ES2929068T3 - Juego de placas refinadoras con perfiles de ranura complementarios - Google Patents

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Abstract

Un conjunto (300, 400) de segmentos de placa para refinar material celulósico triturado comprende: un primer segmento de placa (302, 402) y un segundo segmento de placa (304, 404), donde el primer segmento de placa (302, 402) y el segundo cada segmento de placa (304, 404) tiene un lado de refinado configurado para oponerse al lado de refinado en el otro segmento, y cada uno de dichos lados de refinado incluye una zona de refinado que tiene barras (350, 352) y ranuras entre las barras adyacentes (350 , 352), en el que la distancia entre las ranuras en el primer segmento de placa (302, 402) y las ranuras en el segundo segmento de placa (304, 404) es sustancialmente constante a lo largo de un arco a través de las zonas de refinado mientras el conjunto está montado en un refinador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Juego de placas refinadoras con perfiles de ranura complementarios
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere en general a un refinador de disco para material lignocelulósico tal como astillas de madera. En particular, la invención se refiere a las ranuras entre barras de refinados adyacentes en lados opuestos de segmentos de placa montados en los discos del refinador o minimizador.
El procesamiento de pulpeo mecánico implica la separación mecánica de fibras encontradas en troncos o astillas de madera u otro material lignocelulósico. En algunas realizaciones, dichas fibras pueden ser adecuadas para la fabricación de papel.
Un método común para separar las fibras implica el uso de un refinador mecánico (o semiquímico), que a menudo consiste en un disco rotatorio (por ejemplo, un rotor) frente a un disco estacionario (por ejemplo, un estator), con el disco rotatorio que gira a velocidades de aproximadamente 900 a 2300 revoluciones por minuto (RPM), y en el que el material de madera se introduce en el centro del disco estacionario. En algunos casos, ambos discos rotan en direcciones opuestas, y en otros casos, hay una sección cónica siguiendo la superficie plana del disco. Los discos normalmente están equipados con una serie de segmentos reemplazables (segmentos de placa) colocados uno al lado del otro y montados en el disco, estos segmentos de placa tienen una matriz de barras y ranuras. Las ranuras generalmente tienen diques para impedir la progresión del material de madera desde el centro del borde interno del segmento de placa hasta el borde externo del segmento de placa. A medida que se cruzan las barras de los discos opuestos, las barras que se cruzan imparten fuerzas de compresión y de corte al material lignocelulósico. Las fuerzas de compresión y corte provocan la separación de las piezas más grandes de material de madera en fibras individuales, el desarrollo de las fibras y, hasta cierto punto, el corte de las fibras. Puede que no sea deseable el corte de las fibras.
En los diseños típicos de placas refinadoras o segmentos de placa (los términos placa y segmento de placa se utilizarán indistintamente), ambos discos enfrentados presentan una cierta profundidad de las ranuras que es sustancialmente similar sobre placas o segmentos de placa opuestos. El perfil de las profundidades de la ranura en relación con la distancia desde el centro del disco es generalmente llano y plano, ya sea sustancialmente paralelo con la parte superior de las barras de refinación o con una ligera desviación desde el paralelo, de tal manera que la profundidad (es decir, la distancia desde la parte superior de la barra de refinación hasta la parte inferior de la ranura) se reduce gradualmente hacia la periferia de la placa.
La FIGURA 1 ilustra una vista en sección transversal de un juego 100 de segmentos 102 y 104 de la placa refinadora complementaria convencional. El material 120 lignocelulósico sin refinar, tal como material de astillas de madera, se carga cerca del borde 108 interno de la placa refinadora convencional. El material 122 lignocelulósico refinado sale cerca del borde 106 externo de la placa refinadora convencional. Por tanto, el material se mueve como se ilustra en la FIGURA 1 de derecha a izquierda. Mientras se mueve como se ilustra en la FIGURA 1, el material primero encuentra los diques 130, 132, 134, 136, 138 y 140 en una zona de refinación más interna o una zona 101 de barra demoledora. Los segmentos 102 y 104 de placa refinadora convencionales tienen una serie de barras 150, 152 alternas y ranuras (no mostradas). Las partes superiores de las barras 150, 152 de los respectivos segmentos 102, 104 de la placa refinadora convencionales se enfrentan entre sí. Como se ilustra, la barra 150 del segmento 102 de placa refinadora convencional se opone a la barra 152 del segmento 104 de placa refinadora convencional.
Entre la barra 150 y la barra 152 hay un espacio 157 que tiene una distancia 164 entre las partes superiores de las barras. El espacio 157 es generalmente uniforme. Por el contrario, el espacio 162 entre las partes inferiores de las ranuras opuestas varía debido a los diques 154 y 156 en las ranuras.
