KR101712698B1

KR101712698B1 - 정제기들 및 분산기들을 위한 감소된 질량 플레이트들

Info

Publication number: KR101712698B1
Application number: KR1020140057888A
Authority: KR
Inventors: 이스모 이하리넨; 이브 레이몬드; 미카엘 레흔스트롬
Original assignee: 안드리츠 인코포레이티드
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2017-03-06
Also published as: TW201505712A; KR20140135119A; CN104164802B; MY172610A; CN104164802A; RU2014119513A; BR102014011480B1; NZ624261A; EP2803764A3; JP2014224340A; JP6200850B2; BR102014011480A2; EP2803764B1; US20140339348A1; MX2014005753A; CL2014001186A1; US10166546B2; MX336838B; AU2014202318A1; CA2850139A1

Abstract

분쇄된 셀룰로오스 물질을 위한 분산기 또는 정제기의 디스크 상에 장착되도록 구성된 경량 플레이트 세그먼트는 분산기 치형 또는 정제 바들을 구비하는 정면; 융기 플레이트 위치 구획 및 패스너 부착 구조를 둘러싸는 융기 포스트를 구비하는 배면; 플레이트 세그먼트의 측면 가장자리들; 및 측면 가장자리들 사이에 연장하는 방사상 내부 가장자리 및 방사상 외부 가장자리를 포함하고, 배면에는 측면 가장자리를 따라 융기 구조들이 없다.

Description

정제기들 및 분산기들을 위한 감소된 질량 플레이트들{REDUCED MASS PLATES FOR REFINERS AND DISPERSERS}

본 출원은 우선권을 주장하고 2013년 5월 15일에 출원된 미국 가출원 번호 61/823,566을 참조로 포함한다.

본 발명은 다양한 최종 용도들을 위해 재활용된 펄프 물질 및 펄프 물질을 생산하도록 기계적 펄핑(pulping) 및 페이퍼 재활용 프로세스들에서 사용되는 정제기들 및 (또한 디스퍼저들(dispergers)로 공지된) 분산기들을 위한 플레이트들 및 플레이트 세그먼트들(plate segments)에 관한 것이다

패키징 물질(packaging material)에 기초된 페이퍼 또는 다른 페이퍼를 만드는 데 사용되는 펄프 물질의 생산에서 하나의 종래의 방법은 기계적인 정제기(mechanical refiner)를 활용하는 것이다. 기계적인 정제기들은 펄프를 생산하기 위해, 우드 칩들 등 같은 분쇄된 셀룰로오스 물질을 처리하기 위한 정제기들 및 재활용된 페이퍼 물질의 처리에 일반적으로 사용되는 분산기들을 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 기계적인 정제기들은 일반적으로, 적어도 하나가 회전하는 한 쌍의 편평한 디스크들, 한 쌍의 원뿔형으로 형상된 디스크들 및 평행하는 편평하고 원뿔형 디스크들의 어셈블리 같은 한 세트의 반대되는 디스크들을 포함한다. 공급 물질이 반대되는 디스크들 사이에 갭(gap)을 통해 이동하면서, 물질 내 섬유들은 정제된 펄프를 산출하기 위해 분리되고; 잉크 및 다른 오염물질들은 페이퍼로부터 산출된 재활용 펄프 물질(produced a recycle pulp material)로 분산될 수 있다.

일반적으로, 정제기들로 언급되는, 우드 칩들 및 다른 분쇄된 셀룰로오스 물질로부터 펄프를 산출하는 기계적 정제기들은, 그것들의 플레이트들의 정면 상에 바들 및 홈들을 구비하는 플레이트들을 구비한다. 플레이트들은 반대되는 디스크들 상에 장착된다. 바들 및 홈들을 구비하는 플레이트들 사이의 갭은 일반적으로 평면이고 반대되는 플레이트들 상에 바들의 상부 돌기들(ridges) 사이에 형성된다. 재활용된 페이퍼 및 페이퍼보드 물질을 처리하기 위해 사용되는 기계적 정제기들은 일반적으로 디스퍼저들(dispergers) 또는 분산기들(dispersers)로 언급되고, 플레이트들의 정면 상에 치형을 구비하는 플레이트들을 구비한다. 분산기 내 반대되는 플레이트들 사이의 갭은 플레이트들의 반대되는 정면들 상에 치형의 서로 맞물리는 열들(rows)에 의해 형성된 구불구불한(serpentine) 형상을 구비할 수 있다.

예를 들어, 우드 칩들 또는 재활용된 페이퍼 같은 공급 물질이 플레이트들 중 하나에 개구를 통해 디스크들 사이에 갭에 들어가면서 정제 또는 분산 작용이 발생한다. 공급 물질은 플레이트들의 정면들 사이에 그리고 갭을 통해 방사상 외측으로 이동하도록 원심력에 의해 강제된다. 정면들 상에 정제 또는 분산 표면들은 물질이 갭을 통해 이동하면서 공급 물질 상에 작용하고 플레이트들 상 바들 또는 치형의 교차에 의해 맥동력들(pulsating forces)을 겪게 된다.

