BR102013023664A2 - Placa refinadora com geometria gradualmente variável - Google Patents

Abstract

RESUMO Patente de Invenção: "PLACA REFINADORA COM GEOMETRIA GRADUALMENTE VARIÁVEL". A presente invenção refere-se a um segmento de placa refinadora com uma zona de transição contínua se estendendo da periferia ou de um local próximo da periferia da placa, substancialmente em forma espiral, em direção ao eixo de rotação da placa adjacente à zona de barra de corte.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PLACA RE-FINADORA COM GEOMETRIA GRADUALMENTE VARIÁVEL".

Pedido Relacionado A presente invenção reivindica os benefícios do Pedido de Patente Provisional 61/701,825, depositado em 17 de setembro de 2012, incorporado nesta em sua integralidade por referência.

Campo Técnico A presente invenção refere-se a uma placa refinadora rotativa com um arranjo de barras e ranhuras criando uma zona de transição contínua se estendendo de uma área próxima da porção interna da placa ou segmento de placa (ou setor) próxima da zona de barras cortadoras para uma área próxima da periferia da placa ou segmento (ou setor) de placa. Técnica Relacionada Placas refinadoras convencionais geralmente compreendem uma zona interna substancialmente anular, caracterizada por barras e ranhuras muito grossas, onde o material de alimentação é reduzido em tamanho e provido um componente radial (a partir do eixo de rotação da placa refinadora em direção à periferia) de movimento sem ação de refino substancial. Esta é a chamada zona de barra de corte. Uma segunda zona externa anular recebe o material da primeira zona, e realiza uma ação de refino relativamente grosseira em sua porção interna, seguida de um grau de refino mais apurado em uma porção externa. Esta zona externa é conhecida como zona de refino.

As zonas de refino de placas refinadoras tipicamente têm uma ou mais regiões de refino anulares, substancialmente distintas, cada uma delas tendo sua própria modalidade de barra e ranhura, sendo que a densidade do arranjo de barras aumenta seguindo da zona mais interna (área de alimentação) para a zona mais externa (área de saída. Entre cada região de refino tem uma zona de transição. Zonas de transição comumente parecem geralmente circulares ou anulares, ou distribuídas a uma distância relativamente curta em arco em relação ao eixo de rotação. As zonas de transição também podem incorporar várias formas e modalidades, tal como forma Z, como descrito na Patente U.S. N 5.383.17, forma de V ou forma de W. Mesmo quando uma zona de transição é distribuída em uma certa área, desenhos convencionais de placa refinadora tipicamente têm regiões de refino muito separadas, com desenhos de barra e ranhura relativamente constantes, e zonas de transição restritivas, em alguma extensão, entre as regiões de refino separadas. Embora as placas refinadoras possam ser segmentadas (ou não), usualmente as placas refinadoras são formadas afixando uma pluralidade de segmentos ou setores lado a lado (lateralmente), ou segundo uma razão anular na superfície de disco, com as zonas de transição sendo frequentemente simétricas em qualquer lado de um eixo central que se estende radialmente em cada segmento ou setor.

Placas refinadoras têm sido utilizadas por muitos anos para des-fibrar madeira em fibras individuais, assim como desenvolver estas fibras para fibras adequadas para fabricação de papel e papelão. O processo requer muita energia e a muito vem se tentando reduzir os requisitos de energia para refinar madeira em fibras de papel adequadas. A maior parte das tentativas bem sucedidas para reduzir o consumo de energia produziu uma queda inaceitável das propriedades e qualidade da fibra produzida.

Experiências em laboratório, usando uma combinação de sensores de força e temperatura, foram feitas com uma variedade de modelos de placas refinadoras. Descobriu-se que o contribuinte detrimental mais significativo para ambos, consumo de energia e qualidade de fibra, é um arranjo de placa refinadora que leva a uma distribuição de placa de fibra radialmente irregular. Isto significa que a placa de fibra tem espessura irregular na superfície da placa refinadora, especialmente se movendo na direção radial da borda interna para a borda externa. Em outras palavras, arranjos indesejáveis para obter um consumo de energia e quantidade de fibra ótimos são aqueles que produzem um acúmulo maior de fibras em uma dada localização radia. Acúmulos radiais maiores são tipicamente associados a pontos onde um arranjo de barra e ranhura passa tipicamente de um arranjo de entrada mais grosso para um arranjo mais fino em direção à periferia, ou algumas vezes com uma distribuição radial pobre de barreiras, que restringem o fluxo nas ranhuras.

Para otimizar o desempenho de refino, faz-se necessário uma plena utilização de uma superfície de refino de placa. Isto requer uma redução gradual nas larguras de barra e ranhura da área de alimentação (usualmente a área interna) para a área de saída. Tal modalidade torna a placa refinadora mais adequada para a combinação de comportamento de alimentação natural do refinador (mais retenção na área de alimentação) e retenção gradual no tamanho das partículas, de chips de madeira a feixes de fibras, e, daí, para fibras individuais.