Hay diques 154 y 156 en los respectivos segmentos 102, 104 de placa refinadora convencionales. Estos diques 154 y 156 fuerzan el material que se desplaza a través de las ranuras definidas por las respectivas superficies 158 y 160 en el espacio 157 y los segmentos 102, 104 de la placa refinadora opuesta convencional. Como se ilustra, la parte inferior de las ranuras opuestas tiene una distancia 162. La distancia entre la parte inferior de las ranuras y la parte superior de los diques respectivos, por ejemplo, como se ilustra con 166, varía a lo largo del radio ilustrado en la sección transversal de la FIGURA 1. El número de diques, la forma, la distancia y la altura desde la parte inferior de las ranuras hasta la parte superior de los diques respectivos varía en los diferentes diseños de placa refinadora de la tecnología existente, en base a la retención requerida del material de alimentación.
Debido a las fuerzas centrífugas provocadas por la rotación relativa de los discos, muchos diseños de placa refinadora utilizan diques en las ranuras, que restringen el flujo libre de material en esas ranuras. Se considera que estos diques evitan que el material sin refinar fluya fuera de los discos sin ser tratado mecánicamente.
El procesamiento de pulpeo mecánico puede utilizar cantidades significativas de energía y puede producir grandes cantidades de calor a través de la disipación de energía friccional. Este calor transforma el agua del proceso en vapor; en la mayoría de los casos se produce una cantidad sustancial de vapor. El vapor producido se debe evacuar del refinador a través del espacio formado entre los discos. Se considera que la falta de evacuación de este vapor con relativa facilidad provoca la vibración mecánica del refinador, así como la inestabilidad del proceso. En muchos casos, la evacuación deficiente del vapor también puede causar una limitación en la cantidad de energía que se puede impartir al material lignocelulósico, debido a un límite de cuánta fuerza puede aplicar el refinador para mantener los discos muy cerca para lograr el trabajo deseado. El vapor también se puede trasladar junto con el material lignocelulósico a través de las ranuras en un disco no rotatorio, y las placas refinadoras del estator convencional también incluyen diques para evitar que las fibras no tratadas salgan del espacio de refinación sin tratamiento mecánico.
Aquellos expertos en la técnica conocen placas refinadoras con varios patrones de barras y ranuras. Consulte, por ejemplo, las patentes estadounidenses Nos. 5,383,617 otorgada a Deuchars; 5,893,525 otorgada a Gingras; 6,032,888 otorgada a Deuchars; 6,402,071 otorgada a Gingras; 6,607,153 otorgada a Gingras; 6,616,078 otorgada a Gingras; y Publicación PCT No. WO/2010/112667 otorgada a Ruola et al., en las que el documento US 6,616,078 B1 describe un refinador de rotor-estator de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Las disposiciones convencionales de barra, ranura y dique, (por ejemplo, como se indica en las patentes identificadas en el párrafo anterior) pueden ser eficaces para forzar el material fuera de las ranuras hacia el espacio formado entre los discos opuestos, pero las disposiciones pueden restringir el flujo de vapor. Se considera que la trayectoria del flujo de vapor a través de un refinador equipado con placas refinadoras convencionales es turbulenta (por ejemplo, no laminar) y puede causar inestabilidad en el refinador. Además, los cambios muy abruptos en las profundidades de las ranuras debido a los diques y el corto espacio entre los diques a menudo dan como resultado que el flujo de vapor se restrinja a un porcentaje muy pequeño de las profundidades de las ranuras, lo que limita la eficiencia de evacuación de vapor.
A partir del documento US 4,166,584 se conoce un aparato para producir pulpa a partir de material que contiene lignocelulosa.
El documento DE 1243507 describe un refinador cónico que utiliza anillos escalonados entre el rotor y el estator para permitir que el material de alimentación fluya de un lado a otro a través del espacio de refinación sin obstáculos.
El documento DE-A1-102008039003 describe un refinador cónico y de doble disco diseñado para el procesamiento de pulpeo de astillas de madera de manera económica y uniforme al tener ranuras que cambian de profundidad a lo largo de la longitud radial de los segmentos de placa refinadora.
BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Se busca desarrollar una placa refinadora, o una combinación de placa refinadora de placas refinadoras opuestas (por ejemplo, placas refinadoras de rotor y estator opuestas) que ofrecen flujo de vapor mejorado al crear un flujo de vapor más laminar en las ranuras, al tiempo que puede llevar todas las fibras en el espacio entre los discos opuestos y evitar las fibras sin tratar.
La presente invención proporciona un juego de segmentos de placa como se menciona en la reivindicación 1, y un método para refinar material celulósico como se menciona en la reivindicación 7. Las características opcionales preferidas se mencionan en las respectivas reivindicaciones dependientes.