플레이트들은 디스크들 상에 장착된 플레이트 세그먼트들의 환형 어셈블리에 의해 형성될 수 있다. 플레이트들은 대체로 파이(pie) 형상된 세그먼트들 같은, 플레이트 세그먼트들의 환형 어레이(annular array)이다. 세그먼트들은 디스크 장착 표면 상에 장착된 원형 플레이트를 형성하기 위해 나란히 장착된다. 플레이트들은 분산기 내 분산 표면들을 형성하는 치형의 열들 또는 펄프 정제기 내 정제 표면들을 형성하는 바들 및 홈들을 구비하는 정면을 구비한다. 정제기 또는 분산기 내 갭은 반대되는 디스크들 상에 플레이트들의 정면들 사이에 형성된다. 플레이트들의 배면들은 디스크 장착 표면에 장착된다. 볼트들 및 다른 패스너들은 디스크 장착 표면에 플레이트들을 유지시킨다.

(높은, 중간 또는 낮은 농도(consistency)의 공급 물질을 취급할 수 있는) 종래의 기계적 정제기 또는 (재활용된 물질 공급 물질을 취급할 수 있는) 분산기에 대해서, 플레이트 세그먼트들은 정제 또는 분산 장비의 중요한 구성요소이다. 공급 물질이 플레이트 세그먼트들의 표면을 가로질러 이동하면서, 플레이트 세그먼트들의 정면들은 마모된다. 플레이트 세그먼트들에 의해 수행된 정제 및 분산 작용은 플레이트들이 마모되면서 효율이 낮아진다. 마모된 플레이트 세그먼트들은 교체되어야 한다. 대체로, 플레이트 세그먼트들은 정제기들 및 분산기들에 대해 주기적으로 교체된다.

정제기 또는 분산기에 대하여 플레이트 세그먼트들의 일반적인 환형 어레이는 3 내지 24의 균등한-크기로 된 플레이트 세그먼트들을 포함한다. 모든 플레이트 변경(every plate change)에서, 플레이트 세그먼트들의 환형 어레이의 모든 세그먼트들은 제거되고 검사되고, 장착 표면(디스크들의 표면)이 세척되고, 새로운 세그먼트들이 설치된다. 재사용될 수 있는 플레이트 세그먼트들은 세척되고 새로운 세그먼트들은 마모된 세그먼트들에 대하여 대체되고, 일반적으로 모든 플레이트 세그먼트들은 대체되나 일부 플레이트 세그먼트들은 세척되고 재사용될 때가 있다. 세척되고 새로운 세그먼트들은 디스크 장착 표면 상에 하나하나씩 장착된다. 각각의 세그먼트의 장착은 세그먼트들 사이에 균등한 공간(spacing)을 유지하기 위해 시밍 프로세스(shimming process)를 요구한다. 장착은 또한 디스크 장착 표면에 세그먼트들을 고정하는 패스너에 적절한 토크를 작용하는 것과 연관된다.

정제기들 및 분산기들은 보통 정제기 내 서로에 대해 반대되게 배치된 두 개의 환형 플레이트들을 구비한다. 한 쌍의 정제기들 또는 한 쌍의 분산기들에서, 두 개의 반대되는 쌍들의 플레이트들 내에 배치된 네 개의 플레이트들이 있을 수 있다. 정제기 또는 분산기는 정지된 고정자를 향하여 (한 쌍의 정제기 또는 분산기 내 이중-측면을 가진 회전자일 수 있는) 하나의 회전자를 구비할 수 있다. 그 대신에, 정제기 또는 분산기는 반대되는 반대방향으로 회전하는(counter-rotating) 회전자들을 구비할 수 있다. 구체적인 디스크 구성과 관계없이, 디스크들에 장착된 플레이트 세그먼트들은 주기적으로 교체된다. 플레이트 세그먼트 교체는 세그먼트들 상에 정제 또는 분산 표면이 이러한 표면들에 대항하여 문지르는 공급 물질의 마모성(abrasiveness)에 의해 마모되므로 요구된다. 마모된 정제 또는 분산 표면은 정제기 또는 분산기의 효율성을 감소시킨다.

플레이트 세그먼트들은 일반적으로 견고하고 구조적으로 강해야 한다. 플레이트 세그먼트들은 정제기들을 위한 많은 바들 및 홈들 및 분산기들을 위한 치형을 포함하는 정면들을 지지하여야 하고, 그것은 그것들이 공급 물질과 직면함에 따라 연마하는 공급물질의 연속적인 정제 또는 분산 작용, 정제기 또는 분산기 내 원심력들, 및 디스크 장착 표면에 세그먼트들을 고정하는, 예를 들어 볼트들 같은 패스너들로부터의 응력들을 겪게 된다. 최소한의 플레이트 두께는 일반적으로 1.0 내지 1.5 인치(25 내지 38 밀리미터(mm))의 범위 내에 있다. 추가적으로, 플레이트 세그먼트들의 배면은 일반적으로 융기 리브들의 네트워크, 볼트 올들을 둘러싸는 포스트들 및 디스크 장착 표면에 대하여 안착하는 받침들(abutments)을 제공하기 위해 그리고 세그먼트들에 구조적인 지지를 제공하기 위한 다른 융기 구조들을 구비한다.

