CN1391501A - 具有注入口的精磨板 - Google Patents

Abstract

一种用于精磨木质纤维材料的精磨机，具有相对转动的并且相互对置的转动精磨板和固定精磨板。每个精磨板具有径向的内部边缘和外部边缘，以及一个从内部边缘沿径向向外延伸的进料区域。每个精磨板的进料区域具有一个径向内部和一个径向外部。转动精磨板的内部包括多个碎纸机刀片，这些碎纸机刀片沿着与转动精磨板的转动方向相反的方向弯曲，这些碎纸机刀片的延伸高度大致等于精磨间隙的一半。固定精磨板的进料区域的外部具有多个挡坝。每个挡坝具有上部斜表面，该斜表面延伸到具有弯曲形状的外端。转动精磨板进料区域的外部和固定精磨板进料区域的内部均可具有平滑表面，可以具有多个向外延伸的低廓形突起。

Description

具有注入口的精磨板

技术领域

本发明一般涉及用于木质纤维材料的圆盘精磨机。更具体地说，本发明是涉及这种装置的精磨板部分。

背景技术

在高稠度的机械式纸浆精磨机中，两个相对转动的圆盘之间对木纤维进行加工，在其中的圆盘上安装有精磨板。精磨板通常具有一些沿径向的刀片和凹槽。其中的这些刀片提供撞击或压力冲击，对纤维进行分离和纤丝化，其中的这些凹槽使得纤维能在精磨圆盘之间输送。通常，每个精磨板都具有一个径向的内部进料区域和至少一个径向的外部精磨区域。其中的内部进料区域用于接收木片、事先精磨过的纤维或类似物。在进料区域上执行初始精磨操作，以便减小材料的尺寸，该进料区域把输入的材料送入精磨区域，并使材料绕精磨区域的整个圆周分布。在大多数传统的精磨机中，精磨板的进料区域或者能良好地送料，或者能良好地分散材料，但是很少能有效地实现既能良好送料又能良好分散材料这两个目的。

精磨加工会在精磨板之间产生大量的蒸汽。这些蒸汽中的大部分是从精磨板之间经过凹槽排放出来的。然而，由于精磨板间距很小，而且凹槽中又充有纤维，因此使流动受动限制，从而导致在精磨板之间产生蒸汽压力峰值，该蒸汽压力峰值位于从周边沿径向向内的地方。这个压力峰值是精磨推力荷载的主要来源，并在高荷马达载的情况下能控制不稳定现象。因此，希望在精磨期间所产生的蒸汽能尽快地从精磨区域排出，但又要使纸浆保持在这个精磨区域中的时间尽可能长。

由于峰值压力区域位于精磨板的径向内端和径向外端之间，因此，蒸汽经凹槽从峰值压力区域向外和向内排放。朝精磨板进料区域回流的蒸汽妨碍向精磨机内的送料。这通常将导致精磨机荷载不稳定、纸浆质量下降。回流的蒸汽还能把纤维材料带入热回收装置的上游。这又会导致热回收装置发生堵塞。这些回流的蒸汽还将耗费在系统中，从而造成能量损失。

发明内容

简而言之，本发明的一种优选形式是用于精磨木质纤维材料的一对相对转动的对置的精磨板。这对精磨板中的每个精磨板都具有径向的内部边缘和外部边缘，以及一个从内部边缘沿径向向外延伸的进料区域。沿着转动方向转动的第一精磨板的进料区域具有一个径向的内部和径向的外部。该内部包括多个弯曲的碎纸机刀片(Breaker Bar)。每个碎纸机刀片沿着一方向弯曲，该方向是与从第一精磨板的内部边缘附近的内端向外部附近的外端的转动方向相反。

每个碎纸机刀片具有一引导边缘，在沿着该引导边缘的任何给定点处都具有一个输送角α。这个输送角α是由给定点处的引导边缘与一条通过该给定点的径向直线之间的角来限定的。在碎纸机刀片前端附近的一点处的输送角α₁在0度至30度之间。在外端附近的一点处的输送角α₂在60度至90度之间。每个碎纸机刀片都具有一个顶表面，该顶表面限定的高度大致等于对置的精磨板之间的精磨间距的一半。