En un aspecto, hay un segmento de placa refinadora para refinar material lignocelulósico, el segmento de placa refinadora que tiene una pluralidad de barras y ranuras adyacentes, en las que al menos dos ranuras adyacentes tienen un patrón sustancialmente idéntico a lo largo de una dirección sustancialmente radial definida por una línea radial que conecta un borde interno del segmento de placa refinadora y un borde externo del segmento de placa refinadora, el patrón radial sustancialmente idéntico comprende una transición suave que tiene al menos ondulación.
Se ha concebido e inventado un nuevo juego de segmentos de placa refinadora para refinar material lignocelulósico. Los segmentos de placa refinadora comprenden un primer segmento de placa refinadora y un segundo segmento de placa refinadora, en el que el primer segmento de placa refinadora y el segundo segmento de placa refinadora tienen cada uno una pluralidad de barras y ranuras adyacentes, en el que, durante la operación, el juego de placas refinadoras se configuran para tener una distancia sustancialmente constante entre una superficie de ranura del primer segmento de placa y una superficie de ranura del segundo segmento de placa a una distancia sustancialmente radial definida por una línea radial que conecta un borde interno del primer o segundo segmento de placa refinadora y un borde externo del primer o segundo segmento de placa refinadora.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIGURA 1 es una vista en sección transversal de una disposición convencional de un juego de segmentos de placa refinadora.
La FIGURA 2 es una realización ilustrativa de una pluralidad de segmentos de placa refinadora.
La FIGURA 3 es una vista en sección transversal de una realización ilustrativa de un juego de segmentos de placa refinadora y tomada a lo largo de la línea 3-3 mostrada en la Figura 2.
La FIGURA 4 es una realización ilustrativa de un juego de segmentos de placa refinadora de acuerdo con una realización.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Se ha concebido una placa refinadora (o un segmento de placa refinadora) que presenta un perfil de profundidad de ranura suave en placas opuestas con cambios mínimos o sin cambios bruscos en las profundidades de ranura relativas entre placas opuestas. Un perfil de profundidad de ranura suave se incorpora mediante un espacio sustancialmente uniforme, por ejemplo, dentro del 10 al 20 por ciento de la dimensión del espacio, a lo largo de la longitud del espacio entre placas opuestas. Una profundidad de espacio suave puede facilitar el flujo de vapor a través del área disponible en las ranuras, con poco potencial para provocar alta turbulencia y vibración. El perfil de espacio suave puede ser constante en cada disco en toda la circunferencia del disco, y el perfil en discos opuestos puede ser complementario (por ejemplo, opuesto) entre sí.
En dicha realización de ejemplo, las áreas de ranuras profundas en un disco pueden mirar u oponerse al área de ranuras poco profundas del disco opuesto. Por tanto, los perfiles de profundidad de ranura pueden ser complementarios entre sí. Dicha combinación puede facilitar un flujo de vapor suave en cualquier punto radial en el espacio formado entre los discos opuestos.
La profundidad de la ranura en las partes más profundas de las ranuras puede ser 3 o más (por ejemplo, 4, 5, 6, 7 u 8) veces la profundidad de los puntos o áreas más superficiales. En otras realizaciones, la profundidad de la ranura en las partes más profundas de las ranuras puede ser mayor que 2.0 veces o 2.5 veces la profundidad de los puntos más superficiales. En las áreas menos profundas, la profundidad puede ser de no más de 1-4 mm, por ejemplo, no más de 2 o 3 mm.
Por ejemplo, la parte superior de la superficie de una ranura puede tener sustancialmente la misma altura que una barra adyacente. En dicha realización, la distancia desde la parte superior de una barra adyacente hasta la porción más profunda de una ranura (por ejemplo, un valle) puede ser de 15 mm, 12 mm, 10 mm, 8 mm, 6 mm o cualquier valor similar. Es decir, la profundidad de una ranura puede ser de al menos 5 mm.
La superficie superior de las barras que forman el espacio entre los dos discos es sustancialmente plana y sustancialmente paralela entre las dos placas refinadoras o discos de refinación opuestos, generalmente con un ángulo relativo de menos de 1 grado y siempre menos de 5 grados (por ejemplo, 2 o 3 grados). El perfil ondulado suave de la parte inferior de las ranuras no es sustancialmente paralelo al perfil de la parte superior de las barras. En una realización, el perfil ondulado suave de la parte inferior de las ranuras puede ser sustancialmente paralelo y, por lo tanto, complementario al perfil ondulado suave de la parte inferior de las ranuras en la placa refinadora o disco refinador opuesto.
Dependiendo de las velocidades de rotación (por ejemplo, que provoca fuerzas centrífugas), la carga aplicada (por ejemplo, que provoca fuerza de arrastre de vapor) y la entrada de energía objetivo para los requisitos de material y calidad, algunos reductores de flujo adicionales, tales como diques o diques parciales se puede agregar a las áreas de las placas refinadoras donde las profundidades de las ranuras son más superficiales. Esto puede evitar que las fibras se transporten demasiado rápido fuera del área donde se pretende la transferencia de energía.