Geometrias típicas de barras e ranhuras usadas em arranjos de placa refinadora, especificamente nas zonas de transição, criam áreas onde a matéria prima para, e acarretando um grande acúmulo de fibra. Em adição, um grande acúmulo de fibra em uma área, leva a um sobrerrefino e indese-jado retalhamento de fibras. Áreas entre as áreas de sobre refino são usadas com menos eficiência, porque a quantidade inadequada de acúmulo de fibra não facilita a aplicação correta da intensidade de energia.

Tentativas iniciais para remover o acúmulo de fibra causado pela modalidade das zonas de transição foram feitas incorporando aos desenhos barras e ranhuras convergindo para a periferia da zona de transição. Estes desenhos de barras e ranhuras convergentes, no entanto, tendem a provocar obstrução facilmente, uma vez que o material de alimentação é forçado para os canais convergentes. Estes desenhos também tendem a produzir arranjos com ângulos de barra de bombeamento e retenção mais abertos em relação a uma linha que se estende lateralmente através de um segmento ou setor de placa refinadora, produzindo uma taxa de enchimento menos homogênea através da superfície de placa refinadora, assim como um refino irregular, em razão de uma parte do material requerer tempos de retenção mais longos e mais curtos na zona de refino.

Por conseguinte, há necessidade de um desenho melhorado para a placa refinadora com sem um ponto de transição radial específico entre as zonas de refino para eliminar acúmulos radiais de fibra, enquanto provê um nível bom de operação e produção, e ainda obtém uma fibra de qualidade regular usando baixos níveis de energia. Há necessidade ainda de um desenho melhorado de placa refinadora, com um arranjo de barra e ranhura, que se torne gradualmente mais fino na direção do eixo de rotação para a periferia da placa, para ajudar adicionalmente a eliminar acúmulos de fibra, produzindo um efeito negativo mínimo na operação e qualidade da fibra. Há ainda necessidade de acrescentar restrições no desenho da placa refinadora, tal como barreiras, que devem ser distribuídas regularmente na direção radial, para minimizar adicionalmente acúmulos de fibra, sem provocar efeitos negativos. A presente invenção é direcionada para estas necessidades, e outras mais.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Resumidamente, uma modalidade da presente invenção compreende uma zona de transição contínua, geralmente em espiral, que se estende de uma área próxima da porção interna da placa (área de alimentação), próxima da área de barras cortadoras, para uma área próxima da periferia da placa (área de saída). A porção externa da borda periférica do segmento de placa, que é um setor de uma placa circular montada inteira, forma um primeiro arco. A porção interna do segmento de placa forma um segundo arco mais curto. O primeiro e segundo arco do segmento de placa são arcos paralelos. Linhas traçando arcos paralelos, em torno de uma placa inteira, forma círculos concêntricos. Usando este conceito, outro arco paralelo entre o primeiro arco e o segundo arco de um segmento de placa (através de um segmento de placa ou setor, do lado esquerdo para o lado direito) intersecta a zona de transição contínua pelo menos uma vez. Como usado nesta, o termo "arco paralelo" significa um arco traçado paralelo aos primeiro e segundo arcos, formado pela borda externa e borda interna. Cada ponto de um arco paralelo, quando traçado ao longo da superfície de um segmento de placa, é eqüidistante do centro de rotação da placa. Por conseguinte, a parte da zona de transição pode ser encontrada em qualquer arco paralelo, traçado intersectando qualquer localização radial na área de refino do segmento de placa refinadora. A área de refino compreende a área do segmento de placa refinadora se estendendo da extremidade da seção de barra de corte mais próxima da periferia externa para a periferia externa da zona de refino. O efeito disto é criar algumas bandas de regiões de refino relativamente curtas, que são geralmente anguladas em relação à periferia externa do segmento ou setor de placa refinadora. O ângulo de transição é formado pela intersecção de uma linha tangente a uma zona de transição da linha radial. A linha radial é formada por uma linha perpendicular à periferia externa, que passa pelo ponto central da placa (ponto de rotação). As bandas visuais, criadas pelas regiões de refino entre a zona de transição contínua e geralmente em espiral, podem ter uma largura constante, ou uma largura que varia da parte mais externa da banda (em relação à localização radial na placa refinadora) para a parte mais interna da banda. Como usado nesta, o termo "localização radial" significa qualquer ponto ao longo da linha radial traçada em um segmento de placa. A zona de transição, de acordo com a presente invenção, pode ser uma quebra distinta de uma dimensão de barra e ranhura para uma dimensão diferente de barra e ranhura, ou uma barreira, sendo que a barreira pode ser quer uma superfície completa (mesmo nível que do topo das barras) ou em um nível intermediário entre o topo e base das barras ranhuras, ou formada conectando uma ou mais extremidades de barras entre duas zonas contíguas. Ademais, a zona de transição contínua descrita é geralmente ajustada em um ângulo de 20Q a 85Q (preferivelmente 30Q a 80Q) entre a tangente da zona de transição e a linha radial. Mais precisamente, a zona de transição é arranjada em um ângulo de 302 a 80Q com a linha radial que passa através do segmento. A zona de transição pode criar uma linha curva ou reta visual ou combinação de linhas reta e curva. De acordo com a presente invenção, a área de transição é distribuída na superfície da zona de refino da placa refinadora na forma geral de espiral. Idealmente, a localização da zona de transição é a mesma em ambas as extremidades de um segmento de placa refinadora, de modo que quando um anel inteiro de segmentos ou setores é criado, colocando os segmentos ou setores lado a lado (lateralmente) em um disco refinador, as zonas de transição substancialmente combinam, formando uma trajetória contínua substancialmente em espiral na periferia da placa (ou perto dela) em direção ao eixo de rotação. Em outra modalidade, a zona de transição é distribuída em uma combinação de linhas, tomando uma forma substancialmente em espiral através da zona de refino da placa refinadora montada com segmentos de placa refinadora aproximadamente do raio externo do segmento de placa refinadora para a-proximadamente o arco interno do segmento de placa refinadora. Em outras modalidades, a zona de transição é distribuída em curva, formando uma forma substancialmente espiral se estendendo pelo menos 50%, (ou 60% ou 75%), da superfície da zona de transição da placa refinadora. Embora esta seja a modalidade preferida da presente invenção, zonas de transição não alinhadas de um segmento ou setor com o segmento ou setor seguinte, também estão dentro do espírito da invenção, desde que a zona de transição fique substancialmente regularmente distribuída radialmente em cada segmento.

