CN112501940A - 精磨机刀片元件 - Google Patents

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Abstract

一种用于精磨纤维材料的精磨机(1、2、3)的刀片元件对(20)。该刀片元件对(20)中的每个刀片元件(5、5’、8、8’)包括精磨表面(6、9)，该精磨表面包括沿刀片元件(5、5’、8、8’)延伸的刀齿(16、18)、刀槽(17、19)和延伸贯穿刀片元件(5、5’、8、8’)的开口(14、15)。当刀片元件对(20)中的刀片元件(5、5’、8、8’)被设置成基本上彼此对置时，刀片元件(5、5’、8、8’)中的一个的开口(14、15)处在与刀片元件(5、5’、8、8’)中的另一个的开口(14、15)不同的轴向(A)位置或径向(R)位置处。

Description

精磨机刀片元件
技术领域
本发明涉及一种用于精磨纤维材料的精磨机，并且尤其涉及一种刀片元件对，其能够被用在用于精磨纤维材料的精磨机中。
背景技术
出版物EP2304101B1公开了一种精磨机以及精磨纤维材料的方法。EP-2304101B1中公开的精磨机包括至少一个第一精磨表面和至少一个第二精磨表面，这些精磨表面被布置成至少部分地基本上彼此对置，由此在它们之间形成容纳待精磨材料的精磨腔室。第一精磨表面包括被布置成贯穿第一精磨表面的开口，待精磨的纤维材料被布置为通过该开口被供给到精磨腔室中，和/或第二精磨表面包括被布置成贯穿第二精磨表面的开口，在精磨腔室中精磨的纤维材料被布置为通过该开口从精磨腔室中排出，或者反之亦可。
通过使待精磨的纤维材料穿过第一精磨表面供给至精磨腔室和/或通过将已精磨的纤维材料穿过第二精磨表面从精磨腔室中移出，或者反之亦可，能够将纤维材料供给至精磨腔室中从而使材料在精磨腔室中的分布基本均匀，这会影响精磨效率和精磨机容量。然而，所公开的精磨机提供的磨解度、即精磨度不足以提供极度精磨的、通常为用作例如生产新的生物基产品的添加剂的木基纤维材料。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于精磨纤维材料的精磨机的新型刀片元件对(成对刀片元件)。
本发明提供一种用于精磨纤维材料的精磨机的刀片元件对，所述刀片元件对中的每个刀片元件包括精磨表面，所述精磨表面包括沿所述刀片元件延伸的刀齿、刀槽和延伸贯穿所述刀片元件的开口，当所述刀片元件对中的刀片元件被设置成基本上彼此对置时，所述刀片元件中的一个的开口处在与所述刀片元件中的另一个的开口不同的轴向位置或径向位置处。
在公开的所述刀片元件对中，当所述刀片元件对中的刀片元件被设定成基本上彼此对置，刀片元件中的至少一个是可旋转的，并且一个刀片元件的开口处于与另一个刀片元件的开口不同的轴向位置或径向位置处。
由于在所公开的解决方案中，转子精磨表面中的开口与定子精磨表面中的开口不重合或重叠，因此不允许待精磨的材料直接从转子精磨表面中的开口到达定子精磨表面中的开口，至少在一定程度上，所有纤维材料都被强制处在精磨作用的影响下，这是因为没有精磨材料部分能够通过精磨机而最终未受到精磨作用。与包括延伸贯穿定子刀片元件和转子刀片元件的开口的现有技术解决方案相比，这增加了纤维材料的研磨度。
依据本发明的一些实施方式，所述刀片元件的精磨表面可包括至少一个无开口的实心精磨表面区域和至少一个具有所述开口的精磨表面区域。所述刀片元件对中的每个刀片元件可包括第一边缘和第二边缘，且所述刀片元件的精磨表面从所述第一边缘朝向所述第二边缘沿所述刀片元件的轴向或径向延伸，并包括多个具有延伸贯穿所述刀片元件的开口的精磨表面区域，而且当所述刀片元件对中的刀片元件被设置成基本上彼此对置时，具有所述开口的所述刀片元件的精磨表面区域处在不同的轴向位置或径向位置处。所述刀片元件可以是刀片节段(blade segment,磨片)，所述刀片节段包括第一端边缘、第二端边缘、以及在所述第一端边缘和所述第二端边缘之间延伸的侧边缘，而且所述开口可以是处在所述侧边缘处的凹口，所述凹口从所述刀片节段的侧边缘朝向相对的侧边缘延伸贯穿所述刀片节段的整个厚度。所述刀片元件对中的每个刀片元件内的间距可至多为3毫米。所述刀齿的宽度可至多为所述刀片元件的间距的一半。所述刀齿的高度可至多为10毫米。形成所述刀片元件对的刀片元件中的刀齿可彼此交叉。所述刀片元件的刀齿之间的相交角度可为10°至100°。所述刀片元件中的开口的总开口面积可为所述刀片元件的精磨表面的表面积的5％至30％。
