"UMA SUPERFÍCIE DE PURIFICAÇÃO PARA UM REFINO DOMATERIAL DESFIBRADO CONTENDO LIGNOCELULOSE"
Campo da Invenção
A invenção relata uma superfície de purificação no refinamento em umrefino para material desfibrado contendo lignocelulose, no qual o refino tem duassuperfícies de purificação coaxialmente rotativas, entre no qual o material a serdesfibrado é depositado e bem como ambas tem encaixes e barras entre elas.
Descrição da Técnica Anterior
Material contendo lignocelulose, como a madeira ou semelhante^ édesfibrado em disco e refinos cônico para produzir diferentes polpas de fibras. Ambosos refinos, em discos e os refinos cônicos, têm dois discos de refinos . com umasuperfície de purificação em ambos. O refino em disco tem refino em forma de umdisco e o refino cônico tem um disco de refinamento cônico. Os discos de refinos sãoequipados com uma superfície de purificação coaxialmente rotativa um contra o outro.
Qualquer dos discos de refinos portanto giram em relação à um disco fixo de refino,p.e.. estator, ou discos semelhantes giram em direções opostas em relação a se. Assuperfícies de purificação de discos de refinos tipicamente tem encaixes eprotuberâncias, ou barras de lâminas, entre eles. A forma desses encaixes e barraspodem variar em muitos diferentes tipos por si. Deste modo, a superfície de purificação,por exemplo, em direção radial do disco de refino ser dividida em duas ou mais partecircular, com encaixes e barras de diferentes formas cada uma entre elas. Similarmente,o número e a densidade de barras e encaixes em cada círculo e. a forma desta einclinação podem diferenciar-se entre elas. Desse modo, as barras-podem-também-sercontínuas ao longo do raio inteiro da superfície de purificação ou este pode estar emvárias barras consecutivas em direção radial.
Os discos de refinos são formado de tal maneira que a distância entre asuperfícies de purificação é mais longa no centro dos discos de refinos e a abertura entrea superfície de refino, p. e. zona de refinamento, estreita-se para fora desse modoprocessando e desfibrando a fibra do material no refino podendo ser feito comodesejado. Porque o material que já está desfibrado sempre contém uma quantidadesignificante de umidade, uma grande distribuição de vapor é gerada durante odesfibramento, no qual afeta a operação e o comportamento do disco de refinamento demuitas maneiras.
Para o controle da operação de refino, é necessário ser capaz de mover asuperfície de purificação para uma distancia adequada para si. Para esse propósito, umacarga maior é tipicamente conectada para agir em um disco de refinamento de talmaneira para empurrar o disco de refinamento em direção ao segundo disco derefinamento ou para puxar afastando dele dependendo das condições de pressão internado refino. A força causada pela pressão entre a superfície de purificação do refino podeem um refino normal ser negativa ou positiva dep.endendo por exemplo da pressão devapor, fluxp do material refinado afetado pela geometria da superfície de purificação,contra-pressão na câmara de refino e muito outros fatores. Desse modo, quando aabertura entre a superfície de preparação de algumas aplicações são totalmentepequenas, existe um risco que a superfície de purificação entre em contato com outras ecausa um desgaste extra e possivelmente um dano maior. Em situações especiais,, noqual uma menor força de carregamento é usada e as situações da pressão entre os discospodem mudar de positivo a negativo, o risco é totalmente elevado.
Resumo da Invenção
O objeto da presente invenção provem uma superfície de purificação paraum refino, por meios do qual o risco pode substancialmente ser evitado. A superfície depreparação da presente invenção é caracterizada na qual pelo menos algumas das barrasda superfície de purificação têm na superfície externa delas um bisel que toma aabertura inferior da direção de entrada ,das barras da segunda superfície de purificaçãodesse modo quando a superfície de purificação gira em.relação,a si, yma força queempurra a superfície de purificação afastando de si é sempre criada entre elas.