Em qualquer ponto da zona de transição, as dimensões de barra e ranhura em direção ao eixo de rotação da placa refinadora são maiores, ou menos densas (mais largas e/ou mais espaçadas) que as dimensões de barra e ranhura em direção à periferia do segmento de placa refinadora. Em outras palavras, a modalidade de barra e ranhura é mais fina (densidade da barra maior) seguindo radialmente de uma banda da área de refino entre duas zonas de transição para a banda seguinte, a partir do eixo de rotação da periferia da placa. Em adição ao arranjo das barras e ranhuras afinar, quando seguindo radialmente através de qualquer banda de zona de transição, do eixo de rotação para a periferia da placa, também é desejável que tal arranjo afine quando seguindo para fora, em cada banda de barras e ranhuras entre as zonas de transição. A mudança na densidade das barras de cada banda de zona de transição pode aumentar em degraus ou mudar gradualmente. Tal modalidade, onde o arranjo de barra e ranhura fica mais denso seguindo através das zonas de transição, assim como na banda de uma região de refino, pode ser o arranjo ideal, dependendo do ângulo e número relativo das bandas de zona de transição, porque a mudança de um arranjo mais grosso para um arranjo mais fino fica ainda mais gradual na direção radial. As zonas de transição podem ser formadas a partir de uma barreira de superfície completa, barreira de subsuperfície conectando extremidades de barra a partir de cada zona, extremidades de barra conectadas ou parcialmente conectadas, quebra distinta entre as zonas de transição, ou uma combinação destas. O resultado da nova geometria é que as barras não são mais contínuas, mas, ao invés, quebradas em cada área de transição, de modo que se desalinham ao passar por uma barreira. A nova geometria gradualmente variável das placas refinadoras, tendo duas ou mais regiões de refino, e para todas as formas conhecidas de barras e ranhuras, incluindo, sem limitação, barras retas, barras curvas, barras serradas, e barras em espiral loga-rítmica, etc.. As placas também podem ser usadas em refinadores mecânicos, incluindo, sem limitação, fibriladores, máquinas de fabricar fibras (fiber-zers), refinadores primários, refinadores de baixa, média ou alta consistência, refinadores de disco único, multidisco, ou duplo disco, etc..

Em algumas modalidades, o arranjo de placa é reversível, e a zona de transição pode não ser contínua da entrada para saída, mas espelhada através da linha de centro do segmento ou setor, ou pode formar um arranjo de zona de transição duplo transversal em V, W, ou V ou W invertido, ou em X. Isto também seria considerado dentro do mesmo conceito da presente invenção. Estes aspectos, e outros aspectos e vantagens da presente invenção serão mais aparentes àqueles versados na técnica através da leitura da Descrição Detalhada, em conexão com as figuras anexas. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS. A FIG. 1 mostra um segmento de placa refinadora tendo bandas distintas de largura substancialmente constante, cada uma delas utilizando arranjos de barra substancialmente paralelos. A FIG. 2 mostra um segmento de placa refinadora tendo bandas distintas de largura substancialmente variáveis, cada uma delas utilizando arranjos de barra substancialmente paralelos. A FIG. 3 mostra um segmento de placa refinadora para uma placa onde a direção de rotação da placa é reversível, e as zonas de transição tomam a forma de V invertido. A FIG. 4 mostra um segmento de placa refinadora reversível, onde as barras são posicionadas para formar zonas de transição em forma de X. A FIG. 5 mostra zonas de transição de segmento de placa refinadora, ângulo de transição, e linha radial ou anular. A FIG. 6 mostra um segmento de placa refinadora definindo um arco anular ou radial. A FIG. 7 mostra um segmento de placa refinadora tendo bandas distintas, cada uma delas utilizando arranjos de barras paralelas com ângulo acentuado, para as zonas de transição. A FIG. 8 mostra um segmento de placa refinadora tendo bandas, onde as extremidades das barras a partir de bandas contíguas são conectadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A descrição detalhada a seguir das modalidades preferidas é apresentada meramente com propósito ilustrativo e descritivo, e não pretende esgotar ou limitar o escopo e espírito da presente invenção. As modalidades foram selecionadas e descritas para explicar melhor os princípios da presente invenção, e sua aplicação prática. Aqueles habilitados na técnica deverão reconhecer que muitas variações poderão ser introduzidas na presente invenção descritas nesta especificação, sem sair do escopo e espírito da presente invenção.

