專利名稱：精磨機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種精磨機(refiner)用的精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維的材料，該精磨機包括至少兩個彼此同軸設置的精磨表面，至少其中一個精磨表面圍繞一軸旋轉(zhuǎn)，待離解的材料供入該兩精磨表面之間，該精磨表面具有凹槽和該凹槽之間的脊，精磨表面的脊的至少一部分由至少兩個彼此相連的不同脊部形成，這樣在精磨表面的旋轉(zhuǎn)方向上，其中一個脊部遠遠在另一脊部的前面。
背景技術：
用于制造機械木漿的盤式和錐形精磨機由兩個彼此相對的磨盤形成，該磨盤相對于彼此轉(zhuǎn)動并且該其中一個磨盤旋轉(zhuǎn)或兩個磨盤都旋轉(zhuǎn)。在盤式精磨機中，磨盤為盤狀，在錐形精磨機中，磨盤為圓錐形。磨盤的精磨表面主要由凹槽以及凹槽之間的突起、也就是葉狀脊(下文稱之為脊)形成。這些凹槽和脊本身的形狀可按不同的方式改變。因此，例如，在磨盤的徑向上，精磨表面可分成兩個或多個圓形部分，每個圓形部分可具有不同形狀的凹槽和脊。同樣地，除了形狀和方向之外，每個圓形部分中的脊和凹槽的數(shù)目和密度也可以彼此不同。這樣，脊在精磨表面的整個徑向長度上可以是連續(xù)的，或者在徑向上可具有多個連續(xù)脊。由脊和該脊之間的凹槽構成的多個精磨片段配置在磨盤上。其中一個磨盤具有開口，待離解的材料從該開口供入精磨機內(nèi)。磨盤設置成使得精磨片段具有精磨間隙，纖維材料通過該精磨間隙從內(nèi)部排出，其中精磨機的脊實施分解工作。為了逐步地精磨所述材料，磨盤之間的距離在正中間的時候最長，然后向外圍減小。
美國專利6,311,907披露了一種磨盤，在磨盤的精磨表面上，沿著磨盤徑向的一些脊由在磨盤徑向上彼此相連的脊部構成，這樣在磨盤的脊部的連接點處，具有相對于磨盤徑向被傾斜定向的連接部，該連接部把形成脊的脊部彼此連接起來從而使脊從磨盤的內(nèi)圍方向朝著其外圍方向纏繞行進。通過防止待精磨材料過快地朝著磨盤外圍移出磨盤之間的空間，纏繞的脊結(jié)構使得精磨更有效。在該公開文獻的一個實施例中，將脊部連在一起的連接部被設計成沿著脊部之間的連接部的方向形成傾斜的毗鄰坡道，該斜坡的目的是使待精磨材料易于移出精磨表面的脊部之間的凹槽進而到達磨盤之間的空間。
而且已經(jīng)注意到，當分解纖維材料以獲得更佳的成品時，有利的是橫跨精磨片段的凹槽來設置限流器，也即所謂的堤壩，從而防止來處理的材料通過精磨間隙。該堤壩迫使纖維紙漿從凹槽上升并將其引導至對立磨盤上的精磨片段的葉狀脊之間進行處理。精磨片段中的堤壩越多，精磨獲得的纖維紙漿的質(zhì)量越高。然而，實際上，堤壩的數(shù)目必須受到限制，因為精磨片段中的堤壩越多，精磨間隙中的水以及精磨過程中由于引入磨盤的高功率而產(chǎn)生的蒸氣越難以從精磨間隙排出，因此降低了精磨機的生產(chǎn)能力。此外，蒸氣壓在精磨片段之間、特別是在其周邊的外部產(chǎn)生非常大的軸向力，該軸向力使精磨機軸承負重并因此限制了精磨機的運行力。高蒸氣壓也促使精磨片段彎曲從而所述片段失去平行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種精磨機用的新型精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維的材料。
