BR102013026751A2

BR102013026751A2 - Placas de refinador com segmentos de sulcos curtos para o refino de material lignocelulósico, e métodos relacionados às mesmas

Info

Publication number: BR102013026751A2
Application number: BR102013026751-1A
Authority: BR
Inventors: Peter Antensteiner
Original assignee: Andritz Inc
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-09-30
Also published as: US20140110511A1; EP2722433B1; ZA201307500B; NZ616461A; AU2013242799A1; CA2830070A1; JP2014129636A; ES2581883T3; EP2722433A1; RU2643423C2; CN103770185A; CA2830070C; PL2722433T3; CN103770185B; BR102013026751B1; RU2013146468A

Abstract

RESUMO Patente de Invenção: "PLACAS DE REFINADOR COM SEGMENTOS DE SULCOS CURTOS PARA O REFINO DE MATERIAL LIGNOCELULÓSICO, E MÉTODOS RELACIONADOS ÀS MESMAS". A presente invenção refere-se a segmentos de placa de refinador e placas de refinador que têm sulcos completamente represados ou parcialmente represados em uma superfície principal que podem controlar o comportamento do fluxo dos materiais lignocelulósico que passam entre as placas de refino em um refinador. Os sulcos represados formam segmentos de sulcos, e cada segmento de sulco tem um comprimento não maior do que cerca de 30 mm ou um subfaixa do mesmo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PLACAS DE REFINADOR COM SEGMENTOS DE SULCOS CURTOS PARA O REFINO DE MATERIAL LIGNOCELULÓSICO, E MÉTODOS RELACIONADOS ÀS MESMAS".

PEDIDO DE PATENTE CORRELATO

A presente invenção reivindica o benefício do Pedido de Patente U.S. Provisório 61/715.398, depositado em 18 de outubro de 2012, cuja totalidade é aqui incorporada a título de referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se de modo geral a refinadores, tais

como, mas sem ficar a eles limitados, refinadores de disco, refinadores cônicos, refinadores cilíndricos, refinadores de discos duplos, refinadores cônicos duplos, e refinadores cilíndricos duplos ou equipamentos similares e seus placas e segmentos de placas, e mais particularmente ao formato de 15 barras e sulcos que definem os elementos de refino dessas placas de refinador ou segmentos de placas de refinador.

O material lignocelulósico, por exemplo, lascas de madeira, pó de serra e outro material de madeira ou de planta fibrosa, é refinado por refinadores mecânicos ou equipamentos similares que separam as fibras da 20 rede de fibras que formam o material lignocelulósico. Os refinadores para o material lignocelulósico são providos com placas de refinador ou segmentos de placas de refinador que são arranjados para formar uma carga de refinador. As placas de refinador também são conhecidas como "discos". Em um refinador, duas superfícies de refino opostas (placas) são posicionadas de 25 maneira tal que pelo menos uma placa do refinador gira em relação à outra placa do refinador. A este respeito, pode haver uma placa do refinador que é mantida substancialmente estacionária; isto é chamado de modo geral de um "estator". A outra placa do refinador que gira é chamada de modo geral de um "rotor".

O material lignocelulósico a ser refinado flui através de uma en

trada central de uma das placas do refinador e para uma abertura entre as duas placas ou superfícies do refinador. Enquanto uma ou ambas as placas do refinador giram, forças centrífugas movem o material lignocelulósico para fora através da abertura e para a periferia da placa do refinador.

As superfícies de refino opostas das placas do refinador incluem seções anulares que têm barras e sulcos. Os sulcos formam as passagens através das quais o material se move em um plano entre as superfícies das placas do refinador. O material lignocelulósico também se move para fora do plano dos sulcos e sobre as barras. Enquanto o material lignocelulósico se move sobre as barras, o material lignocelulósico entra em uma abertura de refino entre as barras cruzadas das placas opostas do refinador. O cruzamento das barras aplica forças no material lignocelulósico na abertura de refino que podem agir de modo a separar as fibras no material lignocelulósico. A aplicação repetida das forças na abertura de refino refina o material lignocelulósico em uma polpa de fibras separadas e refinadas, ou exerce uma deformação plástica nas fibras para aumentar a sua força de ligação, ou produz finos e fibras mais curtas, dependendo da aplicação.