플레이트 세그먼트들 상에 융기 구조들의 네트워크 및 두께 필요조건은 세그먼트들의 질량에 실질적으로 기여한다. 세그먼트들은 몰딩 물질(molding metal)을 주조하는 것에 의해 형성된다. 주조(cast) 플레이트 세그먼트들은 큰 질량(즉, 중량이 큰)을 구비하는 경향이 있고, 주조 플레이트 세그먼트들을 교체가 필요할 때 취급하기 어렵게 만든다. 플레이트 세그먼트들의 큰 질량은 많은 양의 금속에 대한 비용에 의한 주조 비용, 운송 비용 및 취급하고 디스크에 세그먼트들을 장착하는 비용을 증가시킨다. 구조적으로 강하고 견고한 세그먼트에 대해 요구되는 장착 및 구조적 필요조건들을 만족시키면서 더 적은 양의 금속을 이용하는 플레이트 세그먼트를 생산하는 것이 바람직하다.

기계적 정제기 플레이트 세그먼트들 및 분산기 플레이트 세그먼트들에 유용한 플레이트 세그먼트는 감소된 질량(즉, 더 가벼운 중량)을 구비하도록 발명되었다. 질량의 감소는 종래의 플레이트 세그먼트의 배면(비-그라인더 및 정제 표면) 상에 다른 융기 구조들 및 융기 리브들의 네트워크를 감소시키는 것에 의해 획득된다. 새로운 경량 플레이트 세그먼트는 세그먼트가 깨지는 위험을 지나치게 증가시키지 않고 플레이트의 정면 상에 그라인딩 및 정제 표면들을 지지하기에 충분한 강도를 구비한다.

새로운 플레이트 세그먼트에는 세그먼트의 가장자리들 따라 종래의 리브들, (또한 지지 물질로 언급되는) 외부 직경(OD) 리브들, 및 많은 (그러나 전체는 아닌) 종래의 강화 리브들 또는 지지 물질이 없을 수 있다. 다른 구조들 및 융기 리브들의 네트워크를 최소화하는 것은 종래의 플레이트 세그먼트들에 비해, 20 내지 40 퍼센트까지 플레이트 세그먼트의 중량을 감소시킨다. 여기에 개시된 발명을 이용하여, 플레이트 세그먼트의 배면 상에 다른 융기 구조들 및 리브들의 네트워크는 플레이트 세그먼트들의 구조적 완전성 및 강성에 불리하게 영향을 미치지 않고 획득될 수 있다.

새로운 플레이트 세그먼트는 분쇄된 셀룰로오스 물질을 위한 분산기 또는 정제기의 디스크 상에 장착되도록 구성되어 발명되었고, 세그먼트는 다음을 포함한다: 분산기 치형 또는 정제 바들을 포함하는 정면; 융기 플레이트 위치 구획 및 패스너 부착 구조를 둘러싸는 융기 포스트를 포함하는 배면, 및 측면 가장자리들; 측면 가장자리들을 따라 연장하는 것은 모두 방사상 외부 가장자리 및 방사상 내부 가장자리이고; 배면에는 측면 가장자리들을 따라 융기 구조들이 없다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

도 1은 정제기 또는 분산기(disperser)를 위해 적합한 종래의 플레이트 세그먼트의 배면의 사시도이고, 배면은 다른 융기 구조들 및 융기 리브들(raised ribs)의 네트워크(network)를 포함한다.
도 2는 정제기 또는 분산기를 위해 적합한 새로운 플레이트 세그먼트의 배면의 사시도이고, 배면은 도 1에 도시된 융기 리브들이 없고, 융기 볼트 홀 포스트들(raised bolt hole posts) 및 포스트들과 정렬된 플레이트 위치 리브들(plate positioning ribs)을 구비한다.
도 3은 세그먼트의 내부 가장자리를 따라 링-구획(ring-section)을 포함하는 다른 새로운 플레이트 세그먼트의 사시도이다.
도 4는 라인 A-A에 의해 정의된 내부 가장자리 구획으로부터 분리된 링-구획을 구비하는 새로운 플레이트 세그먼트의 단면 측면도이다.
도 5는 링-구획 및 내부 가장자리 구획의 제1 실시예의 단면 측면도이다.
도 6은 링-구획 및 내부 가장자리 구획의 제2 실시예의 단면 측면도이고, 내부 가장자리 상 홈 공간(groove space)은 링-구획 상 홈 공간을 향한다.
도 7은 링-구획 및 내부 가장자리 구획의 제3 실시예의 단면 측면도이고, 링-구획 및 내부 가장자리 구획은 인접하는 기울어진 표면들(abutting slanted surfaces)을 구비한다.
도 8은 링-구획 및 내부 가장자리 구획의 제4 실시예의 단면 측면도이고, 링-구획 및 내부 가장자리 구획은 인접하는 기울어진 표면들을 구비한다.
도 9는 라인 서클(line circle) B에 의해 정의된 내부 가장자리 구획을 구비하는 새로운 플레이트 세그먼트의 다른 실시예의 단면 측면도이다.
도 10은 디스크 장착 표면(disc mounting surface)에 인접하는 도 9에 도시된 내부 가장자리 구획의 단면 측면도이다.
도 11은 세그먼트의 내부 가장자리를 따라 링 구획을 포함하는 새로운 플레이트 세그먼트의 다른 실시예의 사시도이다.
도 12는 디스크 장착 표면에 각각 장착된 반대되는 플레이트 세그먼트들의 측면도이다.
도 13은 플레이트 세그먼트를 형성하는 방법의 플로우 차트이다.

