CN103374849A - 可反转的低能耗精磨机板 - Google Patents

Abstract

一种可反转的低能耗精磨机板。用于精磨木质纤维素材料的系统，其包括第一定子板节段精磨区间和第一转子板节段精磨区间，其每一个都具有凹槽。在所述精磨区间的内侧部分中所述转子板凹槽宽度比所述定子板凹槽宽度要大，但是在所述精磨区间的外侧部分中其基本相似。

Description

可反转的低能耗精磨机板

在先申请的交叉引用

本申请要求2012年4月13日递交的美国申请第61/623,784号的优先权权益，其全部内容通过引用结合在此。

技术领域

此公开大体上涉及创建在类似于“泵动低能耗板（pumping low energyplates）”的基本概念上所运行的低能耗精磨机板组合的目标。低能耗精磨机板组合使用机械力以增加纸浆材料在精磨间隙中的向前流动，然而其还是可反转的。本发明涉及用于精磨木质纤维材料的系统，包括第一定子板节段精磨区间和第一转子板节段精磨区间，其每一个都具有凹槽。在从精磨区域（转子或定子板）的内侧边缘到精磨板（转子或定子）的外侧边缘所测量的相应距离上，转子板凹槽宽度大于（宽于）相应的定子板凹槽宽度。

背景技术

通常有为了开发用于机械制纸浆工艺的精磨机板的需要，其着眼于在精磨期间能源消耗的下降。在此开发中的一种尝试包括对特别粗糙的精磨机板的使用，其增加了精磨强度，但是其成果受到限制。例如，值得相信的是，这些板生产出劣质的纸浆属性，并且其实现对能量的节约通常相当受限。

在20世纪90年代，定向精磨机板被开发出来。这些板的几个版本存在，其中许多使用在该技术领域所知的棱条“泵动角（pumping angles）”（有时还被称作“注入角（feeding angles）”或“棱条角（bar angles）”）。泵动角为棱条关于从板的旋转轴线到板的外侧外围径向延伸的中心轴线所构成的角度，或者是关于另一条径向线所构成的角度，以使得除了造成纤维层上的精磨冲力，棱条和凹槽也被用于促进纤维材料在精磨机板节段上的泵动。这种设计能够减少纤维留滞在精磨机上的时间（经常被称作留滞时间），其造成纤维层更薄并导致更高的能量效率。

虽然能量节约正被呼吁中，但是很多机械纸浆磨坊却已经不能使用传统的能量节约技术，正是因为他们的原料，其可能包含有太多的污染物和研磨剂，其是不适用这样的系统的。高级别的污染物和研磨剂还可能缩短精磨机板的寿命。如果精磨机板由于暴露于超量的污染物和研磨剂而恶化（例如，圆角化），纸浆质量可能恶化的极其快。这迫使磨坊频繁地更换精磨机板，使得这样的板的使用变得经济上不切实际。为了解决这样的磨损问题，一些磨坊例如每隔几天地颠倒精磨机板的旋转方向，以保证板上棱条的边缘保持锋利更长时间。

因此，有对能够允许磨坊颠倒其精磨机板的旋转方向的改进技术的需要，因此其促进了低能耗精磨机板技术的有利方面，而又保持了一个可接受的磨损寿命。对于此需要和其他方面，正是本公开所针对的。

发明内容

本公开一般涉及用于木质纤维材料的机械精磨的转子和定子精磨机板。转子和定子板每一个都具有样式侧面和背部侧面，其被安装以使得当在精磨机中运行时转子和定子板的样式侧面彼此相互对置。转子和定子板分别由具有精磨区域的转子板节段和具有精磨区域的定子板节段构成。

由精磨机板节段（分别包括转子板节段和定子板节段的转子和定子板）构成的一对精磨机板可以具有不同的凹槽宽度，以使得在从精磨机板的内侧边缘到精磨机板的外侧边缘的相同距离上，也就是精磨区域，转子板具有较定子板上相应的凹槽宽度更宽的凹槽宽度。

在一个实施例中，用于碟片精磨机的双向成对精磨机板包括转子板和定子板，其每一个都具有不同的设计。转子板和定子板每一个都具有样式侧面和背部侧面，其被安装以使得当在精磨机中运行时转子和定子板的样式侧面彼此相互对置。转子和定子板分别包括转子和定子板节段。精磨机（转子以及定子）板节段具有精磨区域，其覆盖在精磨机板节段的内侧边缘和精磨机板节段的外侧边缘之间的径向距离范围。在一个实施例中，精磨区域具有在内侧精磨区域边缘和外侧精磨区域边缘之间所测量的长度，在此处精磨区域边缘中的一个或多个可以与精磨机板节段的内侧或外侧边缘相一致。