As placas do refinador para refinar o material lignocelulósico são conhecidas no estado da técnica, tais como, por exemplo, aquelas descritas nas Patentes U.S. nQ. 7.896.276; 7.712.694; e 6.032.888.

BREVE DESCRICÀO DAS MODALIDADES PREFERIDAS Uma modalidade da invenção pode incluir uma placa de refina

dor totalmente represada para refinar mecanicamente o material lignocelulósico em um refinador que tem placas de refinador opostas. A placa de refinador totalmente represada compreende pelo menos uma zona refinadora em uma superfície principal da placa do refinador, pelo menos um tipo de 25 sulco na zona de refino, e pelo menos um dique de altura total em todos ou substancialmente todos os sulcos. Um dique de altura total é um dique situado em um sulco de maneira tal que o fundo do dique seja a superfície inferior substancialmente plana do sulco, e o topo do dique fique substancialmente à mesma altura que o topo da barra ou a superfície da placa do refi30 nador. Os sulcos represados na superfície da placa do refinador formam segmentos de sulcos, e cada segmento de sulco tem um comprimento não maior do que cerca de 30 mm, cerca de 25 mm, cerca de 15 mm, cerca de 10 mm, ou cerca de 5 mm. Os termos "substancialmente" e "cerca de" são usados na presente invenção para se referir às variações entre 5% e 10% ou menos.

Uma outra modalidade pode incluir uma placa de refinador par5 cialmente represada para refinar mecanicamente material lignocelulósico em um refinador que tem placas de refinador opostas. A placa de refinador parcialmente represada compreende pelo menos uma zona refinadora em uma superfície principal da placa do refinador, pelo menos um tipo de sulcos na zona de refino, e pelo menos um dique de altura total em pelo menos um 10 dos sulcos. Os sulcos represados na placa do refinador formam segmentos de sulcos, em que cada segmento de sulco tem um comprimento não maior do que cerca de 30 mm, cerca de 25 mm, cerca de 15 mm, cerca de 10 mm, ou cerca de 5 mm.

Um método exemplificador para o uso de uma modalidade da 15 presente invenção pode incluir a alimentação do material lignocelulósico em uma abertura de refino entre um conjunto de placas de refinador opostas de uma borda interna das placas ou superfícies do refinador, o refino do material lignocelulósico entre o conjunto de placas específicas do refinador, e o recebimento do material lignocelulósico refinado em uma borda externa das 20 placas do refinador, em que o material lignocelulósico é refinado pelas placas do refinador que compreendem pelo menos um segmento de sulco com um comprimento não maior do que cerca de 30 mm.

Determinadas modalidades também podem incluir dois tipos de sulcos represados na superfície da placa do refinador. Outras modalidades também podem incluir furos na placa do refinador para desidratar os flocos de fibras.

BREVE DESCRICÀO DOS DESENHOS

A FIGURA 1 é um desenho de um segmento de placa de refinador totalmente represado de uma placa do refinador;

a FIGURA 2 é uma vista em seção transversal de um primeiro ti

po de sulco que tem um formato substancialmente retangular;

a FIGURA 3 é uma vista tridimensional de um primeiro tipo de sulco que tem um formato substancialmente retangular;

a FIGURA 4 é uma vista ampliada de uma seção de uma placa de refinador totalmente represada;

a FIGURA 5 é um desenho de um segmento de placa de refinador parcialmente represado de uma placa do refinador;

a FIGURA 6 é uma vista em seção transversal de um segundo tipo de sulco que tem um formato substancialmente trapezoidal;

a FIGURA 7 é uma vista tridimensional de um segundo tipo de sulco que tem um formato substancialmente trapezoidal;

a FIGURA 8 é uma vista ampliada de uma seção de uma placa

de refinador parcialmente represada; e

a FIGURA 9 é um desenho esquemático de uma placa de refinador totalmente montada.