本發(fā)明的精磨表面的特征在于，在精磨表面的旋轉(zhuǎn)方向上的至少一些脊部中，前壁在該脊部的至少部分長度方向上是基本傾斜的。
根據(jù)本發(fā)明的基本思想，這種精磨機具有至少兩個彼此同軸設置的精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維的材料的精磨表面上，至少其中一個精磨表面圍繞一軸旋轉(zhuǎn)，待離解的材料供入該兩精磨表面之間，該精磨表面具有凹槽和該凹槽之間的脊，精磨表面的脊的至少一部分由至少兩個彼此相連的不同脊部形成，這樣其中一個脊部在精磨表面的旋轉(zhuǎn)方向上遠遠在另一脊部的前面，在精磨表面的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)，至少一些脊部中的壁在該脊部的至少部分長度方向上是基本傾斜的。
附隨的權利要求書中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，它使待精磨的材料更有效地移出精磨表面的凹槽進而到達兩對立的精磨表面之間的空間，因此使精磨的成品質(zhì)量更高并使精磨機保持高產(chǎn)量。


附圖中更詳細地例示了本發(fā)明，其中圖1為傳統(tǒng)的盤式精磨機的示意性剖視圖；圖2為傳統(tǒng)的錐形精磨機的示意性剖視圖；圖3示意性地示出了從精磨表面觀察的典型磨盤；圖4為本發(fā)明的精磨機的精磨片段的示意圖；圖5a，5b，5c，6，7示意性地示出了本發(fā)明的位于精磨表面上的脊和凹槽；圖8，9和10示意性地示出了本發(fā)明的精磨表面上的脊；為了清楚起見，本發(fā)明在附圖中簡化示出。同樣的部件用相同的參考標號表示。
具體實施例方式
圖1為傳統(tǒng)的盤式精磨機的示意性側(cè)面剖視圖。盤式精磨機包括兩個盤狀精磨表面1和2，該精磨表面彼此同軸設置。在本實施例中，其中一個精磨表面1位于旋轉(zhuǎn)的磨盤3上并圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，另一精磨表面2位于固定的磨盤5也即定子上。磨盤3和5上的精磨表面1和2可直接形成于盤上或由獨立的精磨片段通過本來就公知的方式形成。此外，圖1示出了通過軸4連接作用于磨盤3上的加載器6，這樣可將該加載器推向磨盤5從而調(diào)節(jié)它們之間的開口。磨盤3以本來就公知的方式利用附圖中出于清楚起見而未示出的電機圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。
將待離解的含有木質(zhì)纖維的材料通過精磨表面2中間的開口7供至精磨表面1和2之間的開口、也即精磨間隙中，在此離解并研磨所述材料同時該材料中的水分蒸發(fā)。待離解的含有木質(zhì)纖維的材料也可通過精磨表面2上的開口供入精磨間隙內(nèi)，出于清楚起見，附圖中沒有示出該開口。已離解的含有木質(zhì)纖維的材料經(jīng)由磨盤之間的開口從磨盤之間的空間、也即從精磨間隙的外緣排出至精磨機腔8內(nèi)，并沿著排出通道9從該腔8進一步排出。
圖2為傳統(tǒng)的錐形精磨機的示意性側(cè)面剖視圖。該錐形精磨機具有兩個精磨表面1和2，它們彼此同軸設置。在這個實施例中，其中一個精磨表面1位于旋轉(zhuǎn)的錐形磨盤3上并圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，另一精磨表面2位于固定的錐形磨盤5也即定子上。磨盤3和5的精磨表面1和2可以直接形成于磨盤上或通過本來就公知的方式由獨立的精磨片段形成。而且，圖2示出了通過軸4連接作用于磨盤3上的加載器6，這樣可將該加載器推向磨盤5從而調(diào)節(jié)它們之間的開口。磨盤3以本來就公知的方式利用附圖中處于清楚起見而未示出的電機圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。