精磨区域长度在开始于内侧精磨区域边缘的径向方向上被测量出来，其位于由棱条构成的样式处，以执行与进给功能相对照的精磨功能。精磨区域长度终止于外侧精磨区域边缘，其延伸到板节段的外侧边缘。在精磨区域中，与进给区域相比较，棱条变得更窄并且更密集，以使得棱条之间的凹槽变得更窄。此外，由棱条和凹槽所构成的样式可以不同于在进给棱条区域中的棱条和凹槽（进给棱条区域还被称为破碎棱条区域）不同。所述另一种方式，精磨区域为从破碎棱条端部到精磨机板节段的外侧边缘的径向距离。

精磨区域包括一个或多个精磨区间，其每一个都覆盖在精磨机板节段的内侧边缘和精磨机板节段的外侧边缘之间的不同的径向距离范围。在一个实施例中，这些区间具有在内侧精磨区间边缘和外侧精磨区间边缘之间经测量的精磨区间长度，在此处精磨区域边缘中的一个或多个可以与精磨机板节段的内侧或外侧边缘或者精磨区域的内侧或外侧边缘相一致。由棱条和凹槽所构成的样式在每个精磨区间中保持一致，但是其能够从精磨区间到精磨区间地发生改变。因此，用于每个精磨区间的内侧精磨区间边缘和外侧精磨区间边缘由棱条之间凹槽的宽度所限定。

转子和定子板节段每一个都在精磨区域中都至少具有最内侧和最外侧精磨区间，最内侧和最外侧精磨区间每一个都分别在转子和定子板节段的内侧边缘和外侧边缘之间的相应径向距离范围内。每个径向距离范围都具有一定长度。精磨区域的最内侧精磨区间离精磨机板节段的内侧精磨区域边缘最近。相对于定子板上的凹槽，相应的转子板凹槽在相应的最内侧精磨区域中基本上更宽，以使得当精磨机中的板彼此面对时较宽的转子凹槽面对较窄定子凹槽。进一步地，在精磨区域的最外侧区间中，转子板的凹槽宽度基本上等于定子板的凹槽宽度。至少一个最内侧或最外侧转子板节段精磨区间与至少一个最内侧或最外侧定子精磨节段精磨区间具有不同的棱条和凹槽样式。在一个实施例中，当在从精磨机板节段的最内侧边缘到精磨机板节段的最外侧边缘的方向上开始于精磨区域的内侧边缘并结束于凹槽宽度改变点进行测量时，最内侧区间长度占全部精磨区域长度的至少百分之20，而最外侧区间占全部精磨区域长度的不超过百分之50。

在双向精磨机板的实施例中，转子板节段的精磨区域具有在精磨区域中的中间精磨区间。中间精磨区间处于在精磨区域的最内侧和最外侧精磨区间之间的径向距离范围，并且在中间精磨区间中转子板节段的凹槽比在相同的相应径向距离范围内的定子板节段的凹槽要宽至少百分之20。

在双向精磨机板的另一个实施例中，精磨机板节段包括位于精磨机板节段的内侧边缘和精磨区域之间的破碎棱条区间。

双向精磨机板能够被用于精磨机的平坦部分，此处精磨机具有平坦的以及圆锥的精磨区段。在依照本公开的用于精磨木质纤维材料的系统的一个实施例中，转子板节段具有第一转子板精磨区域，其在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第一径向距离范围具有至少一个精磨区间，所述至少一个精磨区间具有一定的精磨区间长度。相似地，定子板节段具有第一定子板节段精磨区域，其在定子板节段的内侧边缘和定子板节段的外侧边缘之间的第二径向距离范围具有至少一个精磨区间，所述至少一个精磨区间具有一定的精磨区间长度。

在此实施例中，第一径向距离范围和第二径向距离范围重叠。转子板节段和定子板节段被放置以构成转子板和定子板。转子和定子板被安装在精磨机上，他们各自的样式侧面相对置。当运行时，相对置的以及相应的转子和定子板精磨区域交叉或重叠，由此作用于被注入到精磨机中的木质纤维材料。第一转子板节段精磨区间进一步包括一系列交替的棱条和凹槽，此处凹槽具有第一转子板凹槽宽度。第一定子板节段精磨区间同样进一步包括一系列交替的棱条和凹槽，此处凹槽具有第一定子板凹槽宽度。在此典型实施例中，第一转子板凹槽宽度比第一定子板凹槽宽度要大至少百分之50。第一转子板节段精磨区间具有一定长度，该长度为在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间距离的百分之20、百分之30、百分之35、百分之40或百分之50。

同样在此典型实施例中，转子板节段进一步包括在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第三径向距离范围的第二转子板精磨区间。第三径向距离范围比第一径向距离范围更接近于转子板节段的外侧边缘。定子板节段包括在定子板节段的内侧边缘和定子板节段的外侧边缘之间的第四径向距离范围的第二定子板节段精磨区间，此处第三径向距离范围和第四径向距离范围重叠。具有至少一个精磨区间的第二转子板节段精磨区域包括一系列的交替的棱条和凹槽，此处凹槽具有第二转子板凹槽宽度，并且第二定子板节段精磨区域具有同样包括一些列的交替的棱条和凹槽的至少一个精磨区间，此处凹槽具有第二定子板凹槽宽度。第二转子板凹槽宽度基本上等于第二定子板凹槽宽度。第二转子板精磨区间具有一定长度，该长度为在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间距离的至少百分之10，并且不大于百分之20、百分之30、百分之40或百分之50。