Los bordes dentados en las barras en el área poco profunda se pueden utilizar para evitar que las fibras se desplacen a través de esta área demasiado rápido y sin suficiente refinación. Las dentaduras pueden sobresalir de la forma general de las barras y/o pueden estar empotradas en las barras.
La combinación de dicho par de placas refinadoras puede facilitar el flujo laminar del vapor a través de las placas refinadoras, lo que permite una fácil evacuación del vapor y un buen comportamiento mecánico del refinador. Al mismo tiempo, la combinación puede asegurar que todas las fibras estén siendo tratadas en el espacio entre las placas.
En ciertas realizaciones, puede haber un mínimo de dos áreas poco profundas en un disco y un área poco profunda en el otro disco, aunque puede estar presente cualquier número adecuado de áreas poco profundas. Puede haber más áreas poco profundas sobre cada disco, y el perfil complementario no necesita extenderse hasta el diámetro interior de las placas refinadoras, ni necesita extenderse hasta el diámetro exterior de las placas refinadoras.
En algunas realizaciones, los perfiles complementarios se pueden utilizar en la parte más externa de los segmentos de placa refinadora porque la porción interna puede no requerir la retención adicional y el trabajo aumentado que se considera proporciona el perfil de profundidad de la ranura complementario.
En algunas realizaciones, la profundidad de la ranura puede aumentar cerca de la periferia exterior de la placa refinadora para aumentar la capacidad de ventilar el vapor hacia adelante. Esto se puede lograr al introducir una porción de ranura relativamente plana que sea sustancialmente paralela a la parte superior de las barras de refinados adyacente. Esto también se puede lograr al introducir una mayor distancia entre los perfiles de ranuras onduladas complementarios, de tal manera que la distancia desde la parte inferior de una ranura sobre una placa hasta la parte inferior de una ranura sobre su placa opuesta aumente cerca de la periferia de la placa.
En algunas realizaciones, puede haber una combinación de diseños de placas refinadoras, por ejemplo, opuestas entre sí en un refinador, y donde un disco se hace rotar mientras que el otro está estacionario, o donde ambos discos rotan en direcciones relativamente opuestas; y donde los perfiles de profundidad de ranura son complementarios entre los dos discos, mientras que la parte superior de las barras son sustancialmente planas y paralelas, y esos perfiles de profundidad de ranura son perfiles curvos graduales suaves o una aproximación de los mismos. También puede haber reductores de flujo en las áreas de ranuras poco profundas de cada placa refinadora opuesta para controlar la retención del material que se va a refinar.
En algunas realizaciones, puede haber una zona de refinación cónica, donde un elemento de refinación tiene barras y ranuras sobre la superficie convexa del cono, y donde la superficie opuesta tiene barras y ranuras sobre la superficie cóncava frente a la primera superficie convexa.
Puede haber una combinación de placas refinadoras opuestas en un refinador utilizado para procesar material lignocelulósico. Los perfiles de profundidad de ranura en al menos una porción de las superficies de refinación opuestas son suaves, ondulados y complementarios entre sí, mientras que las partes superiores de las barras que forman las superficies superiores de las placas refinadoras opuestas son sustancialmente planas y sustancialmente paralelas, y las dos superficies opuestas rotan en relación una con la otra.
El perfil complementario puede ser una aproximación de un perfil ondulado suave, utilizando una combinación de áreas relativamente planas y áreas relativamente inclinadas.
Estos pueden ser sinusoidales, por ejemplo, aunque se puede utilizar cualquier superficie suave (por ejemplo, no discontinua o similar a una función escalonada). Por ejemplo, se pueden utilizar perfiles similares y/o imitadores de curvas parabólicas o paramétricas o cualquier otra superficie suave y/o curvilínea. El perfil puede representar una ondulación inclinada u otra estructura similar a una onda.
De manera similar, la parte superior de la ondulación o el perfil ondulado puede estar al mismo nivel (o sustancialmente al mismo nivel) con la parte superior de una barra adyacente o puede estar debajo de una barra adyacente.
En algunas realizaciones, puede haber uno o más diques, por ejemplo, en un área poco profunda de una ranura. Dicho dique puede contener al menos una característica de restricción que puede facilitar una mayor retención de material en esa ubicación. El reductor puede ser un dique, un dique parcial o un borde dentado de cualquier forma que pueda sobresalir de la barra, o estar empotrado en la barra, o una combinación de dichas características.
En una realización, los perfiles complementarios se utilizan en la parte exterior de las placas refinadoras, por ejemplo, la zona de refinación hacia el exterior radialmente desde la zona de la barra de ruptura.
En una realización, los perfiles complementarios no se extienden completamente hasta la periferia exterior de las placas refinadoras. Es decir, solo una porción del radio de los segmentos de placa refinadora tiene perfiles complementarios. Por ejemplo, el 90 por ciento, 80 por ciento, 70 por ciento, 60 por ciento, 50 por ciento, 40 por ciento, 30 por ciento, 20 por ciento de un radio puede tener una distancia sustancialmente constante entre las profundidades de ranura de placas opuestas.