將待離解的含有木質(zhì)纖維的材料通過精磨表面2中間的開口7供至精磨表面1和2之間的錐形間隙、也即錐形精磨間隙內(nèi)，在此離解并研磨所述材料。已經(jīng)離解的含有木質(zhì)纖維的材料經(jīng)由磨盤之間的開口從磨盤之間的空間、也即從精磨間隙的外緣排出至精磨機腔8內(nèi)，并通過排出通道9從該腔8進一步排出。
圖3示意性地示出了從軸向所觀察的磨盤的典型精磨表面。該精磨表面包括沿著精磨機外圍方向交替的凹槽10和處于相同狀態(tài)的脊11。精磨表面還包括橫跨凹槽10的限流器，也即所謂的堤壩18，利用該堤壩可防止未處理的材料離開精磨間隙。堤壩18迫使纖維紙漿離開凹槽10，但該堤壩18使得水和精磨過程中由于引入精磨機的高功率而產(chǎn)生蒸氣更難從精磨間隙排出。舉例來說，這里就將精磨表面沿徑向分成具有彼此不同形狀的凹槽和脊的兩個連續(xù)圓形部分。所以，例如，外圓中的脊相對于箭頭A所示的旋轉(zhuǎn)方向，在其至少部分長度方向上是彎曲的，如圖3所示，這樣精磨表面的外圍上的中間產(chǎn)物被從精磨機向外“泵送”。本領域公知的有，幾種不同的精磨表面直接形成于磨盤上或者不同表面元件的磨盤上。
圖4示意性地示出了根據(jù)一種方案的精磨表面1的一部分、也即片段，其中例如精磨表面1在徑向上被分成兩個連續(xù)的圓形部分12和13。內(nèi)圓12的脊11被成形為使得它們由至少兩個不同的脊部11a和11b構成。脊部11a和11b彼此相連從而在脊部11a與脊部11b的連接點處，較靠近中心軸4、也即精磨表面1的旋轉(zhuǎn)軸的脊部11a在箭頭A所示的旋轉(zhuǎn)方向上相對于中心軸4比脊部11b要落后些，其中脊部11b較遠離中心軸4。脊部11a和11b也可彼此相連從而在脊部11a和11b的連接點處，較靠近中心軸4的脊部11a在旋轉(zhuǎn)方向上相對于中心軸4要遠在脊部11b的前面，其中脊部11b較遠離中心軸4。脊部11a和11b也可以具有與精磨表面相同的徑向，或者它們可沿著精磨表面的旋轉(zhuǎn)方向向前彎曲。外圓13被成形為使得其上的凹槽10和脊11呈輻射狀，或者可以是筆直的或相對于精磨表面1的半徑彎曲-45至+45度。部分精磨表面1、也即精磨片段也可僅由一個與內(nèi)圓12類似的圓形部分構成。它們也可由類似于內(nèi)圓12和外圓13的多個圓形部分構成。由于精磨過程中引入精磨機的高功率而產(chǎn)生的蒸氣流以及凹槽10中的精磨間隙內(nèi)所存在的水流無需必要地用堤壩來阻止。
圖5a，5b和5c示意性地示出了根據(jù)所述方案的精磨表面上的脊11的一些潛在實施例。圖5a示出了從垂直于精磨表面1的方向觀察的脊11，圖5b是從D點剖開的脊部11a的剖視圖，圖5c是從E點剖開的脊部11a的剖視圖。含有木質(zhì)纖維的材料借助于離心力并經(jīng)由脊部11a的側(cè)壁14以及脊部11a和11b的連接點處的脊部之間的斜面15而被導入精磨間隙以便精磨，該離心力由于磨盤和精磨表面的旋轉(zhuǎn)所引起，其中該脊部11a在精磨表面1的旋轉(zhuǎn)方向上靠前些。