플레이트 세그먼트들에 대한 구조적 손상 없이 정제 또는 분산 작용들을 제공하기 위해 요구되는 강도를 유지하면서 플레이트의 배면으로부터 제거된 질량(즉, 중량)을 구비하는 정제기 또는 분산기 플레이트 세그먼트를 제공하는 것이 바람직하다.

도 1은 종래의 플레이트 세그먼트(plate segment; 100)에 대한 배면(back face)을 도시한다. 다른 융기 영역들(other raised areas) 및 리브들(ribs; 110)의 네트워크는 배면 상에 형성된다. 네트워크는 볼트 홀들(bolt holes; 120)을 둘러싸는 융기 포스트들(raised posts; 118), 플레이트 세그먼트의 방사상 외부 가장자리를 따라 가장자리 리브들(edge ribs; 140), 내부 리브들 및 융기 구조들(135), 및 세그먼트의 방사상 내부 가장자리에 링의 링 세그먼트(ring segment; 130)를 포함한다. 리브들(110)의 네트워크는 세그먼트가 부서질 위험을 감소시키기 위해, 그리고 디스크의 장착 표면에 대하여 인접하는 지지 표면들(support surfaces)을 제공하기 위해, 종래의 플레이트 세그먼트에 대한 강성 및 구조적 지지를 제공하기 위한 것이다.

리브들(110)의 네트워크에 위해 제공되는 의도된 기능들은 그러한 네트워크가 플레이트 세그먼트 상에 요구되는 일반적인 통념을 지지한다. 여기에 개시된 경량 플레이트 세그먼트들의 발명자들은 일반적인 통념을 깼다. 발명자들은 리브들 및 다른 융기 영역들의 종래의 네트워크가 각각의 볼트 홀을 위한 지지 포스트들 및 각각의 포스트와 연관된 지지 스트립(supporting strip)의 감소된 배치에 의해 교체될 수 있다는 것을 실현했다.

감소된 질량을 구비하는 새로운 플레이트 세그먼트의 배면은 융기 포스트들 및 융기 플레이트 위치 구획들을 포함한다. 각각의 융기 포스트는 볼트 홀들 중 하나를 둘러싸고 디스크 장착 표면에 대항하여 안착된 장착 표면을 구비한다. 융기 플레이트 위치 구획들은 또한 디스크 장착 표면에 대항하여 안착하는 장착 표면들이다. 포스트들 및 플레이트 위치 구획들은 디스크 장착 표면 상에 플레이트 세그먼트를 지지하도록 충분한 장착 표면들을 제공한다. 그것들은 또한 플레이트 세그먼트에 구조적 지지를 제공한다.

포스트들 및 플레이트 위치 구획들은 플레이트 세그먼트에 대해 플레이트 세그먼트의 위치를 고정한다. 포스트들 및 플레이트 위치 구획들은 디스크 장착 표면에 인접하는 플레이트 세그먼트 상 유일한 표면들을 구비할 수 있다. 플레이트 세그먼트 상 내부 링 세그먼트(호-가장자리(arc-edge))는 또한 디스크에 플레이트 세그먼트를 고정하고 디스크 장착 표면에 인접한다. 포스트, 플레이트 위치 구획들 및 내부 링 세그먼트는 플레이트 세그먼트들을 지지한다. 배면 상에 다른 융기 구조들은 플레이트 세그먼트들을 지지할 필요가 없다.

경량 정제기 또는 분산기 플레이트 세그먼트는 방사상 내부 및 외부 가장자리들; 정제 또는 분산 특징들을 구비하는 정면, 볼트 홀을 제공하는 포스트 및 융기 플레이트 위치 구획을 포함하는 배면을 포함하도록 발명되었고, 포스트 및 플레이트 위치 구획은 디스크 장착 표면에 대항하여 인접하도록 구성된 표면들을 포함한다.

