径向向内延伸，并且可能没有到达所述研磨表面的入口。所述磨条可每一个具有相对于贯穿所述磨条延伸的所述磨片的半径的的纵向弯曲的形状。所述角度可沿所述径向向外方向连续地并且逐渐地增大，或沿所述径向向外方向以台阶式增大。在到所述研磨表面的径向向内入口处，所述磨条可每一个以在对应于所述磨条的径向线的10、15或20度内的角度布置。而且，所述磨片节段可适用于旋转磨盘，并且当安装在精磨机中时，适于面对旋转磨盘。研磨表面可包括多个研磨区，其中，第一研磨区具有相对宽的磨条和相对宽的凹槽，第二研磨区具有相对窄的磨条和相对窄的凹槽，并且其中，所述第二研磨区在所述磨片节段上从第一研磨区径向向外，并且其中，用于所述第二研磨区的障碍角可在10到45度，15到45度和20到35度任何一个的范围内。所述磨条的引导侧壁上的不规则表面可包括一系列斜面，其每一个具有在每一个凹槽基底处的下边缘，至少部分地向上延伸所述引导侧壁。所述引导侧壁上的不规则表面可以半圆形、矩形或曲线形突出部呈现。已经构想出一种用于木质纤维素材料的机械精磨机的磨片，包括：位于基底上的凸锥形研磨表面，其中，所述研磨表面适于面对相对的磨片的凹锥形研磨表面，并且所述凸研磨表面包括磨条和在所述磨条之间的凹槽，其中，所述磨条具有至少径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于木质纤维素材料的机械精磨机的磨片节段，包括：凸锥形研磨表面，其位于所述磨片的凸锥形基底上，其中，所述研磨表面适于面对相对的磨片的凹锥形研磨表面，所述凸锥形研磨表面包括磨条和形成在相邻磨条之间的凹槽，其中，每一个磨条相对于平行于所述精磨机的旋转轴的参照线的角度沿径向向外方向增大至少15度，并且所述角度在所述研磨表面外周处为障碍角，在10到45度范围内，并且其中，所述磨条每一个包括引导侧壁，所述引导侧壁具有不规则表面，其中，所述不规则表面包括从所述侧壁朝向相邻磨条上的侧壁向外延伸的突出部，并且所述不规则表面从所述研磨表面的外周处或附近延伸，并且沿所述磨条径向向内延伸。

【技术特征摘要】
2011.08.19 US 61/525,441;2012.08.03 US 13/566,3731.一种用于木质纤维素材料的机械精磨机的磨片节段，包括：凸锥形研磨表面，其位于所述磨片的凸锥形基底上，其中，所述研磨表面适于面对相对的磨片的凹锥形研磨表面，所述凸锥形研磨表面包括磨条和形成在相邻磨条之间的凹槽，其中，每一个磨条相对于平行于所述精磨机的旋转轴的参照线的角度沿径向向外方向增大至少15度，并且所述角度为在磨条径向外边缘处的障碍角，障碍角在10到45度范围内，并且其中，所述磨条每一个包括引导侧壁，所述引导侧壁具有不规则表面，其中，所述不规则表面包括从所述引导侧壁沿所述研磨表面旋转方向朝向相邻磨条上的侧壁向外延伸的突出部，并且所述不规则表面从所述研磨表面的外周处或附近延伸，并且沿所述磨条径向向内延伸。2.根据权利要求1所述的磨片节段，其特征在于，所述磨条每一个具有相对于贯穿所述磨条延伸的所述磨片的半径的纵向弯曲形状。3.根据权利要求1所述的磨片节段，其特征在于，所述角度沿所述径向向外方向连续地并且逐渐地增大。4.根据权利要求1所述的磨片节段，其特征在于，所述角度沿所述径向向外方向以台阶式增大。5.根据权利要求1所述的磨片节段，其特征在于，在到凸锥形研磨表面的径向向里入口处，所述磨条每一个以在对应于所述磨条的径向线20度内的角度布置。6.根据权利要求1所述的磨片节段，其特征在于，所述磨片节段适用于旋转研磨圆锥，并且当安装在精磨机中时，适于面对静止凹研磨圆锥。7.根据权利要求1所述的磨片节段，其特征在于，所述研磨表面包括多个研磨区，其中，第一研磨区具有相对宽的磨条和相对宽的凹槽，第二研磨区具有相对窄的磨条和相对窄的凹槽，并且其中，所述第二研磨区位于所述磨片节段上从第一研磨区径向向外。8.根据权利要求7所述的磨片节段，其特征在于，所述障碍角涉及所述第二研磨区的磨条。9.根据权利要求1所述的磨片节段，其中，所述不规则表面包括一系列斜面，其每一个具有在每一个凹槽的基底处的下边缘，至少部分地向上延伸所述引导侧壁。10.根据权利要求1所述的磨片节段，其特征在于，所述不规则表面沿所述磨条延伸，而没有到达所述研磨表面的入口。11.一种用于木质纤维素材料的机械精磨机的凸锥形磨片，包括：位于基底上的凸锥形研磨表面，其中，所述研磨表面适于面对相对的磨片的凹锥形研磨表面，并且所述研磨表面包括磨条和在所述磨条之间的凹槽，其中，所述磨条具有至少径向向外部分，所述径向向外部分相对于所述磨条入口处相应的径向线的角度在径向线的20度内，并且在所述磨条的外周处相对于平行于精磨机旋转轴的参照线的障碍角在10到45度范围内，其中，所述角度至少从所述磨条的径向向里入口到所述外周增大15度，其中，所述磨条每一个包括引导侧壁，所述引导侧壁具有不规则表面，其中，所述不规则表面包括从所述引导侧壁朝向相邻磨条上的侧壁向外延伸的突出部，并且所述不规则表面从所述研磨表面的外周处或附近延伸，并且沿所述磨条径向向内延伸。12.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述磨条每一个具有相对于贯穿所述磨条延伸的所述磨片的半径的纵向弯曲形状。13.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述角度沿所述径向向外方向连续地并且逐渐地增大。14.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述角度沿所述径向向外方向以台阶式增大。15.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，在到所述研磨表面的径向向里入口处，所述磨条每一个以在对应所述磨条的径向线20度内的角度布置。16.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述磨片适用于旋转研磨圆锥，并且在安装在精磨机中时，适于面对凹静止研磨圆锥。17.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述不规则表面的突出部形成之字、锯齿、一系列挡板、正弦或斜Z形中的至少一种的花型。18.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述不规则表面上的突出部沿所述磨条的具有不规则表面的侧壁的部分以磨条的宽度的至少五分之一改变所述磨条的宽度。19.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述研磨表面包括外研磨表面，所述外研磨表面具有比内研磨部分中的磨条的强度更高的磨条强度。20.根据权利要求11所述的凸锥形磨片，其特征在于，所述不规则表面的突出部在所述侧壁的上侧边缘处最明显，并且靠近所述磨片的基底较不明显。21.根据权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：路克·金格拉斯，
申请(专利权)人：安德里兹有限公司，
类型：发明
国别省市：