本发明还提供一种用于精磨纤维材料的精磨机，该精磨机可包括至少一上述的刀片元件对。所述精磨机还可包括固定的精磨元件即定、和旋转的精磨元件即转子，而且至少一个所述刀片元件是用于所述精磨机的定子的刀片元件，且至少另一个刀片元件是用于所述精磨机的转子的刀片元件。所述开口可以是孔或穿孔。所述开口的尺寸和/或形状可被设置为在一个刀片元件内变化。一个刀片元件的所述开口的尺寸和/或形状与和其对置的刀片元件的尺寸和/或形状可以不同。
附图说明
在下文中，将参照附图通过优选实施方式详细地描述本发明，其中
图1示意性示出了锥形精磨机的侧视图，其中部分为横截面图；
图2示意性示出了圆柱形精磨机的侧视图，其中部分为横截面图；
图3示意性示出了盘形精磨机的侧视图，其中部分为横截面图；
图4示意性示出了锥形精磨机的刀片元件对的侧视图，其中部分为横截面图；
图5示意性示出了转子刀片元件的精磨表面的俯视图；以及
图6示意性示出了另一盘形精磨机的侧视图。
为了清楚起见，附图以简化的方式示出了本发明的一些实施方式。相似的附图标记在图中标识相似的元件。
具体实施方式
图1示出了一种锥形精磨机1的非常示意性的侧视图，其中部分为横截面图。锥形精磨机1包括固定的精磨元件4、即定子4，定子4包括多个定子刀片元件5，定子刀片元件5具有精磨表面6。定子4可以被支撑在精磨机1的框架结构上，为清楚起见该框架结构未在图1中示出。根据定子4的一个实施方式，定子4可以包括仅仅一个锥形刀片元件5，该刀片元件5沿定子4的整个周缘延伸，以使该单个刀片元件提供定子4的完整均匀精磨表面6。根据定子4的另一个实施方式，定子4可以包括至少两个分段式刀片元件、即刀片节段5’，如下图4所示，这些刀片节段被布置成彼此相邻，由此最初分开的分段式刀片元件的精磨表面6共同形成定子4的完整均匀精磨表面6。因此，当涉及精磨机的定子4时，术语“刀片元件”可指构成定子4的完整精磨表面6的刀片元件、或指构成定子4的完整精磨表面6的仅仅一部分的刀片节段。精磨表面6通常在其间设置有刀齿(blade bar，刀杆条)和刀槽(blade grooves,沟槽)，刀齿和刀槽的一个实施方式在下面的图4和图5中被示出。
精磨机1还包括旋转的精磨元件7、即转子7，转子7包括多个转子刀片元件8，转子刀片元件8具有精磨表面9。根据转子7的一个实施方式，转子7可以包括仅仅一个锥形刀片元件8，该刀片元件8沿转子7的整个周缘延伸，以使该单个刀片元件具有转子7的完整均匀精磨表面9。根据转子7的另一个实施方式，转子7可包括至少两个分段式刀片元件，即刀片节段8’，如下图4所示，这些刀片节段被布置成彼此相邻，由此最初分开的分段式刀片元件的精磨表面9共同构成转子7的完整均匀精磨表面9。因此，当涉及精磨机的转子7时，术语“刀片元件”可指构成转子7的完整精磨表面9的刀片元件、或指构成转子7的完整精磨表面9的仅仅一部分的刀片节段。精磨表面9通常在其间设置有刀齿和刀槽，刀齿和刀槽的一个实施方式在下图4和图5中被示出。
转子7包括轮毂10，该轮毂10在图1至图3中被高度简化地示出，并且至少一个转子刀片元件8被支撑在该轮毂10上。转子7的轮毂10连接至轴11，并且该轴11连接至被高度示意性地示出的电动机12，电动机12被布置为使轴11旋转，转子7可以通过轴11以例如箭头RD所示的旋转方向旋转。精磨机1还可以包括加载装置(为了清楚起见未在图1中示出)，该加载装置可以连接至轴11，用于使转子7如箭头AD示意性地示出的那样前后移动，以便调节对置的刀片元件5、8之间的距离，即以便调节在定子4和转子7之间形成的精磨腔室13或刀片间隙13的尺寸。在图1至图3中，精磨腔室13的尺寸相对于精磨机的其他部件被放大。