경량 플레이트 세그먼트의 일 실시예는 솔리드(solid) 금속 물질의 덩어리(mass) 또는 스트립들인 지지 물질 또는 리브들, 모든 측면 및 외부 직경(OD) 지지 물질 같은, 세그먼트의 배면으로부터 물질을 제거하고, 플레이트 위치 구획들을 지지하는 것들과 다른 대부분, 그러나 전부는 아닌, 강화 리브들 또는 지지 물질을 제거한다. 실시예는 플레이트 세그먼트의 총 중량을 감소시킨다. 경량 플레이트 세그먼트는 제조 비용을 감소시키고, 운송을 더 쉽게 하고 비용을 감소시키며, 취급하기에 더 쉽고(플레이트들을 설치하고 이동시키는 데 요구되는 더 적은 인력), 설치를 더 빠르게 할 수 있고, 제조 및 고객 부지들 모두에서 취급하기에 더 안전하다. 이러한 경량 세그먼트는 고객들에게 플레이트 세그먼트의 교체 주기에 유연성을 제공하여 그것의 작동 및 유지 프로세스들을 보다 최적화시키고 이는 플레이트 세그먼트들이 바꾸기에 더 빠르고, 더 안전하고 더 용이하여, 그것들의 교체와 연관된 비용을 감소시키기 때문이다.

본 발명의 실시예에서 플레이트 세그먼트의 경계들 또는 가장자리들은 (내부 주변부(inner periphery) 또는 직경 같은) 공급 흐름(feed flow)을 향하는 경계 또는 가장자리를 제외하고 제거된다. 즉, 네 개의 플레이트 세그먼트 경계들 또는 가장자리들 중 세 개가 제거된다. 이러한 플레이트 세그먼트 경계들 또는 가장자리들(네 개의 경계들 또는 가장자리들 중 세 개)의 제거는 플레이트 세그먼트의 중량의 추가적인 감소를 초래한다.

플레이트 세그먼트의 내부 주변부 또는 직경에서 경계는 (내부 링 또는 면 링(face ring)으로 언급되는) 링이 플레이트 세그먼트들의 내부 직경에 형성된다. 내부 주변부 경계(inner periphery border)는 시일(seal)을 지지하는 데 중요하다. 이러한 내부 링은 디스크 상 플레이트 세그먼트를 위치시키는 데 도움이 되고 일체로 형성될 수 있다. 내부 링은 플레이트 세그먼트의 방사상 내부 가장자리에 단일의, 솔리드(solid) 링 구획일 수 있다. 내부 링은 디스크 장착 표면에 플레이트 세그먼트들의 개선된 조화 배치(congruent placement)를 고려하여, 완전한 플레이트 안에 플레이트 세그먼트들의 매끈하고, 연속적인 시리즈들(series)을 형성할 수 있다.

시일은 내부 링 및 디스크 사이에, 예를 들어 약 0.5 내지 2.5mm의 홈이 있는 공간(grooved space) 내에 있을 수 있다. 시일은 금속 시일 물질에 단단한 금속 또는 약하고 유연한 시일 물질 같은, 적합한 물질에 의해 형성될 수 있다.

경량 플레이트 세그먼트들은 취급하기에 더 쉽고 더 안전하고, 제조하기에 비용이 덜 들고, 디스크에 대해 더 적은 힘들을 작용시키는 경향이 있다. 종래의 플레이트 세그먼트들을 경량 플레이트 세그먼트들로 교체하는 것은 빨리 이뤄질 수 있다. 그것들의 경량에 의해, 경량 플레이트 세그먼트들의 제조에 연관된 인력 및 밀 인력(mill personnel)에 대하여 신체 손상의 위험이 적다. 경량 플레이트 세그먼트들은 종래의 더 무거운 플레이트 세그먼트들에 비해 더 빨리 디스크들에 장착되고 이동될 수 있다.

경량 플레이트 세그먼트들은 빨리 그리고 쉽게 교체될 수 있으므로, 플레이트 교체 사이의 주기는 정제기 또는 분산기의 총 가동 휴지 시간을 실질적으로 증가시키기 않고 단축될 수 있다. 플레이트 세그먼트들은 기계에 대하여 작동 시간을 감소시키기 않고 보다 자주 교체될 수 있으므로, 기계 작동 주기에 대하여 플레이트 세그먼트들의 표면 상태는 종래의 솔리드 배면 무거운 플레이트 세그먼트들(solid back heavy plate segments)보다 우수하다(즉, 덜 마모된다). 그러므로, 정제기들 또는 분산기들 내에 새로운 경량 플레이트 세그먼트들을 사용하는 것은 더 좋은 정제(예를 들어, 섬유 마찰(fiber rubbing)) 또는 분산(예를 들어, 오염 물질 파손 및 추가적인 제거) 작용이 유지되게 하여 개선된 최종 제품을 산출한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 세그먼트를 위한 경량 플레이트 세그먼트(light weight plate segment; 200)의 배면을 도시한다(참조 번호들은 도 1와 유사한 부품들에 대해서 유사하게 붙여진다). 경량 플레이트 세그먼트(200)를 제공하면서 구조적 완전성을 잃지 않고 질량(즉, 중량)의 상당한 양이 종래의 플레이트 세그먼트로부터 제거될 수 있다.