由于精磨過程中被引入精磨機的高功率而產(chǎn)生的蒸氣、以及水沿著槽17的底部排出精磨機，因為它們的密度低于含有木質(zhì)纖維的材料，因此影響所述蒸氣和水的離心力低于影響含有木質(zhì)纖維的材料的離心力。所以，所述蒸氣和水在具有開口空間的方向上被引導，以便沿遠離中心軸4、也即精磨表面的旋轉(zhuǎn)軸的方向流出。在脊11的縱向、也即精磨表面1的徑向上設計和計算脊11的壁14和斜面15的形狀及其位置使得，含有木質(zhì)纖維的材料被導入精磨表面1和2之間的精磨區(qū)，蒸氣和水沿著凹槽17的底部被排出精磨機。
脊部11a和11b的壁14傾斜地形成或相對于精磨表面1的旋轉(zhuǎn)方向A向后傾斜形成，這樣角度α1和α2在精磨表面的法線平面與斜壁14之間形成，如圖5b和5c所示。角度α1表示脊部的傾斜較靠近精磨表面1的旋轉(zhuǎn)軸，角度α2表示脊部的傾斜遠離精磨表面1的旋轉(zhuǎn)軸。在脊部11a和11b的整個縱向上所述壁的傾斜保持相同，由此角度α1和α2在脊部的整個長度上相等，但優(yōu)選的是，當沿著脊部11a和11b朝著精磨表面1的外圍向前前進時，脊部的壁的傾斜度增加；換句話說，α2因此大于α1。較靠近精磨表面1外圍的角度α2的大小可在15至60度之間變化，優(yōu)選在30至50度之間變化，那么較靠近精磨表面1的旋轉(zhuǎn)軸的角度α1的大小可在例如0.5至5度之間改變，但優(yōu)選角度α1至少比角度α2小10度。角度的大小帶來這樣的影響，即角度越大，待精磨的材料被導入精磨表面之間的效果越好。因此，當具有較大傾斜度的精磨表面的脊部的壁遇到對立的精磨表面的脊部的相應壁時，這兩壁之間產(chǎn)生的壓力脈沖較低，這就易于提升纖維用以精磨，由此使得精磨更有效以及木漿質(zhì)量提高。當沿著精磨表面的外緣方向行進時，由于精磨表面的脊部的壁的傾斜度增加，在待精磨的材料從精磨表面之間的空間移出之前、沿著外緣方向在精磨表面之間從精磨表面中心移動時，所對準的待精磨材料可獲得更有效的精磨效果。待精磨材料在外圍方向上移動得越遠，精磨區(qū)增加得越多，所以，對于待精磨材料特別有利的是，當沿著外圍方向移動時，待精磨材料被導入的效果比其離開凹槽到達精磨表面之間的空間之前更有效。
附圖中示出了脊部11a和11b的壁沿著精磨表面1的旋轉(zhuǎn)方向A在脊部的整個長度上是傾斜的，但也可以是這種情況，即，所述壁僅在部分脊部的長度方向上傾斜。
當脊部11a和11b的壁14沿著精磨表面1的旋轉(zhuǎn)方向A在脊部11a和11b的至少部分長度上傾斜時，待精磨材料越有效地移出脊部11之間的凹槽17，進而到達相對的精磨表面之間的脊11的上表面。因此，可提高所精磨的最終產(chǎn)品的質(zhì)量，精磨機可保持高產(chǎn)量。此外，由于在脊部11a和11b的連接點處形成斜面15，待精磨材料可更有效地移向精磨表面1和2之間的空間，該斜面15被設計成從較靠近精磨表面1的旋轉(zhuǎn)軸的脊部11a的方向朝著遠離精磨表面1的旋轉(zhuǎn)軸的脊部11b升高，該斜面15優(yōu)選延伸到脊部11b的上表面。這些斜面15可形成于精磨表面1的脊部11a和11b的所有連接點處，或僅形成于其中一些連接點處。