在本发明的另一个实施例中，转子板节段具有在转子板精磨节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第五径向距离范围的第三转子板精磨区间。第三转子板精磨区间还包括一系列交替的棱条和凹槽，所述凹槽具有第三转子板凹槽宽度。第五径向距离范围比第一径向距离更接近于转子板节段的内侧边缘。此外，定子板节段包括在定子板节段的内侧边缘和定子板节段的外侧边缘之间的第六径向距离范围的第三定子板节段精磨区间。此第三定子板节段精磨区间还包括一系列交替的棱条和凹槽，所述凹槽具有第三定子板凹槽宽度。

在本发明的又另一个实施例中，转子板节段包括在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第七径向距离范围的转子注入区间。第七径向距离范围开始于转子板节段的内侧边缘。定子板节段包括在定子板节段的内侧边缘和定子板节段的外侧边缘之间的第八径向距离范围的定子注入区间。第七径向距离范围和第八径向距离范围重叠。

尽管凹槽宽度在所描述的每个精磨区间中变化，对于凹槽的实际宽度，在转子以及定子板节段中精磨区间到精磨区间的变化是非必要的，但是在重叠或相对应的精磨区间中转子和定子板节段之间的相对宽度必须是不同的。可能的是，例如，在两个或三个定子精磨区间中具有恒定的定子凹槽宽度，但是在各自精磨区间中转子凹槽宽度上的改变对在转子和定子板节段之间的凹槽宽度比率提供了有必要的改变。

当较佳实施例的如下详细描述结合所附附图进行阅读时，相对于本领域的那些常规技术，这些特征，以及本发明的其他特征和优点将是更加显而易见的。

附图说明

图1为依照本发明的具有样式的转子精磨机板节段的实施例的说明。

图2为依照本发明的具有样式的定子精磨机板节段的实施例的说明，其适用于与图1的转子板结合使用。

图3为用于低能耗精磨机板的传统精磨机板节段样式的说明，其具有泵动角。

图4为不适用于低能耗精磨的传统精磨机板节段样式的说明。

图5为依照本发明的精磨机转子板节段样式的可选实施例的说明。

图6为依照本发明的精磨机定子板节段样式的另一个可选实施例的说明，其适用于与图5的转子板节段结合使用。

图7为依照本发明的精磨机转子板节段样式的另一个可选实施例的说明。

图8为依照本发明的精磨机定子板节段样式的另一个可选实施例的说明，其适用于与图5或者图7的转子板节段结合使用。

具体实施方式

不同的原理能够被用于增加穿过用于精磨木质纤维材料的单碟片精磨机的精磨区域的注入速度，其特征在于旋转碟片（转子碟片）和静止碟片（定子碟片）。用作原料的木质纤维材料的干燥物稠度能够至少为百分之10，或者可选地能够至少为百分之20。本公开的实施例可以与平坦精磨机、圆锥碟片精磨机和/或任何其他用于机械精磨木质纤维材料的合适的精磨机相关联地被使用，并且其可以被应用于平坦（碟片）板。圆锥或其他合适的精磨机包括具有精磨区间的精磨区域。

值得相信的是，构成具有棱条的泵动角将有助于更快地注入材料，并且因此减少在精磨区域中的材料的留滞时间，其将减少材料被精磨的时间。更快的材料注入由棱条越过障碍期间摩擦力的一致性所引起。这样的摩擦力可以作用于向外的力矢量，促进碎屑朝精磨区域的外围的运动。

依照本公开，转子板能够为执行更大部分的泵动行为的主碟片。很多精磨机使用转子碟片，通常在900-2300转每分（revolutions per minute,RPM）之间的速度旋转，相对置于不旋转的定子碟片。木碎屑或纤维或木质纤维材料典型地通过定子碟片的中心被注入，并且转子碟片通过将旋转施加于材料而将这些材料注入到间隙中。在单一方向注入板设计中，棱条通常被构成在允许由从转子板和定子板穿过棱条以施加向外方向摩擦力造成摩擦力的泵动角。这样的摩擦力来源于除了由注入材料的旋转造成的离心力。这种旋转可以由棱条之间的转子板间隔（在凹槽中）所取代，在一定程度上同样为位于转子板棱条顶部和定子板棱条顶部之间的区域（例如，各自板表面之间的“间隙”）。位于定子板凹槽中的一部分将被精磨的材料并未旋转。因为在定子板凹槽中的材料上没有旋转力，该部分被精磨的材料常常停滞并且其增加了精磨机中材料的平均留滞时间，其造成需要被制造纸浆的能量增加。