A idéia essencial da presente invenção é que em pelo menos algumas dasbarras de uma superfície de purificação, a superfície externa da barra é inclinada de.umamaneira que o bisel está na direção de entrada das barras da segunda superfície depurificação. Isto produz uma situação, no qual existe sempre uma força positiva entre asuperfície de purificação e por causa dele, eles não podem mover e direção a si sem umaforça de sustentação diferenciada.
Breve Descrição das Figuras
A presente invenção irá ser melhor descrita em detalhes anexados aosdesenhos, no qual,
Figura 1 é uma vista transversal esquemática de um disco derefinamento em disco convencional,
Figura 2 é uma vista transversal esquemática de refinamento em coneconvencional,
Figura 3 é uma vista esquemática transversal de um típico disco derefinamento visto da superfície de purificação,
Figura 4a a 4c são vista parcial esquemática em pedaço de algumassoluções da invenção em pedaços na direção circunferencial dos discos de refinamento,
Figura 5 é uma vista esquemática de detalhes dimensionais da invenção,
Figura 6a a 6c são vistas esquemáticas de uma incorporação escolhida dainvenção,
Figuras 7a a 7 c são vistas esquemáticas de uma segunda incorporaçãoescolhida da invenção,
Figuras 8a a 8c são vistas esquemáticas de uma terceira incorporaçãoescolhida da invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
A Figura 1 é uma vista transversal esquemática lateral de um refinamentoem disco convencional. O disco de refinamento tem duas superfícies de purificaçãocoaxialmente montadas 1 e 2. Nessa incorporação,, uma superfície de purificaçãq 1 estáno disco de refinamento giratório· 3 que é girado pelo eixo 4. Nesse caso . a outrasuperfície de purificação 2 está fixa no disco de refino 5} p. e., estator. As superfícies depurificação 1 e 2 do disco de refinamento 3 e 5 podem ambas ser fornada diretamentedesta ou formadas da. separação de segmentos de refinamento de uma maneiraconhecida por si. Além disso, a Figura 1 mostra uma sobrecarga 6 que é conectada paraatuar no disco de refinamento 3 através do eixo 4 de uma maneira que possa serempurrada em direção ao disco de refinamento 5 para ajustar a abertura entre elas. Odisco de refinamento 3 é girado pelo eixo 4 de uma maneira conhecida por si usando ummotor não mostrado na figura. .
O material contendo lignocelulose e a ser desfibrado é depositado atravésda abertura 7 no meio da uma superfície de purificação 2 para abertura entre assuperfícies de purificação 1 e 2, p. e, a zona de refinamento, onde é desfibrado e aregião onde a água do material é vaporizada. A desfibração da polpa do material defibra sae entre o disco de refinamento da extremidade exterior da abertura entre elas, p.e., a zona de refinamento, para a câmara 8 e sai da câmara 8 através de um canal externo9.
A figura 2 é uma vista transversal esquemática lateral de um cone derefinamento convencional. O cone de refinamento tem duas superfícies de purificação 1e 2 que formam uma zona de cone de refinamento em relação ao eixo central. Nessaincorporação, a segunda superfície de purificação 1 está no cone de refinamentogiratório 3 que é girado pelo eixo 4. Nesse caso a outra superfície de purificação 2 estafixa no cone de refino 5, p. e., estator. As superfícies de purificação 1 e 2 do cone derefinamento 3 e 5 podem ambas ser formada diretamente desta ou formadas daseparação de segmentos de refinamento de uma maneira conhecida por si. Além disso, aFigura 2 mostra uma sobrecarga 6 que é conectada para atuar no disco de refinamento 3através do eixo 4 de uma maneira que possa ser empurrada em direção ao cone derefinamento 5 para ajustar a abertura entre elas. O cone de refinamento 3 é girado peloeixo 4 de uma maneira conhecida por si usando um motor não mostrado na figura.
O material contendo lignocelulose e a ser desfibrado é depositado atravésda abertura 7 no meio de uma superfície de purificação 2 para abertura entre assuperfícies de purificação 1 e 2, p. e, a zona de refinamento, onde é desfibrado e aregião onde a água do material é vaporizada. A desfibração da polpa do material defibra sae entre o disco de refinamento da extremidade exterior da abertura entre elas, p.e., a zona de refinamento, para a câmara 8 e sai da câmara 8 através de um canal externo9.