경량 플레이트 세그먼트(200)의 배면은 실질적으로 편평한 표면(205)이고, 종래의 플레이트 세그먼트의 가장 얇은 두께의 두께와 유사한 두께(T1, T2)를 구비한다. 편평한 표면(205)은 정확히 평면이거나 방사상 방향을 따라 약간의 굴곡(slight curvature)을 구비할 수 있다. 경량 플레이트 세그먼트(200)의 두께(T1, T2)는 편평한 표면(205) 상에 실질적으로 일정할 수 있거나, 두께(T1, T2)는 방사상 외측 방향으로 점차 좁아질 수 있다. 예를 들어, T1은 1.2 내지 2.5의 비율로 T2보다 더 넓을 수 있다. 두께(T1, T2)는 배면의 편평한 표면(205)으로부터 정면으로 특히 정면 상에 바들 사이에 홈들의 바닥 또는 정면 상에 치형의 바닥에 장착 표면으로 측정될 수 있다. 두께(T1, T2)는 1.0 내지 1.5 인치(25 내지 38 밀리미터(mm))의 범위일 수 있다.

경량 플레이트 세그먼트(200)의 배면에는 도 1에 도시된 바와 같이, 리브들(110) 및 다른 융기 표면들의 광범위한 종래의 네트워크가 없다. 특히, 세그먼트(200)에는 융기 가장자리 리브들(raised edge ribs; 140)이 없다. 내부 리브들(270)은 볼트 홀들(220)을 둘러싸는 포스트들(260)로부터 연장하는 리브들에 제한된다. 디스크 장착 표면의 장착 표면에 인접하는 배면 상 표면들(도 5를 보기 바란다)은 포스트들(260)의 방사상 외측에 있는 플레이트 위치 구획들의 측면들 및 상부 면들과 포스트들(260)의 상부 표면들에 제한될 수 있다. 실질적으로 편평한 표면(205) 같은 배면의 다른 표면들은 배면에 반대되는 디스크의 표면과 비접촉할 수 있다. 내부 링-구획은 세그먼트의 방사상 내측 가장자리를 따라 포함될 수 있다(도 3 내지 12를 보기 바란다). 내부 링-구획은 또한 디스크 장착 표면(205)의 표면에 인접할 수 있다.

각각의 볼트 홀들(220)을 둘러싸는 포스트들(260) 및 플레이트 위치 구획들(210)은 경량 플레이트 세그먼트(200)의 배면 상에 주된 융기 구획들(primary raised sections)일 수 있다. 플레이트 위치 구획들(210) 및 포스트들(260)은 또한 디스크 장착 표면에 장착될 때 플레이트 세그먼트를 지지하고 디스크 장착 표면에 인접하는 접촉 표면들(212, 215)을 포함할 수 있다. 만약 디스크 장착 표면이 편평한 접촉 표면을 구비한다면, 포스트들(260) 상 접촉 표면들(212) 및 플레이트 위치 구획들(210) 상 접촉 표면들(215)은 공통된 평면 내에 그리고 실질적으로 편평할 수 있다. 그 대신에, 디스크 장착 표면이 원뿔형이라면, 접촉 표면들(212, 215)은 원뿔형 표면에 일치할 수 있다. 접촉 표면들(212, 215)은 디스크 장착 표면에 대해 경량 플레이트 세그먼트들(200)에 정렬하도록 볼트 패스너들(bolt fasteners)과 협력하고, 볼트 패스너들 및 접촉 표면들(212, 215)은 경량 플레이트 세그먼트들(200)에 작용된 힘들을 전한다.

플레이트 위치 구획들(210)은 또한 디스크 장착 표면 상에 림(rim) 또는 포스트(260)에 인접하는 접촉 표면(280)을 구비하는 외부 측벽을 구비할 수 있다. 측면 접촉 표면들(280)은 디스크 장착 표면 상 플레이트 세그먼트의 방사상 위치를 정렬시키고 플레이트 세그먼트(200)에 작용된 방사상 힘들을 전한다. 측벽 접촉 표면들(280)은 종래의 플레이트 세그먼트들 상에 "버트 패드들(butt pads)"을 대체한다.