DESCRICÀO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS Os segmentos de placa de refinador podem ser usados, por e

xemplo, em máquinas de refino para refinar um material lignocelulósico de baixa consistência (ou elevada liberdade). A consistência baixa é em geral menos de 6% (em peso) do teor de sólidos da composição do material lignocelulósico e do líquido (pasta) que está sendo alimentado ao refinador, ou 20 até mesmo menos do que 5% ou 2% (em peso) do teor de sólidos da pasta. Os segmentos de placa de refinador também podem ser usados para o refino de consistência média entre cerca de 6% e cerca de 12% (em peso) do teor de sólidos da composição de material lignocelulósico e do líquido (pasta) que está sendo alimentado ao refinador. Em determinados aspectos, a 25 configuração de barras e sulcos pode ser aplicada a várias geometrias de refinador, por exemplo, refinadores de disco, refinadores cônicos, refinadores de discos duplos, refinadores cônicos duplos, refinadores cilíndricos, e refinadores cilíndricos duplos ou equipamentos similares.

A presente invenção refere-se à opinião que os refinadores (e as placas de refinador usadas nos refinadores) podem se comportar similarmente às bombas centrífugas, embora sejam ineficientes, onde o rotor é comparável ao impulsor de uma bomba centrífuga, e onde o estator age como a chamada saia de uma bomba (por exemplo, o espaço entre o impulsor e o invólucro da bomba).

Determinados aspectos da presente invenção podem ser aplicáveis a quaisquer desenhos de placas de refinador, incluindo desenhos de barras retas (ou substancialmente paralelas) e desenhos de barras espirais logarítmicas.

Convencionalmente, a vasta maioria das placas de refinador usa o mesmo desenho no rotor e no estator, o que significa que a saia é formada como o impulsor de bombeamento. Acredita-se que o desenho de barra es10 piral logarítmica para uma placa de refinador é hidraulicamente superior (por exemplo, um aumento maior da pressão à mesma vazão), um efeito atribuído à natureza radial da geometria espiral logarítmica, nem a tecnologia (desenhos de espiral logarítmica ou retos) atribuiu uma importância particular à função e à formação da saia (por exemplo, o estator) e a sua influência no 15 comportamento da máquina hidráulica, do refinador, e a interação entre a saia (por exemplo, o estator) e o impulsor (por exemplo, o rotor).

A presente invenção pode se referir a uma introspecção derivada de bombas centrífugas. Os desenhos de bombas centrífugas atribuíram uma importância ao comportamento do fluxo dentro da saia. O termo para 20 esses fluxos é "vazamento". O tamanho e a forma da saia (afastamento) bem como a direção do fluxo, desempenham um papel nos seguintes itens: (a) as perdas de atrito que causam (i) um maior consumo de energia (por exemplo, comparável à energia inercial de um refinador) e (ii) coluna de pressão reduzida (delta p, aumento da pressão através do refinador), e (b) 25 forças no impulsor, tal como (i) impacta as forças a serem consumidas pelo rolamento e, portanto, influencia o desenho e o fator de segurança do conjunto de rolamentos e (ii) afeta as forças no rotor em um refinador de baixa consistência que influenciam a estabilidade da abertura de refino através do movimento induzido ao rotor (refino desigual em refinadores de discos du30 pios). Para os refinadores de baixa consistência esses efeitos podem se apresentar como maior energia inercial aumentada, menor aumento de pressão e ação de refino desequilibrada devido à instabilidade da abertura. Em um aspecto, determinadas modalidades podem otimizar o comportamento hidráulico do refinador ao otimizar a saia da bomba e desse modo otimizar a interação de rotor-estator de refinadores de baixa consistência com os benefícios pretendidos de um ou mais de (i) menor consumo 5 de energia, (ii) maior eficiência hidráulica (delta p mais elevado), e (iii) estabilidade de abertura melhorada com o balanceamento do rotor no caso de refinadores de discos duplos.

Com respeito às bombas centrífugas, acredita-se que o fluxo interno não perturbado através da saia pode ser uma causa principal de efei10 tos negativos. Nos invólucros de bombas, pode haver uma capacidade limitada de responder a esses efeitos negativos, e os esforços tendem a ser focalizados na estimativa de sua influência. Para os refinadores de baixa consistência, no entanto, a saia pode influenciar o desempenho e minimizar os efeitos negativos relacionados ao fluxo interno de material. As barras da 15 placa do estator podem agir como saia em uma bomba centrífuga, ao invés de uma parede lisa, portanto, o arranjo e o desenho das barras, quando apropriado para aplicar a ação refinadora, também podem ser usados para influenciar o desempenho da saia. O mesmo desenho e efeito podem ser aplicáveis a um refinador de consistência média.