定子刀片元件5还包括开口14，开口14延伸贯穿刀片元件5，转子刀片元件8包括开口15，开口15延伸贯穿刀片元件8，开口14、15因此延伸贯穿定子刀片元件和转子刀片元件5、8的整个厚度。在定子刀片元件5的轴向方向上和在转子刀片元件8的轴向方向上(在图1中以箭头A示意性地示出该轴向方向)，当刀片元件5、8彼此对置时，定子刀片元件5中的开口14和转子刀片元件8中的开口15处在不同的轴向位置处。换言之，在包括定子刀片元件5和转子刀片元件8(定子刀片元件5和转子刀片元件8将被设置为基本上彼此对置)的刀片元件对中，当刀片元件5、8被设置为基本上彼此对置时，刀片元件5、8中的一个的开口14、15被定位成，在轴向方向A上不会与刀片元件5、8中的另一个的开口14、15重合或重叠。因此，刀片元件5、8基本上彼此对置的设置指的是，刀片元件5、8的定位使得刀片元件5、8的精磨表面基本上朝向彼此，换言之，刀片元件对中的一个刀片元件的精磨表面被设置成朝向刀片元件对中的另一个刀片元件的精磨表面，并且刀片的端部边缘对齐以匹配它们在精磨机中的操作位置。
图1的精磨机1的操作如下。待精磨的纤维材料通过有较大直径的精磨机1的第一端和有较小直径的精磨机1的第二端两者，被供给至转子7的内部容积内，如用附图标记F表示的箭头示意性地示出的那样。或者，如果有开口延伸贯穿定子7的轮毂10，那么待精磨的纤维材料可以仅通过有较大直径的精磨机1的第一端或有较小直径的精磨机1的第二端，被供给至转子7的内部容积内，从而允许纤维材料从转子7的一端流到转子7的另一端。需要注意的是，锥形的位置可以与图1中示出的相反，以使锥形的较小直径端位于轴侧，操作仍如前所述。纤维材料通常是含木基木质纤维素的纤维材料，但是也可以是一些其他植物基的纤维材料。待供给至精磨机1中的纤维材料的浓度低，处在0.5-5％、例如0.5-3％、优选0.5-2％的范围内。
纤维材料从转子7的内部容积通过转子刀片元件8中的开口15流入精磨腔室13，如用附图标记F15表示的箭头示意性地所示。在精磨腔室13中，纤维材料响应于定子精磨表面6和转子精磨表面9的相互作用而被精磨。在精磨腔室13中被精磨的纤维材料穿过定子刀片元件5中的开口15被排放出精磨腔室13，如用附图标记F14表示的箭头示意性地所示。
因为在定子刀片元件5和转子刀片元件8的轴向方向A上，定子刀片元件5中的开口14处在相对于转子刀片元件8中的开口15不同的位置处，即由于定子刀片元件5中的开口14不与转子刀片元件8中的开口15重合或重叠，所以没有穿过两个元件5、8的直接通道，因此所有的纤维材料都至少在一定程度上受到精磨作用的影响，并且通过精磨机1而最终未受到精磨作用的精磨材料部分是不存在的。之所以如此，是因为转子精磨表面9中的开口15不与定子精磨表面6中的开口14重合、并让待精磨材料从转子精磨表面9中的开口15直接到达定子精磨表面6中的开口14。与形成穿过定子和转子刀片元件的直接通道的现有技术方案相比，这增加了纤维材料的研磨度。然而，精磨产量仍可被保持。
图2示出了圆柱形精磨机2的非常示意性的侧视图，其中部分为横截面图。圆柱形精磨机2的基本结构和操作与上述图1的锥形精磨机1基本相似，主要区别在于定子和转子呈圆柱形形式或形状而非锥形。由于定子和转子的这种形式或形状之间的区别，在圆柱形精磨机2中，精磨腔室的尺寸通过调节定子直径来调节，如图2中箭头AD示意性示出。然而，圆柱形精磨机2中定子刀片元件5和转子刀片元件8中的开口14、15的位置与上述基于图1示出和说明的类似。
图3示出了盘形精磨机3的非常示意性的侧视图，其中部分为横截面图。盘形精磨机3的基本结构和操作与锥形精磨机1或圆柱形精磨机2基本相似，主要区别在于，定子4和转子7的盘形形式或形状被布置成，相对于轴11基本呈垂直角度。为了清楚起见，图3中省略了转子7的轮毂10。等同于锥形精磨机1和圆柱形精磨机2，定子4和转子7可以包括仅一个刀片元件5、8，该刀片元件呈环形形状，且在定子4或转子7的整个周缘上延伸以使该单个刀片元件具有定子4或转子7的完整均匀精磨表面6、9，或者可替代地，定子4和/或转子7可以包括至少两个分段式刀片元件，该至少两个分段式刀片元件被布置成彼此相邻，由此最初分开的分段式刀片元件的精磨表面6、9共同构成定子4和/或转子7的完整均匀精磨表面6、9。如上所述，精磨表面6、9通常在其间设有刀齿和刀槽。