En un aspecto, puede haber un segmento de placa refinadora (por ejemplo, un rotor o un estator) en el que un elemento tiene un mínimo de un área poco profunda en el área de perfil de profundidad de ranura complementario, mientras que el segmento de placa refinadora complementario opuesto tiene un mínimo de dos áreas poco profundas en esa área de perfil. Por supuesto, cada segmento de placa refinadora puede tener un mínimo de dos áreas poco profundas en el área de perfil de profundidad de ranura complementario.
En una realización, uno de los segmentos de placa refinadora rota mientras que el otro está estacionario. Es decir, un segmento de placa refinadora es un segmento de placa refinadora de rotor y el otro es un segmento de placa refinadora de estator. En otra realización, puede haber dos segmentos de placa refinadora de rotor.
En otra realización, al menos parte de la zona de refinación es una zona cónica y el perfil de profundidad de ranura complementario se aplica en la porción plana, la porción cónica o en ambas.
El refinador puede operar con una consistencia por encima del 20 por ciento y/o por encima del 30 por ciento. El refinador también puede operar con una consistencia entre 6 y 20 por ciento o incluso con una consistencia de 5 por ciento o menos.
La FIGURA 2 ilustra una placa 200 refinadora circular elaborada de ocho segmentos 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217 y 218 de placa refinadora separados. En otras realizaciones, de tres a veinticuatro segmentos de placa pueden formar un círculo. Aunque no se ilustra, los segmentos de placa refinadora pueden tener un patrón de barras y ranuras en las que las barras se extienden en una dirección sustancialmente radial (por ejemplo, preferiblemente en ángulo de menos de 25 grados, 15 grados, 5 grados o 1 grado desde una dirección radial). Las barras pueden tener un ángulo de alimentación grande o pequeño, y la configuración particular de la barra puede ser cualquier configuración adecuada para refinar el material lignocelulósico. La FIGURA 3 ilustra una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A en la FIGURA 2. La FIGURA 2 ilustra que los segmentos de placa refinadora en perspectiva forman un disco que tiene una abertura en el centro a través de la cual se carga el material lignocelulósico. Cada uno de los segmentos de placa tiene un borde 208 interno y un borde 206 externo, y la distancia entre el borde 208 interno y el borde 206 externo se ilustra mediante la séptima distancia 226. Como se ilustra en esta realización, la primera distancia 220 es la distancia entre el borde 208 interno (por ejemplo, la periferia interna) y la transición 210 entre la zona interior y la zona de refinación. Esta primera distancia 220 de la FIGURA 2 corresponde a la primera distancia 370 radial de la FIGURA 3.
De manera similar, la segunda distancia 221 corresponde a la segunda distancia 371 radial; la tercera distancia 222 corresponde a la tercera distancia 372 radial; la cuarta distancia 223 corresponde a la cuarta distancia 373 radial; la quinta distancia 224 corresponde a la quinta distancia 374 radial; la sexta distancia 225 corresponde a la sexta distancia 375 radial; la séptima distancia 226 corresponde a la séptima distancia 376 radial, en las figuras 2 y 3, respectivamente.
La FIGURA 3 ilustra un juego 300 complementario de segmentos 302 y 304 de placa refinadora. Estos pueden ser un rotor y un estator aunque también pueden ser dos rotores en ciertas realizaciones. Como se ilustra, el material 320 lignocelulósico sin refinar entra cerca del borde 308 interno y sale cerca del borde 306 externo como material 322 lignocelulósico refinado. Como se ilustra, hay una región 301 de refinación interna en la que puede haber reductores de flujo o diques 330, 332, 334, 336, 338 y 340.
La vista en sección transversal de la FIGURA 3 muestra el perfil de una ranura (no mostrada) entre dos barras 350 y 352 en cada segmento 302 y 304 de placa refinadora. Las barras 350 y 352 se muestran con las partes 352T y 350T superiores. Las ranuras tienen una serie de picos y valles que se corresponden con cada una de las distancias radiales 370 a 376 medidas desde el borde 308 interno. Por ejemplo, el segmento 304 de placa refinadora tiene un valle 359 en la primera distancia 370 radial, un pico 361 ilustrado en la segunda distancia 371 radial, un valle 363 en la tercera distancia 372 radial, un pico 365 en la cuarta distancia 373 radial, un valle 367 en la quinta distancia 374 radial, un pico 369 en la sexta distancia 375 radial y un valle 357 en la séptima distancia 376 radial. A la distancia correspondiente, el segmento 302 de placa refinadora puede tener un pico o valle opuesto. Por ejemplo, el valle 360 corresponde a la misma distancia al pico 361; el pico 362 corresponde a la misma distancia al valle 363; el valle 364 corresponde a la misma distancia al pico 365; el pico 366 corresponde a la misma distancia al valle 367; y el valle 368 corresponde a la misma distancia al pico 369.