Devido ao fato que acredita-se que uma causa básica de ques

tões de desempenho deficiente pode ser o fluxo interno dentro da saia da bomba, a presente invenção refere-se à minimização de trechos prolongados de canais abertos. O fluido deve ser impedido de ganhar velocidade nos sulcos da placa do refinador. Isto pode ser efetuado ao executar uma série 25 de diques de altura total dentro de cada sulco, bem como ao controlar os comprimentos dos sulcos.

Em determinadas modalidades, o padrão de barra e sulco da placa do rotor pode ser requerido para uma tarefa diferente em comparação com as placas convencionais de rotor. Devido a um aumento no desempe30 nho hidráulico, uma redução no consumo de energia e melhor equilíbrio do impulsor em conseqüência da otimização do estator, o rotor pode agora ser projetado para moderar e ajustar o potencial hidráulico da placa do refinador à aplicação. Três opções podem estar disponíveis para esta tarefa: (i) uma placa do rotor que seja represada completamente (o que pode ser apropriado para os requisitos de baixo fluxo), (ii) uma placa do rotor que seja represada parcialmente (o que pode ser apropriado para os requisitos de fluxo 5 médio), e (iii) uma placa do rotor que não tem nenhum represamento (o que pode ser apropriado para requisitos de fluxo máximo). A placa do rotor sem nenhum represamento pode ser substancialmente a mesma que as placas convencionais de refinadores. Em uma outra modalidade, uma placa do estator também pode ser projetada com as mesmas três opções para a placa 10 do rotor.

Os desenhos do rotor e do estator podem ser usados em um refinador de baixa consistência em que a polpa tem um teor de sólidos de menos de 6% do teor de sólidos da composição de material lignocelulósico e de líquido (pasta) que estão sendo alimentados ao refinador, ou até mesmo 15 menos de 5% ou 2% de teor de sólidos da pasta. Os desenhos também podem ser usados em um refinador de consistência média que inclui um meio parecido com fluido, em que a composição do material lignocelulósico e do líquido (pasta) que estão sendo alimentados à polpa de refinador tem um teor de sólidos no meio de cerca de 6% a cerca de 12%.

Uma modalidade de um segmento de placa de refinador repre

sado 100 é mostrada na Figura 1, em que o segmento de placa de refinador 100 tem uma borda interna 110, e uma borda externa 120. O segmento de placa de refinador represado 100 também tem uma série de furos de parafuso 130 que permite que os segmentos da placa de refinador sejam estabili25 zados operativamente dentro de um refinador. O segmento de placa de refinador represado 100 tem uma zona de alimentação 101, uma primeira zona de refino 102, e uma segunda zona de refino 103. Uma carga a ser refinada pela placa do refinador deve ser alimentada da borda interna 110 na zona de alimentação 101, progredindo radialmente para a borda externa 120.

A Figura 1 mostra um segmento de placa de refinador represado

100 exemplificador de uma placa do refinador que compreende todos ou substancialmente todos (por exemplo, mais de 90% ou 95%) os sulcos que têm pelo menos um dique de altura total na primeira zona de refino 102, ou na segunda zona de refino 103, ou em ambas a primeira zona de refino 102 e a segunda zona de refino 103. Na Figura 1, um primeiro tipo de sulcos represados é marcado pela linha B, que é mais detalhado ainda em uma vista em seção transversal ampliada na direção de A na Figura 2.

Em uma modalidade, um primeiro tipo de sulco 150 é separado pelos diques 160, e tem um comprimento X (tal como mostrado na Figura 2) não maior do que de cerca de 30 mm, cerca de 25 mm, cerca de 15 mm, cerca de 10 mm, ou cerca de 5 mm. Um dique de altura total é um dique si10 tuado em um sulco em que o fundo do dique é a superfície inferior substancialmente plana do sulco, e o topo do dique fica substancialmente na mesma altura que a barra 140 ou a superfície do segmento de placa de refinador. Nesta modalidade, dois tipos de sulco, o primeiro tipo de sulco 150 e o segundo tipo de sulco 180, e os diques 160 são mostrados como estando posi15 cionadas consecutivamente em padrões de repetição. As barras 140 situadas entre as linhas dos sulcos (primeiro tipo de sulco 150 e segundo tipo de sulco 180) e os diques 160.