此外，参照图3的盘形精磨机，至少一个定子刀片元件5包括延伸贯穿刀片元件5的开口14，且至少一个转子刀片元件8包括延伸贯穿转子刀片元件8的开口15，开口14、15因而延伸贯穿定子和转子刀片元件5、8的整个厚度。在一个定子刀片元件5的径向方向上和在转子刀片元件8的径向方向上(该径向方向由图3中用附图标记R表示的箭头来示意性地示出)，当刀片元件5、8彼此对置时，定子刀片元件5中的开口14处在与转子刀片元件8中的开口15不同的径向位置处。换言之，在包括定子刀片元件5和转子刀片元件8(定子刀片元件5和转子刀片元件8将被设置成基本彼此对置)的刀片元件对中，当刀片元件5、8被设置成基本彼此对置时，刀片元件5、8中的一个的开口14、15不会被定位成与刀片元件5、8中的另一个的开口14、15在径向方向R上重合或重叠。
待精磨的纤维材料在精磨机3的内部容积的转子7侧被供给至精磨机3内，如用附图标记F表示的箭头示意性地所示。待精磨的纤维材料经过转子刀片元件8中的开口15流入精磨腔室13中，如用附图标记F15表示的箭头示意性地所示，并且在精磨腔室13中被精磨的纤维材料通过定子刀片元件5中的开口14被排放出精磨腔室13，如用附图标记F14表示的箭头示意性地所示。
因为在定子刀片元件5和转子刀片元件8的径向方向R上，定子刀片元件5中的开口14处在与转子刀片元件8中的开口15不同的位置处，即由于定子刀片元件5中的开口14不与转子刀片元件8中的开口15重合或重叠，所以所有的纤维材料都至少在一定程度上，在精磨作用的影响下受力，即通过精磨机1而最终未受到精磨作用的精磨材料部分是不存在的，因而与现有技术方案相比增加了纤维材料的研磨度。
图6示意性示出了另一个盘形精磨机3的侧视图。图6的盘形精磨机3包括第一定子4a、第二定子4b、和位于第一定子与第二定子之间的转子7，从而提供两个精磨腔室，即处在第一定子4a和转子7之间的第一精磨腔室13a、以及处在第二定子4b和转子7之间的第二精磨腔室13b。转子7以可滑动的方式被设置于轴11的端部处，并且允许加载装置(为清楚起见未示出)加载第二定子4b从而调节精磨腔室13a、13b的尺寸，如箭头AD示意性地所示。
定子4a、4b各自包括至少一个刀片元件5。刀片元件5的处在不同的定子4a、4b处的精磨表面6可以具有相似或不同的特性。转子7包括至少一个刀片元件8，该刀片元件为双面式，即刀片元件在刀片元件8的两侧均具有精磨表面9。可替代地，转子7可以包括至少两个彼此连接的单面式精磨元件。处在转子7的对侧处的精磨表面9可以具有相似或不同的特性。
当操作图6的精磨机3时，待精磨的纤维材料在精磨机3的内部容积的第一定子4a侧被供给至精磨机3内，如用附图标记F表示的箭头示意性地所示。待精磨的纤维材料通过第一定子4a的定子刀片元件5中的开口14流入第一精磨腔室13a，如转子7左侧的箭头F14示意性所示。在第一精磨腔室13a中被精磨的纤维材料通过转子7的转子刀片元件8中的开口15被排放出第一精磨腔室13a，进入第二精磨腔室13b，如箭头F15示意性的所示。此外，在第二精磨腔室13b中被精磨的纤维材料通过第二定子4b的定子刀片元件5中的开口14被排放出第二精磨腔室13b，如转子7右侧的箭头F14示意性地所示。
图6的盘形精磨机3是包括两个刀片元件对的精磨机的示例，即第一刀片元件对包括第一定子4a的定子刀片元件5和转子7的转子刀片元件8，第二刀片元件对包括第二定子4b的定子刀片元件5和转子7的转子刀片元件8，转子7的转子刀片元件8因而对两个刀片元件对而言是共用的。其他的精磨机设置有多于一个刀片元件的解决方案也是可行的，例如通过增加精磨机中转子的数量。