Modalidades ilustrativas de um desenho de placa refinadora de acordo com múltiplas modalidades de segmentos ou setores de placa refinadora são mostrados nas FIGS. 1 a 4 e 7 a 8. Uma modalidade de segmento de placa refinadora (ou setor) compreende geralmente uma zona de transição contínua em espiral, que se estende de uma área próxima à área de saída da placa para a área de alimentação da placa. Usando este conceito, um arco paralelo, traçado entre o primeiro arco e o segundo arco do segmento de placa, intersecta a zona de transição contínua pelo menos uma vez, de modo que parte da zona de transição possa ser encontrada em qualquer localização radial na área de refino da placa refinadora. Algumas bandas de zonas de refino geralmente curtas assim são criadas, geralmente anguladas em relação à periferia externa do segmento de placa refinadora. O ângulo de transição é o ângulo formado entre a linha radial e uma linha tangente à linha de transição, formando ângulo de cerca de 20Q a 85s. As bandas visuais, criadas pelas zonas de refino entre a zona de transição contínua e geralmente em espiral, podem ter largura constante, ou uma largura que varia da parte mais externa da banda (em relação à localização anular da placa de refino) para a parte mais internada da banda. Muitas variações deste conceito podem ser criadas, e as FIGS. anexas são ilustrativas da invenção.

Um arranjo para segmento ou setor de placa refinadora para montar em um disco de refino foi desenvolvido. O arranjo compreende um raio externo em uma periferia externa e um raio interno do segmento ou setor de placa refinadora, e uma zona de refino compreendendo um arranjo de barras e ranhuras dispostas entre a periferia externa e o arco interno em múltiplas bandas. Os arranjos das barras em cada banda têm uma densidade, a densidade das barras em cada banda sendo maior a partir da zona mais próxima do arco interno para a zona mais próxima da periferia externa. Uma zona de transição é distribuída em uma linha formando uma forma substancialmente em espiral se através da zona de zona de refino da placa refinadora montada com segmentos de placa refinadora, de aproximadamente a periferia externa para aproximadamente o arco interno da zona de refino, e a zona de transição sendo arranjada em um ângulo de 20- e 85Q em relação a uma linha radial que passa através dos segmentos.

Em algumas modalidades da invenção, um segmento de placa refinadora compreende uma zona de refino com arranjo de barras e ranhuras e zona de transição contínua em forma de X. Estas formas de diamante são criadas dentro da zona de refino pelas formas de X criadas pelas zonas de transição. Adicionalmente, a densidade das barras no arranjo de barras e ranhuras em cada forma de diamante, aumenta (fica mais denso) quando seguindo radialmente de uma forma de diamante mais próxima de um arco interno para forma de diamante mais afastada do arco interno.

Modalidades adicionais incluem um segmento de placa refinado-ra compreendendo uma zona de transição tendo um arranjo de barras e ranhuras e uma zona de transição dentro da zona de refino. A zona de refino contém uma zona de transição formando bandas em espiral, e uma ou mais barras se estendendo através de duas ou mais zonas de transição. O arranjo das barras fica mais denso quando atravessa a zona de transição na direção do arco interno para a periferia externa. O segmento de placa refinadora pode incluir uma primeira borda lateral e uma segunda borda lateral, onde a primeira borda lateral é mais próxima do arco interno do segmento de placa refinadora e a segunda borda lateral é mais próxima do arco externo do segmento, e o arranjo de barras fica mais denso seguindo na direção da primeira borda lateral para a segunda borda. A invenção é direcionada para uma placa refinadora afixada a um disco substancialmente circular (não mostrado) para instalação em um refinador de disco rotativo, sendo que a placa compreende uma pluralidade de segmentos adjacentes de placa refinadora 10, cada segmento 10 compreendendo um eixo central 20 se estendendo radialmente e um arranjo de barras 30 e ranhura 40 alternadas definidas entre as barras 30. As barras 30 e ranhuras 40 se estendem substancialmente em paralelo, de modo que cada barra 30 tenha um comprimento definido pelas extremidades radialmente interna e externa.