一旦在转子和定子棱条之间的间隙中，材料就被拖到静态元件和转动元件之间。纤维垫为动态整体的，其持续破碎分离并重整。当纤维被从纤维垫拉出时，他们能够要么移动进入转子板凹槽要么进入定子板凹槽。进入转子板凹槽的这些纤维能够被加速到精磨机的完全旋转速度，并且因此获得朝向精磨区域外围的明显动量。进入定子板凹槽的纤维将停滞，因为不再有任何离心力作用在他们之上。进入定子板凹槽的纤维将通过精磨机中的蒸气流而被输送，但是值得相信的是进入定子板凹槽的纤维将比进入转子板凹槽的纤维在精磨区域留存明显更长的时间。

增加从纤维垫破碎出的纤维最后到达相对置于定子板凹槽的转子板凹槽中的可能性可以减少精磨机中材料的总体留滞时间，并且由此减少精磨机所需要的能耗水平。在一个方面，本公开涉及在低能耗水平下制造纸浆，其使用能够被反转的精磨机板，以使得材料的整体留滞时间能够被达到。为了使用双向精磨机板（具有能够被反转的旋转方向的精磨机板）完成低能耗精磨，基本原理为将特征为不同凹槽宽度的转子和定子板相匹配。例如，通过使用转子板上较宽的凹槽，纤维从转子和定子板之间的间隙运动到转子板凹槽的可能性比材料从转子和定子板之间的间隙运动到定子板凹槽中的可能性大得多。相较于定子板凹槽，这增加了转子板凹槽中纤维的比率，并因此将增加注入效果并减少在两个旋转方向上产生相同成果的留滞时间。

前述较佳实施例的详细描述只被表达用于说明目的并且其不被计划穷举或限制本发明的主旨和范围。实施例被选择并被描述以最佳解释本发明的原理和其实际应用。一项本领域的普通技术将具有很多变形，其能够不偏离本发明的范围和主旨地实现于此说明书中所公开的发明。

依照本发明的可反转的或双向精磨机板的说明实施例在图1-2和5-8中被示出。本发明为可反转的精磨机板，相较于传统可反转的精磨机板，当使用时其导致低能量消耗。目前，有对能够允许磨坊颠倒其精磨机板的旋转方向的改进技术的需要，因此其促进了低能耗精磨机板技术的有利方面，而又保持了一个可接受的磨损寿命。

现在参照图1，精磨机转子板节段100被说明，其具有四个精磨区间（130、132、134和136），包括一个精磨区域114，相较于相配合的定子板节段200上相对应的位置（图2），此处中心精磨区间132和134具有更粗糙的棱条102和凹槽104样式。棱条102与凹槽104相间，并且障碍106和108可以被包含在凹槽104中。障碍106和108可以为全高度、部分高度或任何其他阻挡凹槽104中的纤维朝转子板节段100的外侧边缘110运动的高度组合。转子精磨机板和定子精磨机板都包括双向（可反转的）节段，即，转子板节段100和定子板节段200。

转子板节段100在精磨区域114中包括四个精磨区间（130、132、134和136），其能够包含不同的棱条宽度和凹槽宽度W。转子板节段100典型地被用于大型精磨机中，其典型特征为分离的破碎棱条环（未示出）。破碎棱条环位于临近于精磨机转子板节段100的内侧边缘112的板的转动轴线附近。被发现于最小的传统精磨机的精磨机板节段上的破碎棱条环，其能够包括一个或多个破碎棱条区间。在较大的精磨机中，破碎棱条区间经常被构造在位于主精磨区域内部的节段的同心环的单独的精磨机节段上。

破碎棱条区间通常在棱条间具有非常大的间隔，其只有很少的固体破碎棱条，并且典型的特征在于凹槽宽度在大多数情况中大于10mm，并且经常大于20mm。在转子破碎棱条和定子破碎棱条的顶部之间的间隔通常明显地大于在精磨机运行期间精磨区域中棱条的间隔。后者通常为0.2-1.5mm，然而前者通常超过3mm。应当理解的是任何类型的破碎棱条设计都能够与此发明相结合地使用。

在一个典型实施例中，转子精磨区域114理想上包括四个精磨区间（例如，130、132、134和136）中的至少两个，并且其能够包括这样精磨区间（例如，130、132、134和136，或更多）中的三个、四个或者更多，这样的精磨区间（例如，130、132、134和136）中的一个或多个具有不同的棱条102空间（或凹槽宽度W）。在此典型实施例中，图1示出四个精磨区间136、134、132和130。相配合的定子200（图2）能够具有，例如，只有一个精磨区间216或多个精磨区间（未示出）。在最外侧的转子精磨区间中（例如，精磨区间130），其覆盖住精磨区域114的最高到百分之50（例如，百分之40、百分之30、百分之25等等），或者较佳地为精磨区域114的百分之40的最大值。平均凹槽宽度W可以等同于或基本上相同于定子板200的，以使得在最外侧精磨区间130中木质纤维材料的留滞时间基本上相似于传统板的，由此允许精磨机载荷能力的最大值以及对期望纤维性能的开发。在此情况中术语“基本上相似”能够指称百分之15或更少的差别，较佳地在百分之10到百分之5之间的范围，或者更少。转子凹槽104较佳地较定子凹槽204（例如，图2的220、222、224和226）更宽不超过百分之15，或者较佳地比相对置于相应的转子板节段100的定子板节段200的定子凹槽204更宽不超过百分之10到百分之5。