A figura 3 é uma vista transversal esquemática de uma típica superfíciede purificação de um disco de refino visto da direção do eixo. A superfície depurificação tem alternadamente encaixes 10 e barras na mesma posição em direçãocircunferencial do refino. Por exemplo, a superfície de purificação é aqui dividida emdois radialmente consecutivos círculos com encaixes e barras que tem formasdiferentes. Desse modo, as barras no circulo externo podem pelo menos serparcialmente curvadas e giradas em direção mostrada pela seta A na Figura 3 dessemodo o material na borda externa da superfície de preparação é empurrado para fora dorefinamento. As superfícies de purificação desse tipo, no qual ambas são formadasdiretamente do disco de refinamento ou de elementos diferentes de superfícies de umamaneira conhecida por si, existem em diferentes formas e podem ser aplicados deacordo com a invenção.
As figuras 4a a 4c são vistas transversais esquemáticas em direçãocircunferencial do refinamento mostrando a seção das superfícies de purificação opostas1 e 2 e os encaixes 10 e barras 11 entre elas. Por exemplo, a superfície de purificação 2do lado direito é fixa, p. e., o estator, e a superfície de refinamento 1 do lado esquerdo égiratória, p. e., move-se em direção mostrada na seta A nas Figuras 4a a 4 c em relaçãoao estator. Ambas as superfícies de refinamento são tipicamente verticais e giratórias aoredor de um eixo horizontal, mas a invenção pode também aplicar soluções no qual asuperfícies de purificação são horizontais. ·
A Figura 4a mostra nesse caso, no qual existem encaixes 10 na superfíciede purificação giratória, e barras 11 entre os encaixes. As barras 11 podem ter variasformas em contorno transversal, mas de uma maneira que na direção do movimento,existe um bisel 12 no qual tem certas extensões atuando como um cortador quando.asfibras são cortadas. A segunda superfície de purificação tem encaixes 20 e barras 21entre elas. Os encaixes 10 e 20 podem ter muitas formas. Pelo menos algumas dasbarras na segunda superfície de purificação 2, a superfície externa 22 tem um bisel 23que é convergente, p. e., torna-se mais baixo a direção de entrada das barras 11 daprimeira superfície de purificação em direção a extremidade final da barra 21. Parte dasuperfície externa 22 da barra 21 da segunda superfície de purificação 2 pode seruniforme de modo que o material de fibra entre as barras da superfície de purificaçãosão aquecidos e pequenas triturações entre elas. O movimento da superfície depurificação rotativa em relação a si feita pelo material a ser desfibrado e o vapor ou gásno disco de refino prensa entre a superfície externa da barra 11 e 21 no bisel 23, no qualuma força ascendente que empurra a superfície de purificação afastando de si.Convenientemente a forma foi planejada e desenhada, tamanho e locação do bisel 23em direção radial da barra produz uma situação, no qual a força que empurra asuperfície de purificação 1 e 2 para si sempre atuando entre elas. Com resultado disso,as superfícies de purificação nunca irão se tocarem, mas tentam puxar para si e adistancia entre elas podem facilmente e de forma confiante ser ajustada meramente peloajuste da força de sustentação do suporte de aparatos que prensa a superfície depurificação junto para o lado de fora.
A figura 4b mostra uma incorporação, no qual a barra 11 do movimentorotor 1, p. e., um rotor giratório ao redor do eixo, tendo um bisel 13. A operação destacorresponde por si à operação na Figura 4a.
A figura 4c mostra uma incorporação, na qual a barra 11 e a 21 de ambasas superfícies de purificação 1 e 2 tem bisel correspondentes 13 e 23. De fato, a forçaempurra a superfície de purificação para afastar de si pode ser feita mais forte do quequando a inclinação esta na barra de apenas uma superfície de purificação.