进料区域的弧长为λ_S，每个碎纸机刀片的弧长为λ_B。这些碎纸机刀片的弧长的总和至少为进料区域弧长的50％，优选地是进料区域的弧长在60％至100％之间，更优选地是在进料区域的60％至80％之间。

在第一个实施例中，第一精磨板的进料区域的外部具有一光滑表面。在第二实施例中，第一精磨板的进料区域的外部具有许多向外延伸的低廓形突起。

第二精磨板的进料区域也具有径向的内部和外部，这些径向的内部和外部与第一精磨板的内部和外部相互对置。第二精磨板的进料区域的外部具有多个挡坝(dam)。每个挡坝都具有上部斜面，该上部斜面沿径向从内端向外端附近的头部延伸。每个挡坝的外端都具有弯曲形状。斜面可以是弯曲的，也可以是平的。第二精磨板的进料区域的内部可以具有一个平滑表面，也可以具有许多向外延伸的低廓形的突起。

本发明的一个目的是提供一种用于精磨木质纤维材料的精磨机，它具有新的经改进的转动精磨板和固定精磨板。

本发明的另一个目的是提供新的经改进的转动精磨板和固定精磨板，其中，固定精磨板把回流的蒸汽和材料引导到转动的精磨板上，转动的精磨板能限制材料的回流，并把回流的蒸汽向前向后输送。

从附图及说明书可以清楚地了解本发明的其它发明目的以及其它的一些优点。

附图说明

通过参照附图，本领域的普通技术人员能更清楚地理解本发明，并使得本发明的许多发明目的及一些优点变得非常清楚。在这些附图中，

图1是根据本发明的转动精磨板一部分的平面图，图中的转动精磨板包括具有进料区域的第一实施例的转动精磨板扇形片段；

图2是图1中的转动精磨板扇形片段的放大的平面图；

图3是根据本发明的具有进料区域的固定精磨板扇形片段的平面图；

图4是根据本发明的具有进料区域的第二实施例中的转动精磨板扇形片段的平面图；

图5是沿图2中线5-5的剖面图；

图6是沿图3中线6-6的剖面图。

具体实施方式

在所有的附图中，相同的附图标记表示相同的部分。本发明的转动精磨板扇形片段14，14’的注射进料区域，以及固定精磨板扇形片段16的注射进料区域，总体上分别由附图标记10，10’和12来表示。每个转动精磨板18和固定精磨板(图中未示)均包括多个精磨板扇形片段14，14’，16，这些扇形片段可固定到大致呈圆形的精磨机圆盘(图中未示)的前面上。

图1所示的转动精磨板18具有由精磨板扇形片段构成的两个同心圆环，即，一个“内部”圆环或称“中心”圆环20和一个“外部”圆环或称“周边”圆环22。通常，在这种类型的精磨机中，固定精磨板也具有同心的内部圆环和外部圆环。在其它类型的精磨机中，每个圆盘只采用一个由精磨板构成的圆环，或者甚至具有一个锥形的外部。进料区域10，12能应用于具有多个同心圆环的精磨机的内部圆环，也能应用于单一圆环精磨机的内部。在每个圆盘采用两个或更多个圆环的精磨机中，应当知道，下面要描述的每个零件的位置可以出现在圆环上的不同位置处，这取决于这些圆环的几何形状。

采用任何方便的方式例如采用把螺栓(图中未示)穿过孔24的方式把精磨板扇形片段14，14’，16，26附加到圆盘表面上。螺栓的一端与圆盘接合，另一端具有支撑埋头孔表面的头部结构。圆盘具有一个圆盘转动中心和大致呈圆形的周边。内部及外部的精磨板扇形片段14，14’，16，26并排地设置在对应的圆盘表面上，以便形成由图5，图6中的28，28’表示的大致呈圆环状的精磨表面。当转动的精磨板扇形片段14，14’的精磨表面28与对置的固定精磨板扇形片段16的精磨表面28’相面对时，就限定了一个精磨间隙，并形成一部分精磨区域。