圖6示意性地示出了從與精磨表面1的旋轉(zhuǎn)方向A相對的方向觀察的、精磨表面1上的脊11的傾斜頂視圖。此外，圖6中箭頭B表示蒸氣和水在脊11之間的凹槽17中的流動方向，箭頭C表示含有木質(zhì)纖維的材料經(jīng)由脊部11a和11b的連接點處的斜面15向精磨表面1和2之間的精磨區(qū)移動。圖6，與圖5相同，也示出了在精磨表面1的旋轉(zhuǎn)方向上的相鄰脊部之間，將脊部連在一起的堤壩狀結(jié)構18和19，這些堤壩狀結(jié)構確保了含有木質(zhì)纖維的材料從凹槽17升入精磨表面之間的精磨間隙以便處理。所述結(jié)構18和19可延伸至脊部的上邊緣或僅延伸至脊部高的一部分。
圖5a示出了脊11的前壁在精磨表面1的凹槽17的平面上沿著精磨表面1的旋轉(zhuǎn)方向A是連續(xù)的，換句話說，當所述材料沿著精磨表面1的徑向從精磨表面1的內(nèi)圍向精磨表面1的外圍移動時，脊部11b的壁沒有中斷地連續(xù)，脊部11a的壁沒有在精磨表面1的平面上交錯。圖7還示出了脊11的一種實施例，其中圖右側(cè)的脊11的所述壁在精磨表面1的凹槽17的平面上不連續(xù)，但沿著在脊11a和11b的壁的前邊緣之間的精磨表面1，2的旋轉(zhuǎn)方向，在脊11a和11b的連接點處的凹槽17的平面上具有小的交錯或小臺階20。所述臺階甚至可以大到從遠離脊部的出口邊緣的側(cè)部以及脊部的底面開始，在該情況下所述臺階同時構成堤壩。但是，根據(jù)臺階頂?shù)慕嵌?，堤壩不必阻止凹槽中本來就有的流動，但該堤壩將待精磨材料有效地引導至精磨表面之間的空間。圖8，9和10進一步示意性地示出了根據(jù)所述方案的精磨表面1的脊11的幾種可行形狀的實例。圖8，9和10中的脊11的特征在于脊部的較低邊緣或前邊緣沿著一條連續(xù)線，換句話說，從精磨表面的底部伸出的脊11的脊部沿著一條連續(xù)線，該連續(xù)線可按多種不同方式改變。如果在脊11的不同脊部的連接點處具有臺階，那么對于精磨表面的法線與脊部的斜壁之間的角，當其在該臺階頂時也必須比在下一個脊部的起始處時大些。
所述的附圖和相關說明僅用來例示本發(fā)明的要領。本發(fā)明的細節(jié)可在權利要求的范圍進行改變。因此，磨盤的片段的結(jié)構方案本身可改變，由此其中一個或兩個精磨表面可以是本發(fā)明的表面。精磨表面一般為垂直的并且圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，但本發(fā)明也可以采用精磨表面為水平的方案。精磨表面也可以是圓柱形或圓錐形的。此外，本發(fā)明可應用于低濃度精磨和纖維板纖維的精磨。根據(jù)所述方案的精磨表面自然也可用于這樣的精磨機中，即在固定設置的兩磨盤也即兩定子之間具有一個旋轉(zhuǎn)的磨盤，該旋轉(zhuǎn)磨盤的兩側(cè)具有精磨表面，或者根據(jù)所述方案的精磨表面可以應用于兩磨盤都旋轉(zhuǎn)的精磨機中。在附圖的實例中，精磨表面的旋轉(zhuǎn)方向A表示為從左到由，但無疑也可從右到左，在該情況下，脊11的形狀當然可按這樣的方式改變，即脊11的斜壁14朝著旋轉(zhuǎn)方向、也即與附圖相比處于脊11的左邊緣。
權利要求
1.一種精磨機用的精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維的材料，該精磨機包括至少兩個彼此同軸設置的精磨表面(1，2)，至少其中一個精磨表面圍繞一軸旋轉(zhuǎn)，待離解的材料供入該兩個精磨表面之間，該精磨表面(1，2)具有凹槽和該凹槽之間的脊(11)，精磨表面(1，2)的脊(11)的至少一部分由至少兩個不同脊部(11a，11b)形成，該脊部(11a，11b)彼此相連，從而一個脊部(11a，11b)在精磨表面(1，2)的旋轉(zhuǎn)方向上遠遠在另一個脊部(11a，11b)的前面，并且在精磨表面(1，2)的旋轉(zhuǎn)方向(A)上的至少一些脊部(11a，11b)中，前壁(14)在該脊部的至少部分長度方向上是基本傾斜的，其特征在于，脊部(11a，11b)的壁(14)的傾斜度沿著脊部(11a，11b)的縱向改變，從而較靠近精磨表面(1，2)的中心軸的壁(14)的傾斜度小于遠離精磨表面(1，2)的中心軸的壁(14)的傾斜度。