플레이트 위치 구획들(210)은 포스트(260) 및 외부 가장자리 사이에 배면 상 또는 플레이트 세그먼트(200)의 방사상 외부 가장자리에 있을 수 있다. 각각의 플레이트 위치 구획(210)은 포스트(260)과 방사상으로 정렬될 수 있어 플레이트 세그먼트(200)가 장착되는 디스크의 축으로부터의 방사상 라인이 플레이트 위치 구획(210) 및 포스트(260) 모두를 통과한다. 평행하는 리브들(270) 같은 리브들은 포스트(260)로부터 플레이트 위치 구획들(210)로 연장한다. 리브들(270)은 플레이트 위치 구획들(210) 또는 포스트(260)의 높이보다 작은 높이를 구비할 수 있다. 리브들(270)은 또한 포스트(260)로부터 플레이트 위치 구획(210)으로 연장하는 한 쌍의 리브들(270)일 수 있다. 리브들(270)은 포스트들(260) 및 플레이트 위치 구획들(210)을 위한 구조적 지지를 제공한다. 리브들(270)은 리브들(270)의 평행하는 쌍이거나 디스크의 축으로부터 방사상 라인들을 따라 연장할 수 있다.

일부 실시예들에서, 리브들(270)은 외부 주변부 플레이트 위치 구획들(210)(솔리드 물질 구획들)과 동일한 높이를 구비할 수 있고 플레이트 위치 구획(210) 단부에서 높이가 포스트(260)의 높이 절반 및 포스트(260) 높이 사이의 범위 내에 있는 포스트(260)에서 끝날 수 있다.

플레이트 위치 구획들(210) 상 접촉 표면(215)의 폭(W)은 실질적으로, 포스트(260)의 직경의, 20 퍼센트 내일 수 있다. 예를 들어, 포스트(260)의 직경 및 접촉 표면(215)의 폭(W)은 3mm 내지 30mm의 범위 내에 있을 수 있다. 포스트(260) 및 플레이트 위치 구획(210)의 높이는 또한 실질적으로, 예를 들어 20 퍼센트 내, 동일 또는 2mm 내지 50mm의 범위 내에 있을 수 있다.

도 3은 경량 플레이트 세그먼트(300)의 제2 실시예의 배면을 도시한다(참조 번호들은 도 2와 유사한 부품들에 대하여 유사하다). 내부 링(330)은 경량 플레이트 세그먼트(300)의 방사상 내부 가장자리에 인접한다. 내부 링(330)은 경량 플레이트 세그먼트들(300)의 내부 가장자리들에 인접하는 표면을 형성하기 위해 디스크 장착 표면에 고정된 환형 링일 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 링(330)은 디스크 장착 표면으로부터 분리될 수 있다. 내부 링(330)은 유리된 공급 물질(loose feed material) 및 파편이 디스크 장착 표면 및 경량 플레이트 세그먼트(300)의 배면 사이에 영역에 들어가는 것을 방지하기 위해 경량 플레이트 세그먼트(300) 및 디스크 장착 표면 사이에 댐(dam) 또는 시일(seal)을 형성한다.

내부 링(330)은 플레이트 세그먼트에 질량이 추가되는 것을 방지하기 위해 경량 플레이트 세그먼트(300)로부터 별개의 구성요소일 수 있다. 내부 링(330)은 정제기 또는 분산기의 중앙 캡(center cap; 미도시) 주위에 맞는 하나의(one piece) 환형 링일 수 있다. 내부 링(330)은 경량 플레이트 세그먼트(300)의 가장 내부 가장자리(385)에서 경량 플레이트 세그먼트(300)의 두께와 실질적으로 동일한 높이 및 대략 1 인치(25mm)의 폭(WE)을 구비할 수 있다. 시일(390)은 내부 링(330)의 가장 외부 가장자리(350) 및 경량 플레이트 세그먼트(300)의 가장 내부 가장자리(385) 사이에 배치될 수 있다. 시일(390)은 적합한 물질(정제기 또는 분산기 내 온도, 화학물질 등의 작동 환경을 견딜 수 있는 물질)로 마련된다.

경량 플레이트 세그먼트들(300)의 제조, 예를 들어 주조 동안, 경량 플레이트 세그먼트들(300)의 측면들 상에 더 엄격한 공차들(tolerances)은 고정자 또는 회전자 디스크에 장착될 때 인접한 경량 플레이트 세그먼트들(300) 사이에 개구(opening)를 감소시킬 수 있어, 측면 가장자리들을 따라 (도 1에 도시된 가장자리 리브(140) 같은) 융기 경계(raised border)에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 경량 플레이트 세그먼트들(300)은 엄격한 공차들을 획득하기 위해 주조되거나 가공될 수 있다. 엄격한 제조 공차들을 따라 내부 링(330)을 이용할 때, 완전한 플레이트를 형성하기 위해 나란히 배치될 때 경량 플레이트 세그먼트들(300) 사이에 개구를 지나 경량 플레이트 세그먼트(300) 뒤에 흐르는 물질이 적거나 없을 것이다.