每个转动精磨板18和每个固定精磨板都具有一个靠近圆盘中心的内部边缘30，和一个靠近圆盘周边的外部边缘32。由于圆盘和精磨板进行转动，从而在离心力的作用下沿径向向外引导被部分精磨的材料。在内部精磨板扇形片段14，16和外部圆环22的初步精磨区域还会产生大量的蒸汽，从而形成具有很高径向速度的蒸汽流。尤其当圆盘相当大时，随着材料沿径向向外移动得越来越远，作用在蒸汽和部分精磨的碎片上的离心力就会显著增大。尽管非常希望这些蒸汽能迅速地从精磨区域排出，但是，还必须使得部分精磨的纤维不要过早地随着蒸汽排出。由于在高稠度下进行精磨产生了蒸汽，因此，沿着精磨表面28，28’的径向压力会影响这种状况。由于压力峰值位于精磨板的内部边缘30和外部边缘32之间，因此，蒸汽从压力峰值的外侧向前(沿径向向外)流动以及在压力峰值内侧向后(沿径向向内)流动，从而阻碍了进料。

蒸汽向精磨板内部边缘30的回流会妨碍向精磨机内的进料。这将导致精磨荷载不稳定，纸浆质量下降，并且会把纤维材料带入上游的热回收装置，从而造成热回收装置的堵塞。根据本发明，进料区域10，12帮助把蒸汽向前输送，从而防止蒸汽回流，并限制材料在回流蒸汽中流动。此外，这种进料区域10，12进一步优化了材料的输送和分布效果。

尽管本说明书剩下的部分将只描述转动精磨板和固定精磨板的单个内部扇形片段14，14’，16，但是，应当知道，形成每个内部圆环20的所有内部扇形片段14，14’，16最好都是相同的。还应知道，在只有单个圆环的精磨板或具有锥形外部的精磨机中，每个精磨板扇形片段基本上是相同的。

在第一实施例中(图2和图5)，每个内环转动精磨板扇形片段14包括一个第一区域或称进料区域10、一个第二区域或称初步精磨区域34。进料区域10和初步精磨区域34中的每个区域都具有许多刀片36，38和位于相邻刀片之间的凹槽40，42。初步精磨区域34中的刀片38和凹槽42大致沿径向平行延伸。每个区域10，34可包括多个区段，其中，每个区段具有相同的图案模式。进料区域10和初步精磨区域34尤其适用于接收木片、木浆或类似物，并在这些区域上执行最初的精磨操作，以便减小材料的尺寸，并把这些材料沿径向向外集中到外部圆环22的精磨区域内。所说的图案模式能促进蒸汽沿径向向外流向精磨板扇形片段14的外部边缘44，同时又能阻止材料的流动，从而确保这些材料能被初始精磨。在第二个实施例中(见图4)，内环精磨板扇形片段14’并不包括一个初步精磨区域。而是进料区域10’把材料引导到外部圆环22，以便进行精磨。

参照图2，4和图5，根据本发明，转动的精磨板扇形片段14，14’的进料区域10，10’包括弯曲的碎纸机刀片36，36’，这些碎纸机刀片沿径向从精磨板扇形片段14，14’的内部边缘46向外，朝精磨板扇形片段14，14’的外部边缘44延伸。这些碎纸机刀片36，36’沿着与图中箭头48所示的转动方向相反的方向弯曲。从而能产生输送的效果。输送角α是指在沿着碎纸机刀片36，36’长度上的任何一点处的碎纸机刀片36，36’的前部边缘50，50’，与经过该点的一径向直线52，52’所成的角，这个输送角α随着测量点移离精磨板的内部边缘46而增大。碎纸机刀片36，36’中的曲线应当是这样的，即使得在入口处的输送角α₁在0度至30度之间。在碎纸机刀片36，36’的另一端，输送角α₂是在60度至90度之间。优选地是，碎纸机刀片36，36’的高度54应当是这样，即使得每个碎纸机刀片36，36’的顶表面56，56’大致位于转动精磨板和固定精磨板之间的精磨板间隙的中线附近。换句话说，碎纸机刀片36，36’的高度54优选地是精磨间隙宽度的一半。输送角α和高度54是根据精磨机的类型、被精磨的材料、所要求的输送强度以及被处理的蒸汽数量选择的。因此，碎纸机刀片36，36’所具有的高度54可以大于精磨间隙宽度的一半或小于这个宽度，这取决于具体的应用。