图4以部分横截面图示意性地示出了用于锥形精磨机1的刀片元件对20的侧视图。刀片元件对20包括定子刀片元件5，该定子刀片元件5包括多个被相邻地定位的定子刀片节段5’。每个定子刀片节段5’以及由此完整的定子刀片元件5包括第一边缘5a，即朝向直径较小的精磨机端的第一端边缘5a或内边缘5a。类似地，定子刀片元件5以及由此每个定子刀片节段5’包括第二边缘5b，即朝向直径较大的精磨机端的第二端边缘5b或外边缘5b。定子刀片元件5的轴向方向A以及由此每个定子刀片节段5’的轴向方向A在第一边缘5a和第二边缘5b之间延伸。每个单独的定子刀片节段5’还包括在第一边缘5a和第二边缘5b之间延伸的侧边缘5c、5d。定子刀片节段5’的内表面设置有定子刀齿16和定子刀槽17，定子刀齿16和定子刀槽17之间形成每个单独的定子刀片节段5’的精磨表面6，从而形成整个定子刀片元件5的精磨表面6。
图4的刀片元件对还包括转子刀片元件8，该转子刀片元件包括多个被相邻地定位的转子刀片节段8’。每个转子刀片节段8’以及由此完整的转子刀片元件8包括第一边缘8a，即朝向直径较小的精磨机端的第一端边缘8a或内边缘8a。类似地，转子刀片元件8从每个转子刀片节段8’包括第二边缘8b，即朝向直径较大的精磨机端的第二端边缘8b或外边缘8b。转子刀片元件8的轴向方向A以及由此每个转子刀片节段8’的轴向方向A在第一边缘8a和第二边缘8b之间延伸。每个单独的转子刀片节段8’还包括在第一边缘8a和第二边缘8b之间延伸的侧边缘8c、8d。转子刀片节段8’的外表面设置有转子刀齿18和转子刀槽19，转子刀齿18和转子刀槽19之间形成每个单独的转子刀片节段8’的精磨表面9，从而形成整个转子刀片元件8的精磨表面9。在刀片节段5’、8’中，用于容纳紧固装置(该紧固装置用于紧固精磨机中的刀片节段5’、8’)的紧固孔在图4中用附图标记21来表示。
每个定子刀片节段5’以及由此完整的定子刀片元件5在其轴向方向A上包括连续的精磨表面区域6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i，其中，精磨表面区域6b、6d、6f、6h是包括延伸贯穿定子刀片节段5’的整个厚度的开口14的精磨表面区域，而精磨表面区域6a、6c、6e、6g和6i是实心结构(即不包括这样的开口)的精磨表面区域。相互地，每个转子刀片节段8’以及由此完整的转子刀片元件8在其轴向方向A上包括连续的精磨表面区域9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i，其中，精磨表面区域9a、9c、9e、9g和9i是具有延伸贯穿转子刀片节段8’的整个厚度的开口15的精磨表面区域，而精磨表面区域9b、9d、9f、9h是实心结构(即不包括这样的开口)的精磨表面区域。因此，在转子元件和定子元件两者中，至少一个区域是实心的并且至少一个区域具有开口。更优选地，元件中的至少一个除了具有开口区域之外还具有一个以上的实心区域，而在元件中的另一个中实心区域和具有开口区域的数量和顺序相反。
当组装锥形精磨机1并且将定子刀片元件5和转子刀片元件8设置成基本彼此对置以便使用时，包括开口15的转子刀片节段8的精磨表面区域9a、9c、9e、9g和9i被设置在刀片节段的轴向方向A上，即在精磨机的轴向方向上，朝向定子刀片节段5中的实心结构的精磨表面区域6a、6c、6e、6g和6i，并且相应地，包括开口14的定子刀片节段5’的精磨表面区域6b、6d、6f、6h被设置在刀片节段5’、8’的轴向方向A上，朝向转子刀片节段8’中的实心结构的精磨表面区域9b、9d、9f、9h。换言之，具有开口14、15的区域和相对元件的实心区域以偏移相位即逆序的方式排列。由此，一个刀片节段5’、8’中具有开口的精磨表面区域被设置为与另一刀片节段5’、8’中无开口的精磨表面区域对置。这意味着在刀片元件对20中，当刀片节段5’、8’的精磨表面6、9基本上彼此对置时，包括开口14、15的刀片节段5’、8’的精磨表面区域在轴向方向A上彼此不重合或重叠。换言之，对置元件5、8的开口14、15不重叠，且因此没有形成穿过两个元件的直线通道。这也意味着从转子刀片元件8中的开口15、直接到达定子刀片元件5中的开口14、而最终未受到精磨作用的精磨材料部分是不存在的，这是因为在定子刀片元件5的开口14和转子刀片元件8的开口15之间没有直通连接。