A Figura 5 é um maior detalhe da vista esquemática da dimensão dainvenção. Por um motivo de simplicidade, apenas mostra-se uma superfície depreparação da barra em ambos os lados. É mostradas a distância máxima Hi e distânciamínima, p. e., espaço, H2 entre a superfície final da barra de ambos as superfícies depurificação.
Alguns fatores afetam a magnitude da força empurrando a superfície depurificação afastando de si. Isto inclui uma velocidade mútua das superfícies depreparação no bisel das barras, a quantidade de material, vapor de água no refinamento,as dimensões, inclinações e forma do bisel.
Sobre acima mencionado, pode ser estabelecido que em certascircunstâncias, a força máxima obtida por meios de um bisel pode ser definida por umaexpressão conhecida do fluxo dinâmico, como descrita por exemplo por B.J. Hamrock,"Fundamentos da lubrificação do filme de fluidos", McGraw-Hill séries e, EngenhariaMecânica, McGraw-Hill Inc., New York, 1994, como a seguir:
<formula>formula see original document page 8</formula>
Onde,
Kc= H1/H2 (razão entre a quantidade que entra e a quantidade que sai da superfície finalda barra)
Vb = Velocidade entre as superfícies de purificação, eIb = Comprimento do bisel.
A força máxima é obtida pelo cálculo do ponto máximo da função FT emrelação à variação do Kc. A força máxima é obtida com o Kc no valor de 2,2.
<formula>formula see original document page 8</formula>
As Figuras 6a a 6c mostram a incorporação escolhida da invenção, noqual tem sido possível alcançar dentro de um valor que quando a distancia entre assuperfícies de purificação mudam, a força atuando entre as superfícies de purificaçãotem a mudar correspondentemente como necessário. Essa incorporação mostra porexemplo uma barra 22 de um disco de refinamento, no qual pode ser uma ou outra umabarra radial ao longo de todo o disco de refinamento ou uma barra ou parte de uma barraformando apenas uma parte desta. Essa incorporação emprega uma solução, no qual abarra tem três bisel que são diferentes quanto as inclinações e a operação de casa biselestá na principal vantagem naquela distancia específica entre as superfícies depurificação. Desta maneira, quando à distância entre as superfícies de purificaçãomudam, é possível utilizar a superfície do bisel que melhor opera naquela distância emquestão para realizar a necessária força de empurrar. A figura 6a mostra a incorporaçãocomo visto da superfície do disco de refinamento, Figura 6b mostra o topo da superfícieda barra 22 como visto da direção da seta Bea Figura 6c mostra a barra 22 como vistopela direção da seta C, p.e., do final da barra. Esses mostram como os biseis esta emdiferentes em diferentes pontos ao longo da barra 22. Podendo haver um ou mais biséis.Esta solução, existe com três inclinações.
As figuras 7a a 7c mostram uma segunda incorporação escolhida dapresente invenção. Nessa incorporação mostrar uma solução similar como nas Figuras6a a 6c para direções correspondentes. Contudo, essa incorporação difere-se dasalternativas mostrada acima em que não é uma combinação de consecutivas biseis coma mesma inclinação, mas a inclinação do bisel muda de uma extremidade da barra 22para a outra mais preferivelmente continuamente desse modo o tamanho da inclinaçãodo bisel 23 muda de uma extremidade da barra para outra. Para fabricação, atualmenteas vantagens têm no aumento da inclinação na extremidade final e uma diminuição daoutra extremidade. Similarmente, a Figura 7b em particular mostra que a largura dobisel na direção transversa da barra 22 não é necessariamente constante, mas pode variare pode ser designada em diferentes maneiras dependendo das condições de operação.
As figuras 8a a 8c mostram uma terceira incorporação da presenteinvenção. Essa incorporação mostra uma solução similar como na Figuras 6a a 6c dedireções correspondentes. Contudo, essa incorporação difere-se das alternativasmostrada acima em que não é uma combinação de consecutivos bisel com a mesmainclinação, mas a barra 22 tem pelo menos dois bisel em paralelo Ib e Ib' em direçãolongitudinal da barra 22 e os bisel estão em ângulos diferentes como visto na direção daseta C da barra 22, p. e., da extremidade da barra 22.