通过对比，最内侧精磨区间，例如，精磨区间136，或者转子板节段100上精磨区域114的精磨区间136和精磨区间134的组合能够具有凹槽宽度W，其基本上比定子板节段200上的相对置的精磨区间216上的要宽（例如，百分之50或更多，诸如百分之60、百分之75、百分之90、百分之100、百分之125、百分之150、百分之200或更多）。在此典型实施例中，转子板节段100的凹槽宽度W比定子板节段200的凹槽宽度W要宽至少百分之50。在较佳实施例中，凹槽宽度W比相对置的定子凹槽204要宽百分之75、或百分之100或者更多。此最内侧精磨区间（例如，136）特征在于相较于定子板节段200的凹槽204宽得多的转子板节段100的凹槽104覆盖精磨区域114的至少百分之20，并且较佳地覆盖超过百分之25，并且更较佳地覆盖全部精磨区域114的百分之30或更多。可选择地，最内侧精磨区间的长度为全部精磨区域长度的至少百分之20，并且较佳地为多于全部精磨区域长度的百分之25，并且更较佳地为全部精磨区域长度的百分之30或更多。

在此实施例中，位于最内侧精磨区间136和最外侧精磨区间130之间的精磨区域114的中心部分（例如，中间精磨区间132并潜在地包括精磨区间134）具有凹槽104，其比定子凹槽204要宽至少百分之20，并且较佳地凹槽104更宽百分之30，或者更多（例如，百分之20或更多，诸如百分之25、百分之30、百分之35、百分之40、百分之50、百分之60、百分之75、百分之90、百分之100或更多）。中间精磨区间（例如，132或132和134）是可选的，并且如果转子板节段100的最内侧精磨区间（例如，136，或136和134）一直延伸到转子板节段100的外侧精磨区间（例如，130），其可以不存在，如先前所述。

在本发明的一个实施例中，图1和2示出转子板节段100和定子板节段200，其能够彼此结合地被使用。在一个实施例中，转子板节段100具有两个精磨区间（例如，130、132、134或136中的两个或更多），并且相对置的定子板节段200具有单独的精磨区间216。在一个实施例中，转子板节段100具有超过两个的精磨区间（例如，130、132、134或136中的三个或更多），并且相对置的定子板节段200只具有一个精磨区间216。可选择地，转子板节段100和定子板节段200具有更多区间，在这种情况中，较佳的是转子和定子板节段100和200之间相应的凹槽宽度W的几何形状保持不变。在此实施例中，较佳的是：（1）在最外侧精磨区间130中转子板节段100的凹槽104的凹槽宽度为最小，其基本上相似于定子板节段200上相对置的凹槽204的凹槽宽度W，并且（2）转子板节段100上至少一个最内侧精磨区间（136，或136和134）具有凹槽104，其凹槽宽度W基本上大于在转子板节段100的底部边缘112和外侧边缘110之间相似的径向位置处定子板节段200上的凹槽204。

在一个实施例中，转子和定子板节段100和200被设计为双向（或可反转的）的，其意味着当在顺时针或逆时针方向运行时其每个样式具有相同的几何形状。通常地，双向能够通过具有关于板节段的中心线镜像的板节段上样式的两个对半来实现，但是精磨机板设计领域技术人员能够构思出不具有这样关于中心线轴线对称的双向或可反转的板节段设计。

在另一个可选实施例中，转子精磨区域114由四个精磨区间130、132、134和136制成，其每一个具有不同程度的粗糙度（凹槽宽度W）。在最外侧区间130中转子板节段100的凹槽宽度W基本上相似于定子板节段200的凹槽宽度W，以使得全部能耗的更大百分比被应用于板的外围附近。

在此实施例中，转子板节段100的最外侧精磨区间130具有不均匀的棱条102和凹槽104的空间，此处凹槽宽度W不同并且/或者是从凹槽到凹槽（例如，120、122、124和126）相互交替的。例如，相较于凹槽122和126（其可以为相同的宽度或不同的宽度），转子板凹槽120和124（其也可以为相同的宽度或不同的宽度）可以具有不同的宽度。在此实施例中，转子板节段100凹槽宽度W的配置可以相似于定子板节段200凹槽宽度W配置，例如，如定子板节段200的定子板凹槽220、222、224和226所说明的。转子板节段100的此最外侧精磨区间130向当地短，在从内侧边缘112到外侧边缘110的方向上测量的长度典型地在30和120mm之间，其取决于所需要的纸浆质量和所需要的能耗缩减，以及精磨机的直径。

当使用低能耗精磨机板组合时，并且当使用在转子板节段100和定子板节段200上基本相似的凹槽宽度W时，最外侧区间130传统上地被认为是处于精磨能耗将被施加的实质部分处。最外侧精磨区间130在一个实施例上少于全部精磨区域114的百分之50（例如，百分之40、百分之30、百分之25、百分之10等等）。