弯曲的碎纸机刀片36，36’应当至少占据进料区域10，10’的弧长λ_S的50％，优选地是占60％至100％之间，更优选地是占60％至80％之间，以便增大输送能力，阻止回流蒸汽和阻止被携带在回流蒸汽中的纤维材料。对于图4所示的转动精磨板扇形片段14’，每个碎纸机刀片36’的弧长λ_B的值大致等于10度，在碎纸机刀片36’所在的部分区段58的弧长λ_F的值大致等于15度。因此，碎纸机刀片36’占据它所在的部分区段58的弧长λ_F的67％(10度/15度)。从整体上来看转动精磨板扇形片段14’，设置在该转动精磨板扇形片段14’上的四个碎纸机刀片36’，占该片段14’的整个弧长λ_S的67％(4×10度/60度)。通过对有限数量的转动精磨板扇形片段14，14’进行试验所得到的试验结果表明，当0.6×λ_S＜N×λ_B＜λ_S时，具有最优的性能，其中，N等于碎纸机刀片36，36’的数目。

采用这种形状，碎纸机刀片36，36’不仅增大了入口处进料的输送效果，而且还可以允许所输送的材料绕碎纸机刀片36，36’的外端60，60’滑动，其中，输送角α₂大致与径向直线52’相切。这样就改善了所输送的材料绕转动精磨板18外周边的分布。由于弯曲的碎纸机刀片36，36’占据了绕转动精磨板18周围的相当大的距离，从而能防止材料随着蒸汽而回流。

进料区域10，10’还包括一个滑动区域62，62’，该滑动区域从包含弯曲的碎纸机刀片36，36’的区域沿径向向外延伸。每个转动精磨板扇形片段14，14’的滑动区域62，62’形成一个圆环，该圆环围绕着组装起来的转动精磨板18中的碎纸机刀片36，36’。滑动区域62，62’的宽度64，64’至少有四分之一(1/4)英寸，优选地是一(1)英寸。滑动区域62，62’允许所输送的材料在进入初步精磨区域34，34’或外部圆环22时能被适当的分布。

滑动区域62，62’可以具有一个平滑表面66(图4)，也可以包括一些低廓形限制器68(见图1和图2)，例如各种形状、大小和朝向的斜坡或挡坝。这些限制器68可以沿着弯曲的碎纸机刀片36设置，和/或设置在这些弯曲的碎纸机刀片36外侧的滑动区域62内。这些限制器68还能迫使一些输送材料散布开，以便移向对置的固定精磨板，并能使所输送的材料重新分散回到转动精磨板18内，并且使一些材料偏移到初步精磨区域34，34’的不同区域内。

在图1和图2所示的实施例中，这些限制器68是由多个棱锥形突起70构成的。优选地是，这些突起70设置成大致相同的组，每组具有四个沿径向和轴向均间隔开的突起70。在每个组中，(沿转动方向)第一突起74的沿径向最靠外的角72，落在与转动精磨板18的转动轴共轴的一个圆76上。同样，在每个组中的第二、第三、第四突起78，80，82的沿径向最靠外的角72，落在同心的共轴圆84，86，88上，其中，对应于第n个突起的圆的半径大于第n-1个突起的圆的半径。换句话说，对应于第一个突起74的圆76的半径，小于对应于第二个突起78的圆84的半径，而对应于第二个突起78的圆84的半径，又小于对应于第三个突起80的圆86的半径，而对应于第三个突起80的圆86的半径，又小于对应于第四个突起82的圆88的半径。