En este aspecto, el radio que se extiende desde el pico 361 y el pico 369 en los segmentos 304 de placa refinadora tiene una distancia constante al pico o valle correspondiente en los segmentos 302 de placa refinadora. Esta distancia se ilustra como la distancia 385 entre el pico 365 en el segmento 304 de placa y el valle 364 en los segmentos 302 de placa. Esta distancia 385 permanece sustancialmente constante durante aproximadamente el 50 por ciento del radio del segmento de placa refinadora que se extiende desde el borde 308 interno hasta el borde 306 externo. Sustancialmente constante no significa perfectamente constante de acuerdo con las realizaciones de esta invención, y permite una desviación de hasta 20 por ciento, 15 por ciento, 10 por ciento, 5 por ciento y/o 1 por ciento. Además, los máximos y mínimos relativos no necesitan ser periódicos o en un patrón repetible. Adicionalmente, puede haber realizaciones que incluyen un dique 380 de acuerdo con las estructuras de dique convencionales conocidas por aquellos expertos en la técnica. Los diques 380 (mostrados en la FIGURA 3 en un área profunda) se pueden ubicar preferiblemente en las áreas poco profundas, en lugar de las áreas profundas para crear un flujo laminar en las áreas más profundas de las ranuras.
Aunque la FIGURA 2 ilustra una realización en la que hay una profundidad de ranura constante en un radio constante medido desde el borde interno o externo del segmento de placa, por ejemplo, de tal manera que las partes superiores (por ejemplo, picos) de las superficies de ranura forman uno o más círculos concéntricos, se debe entender que puede haber realizaciones en las que las ranuras adyacentes tengan el mismo perfil y realizaciones en las que no todas las ranuras tengan el mismo perfil, por ejemplo, de tal manera que se formen uno o más arcos o círculos concéntricos parciales.
La FIGURA 4 ilustra una realización en la que el juego 400 tiene segmentos 402 y 404 de placa refinadora en los que el material 420 lignocelulósico sin refinar entra desde el borde 408 interno y se mueve a través del espacio 457 entre los segmentos 402, 404 de placa refinadora opuestos. El material 422 lignocelulósico refinado sale del espacio 457 cerca del borde 406 externo. En esta realización, existen perfiles de ranura complementarios en la parte 403 externa de los segmentos 402 y 404 de placa refinadora. Los perfiles de ranura complementarios en la parte 403 externa de los segmentos 402, 404 de placa refinadora tienen áreas poco profundas que contienen los reductores 490 de flujo para retener el material lignocelulósico dentro del refinador. Las restricciones de flujo pueden ser, por ejemplo, un dique de altura completa o un dique de altura media. Otros tipos de reductores de flujo que pueden estar tanto en las áreas poco profundas como profundas de las ranuras son superficies irregulares sobre las paredes laterales de las barras, tales como paredes laterales que tienen bordes dentados que se extienden parcial o totalmente desde la parte inferior de la ranura hasta la superficie superior de la barra, hoyuelos o cráteres en la pared lateral, u otras características de la superficie irregular que retardan el flujo a través de las ranuras.
La disposición de las barras refinadoras puede estar de acuerdo con cualquier disposición conocida, tales como aquellas ilustradas en patentes estadounidenses Nos. 5,383,617 otorgada a Deuchars; 5,893,525 otorgada a Gingras; 6,032,888 otorgada a Deuchars; 6,402,071 otorgada a Gingras; 6,607,153 otorgada a Gingras; y 6,616,078 otorgada a Gingras. En las realizaciones en las que las barras y las ranuras no están sustancialmente alineadas con un radio medido desde el borde interno o la periferia, se debe entender que el perfil de la ranura descrito en el presente documento puede ser aplicable a la longitud de la ranura.
En una realización, la invención puede ser un juego de segmentos de placa para refinar material celulósico triturado que comprende: un primer segmento de placa y un segundo segmento de placa, en el que el primer segmento de placa y el segundo segmento de placa tienen cada uno un lado configurado para oponerse a un lado sobre el otro segmento, y cada uno de dichos lados incluye una zona de refinación que tiene barras y ranuras entre los adyacentes de la barra, en los que unas distancias entre las ranuras en el primer segmento de placa y las ranuras en el segundo segmento de placa son sustancialmente constantes a lo largo de un arco a través de la zona de refinación o dispersora y mientras el juego se monta en un refinador o dispersor. Cada segmento se puede montar en un disco y disponer en una matriz anular de segmentos para formar una placa.