从精磨区域114的入口，位于转子板节段100的内侧边缘112处，在一个实施例中，当相较于相对置的定子板凹槽204时，转子板凹槽104基本上较宽。在此实施例中，在转子板节段100的最内侧精磨区间134和136中实质较宽的转子板凹槽104具有不同并且显著区别的棱条和凹槽样式，并且最内侧精磨区间134和136应当包括全部精磨区域114（例如，由从内侧边缘112到外侧边缘110的径向距离所测量的）的最小百分之20（例如，百分之25、百分之30、百分之40、百分之50等等）。

在另一个实施例中，转子板节段100的中间精磨区间132具有凹槽宽度W，其比与其相对置的定子板节段200的凹槽宽度W要宽至少百分之20（例如，百分之25、百分之30、百分之50、百分之60、百分之70、百分之100等等）。此中间精磨区间132为可选择地呈现，取决于期望能耗和用于给定应用的质量水平。

给定精磨区域114和216中在转子板节段100和定子板节段200之间的凹槽宽度W的比率能够决定注入效果的增加。当转子板节段凹槽104比定子板节段凹槽204宽得多时，注入效果更明显地增加。在一些实施例中，可以较佳的是在最内侧精磨区间134和136中具有凹槽104，其比在定子板节段200上的凹槽204要宽至少百分之50。在其他实施例中，可以较佳的是具有更宽的凹槽204，例如，在转子板节段100上要宽百分之75、百分之100或百分之150。转子板节段凹槽宽度W和定子板节段凹槽宽度W之间的比率越高，将会获得越有利的注入效果。

如此处所述的，转子板节段100和定子板节段的平均凹槽宽度W的比较可以被用作在具有变化凹槽宽度W的板中相应凹槽宽度W的替代。其可能包括转子和定子板节段（100和200）的相对凹槽宽度的平均值（例如，由等差中项、中值或众数所表达的）。在一个实施例中，有多于一个精磨区间130、132、134和/或136，其在精磨区域114中具有不同的棱条102和凹槽104配置。

在一个实施例中，有多于一个精磨区间（130、132、134和/或136），以及中间精磨区间（132和134）。除了在这样的实施例中转子板节段100的凹槽104应当比定子板节段200上相对应的凹槽204要宽，中间精磨区间132和134可以具有几种配置。在较佳实施例中，在不是外侧精磨区间（132、134或136）的精磨区间中的转子凹槽宽度W应该比定子凹槽宽度W要宽至少百分之20，只要最内侧精磨区间（136）具有的凹槽宽度W比对置于此转子板节段100的定子板节段200的凹槽宽度W要宽至少百分之50、百分之75、百分之100、百分之150（或者大于百分之50的另一个百分之25的倍数的百分比）。

图3示出传统低能耗，但是非可反转的，精磨机板节段300，其使用在精磨区间336、332和330之间过渡的注入角。木质纤维材料在内侧边缘312附近被注入，并且在精磨进程期间朝外侧边缘310传递。这些转子板能够对置于具有相似样式的定子板，或者相对置的转子和定子板能够具有不同的设计配置，其通常具有相似的棱条和凹槽宽度。这样的设计在与另一面完全不同的旋转方向上运行，因此这样的设计不是可反转的。在传统低能耗精磨设备中，具有相似于图3中所说明的样式的定子和/或转子板可以被使用，较佳地转子的凹槽宽度W基本上等于或大于相应的定子的凹槽宽度W。这种现存技术的增强注入是依赖于棱条上的泵动角的，其在间隙上一致的摩擦力减少了精磨区域314中纤维的留滞时间。

图4示出传统双向或可反转的精磨机板节段400，其不适用于低能耗精磨。双向精磨机板节段400包括破碎棱条区间436，以及两个精磨区间432和430。木质纤维材料在内侧边缘412附近被注入，并且在精磨进程期间朝外侧边缘410传递。这种精磨机板节段400并没有促进低能量消耗，因为用于注入材料的留滞时间常常相当的高，其可能导致增加的摩擦能耗和更低的效率。这个类型的精磨机板节段400通常在转子和定子上运行，因此在定子和转子之间没有区隔元件或碟片。在本发明的一个实施例中，如此的精磨机板节段400与具有基本上更粗糙的最内侧精磨区间（432）的转子板节段相组合，或者将其与具有基本上更细腻的最内侧精磨区间（432）的定子板节段相组合。在每种情况中，最外侧精磨区间430的样式将是基本上相似的。

图5、6、7和8示出本发明的可选择实施例。图5示出转子板节段500，其具有三个精磨区间：530、532、534，以及破碎棱条区间536。木质纤维材料在内侧边缘512附近被注入，并且在精磨进程期间朝外侧边缘510传递。图6示出定子板节段600，其具有两个精磨区间：630和632，以及破碎棱条区间636。木质纤维材料在内侧边缘612附近被注入并且朝外侧边缘610传递。图7示出转子板节段700，其具有两个精磨区间：730和732，以及破碎棱条区间736。木质纤维材料在内侧边缘712附近被注入并且朝外侧边缘710传递。图8示出定子板节段800，其具有单一精磨区间830，以及破碎棱条区间836。木质纤维材料在内侧边缘812附近被注入并且朝外侧边缘810传递。