上述公开的精磨表面区域也可以用于圆柱形精磨机和盘形精磨机的刀片元件中。
在图4的刀片元件对中，转子刀片节段8’中的开口15被布置在转子刀片节段8’的中心部分处，而定子刀片节段5’中的开口14被布置在定子刀片节段5’的侧边缘8c、8d处。因而定子刀片节段5’中的开口14是被布置在刀片节段5’的侧边缘8c、8d处的凹口，这些凹口从刀片节段5’的侧边缘8c、8d朝向相对的侧边缘8c、8d延伸贯穿刀片节段5’的整个厚度。开口为刀片节段侧边缘处凹口的优点在于，该刀片节段的刚度高于在刀片节段中心部分处具有开口的刀片节段的刚度。这进而提供了减小刀片节段厚度、从而减小刀片节段的重量的可能性，并且如果应用于转子刀片节段，也会减小转动转子所需的能量。
在图4的刀片元件对中，转子刀片节段8’中的开口15呈圆形，而定子刀片节段5’中的开口14呈长形(elongated，细长形)。可替代地，开口14、15也可以呈例如椭圆形、或三角形、或具有不同的多边形形状。开口的尺寸可以从最小的纤维长度大幅变化到最大的甚至于元件一半的长度，而且开口的尺寸可以在不同的精磨表面区域之间变化。刀片元件5、5’、8、8’中的开口14、15的总开口面积为刀片元件5、5’、8、8’的精磨表面6、9的表面积的5％至30％，通常为16％至24％，但小于10％的值有时是优选的，这取决于精磨机容量和所使用的原料。相对于刀片元件5、5’、8、8’的精磨表面6、9的表面积，开口14、15的低总表面积会增加刀齿的刀缘(cutting edge，切割刃)的总长度，因此增加了精磨纤维材料的研磨程度。如所解释的，开口区域由一个或多个开口14、15组成，开口的形状可以是圆形、椭圆形、三角形、或任何多边形形状，并且可以是相似的、或者可以在精磨元件和/或精磨元件对内变化，例如，开口形状可以按区域变化，如元件的第一端区域上的开口与第二端区域上的开口不同，或者如图4中，与转子元件的开口相比，定子元件中的开口14、15的形状不同。此外，开口14、15的尺寸可以在精磨元件内和/或在精磨元件对内变化，例如，开口尺寸可以按区域变化，如元件的第一端区域上有更小的开口并且第二端区域上有更大的开口，或者反之亦可，或如图4中，转子元件的开口15可以与定子元件的开口14的尺寸不同。元件内的开口14、15可以是位于元件侧边缘之间的中间部分中的孔或穿孔，但也可以是在侧边缘处的凹口或切口。
图5示意性地示出了图4的转子刀片节段8’及其精磨表面9的俯视图。精磨表面9包括刀齿18和刀槽19。刀齿18为纤维材料提供精磨作用，刀槽19在精磨表面9上传输待精磨材料。在图5中也示出(如以虚线叠加方式)，定子刀片节段5’的一些刀齿16和刀槽17被设置成与转子刀片节段8’对置。在下文中考虑了用于转子刀片元件或节段的精磨表面9的性质，但除非另外说明，否则其类似于用于定子刀片元件或节段的精磨表面6的性质。
根据一个实施方式，精磨表面9的间距P，即单个刀齿18和与该刀齿18相邻的单个刀槽19的共同宽度最大为3毫米。最大3毫米的间距P提供了非常密集的刀齿-刀槽构造，由此在精磨机中，定子刀片元件和转子刀片元件5、8的刀齿16、18提供的刀缘长度非常高。与上述公开的定子刀片元件和转子刀片元件5、8中的开口结构一样，这具有使待精磨的纤维材料的研磨程度非常高的效果，甚至高到至少一部分精磨材料具有纳米原纤维纤维素的粒度性质。术语“纳米原纤维纤维素”在本文中是指衍生自植物基、尤其是木基纤维材料的分离的纤维素微原纤维或微原纤维束的集合。纳米原纤纤维素(NFC)的同义词是例如纳米原纤化纤维素、纳米纤维素、微原纤化纤维素、纤维素纳米纤维、纳米级纤维素、微原纤化纤维素(MFC)或纤维素微纤维。取决于研磨程度，分离的纤维素微纤维或微纤维束的粒度为几纳米(nm)或微米(μm)。分离的纤维素微纤维或微纤维束的平均长度可以例如为0.2-200微米，并且平均直径可以例如为2-1000纳米。