A FIG. 1 mostra um segmento de placa refinadora 10, tendo bandas de zona de refino distintas de barras substancialmente paralelas 30, cada uma delas tendo um comprimento substancialmente constante. Nesta modalidade, a densidade das barras 30 em uma dada banda e.g. 50a, 50b, e 50c, aumenta (as barras 30 mais proximamente espaçadas) quando seguindo tangencialmente e radialmente ao longo de uma banda, por exemplo, as barras 30 da banda 50a ficam mais proximamente espaçadas, quando seguindo da segunda borda lateral 130 (mais próxima do arco interno 70 do segmento 10) para o lado oposto do segmento 10 na primeira borda lateral 120 (mais próxima da periferia externa 90 do plano na área de saída). A densidade das barras 30 também aumenta quando seguindo radialmente para a periferia externa 90 do segmento de placa refinadora 10, de uma banda 50 de barras 30 para a próxima banda 50 de barras 30 (por exemplo, da banda 50a para a banda 50b, ou da banda 50b para a banda 50c). A mudança de espaçamento entre as bandas 50 das barras 30 na direção radial resulta em fluxo contínuo menos restrito de material na superfície do segmento de placa refinadora 10, provendo uma distribuição mais regular de material através da zona de refino 110. O segmento de placa refinadora 10 adicionalmente compreende uma zona de barra de corte 100 caracterizada por barras 30 e ranhuras 40 muito grossas onde o material de alimentação é reduzido em tamanho, e provido um componente radial de movimento (do arco interno 70 do segmento de placa refinadora 10 para a periferia externa 90) sem uma ação de refino substancial. As zonas de corte de barras 100 não estão presentes em cada segmento de placa refinadora e não afetam o escopo da presente invenção. A zona de refino 110 recebe o material da zona de barra de corte de barra 100 e inicialmente realiza uma ação de refino relativamente grosseira, e quando material de alimentação segue para a periferia externa 90 do segmento de placa 10, a mudança gradual para barras 30 e ranhuras 40 mais proximamente espaçadas relativamente finas provê um grau gradualmente mais alto de refino dentro da zona de refino 110. A modalidade da FIG. 1 mostra um segmento de placa refinadora 10 tendo bandas claramente distintas 50 de um arranjo de barras, que podem ser separadas por barreiras 140. O ângulo de transição é formado pela tangente à borda da zona de transição 55 e o eixo central 20 se estendendo através do centro do segmento de placa 10, do arco interno 70 para a periferia externa 90 perpendicular à periferia externa 90, mostrada no ângulo ?. Ao longo destas bandas anguladas 50, as barras 30 são substancialmente paralelas. Cada banda 50 do segmento 10 começa em uma primeira borda lateral 120 do segmento 10 e segue em uma linha aproximadamente curva ou diagonal em direção à segunda borda lateral 130, quer para (para dentro) ou do (para fora) arco interno 70. Em uma modalidade exemplar, mos- trada na FIG. 1, começando na borda lateral 120 do segmento 10 no lado esquerdo, a banda 50 segue para dentro, para a segunda borda lateral 130 no lado direito, em direção ao arco interno 70. A densidade das barras 30 aumenta (as barras 30 ficam mais proximamente espaçadas) em qualquer dada banda 50, seguindo de uma zona de transição 55 em uma primeira borda (as bordas da banda 50b sendo mostradas aqui como exemplo) da banda 50 (mais próxima do arco interno 70 para uma zona de transição 55 na segunda borda 80 da banda 50 (mais próxima da periferia externa 90). O espaçamento das barras pode variar gradualmente a cada barra 30 a cada poucas barras 30, ou mesmo vari-a, uma, duas, ou mais vezes através de da banda 50 inteira. Adicionalmente, seguindo anularmente para fora (em direção à periferia externa 90) de uma banda 50 para a próxima banda 50 (por exemplo, da banda 50a para a banda 50b), as barras 30 são mais proximamente espaçadas na banda anularmente para fora 50 (neste exemplo, a banda 50b). O efeito desta mudança de espaçamento lateral de barra através das bandas 50 (ou diagonalmente), em adição à anularmente (de uma banda 50 para a seguinte, na direção para a periferia externa 90, e.g., de 50a a 50b a 50c), em certas modalidades, cria um movimento para fora de espaçamento de barra, gradualmente variável, na direção radial, na qual o arranjo de barra fica mais denso gradualmente (fica mais fino) em direção à periferia externa 90, sem qualquer mudança mais substancial em qualquer localização anular que cause um pico na restrição de fluxo.

As bandas 50 são separadas por uma barreira de superfície contínua 140 nas zonas de transição mais externas 55, neste caso enquanto uma barreira de subsuperfície contínua 150 é usada para conectar as extremidades das barras 30 nas zonas de transição mais internas 55. O uso de barreiras de superfície ou subsuperfície (140, 150) pode variar em modalidades alternativas, e zonas de transição 55 que não utilizem nenhuma barreira são também possíveis, sendo que as extremidades das barras podem ser quadradas, chanfradas, conectadas ou separadas, como requerido, para prover alimentação ou restrição.