在这些实施例中，转子板节段500和700，以及定子板节段600和800在板的内侧部分包括破碎棱条区域（例如，536、636、736和836）。这种配置在关于较小直径的精磨机中是尤其有益的，然而较大的精磨机通常在位于主精磨机板（例如，诸如在图1和2中的那些）同心环内部单独的精磨机板节段上具有破碎棱条区域。

本公开涉及精磨区域540、640和740，以及精磨区间830，其为在此情况中节段的外侧一半。图5的转子板节段500与图6的定子板节段600一起的组合，以及图7转子板节段700与图8的定子板节段800一起的组合为本发明的额外可选择实施例。而且，图5的转子板节段500与图8的定子板节段800一起的组合也是可选择实施例。

依照本发明，在所有精磨区间的棱条能够彼此相互平行，或者他们能够朝着板的外围聚合、分离或者为放射状布置。在一些实施例中，棱条关于精磨机板节段的中心线具有的平均角度为零。板因此能够在顺时针或逆时针方向上旋转，并且板的动态几何形状将在两个方向上相同，其允许精磨机以相等的性能改变旋转方向。板设计能够关于精磨机板节段的中心线成镜像（尽管可能具有关于中心线不成镜像的双向或可反转的构建，并且这将仍然为相同的原理）。在双向或可反转的板节段上的棱条一致性经常由平行的棱条502所构成，平行于节段的中心轴线运行，并潜在地具有平行棱条502的一个或多个空场550，其在空场550的结合处共同交汇为V形560。在其他实施例中，棱条502关于节段的中心线为更大的角度，并且在两个区域交汇，形成“W”形（未示出）而不是“V”形，例如，诸如在图5的外侧精磨区域中所示出的。这样的构建也为双向的。

定子板节段800可以由一个精磨区间830制成，并且可选择地具有破碎棱条836，例如，诸如在图8中所说明的。根据本发明的另一个实施例，定子板节段600能够具有多个精磨区间630和632，只要相较于对置于这样最内侧区间532，或532和534的定子板节段600精磨区域的凹槽宽度W比转子板节段500的最内侧区间532，或532和534的凹槽宽度W要宽至少百分之50、百分之75、百分之100或百分之150（或者大于百分之50的另一个百分之25的倍数的百分比）。在此实施例中，相较于定子板节段600的最外侧区间630，转子板节段500的最外侧区间530具有基本上相等的凹槽宽度W。

虽然本发明结合目前被认为是最实用并且是较佳的是示例所描述出来，其应该被理解为本发明不限制于所公开的实施例，而正相反，本发明意图覆盖包括在所附权利要求的主旨和范围内的各种修饰和等效布置。

Claims (26)

1.用于精磨木质纤维素材料的系统，其包括：

双向转子板节段在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第一径向距离范围包括具有至少一个精磨区间的第一转子板精磨区域，所述至少一个精磨区间具有精磨区间长度，并且

双向定子板节段在定子板节段的内侧边缘和定子板节段的外侧边缘之间的第二径向距离范围包括具有至少一个精磨区间的第一定子板节段精磨区域，所述至少一个精磨区间具有精磨区间长度，

其中，第一径向距离范围和第二径向距离范围重叠，第一转子板节段精磨区间包括一系列交替的棱条和凹槽，所述凹槽具有第一转子板凹槽宽度，并且第一定子板节段精磨区间包括一系列交替的棱条和凹槽，所述凹槽具有第一定子板凹槽宽度，所述第一转子板凹槽宽度比所述第一定子板凹槽宽度要大至少50%，

其中，转子板节段在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第三径向距离范围包括第二转子板精磨区间，所述第三径向距离范围比所述第一径向距离范围更靠近于转子板节段的外侧边缘，

其中，定子板节段在定子板节段的内侧边缘和定子板节段的外侧边缘之间的第四径向距离范围包括第二定子板节段精磨区间，其中，所述第三径向距离范围和所述第四径向距离范围重叠，所述第二转子板节段精磨区间具有至少一个包括一系列交替的棱条和凹槽的精磨区域，所述凹槽具有第二转子板凹槽宽度，并且所述第二定子板节段精磨区域具有至少一个包括一系列交替的棱条和凹槽的精磨区间，所述凹槽具有第二定子板凹槽宽度，所述第二转子板凹槽宽度经本上等于所述第二定子板凹槽宽度。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少10%并不超过50%。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少10%并不超过40%。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少10%并不超过30%。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少10%并不超过20%。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少20%。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少30%。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少40%。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一转子板精磨区间的长度为所述转子板节段的内侧边缘和所述转子板节段的外侧边缘之间距离的至少50%。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一转子板凹槽宽度比所述第一定子板凹槽宽度要大至少百分之X，此处X为25的倍数并且其大于或等于50。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二转子板凹槽宽度比所述第二定子板凹槽宽度要宽不超过10%。