2.根據(jù)權利要求1所述的精磨表面，其特征在于，脊部(11a，11b)的壁(14)的傾斜度為0.5至60度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的精磨表面，其特征在于，在脊部(11a，11b)的連接點處，較靠近精磨表面(1，2)的中心軸(4)的脊部(11a)在精磨表面(1，2)的旋轉(zhuǎn)方向上比遠離該中心軸的脊部(11b)落后。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的精磨表面，其特征在于，在脊部(11a，11b)的連接點處，較遠離精磨表面(1，2)的中心軸(4)的脊部(11a)在精磨表面(1，2)的旋轉(zhuǎn)方向上比靠近該中心軸的脊部(11b)落后。
5.根據(jù)前面任一項權利要求所述的精磨表面，其特征在于，從精磨表面的旋轉(zhuǎn)方向看，兩個相繼脊部(11a，11b)的壁的前邊緣是連續(xù)的。
6.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的精磨表面，其特征在于，從精磨表面(1，2)的旋轉(zhuǎn)方向看，兩個相繼脊部(11a，11b)的壁的前邊緣彼此交錯。
7.根據(jù)前面任一項權利要求所述的精磨表面，其特征在于，設置在精磨表面(1，2)上的兩個彼此相連的脊部(11a，11b)的至少一些連接點包括朝向精磨表面(1，2)的外緣傾斜的斜面。
8.根據(jù)前面任一項權利要求所述的精磨表面，其特征在于，脊部(11a，11b)的上表面位于相同的平面中。
9.根據(jù)前面任一項權利要求所述的精磨表面，其特征在于，在精磨表面(1)的旋轉(zhuǎn)方向(A)上相鄰的脊部(11a，11b)之間，具有將所述脊部(11a，11b)連在一起的堤壩狀結(jié)構(18，19)。
全文摘要
一種精磨機用的精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維的材料，該精磨機包括至少兩個彼此同軸設置的精磨表面(1，2)，至少其中一個精磨表面圍繞一軸旋轉(zhuǎn)，待離解的材料供入該兩精磨表面之間。精磨表面(1，2)具有凹槽和該凹槽之間的脊(11)，精磨表面(1，2)的脊(11)的至少一部分由至少兩個彼此相連的不同脊部(11a，11b)形成，這樣其中一個脊部(11a，11b)在精磨表面(1，2)的旋轉(zhuǎn)方向上遠遠在另一脊部(11a，11b)的前面。此外，在精磨表面(1，2)的旋轉(zhuǎn)方向(A)上的至少一些脊部(11a，11b)中，前壁(14)在該脊部的至少部分長度方向上是基本傾斜的。
文檔編號D21B1/04GK1805795SQ200480016881
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月10日 優(yōu)先權日2003年6月18日
發(fā)明者P·武奧里奧, M·卡里內(nèi)瓦 申請人:美卓紙業(yè)公司