参照图3和图6，固定精磨板扇形片段16的进料区域12最好包括一个内部90，该内部90具有一个平滑表面92，在组装好的精磨机中，这个平滑表面92与转动精磨板扇形片段14，14’的弯曲碎纸机刀片36、36’相对置的。平滑表面92增大了固定精磨板的输送效果。作为一种可选的方案是，内部90可以包括低廓形的突起图案模式(图中未示)，例如一些刀片和/或挡坝，以便有助于控制材料的输送。

进料区域12还包括一个径向的外部94，在组装好的精磨机中，该外部94与转动精磨板扇形片段14，14’的滑动区域62、62’相对置。外部94只包括挡坝96，而没有传统的固定精磨板中的刀片和凹槽。这些挡坝96至少覆盖等于转动圆盘的滑动区域62，62’的部分，但也可以沿径向向内和向外进一步延伸。这些挡坝96绕着固定精磨板设置，使得将挡坝头部98暴露，并能防止材料绕固定精磨板转动。这些挡坝96还被并列设置，当蒸汽向固定精磨板的内部边缘46移动时，迫使所有蒸汽至少撞击其中一个挡坝96。

优选地是，将挡坝96做成在内端具有长的斜坡面100的形状。斜坡面100可以具有平的或弯曲的上部表面。挡坝96的径向的外部背面102具有弯曲的形状，开始处平行于底板，在挡坝头部98处的终止处接近90度角。这种形状将在蒸汽中产生紊流作用，使得回流蒸汽和回流蒸汽中所携带的纤维材料，被迫回流到精磨板18上。这种作用显著减小了回流蒸汽所携带的纤维数量，这是由于转动精磨板的输送效果能控制这些材料并把这些材料向前输送。

应当知道，在任一块精磨板的初步精磨区域34，34’中，可以采用任何类型的刀片和凹槽图案模式。还应知道，本发明还可以用于双圆盘精磨机中，其中，两个转动精磨板以相反的方向转动。在这种情况中，只有其中的一个转动精磨板，最好是输送端的转动精磨板，配置上述的转动精磨板的进料区域10，10’，而另一个转动精磨板采用类似于固定精磨板的进料区域12。还应知道，本发明还可以用于锥形-圆盘精磨机以及锥形精磨机中，在锥形-圆盘的精磨机中，锥形精磨区域接着一个平的精磨区域。

虽然已经描述了并用附图表示出了本发明的优选实施例，但是，在不脱离本发明的构思和范围的情况下，可以对本发明作出各种变型和替换。因此，应当知道，在此对本发明的所作的描述只是解释说明性的，本发明并不局限于这些解释说明。

Claims (23)

1、一种用于精磨木质纤维材料的精磨机，包括相对转动且对置的第一精磨板和第二精磨板，在第一精磨板与第二精磨板之间形成一个精磨间隙，第一精磨板可沿转动方向转动，每个精磨板具有径向的内部边缘和外部边缘，以及一个从该内部边缘沿径向向外延伸的进料区域，第一精磨板的进料区域具有径向的内部和外部，内部包括多个弯曲的碎纸机刀片，每个碎纸机刀片具有一个靠近内部边缘的内端和一个靠近外部的外端，以及一个从内端向外端延伸的引导边缘，每个碎纸机刀片沿着与转动方向相反的方向从内端向外端弯曲，引导边缘沿着引导边缘在任何给定点处都具有一个输送角α，该输送角α由给定点处的引导边缘和经过该给定点的径向直线之间的角限定，在靠近碎纸机刀片前端一个点处的输送角α₁的值在0度和30度之间，在靠近外端的一个点处的输送角α₂的值在60度至90度之间。