Las barras de cada segmento tienen superficies superiores alineadas en un plano común. O los segmentos de placa pueden estar configurados para un refinador cónico. La profundidad de todas las ranuras de la primera placa puede ser constante a lo largo de un arco definido por un radio común. La profundidad de cada una de las ranuras puede cambiar gradualmente a lo largo de la longitud de la ranura y la profundidad de cada ranura varía en un patrón con forma de S.
La invención también se puede realizar como un juego de segmentos de placa refinadora que comprende: un primer segmento de placa que incluye una cara que incluye una zona de refinación que comprende filas de barras y ranuras entre las filas y las ranuras incluyen una primera sección profunda en un primer radio desde un eje de rotación del primer segmento de placa refinadora y una primera sección poco profunda en un segundo radio, y un segundo segmento de placa que incluye una cara configurada para oponerse a la cara del primer segmento de placa cuando el juego se monta en un refinador o minimizador., en el que las ranuras tienen una segunda sección de ranura profunda en el segundo radio y una sección poco profunda en el primer radio.
La sección poco profunda puede tener una profundidad de no más de cuatro milímetros y la parte superior de la superficie de una ranura tiene sustancialmente la misma altura que una barra adyacente y la distancia desde la parte superior de una barra adyacente hasta la porción más profunda de una ranura es al menos 5 mm. Puede haber uno o más reductores de flujo, como diques o diques parciales, o tener un borde dentado de cualquier forma que sobresalga de la barra, o esté empotrado en la barra, o una combinación de dichas características agregadas a las áreas de las placas refinadoras donde las profundidades de la ranura son más superficiales.
Las ranuras pueden tener un perfil de ranura suave con un mínimo de dos áreas poco profundas sobre uno de los segmentos y un mínimo de un área poco profunda sobre el otro segmento. No es necesario que los perfiles complementarios de las ranuras opuestas se extiendan al diámetro interior de las placas refinadoras, ni al diámetro exterior de las placas refinadoras.
Los perfiles complementarios se pueden utilizar en la parte más externa de los segmentos de placa refinadora. La profundidad de la ranura puede aumentar cerca de la periferia exterior de la placa refinadora para aumentar la capacidad de ventilar el vapor hacia adelante. La profundidad de la ranura puede aumentar al introducir una porción de ranura relativamente plana que es sustancialmente paralela a la parte superior de las barras refinadoras adyacentes. El aumento de la profundidad de la ranura se puede lograr al introducir una distancia mayor entre los perfiles de ranura ondulados complementarios, de tal manera que la distancia desde la parte inferior de una ranura sobre un segmento de placa refinadora hasta la parte inferior de la ranura sobre su placa opuesta aumente cerca de la periferia del segmento de placa refinadora. Los perfiles de profundidad de ranura pueden ser perfiles curvos, suaves, graduales o una aproximación de los mismos, que incluyen perfiles que son sinusoidales, o que imitan curvas parabólicas o paramétricas o cualquier otra superficie suave y/o curvilínea, o una ondulación inclinada u otra estructura similar a una onda.
Una realización de la invención es un juego de discos de refinador que comprende: dos discos de refinador compuestos cada uno de segmentos de placa refinadora, cada segmento de placa refinadora tiene una superficie de barras y ranuras sobre un lado del segmento de placa refinadora que presenta un perfil de profundidad de ranura suave sobre discos opuestos con cambios mínimos o sin cambios bruscos en la profundidad de las ranuras, y en el que el perfil de profundidad de ranura suave puede ser un perfil ondulado suave de la parte inferior de las ranuras y puede ser sustancialmente paralelo y, por lo tanto, complementario al perfil ondulado suave de la parte inferior de las ranuras en la placa o disco refinador opuesto. El perfil de profundidad de la ranura suave puede ser constante en cada segmento de placa, de tal manera que la profundidad de la ranura permanezca constante alrededor de la circunferencia de una matriz de segmentos de placa en un disco, y el perfil en la matriz opuesta de segmentos de placa.
Si bien la invención se ha descrito en relación con lo que actualmente se considera la realización más práctica y preferida, se debe entender que la invención no se debe limitar a la realización divulgada, sino que, por el contrario, está destinada a cubrir diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un refinador que comprende un juego (300, 400) de segmentos de placa para refinar material celulósico triturado, el juego (300, 400) de segmentos de placa comprende un primer segmento (302, 402) de placa y un segundo segmento (304, 404) de placa, en el que el primer segmento (302, 402) de placa y el segundo segmento (304, 404) de placa cada uno tiene un lado de refinación configurado para oponerse al lado de refinación sobre el otro segmento, y cada uno de dichos lados de refinación incluye una zona de refinación que tiene barras (350, 352) y ranuras entre las adyacentes a las barras (350, 352);
en el que
las ranuras en el primer segmento (302, 402) de placa y las ranuras en el segundo segmento (304, 404) de placa se extienden sustancialmente en una dirección radial definida por una línea radial que conecta un borde (108, 208) interno de cada segmento (302, 402, 304, 404) de placa refinadora y un borde (206, 306) externo de cada segmento (302, 402, 304, 404) de placa refinadora,
una distancia entre las ranuras en el primer segmento (302, 402) de placa y las ranuras en el segundo segmento (304, 404) de placa es sustancialmente constante, lo que permite una desviación de hasta 20 por ciento, a lo largo de un arco a través de las zonas de refinación mientras el juego se monta en el refinador, y
las ranuras en los segmentos cada una tiene una profundidad que varía en un patrón con forma de S, caracterizado porque
las barras (350, 352) de cada segmento tienen superficies superiores alineadas en un plano común y los planos comunes para los segmentos son paralelos entre sí.