根据一个实施方式，各个刀齿16、18的宽度W16、W18至多为刀片元件的间距P的一半。根据该实施方式，并再次参考图5，这因而意味着各个刀齿16、18的宽度W16、W18最多等于刀槽17、19的宽度W17、W19。该实施方式的效果是，刀片元件5、5’、8、8’的刀槽17、19的容量将高至足以防止刀片元件5、5’、8、8’的精磨表面6、9堵塞。
根据一个实施方式，刀齿16、18的高度通常最大为10毫米，但在非常密集的刀槽-刀齿模式下，高度优选小于10毫米，例如小于5毫米，甚至小于3毫米。通常刀齿的高度在操作中会降低，但在该解决方案的精磨机中，由于浆料通过孔来供给并且刀槽容量不限制液压容量(hydraulic capacity)，所以即使是高度低也不会牺牲液压容量。
刀片元件的间距和刀片元件中的开口的总开口面积可被组合选择，以使得精磨机中刀齿的共同刀缘长度优选地是转子7每转至少50千米。
根据刀片元件对20的实施方式，在形成刀片元件对20的刀片元件5、5’、8、8’中，刀齿16、18彼此交叉。再次参考图5，该图示出了转子刀片节段8’的精磨表面9、以及其中的刀齿18和刀槽19，可以看出刀齿18和刀槽19相对于轴向方向A被设置在大约30°的刀齿角度α18处，如图5中的点划线所示。通常，转子刀片元件中的刀齿角α18为0°至75°，例如10°至50°。在定子刀片节段5’中，刀齿16、从而还有刀槽17被设置在相对于轴向方向A大约0°至75°的刀齿角度α16处，相对于转子刀片节段8’中的刀齿18和刀槽19处于相反的方向。在图5中用虚线示意性地示出了定子刀片节段5’中的刀齿16和刀槽17相对于转子刀片节段8’中的刀齿18和刀槽19的方向的取向。通常，定子刀片元件中的刀齿角度α16可以为例如5°至40°。
刀片元件对中的对置刀片元件5、5’、8、8’中的刀齿16、18的交叉取向确保足够强的剪切力被集中在要由刀齿16、18加以精磨的纤维材料上。为获得该效果，被对置地设置的刀片元件5、5’、8、8’的精磨表面6、9中的刀齿16、18之间的角度、即相交角度α18+α16可在10°至100°之间变化。
对本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明的构思可以各种方式实现。本发明以及其实施方式不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。因此，即使在上述实施方式中提出了将纤维材料在转子侧供给至精磨机中，纤维材料也可以可替代地在定子侧供给至精磨机中。然而，在那种情况下，由于定子作为实心元件不能提高将要精磨的材料进料到精磨机的精磨腔室中的容量，必须要提高进给压力。

Claims (15)

1.一种用于精磨纤维材料的精磨机(1、2、3)的刀片元件对(20)，所述刀片元件对(20)中的每个刀片元件(5、5’、8、8’)包括精磨表面(6、9)，所述精磨表面(6、9)包括沿所述刀片元件(5、5’、8、8’)延伸的刀齿(16、18)、刀槽(17、19)和延伸贯穿所述刀片元件(5、5’、8、8’)的开口(14、15)，当所述刀片元件对(20)中的刀片元件(5、5’、8、8’)被设置成基本上彼此对置时，所述刀片元件(5、5’、8、8’)中的一个的开口(14、15)处在与所述刀片元件(5、5’、8、8’)中的另一个的开口(14、15)不同的轴向(A)位置或径向(R)位置处。
2.根据权利要求1所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀片元件(5、5’、8、8’)的精磨表面(6、9)包括至少一个无开口的实心精磨表面区域(6a、6c、6e、6g、6i、9b、9d、9f、9h)和至少一个具有所述开口(14、15)的精磨表面区域(6b、6d、6f、6h、9a、9c、9e、9g、9i)。