Uma modalidade do primeiro tipo de sulco 150 na vista tridimensional é mostrada na Figura 3. O primeiro tipo de sulco 150 pode compreender uma superfície inferior substancialmente plana 151, e em relação à superfície inferior 151, um primeiro lado curto inclinado 152 com uma virola substancialmente vertical 153 em uma borda do primeiro lado curto inclinado 152 que é oposta de uma borda que confina com a superfície inferior 151, um primeiro lado longo substancialmente vertical 154, um segundo lado Iongo substancialmente vertical 155, e um lado curto substancialmente vertical 156. Em uma modalidade, o primeiro lado curto inclinado 152 pode ter um ângulo Θ1 em relação à superfície inferior 151. O ângulo Θ1 pode ser não maior do que cerca de 90 graus, cerca de 75 graus, cerca de 45 graus, cerca de 30 graus, ou cerca de 15 graus. Uma seção transversal do primeiro tipo de sulco 150 na direção de B é em um formato substancialmente retangular.

Uma vista ampliada de uma seção do segmento de placa de refinador represado 100 é mostrada na Figura 4. O primeiro tipo de sulco 150 e os diques 160 são mostrados como estando posicionados consecutivamente em padrões de repetição ao longo de linhas logarítmicas, formando linhas logarítmicas de sulcos. O segundo tipo de sulco 180 e os diques 160 também são posicionados em um padrão de repetição ao longo das linhas 5 logarítmicas, paralelas à série de linhas logarítmicas do primeiro tipo de sulco 150 e dos diques 160. As barras 140 ficam situadas entre as linhas logarítmicas dos sulcos (primeiro tipo de sulco 150 e segundo tipo de sulco 180).

Uma modalidade da invenção pode incluir o uso de apenas um dentre o primeiro tipo de sulco 150 ou o segundo tipo de sulco 180 situado 10 entre os diques 160 em linhas logarítmicas de sulco. As linhas de sulco também podem estar em um padrão de linha reta com barras paralelas 140. Uma modalidade adicional da invenção pode ter um padrão de repetição alternativo em que o primeiro tipo de sulco 150 e o segundo tipo de sulco 180 ficam situados alternativamente entre os diques 160, e ao longo de Ii15 nhas de sulco retas ou logarítmicas.

Uma outra modalidade da invenção pode ser represada parcialmente, por exemplo, um segmento parcialmente represado 200 da placa de refinador mostrada na Figura 5 (os itens similares tal como em outras figuras têm números similares). O segmento de placa de refinador parcialmente re20 presado 200 tem uma borda interna 210 e uma borda externa 220. O segmento de placa de refinador parcialmente represado 200 também tem uma série de furos de parafuso 230 que permite que os segmentos de placa de refinador sejam estabilizados operativamente dentro de um refinador mecânico. O segmento de placa de refinador parcialmente represado 200 tem 25 uma zona de alimentação 201, uma primeira zona de refino 202 e uma segunda zona de refino 203. Uma carga que está sendo refinada pela placa de refinador deve ser alimentada da borda interna 210 na zona de alimentação

201, progredindo para fora até a borda externa periférica radial 220.

O segmento de placa de refinador parcialmente represado 200 exemplificador compreende sulcos parcialmente represados (por exemplo, entre cerca de 10% a cerca de 90% dos sulcos são represados, de preferência entre cerca de 25% a cerca de 75%, e com mais preferência entre cerca de 35% a cerca de 60%), sulcos não represados na primeira zona de refino

202, e sulcos não represados na segunda zona de refino 203. Os diques, quando presentes, são diques de altura total. Na Figura 5, o segundo tipo de sulco 180 é marcado pela linha B, que é detalhada ainda mais em uma vista 5 em seção transversal ampliada na direção de A na Figura 6. Em uma modalidade, o segundo tipo de sulco 180 é separado pelos diques 160, e tem um comprimento Y (tal como mostrado na Figura 6) não mais do que de cerca de 30 mm, cerca de 25 mm, cerca de 15 mm, cerca de 10 mm, ou cerca de 5 mm.