Em razão de as zonas de transição 55 cobrirem a superfície da placa refinadora de maneira espiral/ concêntrica, não há uma área de transição anularmente concentrada, que cause um pico na restrição de fluxo para o material de alimentação. Adicionalmente, quando uma barreira de superfície contínua 140 é usada como zona de transição 55, como na FIG. 1 para a banda externa 50 das barras 30, tal barreira de superfície 140 também é radialmente regularmente distribuída sobre a placa, e não causa nenhuma concentração anular de material de alimentação porque muitas barreiras de superfície 140, se encontram em uma localização anular similar.

Nesta primeira modalidade, as bandas 50 das barras 30 têm um comprimento substancialmente constante e paralelas e contínuas, de modo que dispondo dois segmentos de placa 10 lado a lado, as bandas 50 das barras 30 formam um conjunto substancialmente contínuo de bandas em espiral 50, conectado às primeira e segunda bordas 60, 80. Embora este aspecto esteja presente na modalidade preferida, outras modalidades incluem bandas 50, que não se alinham diretamente na primeira borda 50 e segunda borda 80. Estes arranjos ainda provêem uma transição efetivamente gradual de um arranjo de barras 30 e ranhuras 40 grosso para um arranjo relativamente mais fino de barras 30 e ranhuras 40, do arco interno 70 para a periferia externa 90, sem uma zona de transição 55 distinta, que tendería a causar uma acumulação radial irregular de material de alimentação na superfície de uma placa refinadora montada com segmentos de placa 10, como descrito nesta.

Usando este conceito, um arco paralelo traçado através do segmento de placa 10 em qualquer localização radial, de uma primeira borda lateral 120 para a segunda borda lateral 130, intercepta a zona de transição substancialmente contínua 55, pelo menos uma vez. Em outras palavras, a parte da zona de transição 55 pode ser vista em qualquer localização radial na zona de refino 110 da placa refinadora montada com segmentos de placa refinadora 10, mostrados nesta. O efeito é criar algumas bandas 50 de zonas de refino relativamente curtas 110 geralmente anguladas em relação à linha radial, e tangente às zonas de transição 55. O ângulo ? pode ser cerca de 20Q a 85Q, preferivelmente cerca de 30e a 80Q. As bandas visuais 50, assim criadas pelas zonas de refino 110 entre as zonas de transição substancialmente contínuas e geralmente em espiral 55, podem ter barras 30 de comprimento '7' constante ou variável. Adicionalmente, a largura ?/vdas barras na banda visual pode ser quer constante ou variável.