2. El refinador según la la reivindicación 1, en el que el primer segmento (302, 402) de placa es uno de una pluralidad de segmentos de placa que forman una primera placa refinadora, y el segundo segmento (304, 404) de placa es uno de una pluralidad de segmentos de placa que forman una segunda placa refinadora opuesta.
3. El refinador según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la distancia entre las ranuras es sustancialmente constante a lo largo de cada una de una pluralidad de arcos, y la distancia entre las ranuras a lo largo de uno de los arcos difiere de la distancia entre las ranuras a lo largo de otro de los arcos.
4. El refinador según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las ranuras en al menos uno de los segmentos incluyen diques (330, 332, 334, 336, 338, 340, 380) alineadas con el arco.
5. El refinador según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que uno de los segmentos de placa tiene una profundidad de las ranuras a lo largo del arco que es al menos del doble de la profundidad de las ranuras a lo largo del arco en el otro segmento de placa.
6. El refinador según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la profundidad de las ranuras en los segmentos cambia gradualmente a lo largo de una longitud de la ranura.
7. Un método para refinar material celulósico utilizando un refinador que tiene un juego (300, 400) de segmentos de placa para refinar material celulósico triturado,
el juego (300, 400) comprende un primer segmento (302, 402) de placa y un segundo segmento (304, 404) de placa para oponer la primera y segunda placas refinadoras, con un espacio (457) que se forma entre las placas refinadoras, el método comprende:
- introducir material celulósico a través de una entrada radialmente interna a una de las placas y en el espacio (457), en el que el primer segmento (302, 402) de placa y el segundo segmento (304, 404) de placa cada uno tiene un lado de refinación configurado para oponerse al lado de refinación sobre el otro segmento, y cada uno de dichos lados de refinación incluye una zona de refinación que tiene barras (350, 352) y ranuras entre las adyacentes a las barras (350, 352);
- rotar al menos una de las placas alrededor de un eje de rotación a medida que se introduce el material celulósico; - refinar el material celulósico a medida que el material se mueve a través del espacio (457) y entre las zonas de refinación, en las que la refinación incluye mover el material celulósico entre las barras (350, 352) de las zonas de refinación opuestas a medida que las barras (350, 352) de una de las zonas cruzan las barras (350, 352) de la otra zona, y
- canalizar un flujo del material a través de las ranuras durante la rotación,
en el que
las ranuras en el primer segmento (302, 402) de placa y las ranuras en el segundo segmento (304, 404) de placa se extienden en una dirección sustancialmente radial definida por una línea radial que conecta un borde (108, 208) interno de cada segmento (302, 402, 304, 404) de placa refinadora y un borde (206, 306) externo de cada segmento (302, 402, 304, 404) de placa refinadora,
una distancia entre las ranuras en el primer segmento (302, 402) de placa y las ranuras en el segundo segmento (304, 404) de placa es sustancialmente constante, lo que permite una desviación de hasta 20 por ciento, a lo largo de un arco a través de las zonas de refinación mientras el juego se monta en el refinador,
las ranuras en los segmentos cada una tiene una profundidad que varía en un patrón con forma de S, y las barras (350, 352) de cada segmento tienen superficies superiores alineadas en un plano común y los planos comunes para los segmentos son paralelos entre sí.
8. El método de la reivindicación 7, en el que en la etapa de canalizar las secciones poco profundas de las ranuras en el primer segmento (302, 402) de placa se alinean radialmente con secciones profundas de las ranuras en el segundo segmento (304, 404) de placa opuesto, y/o secciones profundas de las ranuras en el primer segmento (302, 402) de placa se alinean radialmente con las secciones poco profundas de las ranuras en el segundo segmento (304, 404) de placa opuesto.
9. El método de la reivindicación 7 u 8, en el que la profundidad de cada una de las ranuras cambia gradualmente a lo largo de una longitud de la ranura.
10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, en el que las secciones poco profundas tienen una profundidad no mayor de cuatro milímetros.
11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la canalización incluye retardar el flujo mediante diques (330, 332, 334, 336, 338, 340, 380) formados en las secciones poco profundas.
12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que las secciones profundas tienen al menos el doble de la profundidad de las secciones poco profundas.
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