A solução mostrada na Figura 8c pode ser formada da mesma maneira,por exemplo, que a largura total 1 +Ib +Ib' da barra 22 é 6,5mm, no qual a largura dobisel Ib é 3mm e a largura do bisel Ib' é 3 mm. Quando os espaços da superfícielaminada, p. e., espaços da quantidade saída de H2, é 0,1 mm por exemplo, a escolha doespaço da quantidade de entrada de Hj de acordo com a presente invenção é 0,22mm,no qual algumas vezes o espaço da quantidade de saída de H2' de um segundo bisel, noqual então produz 0,484 mm como o valor de melhor espaço de quantidade de entradade Hi' escolhido. Os espaços de quantidade de entrada e saída são calculados usando aexpressão de razão de espaços de quantidades de entrada e saída descritas acima. Asfórmulas Hi= Kc χ H2 e Hii=Kc χ H2' como aplicado para a solução tem sido usado nocalculo. Os valores obtidos são calculados com a quantidade de entrada e quantidade desaída obtida pela razão de Kc valor de 2,2 que produz a maior força possível de Fimaxque empurra a superfície de purificação afastando de si. Pelo calculo para ambos osbiseis parcial uma força que empurra a superfície de purificação afastando de si e osomatório das forças produzidas pela força de abertura da superfície de purificação dasolução. Nesse exemplo, à distância H2 entre a lâmina de refinamento oposta é 0,1 mm.As lâminas podem otimizar para uma distancia de lâmina desejada pela mudança dosvalores, por meio do qual o valor do bisel também troca de acordo com a fórmula.
A largura e o comprimento do bisel nas barras podem ser designados emdiferentes maneiras quando o número e a locação das barras em direção radial dasuperfície de purificação e a velocidade de rotação são conhecidos, [tomando em baseno qual é possível para calcular a magnitude da força realizada pelos bisel e empurrandoa superfície de purificação afastando de si. Desse modo o bisel pode ser como amplocomo a barra total ou mais estreita. Similarmente, o bisel pode ser longo como a barraou menor. Eles podem também ter besil em apenas algumas das barras, por exemploalgumas da segunda barra, etc. O bisel pode ser plano, convexo ou côncavo em direçãotransversa da barra. Similarmente, o bisel pode variar na largura em direção longitudinalda barra, por exemplo pode estreitar do centro para fora, etc.Ainda que para realizaraforça máxima, o valor para parâmetro seja Kc é 2,2, é possível desviar desse valor e umvalor usualmente encontrado na prática é um Kc = 2,2 +/- 50%, preferivelmente Kc =2,2 +/- 20%. Bisel com diferentes inclinações pode também ser formadoconsecutivamente na direção radial em diferentes bisel ou alternativamente em direçãocircunferencial da superfície de purificação.
A presente invenção está na descrição acima e nos desenhos descritospor exemplo e não são limitados por estes. A idéia essencial é que pelo menos emalgumas das barras de superfície de purificação, exista um bisel convergente inclinadode uma extremidade para outra extremidade da barra no qual as barras das outrassuperfícies de purificação aproximam-se quando a superfície de purificação move-se.
As superfícies de purificação são tipicamente verticais e rotativas ao redor do eixocentral, mas é também possível aplicar a invenção soluções, no qual as superfícies depurificação são horizontais. A invenção pode ser aplicada para refinamento com duplaabertura com um rotor flutuante, conhecido por um técnico no assunto. Um problemageral com dupla abertura de refinamento é que a lâmina não fica em ambas na mesmazona de refinamento, se existe uma pequena mudança de fluxo na zona de refinação. Asolução da invenção estabiliza a operação do motor e previne uma colisão lateral daslâminas. Além disso, a invenção pode ser aplicada para refinamento de poucaconsistência e refinamento de fibras de papelão.