Idealmente, a geometria gradualmente variável (arranjo), descrita nesta para todas as modalidades, cobre pelo menos 50% (ou 60%, ou 75%) da superfície da zona de refino do segmento de placa 10 (a zona de refino sendo a área do segmento de placa, excluindo a zona de barras de corte 100). Pode haver uma descontinuidade menor, tal como não mais que 10% na zona de transição 55, ainda dentro do escopo ou espírito da invenção. Especificamente, a zona de transição pode ter uma ou mais descontinu-idades no arranjo de barras e ranhuras que venham a corresponder a menos que 10% da área da superfície da zona de refino. Para os propósitos da invenção, uma descontinuidade é um arranjo de barras que cobre, substancialmente, mas não completamente, a zona de refino inteira, porque o arranjo de barras e ranhuras não alcança as bordas do segmento de placa (a espiral não é alinhada com as bordas da placa, parando a zona de transição em um dado raio e recomeçando em um raio ligeiramente diferente). A FIG. 2 mostra uma segunda modalidade de um segmento de placa refinadora 210 com uma geometria gradualmente variável tendo bandas distintas 250 que compreendem um arranjo de barras de comprimento substancialmente paralelo, mas variável, '7' 230. Nesta modalidade, as bandas 250 de barras substancialmente paralelas 230 têm comprimento variável L em direção à periferia externa 290, em comparação com o comprimento L das barras 230 mais próximas do arco interno 270. Os demais componentes da modalidade mostrada na FIG. 2 são similares àqueles descritos na FIG. 1. A densidade das barras 230 em uma dada banda 250 aumenta (ficam mais proximamente espaçadas), quando seguindo a banda 240, começando em espiral no arco interno 270 e seguindo ao longo da banda 250 em direção à periferia externa 290. A densidade das barras 230 também aumenta seguindo de uma banda 250 para próxima banda 250, do arco interno 270 para a periferia externa 290. Esta mudança na densidade das barras 230 entre as bandas 250 nestas direções resulta um fluxo contínuo menos restrito de material ao longo da superfície do segmento de placa refinadora 210. A FIG. 3 mostra uma modalidade de segmento de placa refinadora 310, tendo uma geometria gradualmente variável e reversível. Neste caso, a zona de transição 355 toma a forma de V e V invertido, porque os mesmos componentes de alimentação são desejados em ambas as direções de rotação de uma placa refinadora montada com segmentos de placa refinadora 310. As bandas 350 de barras substancialmente paralelas 330 não se estendem continuamente em espiral; e formam um espelho do arranjo através do eixo central do segmento de placa 310. Este arranjo provê a mesma mudança gradual de densidade de barra (espaçamento das barras 330) e distribuição regular das zonas de transição 355 e barreiras 340, como nas FIGS. 1 e 2, mas em versão reversível. A FIG. 4 mostra ainda outra modalidade de segmento de placa refinadora reversível 410 com geometria gradualmente variável. Neste caso, ao invés de usar uma zona de transição 455 que toma a forma de V, a zona de transição 4555, desta modalidade, toma a forma de X, e também forma uma espiral substancialmente contínua, cruzando em ambas direções (seguindo em espiral para o arco interno 470, da segunda borda lateral 435 para a primeira borda lateral 425). De novo, a densidade das barras 430 aumenta gradualmente (estreitando o espaçamento) seguindo do arco interno 470 para a periferia externa 490. Nesta modalidade exemplar, as barras 430 são substancialmente paralelas, com espaçamento substancialmente igual, em cada área de refino diamante 450, criada pelas zonas de transição transversais 455. A densidade das barras 430 aumenta em cada degrau diamante 450 a diamante 450, do arco interno 470 para a periferia externa 490. A FIG. 5 mostra a localização das zonas de transição 540 entre bandas de barras e ranhuras em um segmento de placa, tal como aquela representada na FIG. 1. Uma linha tangente 520 à zona de transição 540 intercepta a linha radial 510, formando o ângulo de transição ?. A linha radial 510 é formada por uma linha perpendicular à periferia externa 550, pas- sando através do eixo de rotação. A FIG. 6 mostra um arco paralelo 640 em que todos os pontos do arco paralelo 640 são equidistantes do eixo de rotação 650 da placa refi-nadora e paralelos à periferia 610 do segmento de placa (ou a uma distância da mesma). Em qualquer arco paralelo 640 na zona de refino, uma ou mais zonas de transição em espiral serão transversos. A FIG. 7 mostra outra modalidade de segmento de placa refina-dora 710 similar à FIG. 2, onde as zonas de transição 755 têm um ângulo de transição ? mais acentuado que aquele mostrado nas FIGS. 1 ou 2. Como na FIG. 2, o arranjo de barras 730 fica mais denso quando atravessa a zona de transição 755 em direção à periferia 790 do segmento de placa refinadora 710 ou setor. O arranjo de barras 730 também fica mais denso em cada banda 750 ou superfície de refino quando segue em espiral para fora em direção à periferia externa 790. O ângulo de transição ? mais acentuado pode ser vantajoso em certas aplicações, em oposição a zonas de transição menos anguladas, tal como mostrado nas FIGS. 1 e 2. A FIG. 8 mostra uma modalidade de um segmento de placa refinadora 810, nas quais as extremidades das barras 830 de cada banda espiral 850 são conectadas (algumas barras 830 se estendem através das zonas de transição 855). As três linhas em espiral 802, 803, 804 traçadas através do arranjo de barras 830 e ranhuras 840, mostram onde as zonas de transição estão localizadas, e.g. onde o arranjo de barras 830 fica mais denso quando atravessa as zonas de transição 855 para a periferia externa 890 do segmento de placa refinadora 810. O arranjo de barras 830 e ranhuras 840 fica mais denso gradualmente seguindo da segunda borda lateral 833, do segmento de placa refinadora 7810 para a primeira borda lateral 834 do segmento de placa refinadora 810 dentro de uma banda 850, e também seguindo de banda a banda (e.g. da banda 850a para a banda 850b) quando seguindo radialmente para a periferia externa 890 do segmento de placa refinadora 810. O espaçamento varia entre as bandas 850 das barras 630 na direção radial, resultando um fluxo contínuo menos restrito de material através da superfície do segmento de placa refinadora 810, e provendo uma distribuição mais regular de material através da região de refino. Nesta modalidade, as zonas de transição 855 entre as bandas 850 são conseguidas com conexões 895 entre cada uma das bandas 850. A zona de transição 855, desta modalidade, pode ter muitas variações diferentes, por exemplo, sendo possível conectar algumas das barras 830, enquanto parte das zonas de transição 855 contém barreiras e/ou descontinuidades.

Deve ser entendido que a presente invenção não se limita às construções e etapas de método particulares aqui descritas ou mostradas nos desenhos, e compreende quaisquer modificações ou equivalentes dentro do escopo das reivindicações conhecidas na técnica. Deve ser apreciado por aqueles versados na técnica que os dispositivos descritos nesta encontrarão utilidade em múltiplas aplicações de placa refinadora, etc..

Claims (21)

1. Arranjo para um segmento ou setor de placa refinadora para montar em um disco de refino compreendendo: um raio externo em uma periferia externa, e um raio interno em um arco interno; uma zona de refino compreendendo um arranjo de barras e ranhuras dispostas entre a periferia externa e arco interno em múltiplas bandas, em que os arranjos de barras em cada banda têm uma densidade, em que a densidade das barras em cada banda é maior a partir da zona mais próxima do arco interno para a zona mais próxima da periferia interna; e uma zona de transição distribuída em uma linha formando uma forma substancialmente espiral se estendendo na zona de refino da placa refinadora montada com segmentos de placa refinadora, aproximadamente da periferia externa para aproximadamente o arco interno da zona de refino, e em que a zona de transição é arranjada em um ângulo de 20Q a 85Q em relação a uma linha radial que passa através do segmento.

2. Segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 1, em que o arranjo de barras e ranhuras fica mais denso em uma banda de zona de refino, seguindo da porção da zona de refino mais próxima do arco interno para a porção da zona de refino mais próxima da periferia externa.

3. Arranjo para um segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 1, em que a zona de transição compreende uma ou mais das seguintes: uma barreira de superfície completa, uma barreira de sub-superfície conectando as extremidades das barras de cada zona, extremidades de barras conectadas e parcialmente conectadas, uma quebra distinta entre as zonas de transição.

4. Arranjo para um segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 2, em que a zona de transição compreende uma ou mais das seguintes: uma barreira de superfície completa, um barreira de sub-superfície conectando as extremidades das barras de cada zona, extremidades de barras conectadas e parcialmente conectadas, uma quebra distinta entre as zonas de transição.

5. Arranjo para um segmento de placa refinadora como definido na reivindicação 2, em que a zona de transição é arranjada em um ângulo de 30Q a 80Q em relação uma linha radial que passa através de segmento.

6. Arranjo para um segmento de placa refinadora como definido na reivindicação 2, em que a zona de transição é distribuída em uma combinação de linhas em forma substancialmente em espiral, se estendendo na zona de refino da placa refinadora montada com segmentos de placa refinadora, de aproximadamente o raio externo para aproximadamente o arco interno.

7. Arranjo para um segmento de placa refinadora como definido na reivindicação 2, em que a zona de transição é distribuída em uma curva com forma substancialmente em espiral cobrindo pelo menos 50% da superfície da zona de refino da placa refinadora.

8. Arranjo para um segmento de placa refinadora como definido na reivindicação 2, em que a zona de transição é distribuída em uma curva com forma substancialmente em espiral cobrindo pelo menos 60% da superfície da zona de refino da placa refinadora.

9. Arranjo para um segmento de placa refinadora como definido na reivindicação 2, em que a zona de transição é distribuída em uma curva com forma substancialmente em espiral cobrindo pelo menos 75% da superfície da zona de refino da placa refinadora.

10. Arranjo para um segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 6, em que a zona de transição é distribuída em uma curva com forma substancialmente em espiral cobrindo pelo menos 50% da superfície da zona de refino da placa refinadora.

11. Arranjo para um segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 6, em que a zona de transição é distribuída em uma curva com forma substancialmente em espiral cobrindo pelo menos 60% da superfície da zona de refino da placa refinadora.

12. Arranjo para um segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 6, em que a zona de transição é distribuída em uma curva com forma substancialmente em espiral cobrindo pelo menos 75% da superfície da zona de refino da placa refinadora.

13. Arranjo para uma placa refinadora de acordo com a reivindicação 8, onde a zona de transição contínua tem uma ou muitas descontinui-dades no arranjo de barras, e ranhuras, que perfazem menos que 10% da área superficial da zona de refino.

14. Segmento de placa refinadora como definido na reivindicação 1, em que a zona de transição contínua é radialmente distribuída em pelo menos 50% da superfície da zona de refino da placa refinadora.

15. Segmento de placa refinadora como definido na reivindicação 1, em que a zona de refino é espelhada ao longo do eixo central do segmento de placa refinadora e em que a zona de transição cobre substancialmente toda a superfície da zona de refino e a zona de transição toma substancialmente a forma de V, W, V invertido, ou W invertido.

16. Segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 2, em que zona de refino compreende a área de segmento de placa refinadora se estendendo da extremidade da seção de barra de corte mais próxima da periferia externa para a periferia externa da zona de refino.

17. Segmento de placa refinadora compreendendo uma zona de refino tendo um arranjo de barras e ranhuras e uma zona de transição contínua em forma de X, em que formas de diamante são criadas dentro das zonas de refino pelas formas em X criadas pelas zonas de transição, em que a densidade das barras no arranjo de barras e ranhuras em cada forma de diamante se torna mais densa, seguindo radialmente de uma forma de diamante mais próxima de um arco interno para uma forma de diamante seguinte a partir do arco interno.

18. Segmento de placa refinadora compreendendo uma zona de refino tendo um arranjo de barras e ranhuras e uma zona de transição dentro da zona de refino, em que a zona de refino e a zona de transição formam bandas espirais, e em que uma ou mais barras se estendem através de duas ou mais zonas de transição, e em que as barras ficam mais densas quando atravessam a zona de transição, do arco interno para a periferia externa.

19. Segmento de placa refinadora como definido na reivindica- ção 1, em que a zona de transição toma a forma de V ou V invertido.

20. Segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 2, em que a zona de transição toma a forma de V ou V invertido.

21. Segmento de placa refinadora de acordo com a reivindicação 18, tendo uma primeira borda lateral e uma segunda borda lateral, em que a primeira borda lateral é mais próxima do arco interno do segmento, e a segunda borda lateral mais próxima do arco externo do segmento, e em que o arranjo das barras fica mais denso seguindo da primeira borda lateral para a segunda borda lateral.