Uma modalidade do segundo tipo de sulco 180 na vista tridi

mensional é mostrada na Figura 7. O segundo tipo de sulco 180 pode compreender uma superfície inferior substancialmente plana 181, e em relação à superfície inferior 181, um lado curto inclinado 182, um lado longo primeiramente inclinado 183, um segundo lado longo inclinado 184, e uma virola 15 substancialmente vertical 185 ao longo dos três lados inclinados (182, 183 e 184) em uma borda de cada um dos 3 lados inclinados que é oposta de uma borda de cada um dos lados inclinados que confina com a superfície inferior 181. O segundo tipo de sulco 180 também compreende um lado curto substancialmente vertical 186.

Em uma modalidade, os lados inclinados (182, 183 e 184) po

dem ter ângulos em relação a cada um dos lados inclinados: o ângulo Θ2 do primeiro lado curto inclinado 182 em relação à superfície inferior 181, o ângulo Θ3 do primeiro lado longo inclinado 183 em relação à superfície inferior 181, e o ângulo Θ4 do segundo lado longo inclinado 184 em relação à super25 fície inferior 181. Cada um dos ângulos pode estar a graus de inclinação similares ou distinguíveis de não mais do que cerca de 90 graus, cerca de 75 graus, cerca de 45 graus, cerca de 30 graus, ou cerca de 15 graus. Uma seção transversal do segundo tipo de sulco 180 na direção B pode estar em um formato substancialmente trapezoidal.

Uma vista ampliada de uma seção do segmento de placa de re

finador parcialmente represado 200 é mostrada na Figura 8. O primeiro tipo de sulco 150 e os diques 160 são mostrados como estando posicionados consecutivamente em padrões de repetição seguindo uma forma logarítmica. O segundo tipo de sulco 180 e os diques 160 também podem estar presentes nesta modalidade e podem ser posicionados consecutivamente em padrões de repetição seguindo uma forma logarítmica. As barras 140 ficam 5 situadas entre as linhas logarítmicas dos sulcos que incluem o primeiro tipo de sulco 150 com os diques 160, e o segundo tipo de sulco 180 com os diques 160. Um primeiro tipo de sulco não represado 260 e um segundo tipo de sulco não represado 270 podem ser paralelos às linhas de sulco que incluem o primeiro tipo de sulco 150, o segundo tipo de sulco 180 e os diques 10 160. O segmento de placa de refinador parcialmente represado 200 pode propiciar uma vazão mais rápida do que o segmento de placa de refinador substancialmente represado 100.

Alternativamente, o desenho pode consistir em uma série de furos perfurados ou moldados na placa de refinador na forma de, por exemplo, 15 círculos, retângulos, e triângulos, para criar rebaixos para a desidratação dos flocos de fibras no processo de refino, enquanto impede o fluxo interno contínuo através do estator. Os furos podem ter um diâmetro ou uma largura não maior do que de cerca de 15 mm, cerca de 10 mm, cerca de 5 mm, cerca de 3 mm, ou cerca de 2 mm.

A Figura 9 mostra um desenho esquemático de uma placa de re

finador completamente montada que compreende seis segmentos de placa de refinador. Os segmentos de placa de refinador podem ser segmentos de placa de refinador completamente represados ou parcialmente represados descritos acima. As placas de refinador podem ter mais ou menos segmen25 tos que formam a placa do refinador, incluindo, por exemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,9,10,11 ou 12 segmentos.

Em determinados aspectos, a presente invenção refere-se desse modo à solução de um problema que está relacionado com o equilíbrio do rotor em refinadores de discos duplos. A presente invenção também pode 30 conduzir a um menor consumo de energia e a uma hidráulica melhorada nos refinadores, por exemplo, refinadores de baixa consistência, e refinadores de média consistência que incluem um meio fluido. A invenção pode ser relacionada à formação especial da placa do estator, o que pode ser obtido ao usar diques em placas de refinador a um espaçamento não maior do que cerca de 25 mm a cerca de 30 mm separados ou ao usar desenhos alternativos do estator que resultam em um pro5 jeto com segmentos de sulco não mais longos do que cerca de 25 mm a cerca de 30 mm. O desenho do estator pode requerer que um rotor seja ajustado às necessidades hidráulicas da aplicação, o que pode ser obtido ao usar desenhos de placas, por exemplo, desenhos de placas de refinadores completamente represadas, parcialmente represadas ou normais.