3.根据权利要求1或2所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀片元件对(20)中的每个刀片元件(5、5’、8、8’)包括第一边缘(5a、8a)和第二边缘(5b、8b)，且所述刀片元件(5、5’、8、8’)的精磨表面(6、9)从所述第一边缘(5a、8a)朝向所述第二边缘(5b、8b)沿所述刀片元件(5、5’、8、8’)的轴向(A)或径向(R)延伸，并包括多个具有延伸贯穿所述刀片元件(5、5’、8、8’)的开口(14、15)的精磨表面区域(6b、6d、6f、6h、9a、9c、9e、9g、9i)，而且当所述刀片元件对(20)中的刀片元件(5、5’、8、8’)被设置成基本上彼此对置时，具有所述开口(14、15)的所述刀片元件(5、5’、8、8’)的精磨表面区域(6b、6d、6f、6h、9a、9c、9e、9g、9i)处在不同的轴向(A)位置或径向(R)位置处。
4.根据上述权利要求中任一项所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀片元件是刀片节段(5’、8’)，所述刀片节段包括第一端边缘(5a、8a)、第二端边缘(5b、8b)、以及在所述第一端边缘(5a、8a)和所述第二端边缘(5b、8b)之间延伸的侧边缘(5c、5d、8c、8d)，而且所述开口(14、15)是处在所述侧边缘(5c、5d、8c、8d)处的凹口，所述凹口从所述刀片节段(5’、8’)的侧边缘(5c、8c)朝向相对的侧边缘(5d、8d)延伸贯穿所述刀片节段(5’、8’)的整个厚度。
5.根据上述权利要求中任一项所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀片元件对(20)中的每个刀片元件(5、5’、8、8’)内的间距至多为3毫米。
6.根据上述权利要求中任一项所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀齿(16、18)的宽度(W16、W18)至多为所述刀片元件(5、5’、8、8’)的间距的一半。
7.根据上述权利要求中任一项所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀齿(16、18)的高度至多为10毫米。
8.根据上述权利要求中任一项所述的刀片元件对，其特征在于，形成所述刀片元件对(20)的刀片元件(5、5’、8、8’)中的刀齿(16、18)彼此交叉。
9.根据权利要求8所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀片元件(5、5’、8、8’)的刀齿(16、18)之间的相交角度为10°至100°。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的刀片元件对，其特征在于，所述刀片元件(5、5’、8、8’)中的开口(14、15)的总开口面积为所述刀片元件(5、5’、8、8’)的精磨表面(6、9)的表面积的5％至30％。
11.一种用于精磨纤维材料的精磨机(1、2、3)，其特征在于，所述精磨机(1、2、3)包括至少一个根据权利要求1-10中任一项所述的刀片元件对(20)。
12.根据权利要求11所述的精磨机，其特征在于，所述精磨机(1、2、3)包括固定的精磨元件(4)即定子(4)、和旋转的精磨元件(7)即转子(7)，而且至少一个所述刀片元件(5、5’、8、8’)是用于所述精磨机(1、2、3)的定子(4)的刀片元件(5、5’)，且至少另一个刀片元件(8，8’)是用于所述精磨机(1、2、3)的转子(7)的刀片元件(8、8’)。
13.根据上述权利要求中任一项所述的精磨机，其特征在于，所述开口(14、15)是孔或穿孔。
14.根据上述权利要求中任一项所述的精磨机，其特征在于，所述开口(14、15)的尺寸和/或形状被设置为在一个刀片元件(5、5’、8、8’)内变化。
15.根据上述权利要求中任一项所述的精磨机，其特征在于，一个刀片元件的所述开口(14、15)的尺寸和/或形状与和其对置的刀片元件的尺寸和/或形状不同。
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