2、根据权利要求1所述的精磨机，其中每个碎纸机刀片具有一个顶表面，该顶表面所限定的高度大致等于精磨间隙的一半。

3、根据权利要求1所述的精磨机，其中进料区域的弧长为λ_S，每个碎纸机刀片的弧长为λ_B，所有碎纸机刀片的弧长的总和至少为进料区域弧长的50％。

4、根据权利要求3所述的精磨机，其中所有碎纸机刀片的弧长总和为进料区域弧长的60％至100％。

5、根据权利要求3所述的精磨机，其中所有碎纸机刀片的弧长总和为进料区域弧长的60％至80％。

6、根据权利要求1所述的精磨机，其中第一精磨板的进料区域的外部具有一个平滑表面。

7、根据权利要求1所述的精磨机，其中第一精磨板的进料区域的外部包括多个向外延伸的突起，每个突起具有低廓形。

8、根据权利要求1所述的精磨机，其中第二精磨板的进料区域具有径向的内部和外部，第二精磨板的径向的内部和外部与第一精磨板的内部和外部基本对置，第二精磨板的进料区域的外部具有多个挡坝。

9、根据权利要求8所述的精磨机，其中每个挡坝具有一个从内端向靠近外端的头部沿径向向外延伸的上部斜表面，所说的外端具有弯曲的外形。

10、根据权利要求9所述的精磨机，其中斜表面具有弯曲的表面。

11、根据权利要求9所述的精磨机，其中斜表面具有平的表面。

12、根据权利要求8所述的精磨机，其中所说第二精磨板的进料区域的内部具有平滑表面。

13、根据权利要求8所述的精磨机，其中所说的第二精磨板的进料区域的内部包括多个向外延伸的突起，每个突起具有低廓形。

14、一种用于可沿转动方向转动的精磨机转动精磨板的扇形片段，该扇形片段包括：

径向的内部边缘和外部边缘；

一个进料区域，从所说内部边缘沿径向向外延伸，进料区域包括一个径向的内部，该内部具有多个弯曲的碎纸机刀片，每个碎纸机刀片沿着与转动方向相反的方向从靠近内部边缘的内端向靠近外部的外端弯曲，每个碎纸机刀片具有一条引导边缘，在沿着引导边缘的任何给定点处都具有输送角α，该输送角α由给定点处的引导边缘与经过该给定点的径向直线之间的角限定，在靠近碎纸机刀片前端的一个点处的输送角α₁的值在0度至30度之间，在靠近外端的一个点处的输送角α₂的值在60度至90度之间。

15、根据权利要求14所述的扇形片段，其中所说的进料区域还包括一个径向的外部，该外部具有多个向外延伸的突起，每个突起具有低廓形。

16、根据权利要求14所述的扇形片段，其中每个碎纸机刀片具有一个顶表面，该顶表面所限定的高度大致等于精磨间隙的一半。

17、根据权利要求14所述的扇形片段，其中进料区域的弧长为λ_S，每个碎纸机刀片的弧长为λ_B，所有碎纸机刀片的弧长总和至少为进料区域弧长的50％。

18、根据权利要求14所述的扇形片段，其中进料区域的弧长为λ_S，每个碎纸机刀片的弧长为λ_B，所有碎纸机刀片的弧长总和在进料区域弧长的60％至100％之间。

19、根据权利要求14所述的扇形片段，其中进料区域的弧长为λ_S，每个碎纸机刀片的弧长为λ_B，所有碎纸机刀片的弧长总和在所说进料区域弧长的60％至80％之间。

20、根据权利要求14所述的扇形片段，其中进料区域还包括一个径向的外部，该外部具有大致平滑的表面。

21、一种用于精磨机固定精磨板的扇形片段，包括：

径向的内部边缘和外部边缘；

一个进料区域，从内部边缘沿径向向外延伸，该进料区域包括：

一个径向的内部，该内部具有一个大致平滑的表面；

一个径向的外部，该外部具有多个向外延伸的挡坝。

22、根据权利要求21所述的扇形片段，其中每个挡坝具有一个上部斜表面，该斜表面从内端向靠近外端的头部沿径向向外延伸。

23、根据权利要求21所述的扇形片段，其中所说的挡坝的外端具有弯曲的外形。

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