Os aspectos da presente invenção podem permitir uma redução

significativa da energia inercial, podem prover ferramentas para controlar a capacidade hidráulica da combinação rotor-estator, e podem solucionar os problemas potenciais associados com a questão da centralização do rotor em refinadores de baixa consistência de discos duplos.

Embora a invenção tenha sido descrita em relação ao que é atu

almente considerado como a modalidade mais prática e mais preferida, deve ser compreendido que a invenção não deve ser limitada à modalidade apresentada, mas, pelo contrário, se presta a cobrir várias modificações e arranjos equivalentes incluídos dentro do caráter e do âmbito das reivindicações 20 anexas. Os projetos das placas de refinador e dos segmentos de placa de refinador não ficam limitados às modalidades descritas. Outras modalidades podem incluir sulcos e barras substancialmente retos, e/ou outras combinações.

Claims

1. Segmento de placa de refinador represado para refinar mecanicamente material lignocelulósico em um refinador que tem placas de refinador opostas, em que o segmento de placa de refinador compreende: pelo menos uma zona de refino; múltiplos sulcos em pelo menos uma zona de refino; e múltiplos diques de altura total em todos ou substancialmente todos os sulcos; em que os diques de altura total em todos ou substancialmente todos os sulcos definem segmentos de sulco entre os diques de altura total, e os segmentos de sulco têm um comprimento não maior do que de cerca de 30 mm.

2. Segmento de placa de refinador represado, de acordo com a reivindicação 1, em que o segmento de placa de refinador compreende pelo menos um segmento de sulco que tem um lado curto definido por uma primeira face de um primeiro dique adjacente que é substancialmente retangular, e tem um lado curto inclinado definido por uma segunda face de um segundo dique adjacente.

3. Segmento de placa de refinador represado, de acordo com a reivindicação 1, em que o segmento de placa de refinador compreende pelo menos um segmento de sulco que tem um lado curto definido por uma face de um primeiro dique adjacente que é substancialmente trapezoidal, e tem um lado curto inclinado definido por uma face de um segundo dique adjacente.

4. Segmento de placa de refinador represado, de acordo com a reivindicação 1, que também compreende um ou mais furos perfurados ou moldados no segmento de placa de refinador para criar rebaixos para desidratar os flocos de fibras no processo de refino, o um ou mais furos têm um diâmetro não maior do que de cerca de 15 mm.

5. Segmento de placa de refinador represado, de acordo com a reivindicação 1, em que os sulcos e os diques são posicionados consecutivamente em padrões de repetição, e em que os sulcos e os diques formam pelo menos um dentre um padrão de uma linha reta com barras situadas em paralelo entre as linhas retas dos sulcos e diques, ou formam um padrão logarítmico com barras situadas entre o padrão logarítmico dos sulcos e diques.

6. Segmento de placa de refinador parcialmente represado para refinar mecanicamente material lignocelulósico em um refinador que tem placas de refinador opostas, em que o segmento de placa de refinador compreende: pelo menos uma zona de refino; múltiplos sulcos em pelo menos uma zona de refino; e pelo menos dois diques de altura total em pelo menos um dos sulcos; em que os diques de altura total definem segmentos de sulco entre os diques de altura total, e cada segmento de sulco tem um comprimento não maior do que de cerca de 30 mm.

7. Segmento de placa de refinador parcialmente represado, de acordo com a reivindicação 6, em que entre cerca de 10% e cerca de 90% dos sulcos na zona de refino incluem múltiplos disques de altura total.

8. Segmento de placa de refinador parcialmente represado, de acordo com a reivindicação 6, em que o segmento da placa de refinador compreende pelo menos um segmento de sulco que tem um lado curto definido por uma primeira face de um primeiro dique adjacente que é substancialmente retangular, e tem um lado curto inclinado definido por uma segunda face de um segundo dique adjacente.

9. Segmento de placa de refinador parcialmente represado, de acordo com a reivindicação 6, em que os sulcos e diques são posicionados consecutivamente em padrões de repetição, e em que os sulcos e os diques formam pelo menos um dentre um padrão de linha reta com barras situadas em paralelo entre as linhas retas dos sulcos e diques, ou formam um padrão logarítmico com barras situadas entre o padrão logarítmico dos sulcos e diques.