12.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二转子板凹槽宽度比所述第二定子板凹槽宽度要宽不超过15%。

13.如权利要求1所述的系统，其中，所述转子板节段在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第五径向距离范围包括第三转子板精磨区间，所述第五径向距离范围位于所述第一径向距离范围和所述第三径向距离范围之间，

其中，所述定子板节段在所述定子板节段的内侧边缘和所述定子板节段的外侧边缘之间的第六径向距离范围包括第三定子板节段精磨区间，其中，所述第五径向距离范围和所述第六径向距离范围重叠，

所述第三转子板节段精磨区间包括一系列交替的棱条和凹槽，所述凹槽具有第三转子板凹槽宽度，并且

所述第三定子板节段精磨区间包括一系列交替的棱条和凹槽，所述凹槽具有第三定子板凹槽宽度，所述第三转子板凹槽宽度比所述第三定子板凹槽宽度要宽至少20%。

14.如权利要求10所述的系统，其中，所述第三转子板凹槽比所述第三定子板凹槽宽度要宽至少30%。

15.如权利要求10所述的系统，其中，所述第三转子板凹槽比所述第三定子板凹槽宽度要宽至少40%。

16.如权利要求10所述的系统，其中，所述第一、第二或第三转子板凹槽宽度包括两个或更多凹槽宽度。

17.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二和第四定子板凹槽宽度基本上相同。

18.如权利要求10所述的系统，其中，所述定子板节段凹槽宽度在两个或三个精磨区间中相同。

19.如权利要求10所述的系统，其中，所述第五转子板凹槽基本上相同于所述第一转子板凹槽宽度。

20.如权利要求10所述的系统，其中，所述第一、第二或第三定子板凹槽宽度包括两个或更多凹槽宽度。

21.如权利要求1所述的系统，其中，所述转子板节段在转子板节段的内侧边缘和转子板节段的外侧边缘之间的第七径向距离范围包括转子注入区间，所述第七径向距离范围开始于所述转子板节段的内侧边缘，并且

其中，所述定子板节段在所述定子板节段的内侧边缘和所述定子板节段的外侧边缘之间的第八径向距离范围包括定子注入区间，其中，所述第七径向距离范围和所述第八径向距离范围重叠。

22.如权利要求1所述的系统，其进一步包括圆锥精磨区间。

23.用于碟片精磨机的双向精磨机板组合，其包括：

每一个都具有样式侧面和背部侧面的转子板和定子板，其被安装以使得转子板的样式侧面和定子板的样式侧面彼此对置，所述转子和定子板分别包括具有精磨区域的转子板节段和具有精磨区域的定子板节段，所述精磨区域具有长度，所述转子板和定子板具有内侧精磨区域边缘和外侧精磨区域边缘，在所述样式侧面上所述转子板节段在所述精磨区域中具有至少一个最内侧和最外侧精磨区间，其每一个都在所述转子板节段的所述内侧精磨区域边缘和外侧精磨区域边缘之间的径向距离范围，其每一个径向距离范围都具有长度，

其中，在所述样式侧面上所述定子板节段在所述精磨区域中具有至少一个最内侧和最外侧精磨区间，其每一个都在所述定子板节段的所述内侧精磨区域边缘和所述外侧精磨区域边缘之间的相应的径向距离范围，其每一个相应的径向距离范围都具有长度，

其中，所述转子板节段最内侧或最外侧精磨区间的所述至少一个具有与所述最内侧或最外侧定子板节段精磨区间的所述至少一个不同样式的棱条和凹槽，

其中，所述转子板节段精磨区域的最内侧精磨区间和所述定子板节段精磨区域的最内侧精磨区间离所述转子板节段和定子板节段的内侧精磨区域边缘最近，并且其中，在所述径向距离范围的所述转子板节段的所述凹槽基本上比在所述相应的径向距离范围的所述定子板节段的所述凹槽要更宽或相等，并且

其中，所述转子板节段的所述最内侧精磨区间的长度占所述精磨区域长度的至少百分之20，而所述最外侧区间占所述精磨区域长度的不多于50%。

24.如权利要求17所述的精磨机板，其中，所述转子板节段的所述精磨区域具有在所述精磨区域中的中间精磨区间，所述中间精磨区间在所述精磨区域的所述最内侧和最外侧精磨区间之间的径向距离范围，其中，在中间精磨区间中的所述转子板节段的所述凹槽比在相同径向距离范围中所述定子板节段的所述凹槽要宽至少20%。

25.如权利要求17所述的精磨机板，其中，所述精磨机板节段进一步包括位于所述精磨机板节段的所述内侧边缘和所述精磨区域之间的破碎棱条区间。

26.如权利要求17所述的精磨机板被用于精磨机的平坦部分，其特征为，具有圆锥精磨区段的进一步的精磨区段。

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