10. Segmento de placa de refinador represado, de acordo com a reivindicação 6, em que o segmento de placa de refinador compreende pelo menos um segmento de sulco que tem um lado curto definido por uma face de um primeiro dique adjacente que é substancialmente trapezoidal, e tem um lado curto inclinado definido por uma face de um segundo dique adjacente.

11. Segmento de placa de refinador represado, de acordo com a reivindicação 6, o qual também compreende uma série de furos perfurados ou moldados no segmento de placa de refinador para criar rebaixos para desidratar os flocos de fibras no processo de refino, em que os furos têm um diâmetro não maior do que de cerca de 15 mm.

12. Placa de refinador para o refino mecânico de materiais Iignocelulósicos, a qual comprende: múltiplos segmentos de placa de refinador unidos operativamente para formar um formato circular; em que cada segmento de placa de refinador compreende barras, sulcos e múltiplos diques de altura total nos sulcos para definir segmentos de sulco entre dois diques de altura total; e em que pelo menos um dos segmentos de sulco tem um comprimento não maior do que de cerca de 30 mm.

13. Placa de refinador, de acordo com a reivindicação 12, em que os sulcos nos segmentos de placa de refinador das placas do refinador consistem em um dentre aqueles substancialmente represados por diques de altura total, ou aqueles parcialmente represados por diques de altura total.

14. Placa de refinador, de acordo com a reivindicação 13, em que um segmento de placa de refinador parcialmente represado compreende segmentos de sulco definidos por dois diques de altura total, e entre cerca de 10% e cerca de 90% dos sulcos na zona de refino incluem múltiplos diques de altura total.

15. Placa de refinador, de acordo com a reivindicação 12, em que os sulcos, os diques e as barras são posicionados consecutivamente em padrões de repetição, e em que os sulcos e os diques formam pelo menos um dentre um padrão de linha reta com barras situadas em paralelo entre as linhas retas dos sulcos e diques, ou formam um padrão logarítmico com barras situadas entre o padrão logarítmico dos sulcos e diques.

16. Método para refinar mecanicamente material lignocelulósico em um refinador que tem placas de refinador opostas, as etapas compreendendo: alimentação do material lignocelulósico em uma abertura de refino entre um conjunto de placas de refinador opostas chapeia através de uma borda interna das placas de refinador, em que o conjunto de placas de refinador inclui pelo menos uma placa de refinador que compreende pelo menos um segmento da placa de refinador, e o segmento de placa de refinador compreendendo pelo menos um segmento de sulco definido por dois diques de altura total com um comprimento não maior do que de cerca de 30 mm. refino do material lignocelulósico entre o conjunto de placas de refino; e recebimento do material lignocelulósico refinado de uma borda externa das placas de refinador.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, em que os sulcos em pelo menos uma das placas de refinador opostas é um dentre aqueles represados substancialmente por diques de altura total, ou aqueles represados parcialmente por diques de altura total.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, em que o segmento de placa de refinador parcialmente represado compreende entre cerca de 10% e cerca de 90% dos sulcos na zona de refino que incluem múltiplos diques de altura total.

19. Refinador mecânico para refinar materiais lignocelulósico que tem placas de refinador opostas, o refinador compreendendo: uma placa de refinador do rotor; e uma placa de refinador do estator com uma superfície principal oposta à placa de refinador do rotor; em que uma dentre a placa de refinador do rotor e a placa de refinador do estator compreende pelo menos um segmento de placa de refinador, e o segmento de placa de refinador compreende pelo menos um segmento de sulco a um comprimento não maior do que de cerca de 30 mm.

20. Refinador mecânico, de acordo com a reivindicação 19, em que os sulcos nos segmentos de placa de refinador são um dentre aqueles represados substancialmente por diques de altura total, ou aqueles represados parcialmente por diques de altura total.

21. Refinador mecânico, de acordo com a reivindicação 20, em que um segmento de placa de refinador parcialmente represado compreende segmentos de sulco definidos por dois diques de altura total, e entre cerca de 10% e cerca de 90% dos sulcos na zona de refino incluem múltiplos diques de altura total.