내부 링(330)은 디스크의 장착 표면 및 플레이트 세그먼트들 사이에 영역에 들어가는 공급 물질을 방지한다. 디스크의 장착 표면 및 플레이트 세그먼트 사이에 가는 공급 물질은 플레이트 세그먼트 균형 문제들을 야기시킨다. 만약 경량 플레이트 세그먼트들(300)의 균형이 깨지면, 정제기 또는 분산기 기계는 경량 플레이트 세그먼트들(300)의 교체 및 세척을 위해 꺼질 필요가 있고 진동하기 시작할 수 있다(그것은 도 1에 도시된 것과 같이 종래의 플레이트 세그먼트들(100)에 대하여 진실이다).

내부 링(330)은 경량 플레이트 세그먼트(300)의 가장 두꺼운 부분의 두께일 수 있으며, 디스크의 표면으로부터 제거될 수 있거나 경량 플레이트 세그먼트(300)의 쉬운 제거를 고려하여 디스크 상에 제 위치에 남아 있을 수 있다. 내부 링(330)은 또한 정제기 또는 분산기의 중앙 캡의 부분일 수 있다. 내부 링(330)은 중앙 캡 안에 통합될 수 있어, 별개의 부품이 아닐 수 있다.

내부 링(330)은 경량 플레이트 세그먼트들(300)과 직접적인 접촉을 하지 않아도 된다. 그것의 주된 목적은 섬유 물질(fiber material)이 경량 플레이트 세그먼트들(300)의 배면에 이르는 것을 방지하기 위한 것이다. 경량 플레이트 세그먼트들(300)은 그것들 사이에 충분히 엄격한 공차들을 획득하도록 주조 또는 가공될 수 있어, 섬유가 경량 플레이트 세그먼트들(300) 뒤에 갈 수 없다. 경량 플레이트 세그먼트들(300)의 외부 직경 가장자리는 원심력이 불필요한 물질이 없는 영역을 유지하는 개념으로 개방된 채로 둔다. 내부 링(330)의 물질은 정제기 및 분산기 기계들의 플레이트 세그먼트들에 의해 경험되는 마모 환경에서 사용하기에 적합한 물질이다.

도 4는 내부 링(430) 및 경량 플레이트 세그먼트(400)의 측면의 단면도이다. 정면은 분산기 플레이트 상에 있는 것과 같이 치형(teeth; 402)을 구비한다. 치형(402)은 또한 정제 플레이트(refining plate) 상에 바들(bars)을 대신한다. 경량 플레이트 세그먼트(400)의 감소된 질량은 배면(back face; 404) 상에 최소한의 융기 구조들로부터 분명하다. 구조들은 플레이트 위치 구획(210) 및 볼트 홀(220)을 둘러싸는 포스트(260)를 포함한다. 리브들(270)은 플레이트 위치 구획(210)을 위해 구조적 지지를 제공하면서 그것들의 질량을 감소시키도록 테이퍼질 수 있다(tapered). 배면(404)은 오직 접촉 표면들(215 및 210)을 통해 디스크의 장착 표면에 인접할 수 있다. 배면(404) 상에 다른 표면들은 디스크의 장착 표면에 비접촉할 수 있다.

위치 구획(210) 상 접촉 표면(215)과 포스트(260) 상 접촉 표면(212)은 실질적으로 동일한 접촉 평면(406) 내에 있다. 경량 플레이트 세그먼트(400)의 방사상 가장 내측 가장자리(485)는 또한 접촉 평면(406) 내에 접촉 가장자리를 구비할 수 있다. 유사하게, 내부 링(430)은 접촉 평면(406) 내 접촉 표면을 구비한다. 접촉 평면(406)은 디스크의 장착 표면에 일치한다. 만약 장착 표면이 평면, 예를 들어, 원형이 아니라면, 가장 내부 가장자리(485) 및 내부 링(430)뿐만 아니라 접촉 표면들(215 및 212)은 장착 표면과 정렬되고 평면 내에 정렬되지 않는다.

경량 플레이트 세그먼트(400)는 내부 링(430)의 가장 외부 가장자리(450)에 반대되고 향하는 가장 내부 가장자리(485)를 구비한다. 반대되는 가장자리들은 하나 또는 그 이상의 단순화를 위해 설계되고, 디스크 장착 표면 상에 플레이트 세그먼트를 정렬하고 반대되는 가장자리들 사이에 시일을 지지하는, 표면들을 구비할 수 있다.

도 5는 내부 링(430) 및 (도 4에 도시된) 경량 플레이트 세그먼트(400)의 방사상 내부 가장자리 영역(A-A)에 대한 대안을 단면도로 도시한다. 내부 링(430) 및 경량 플레이트 세그먼트(400)의 반대되는 가장자리 표면들(481, 451)은 정제기 또는 분산기의 축 방향으로 곧고(선형이고) 축에 수직 방향으로 호-형상으로 된다. 반대되는 가장자리 표면들(481, 451)은 간단한 형상을 구비한다. 반대되는 가장자리 표면들 사이(481, 451)의 공간(495)은 시일이 공간(495) 내 끼워지도록 충분히 넓거나 공급 물질이 공간(495)을 통과할 수 없도록 충분히 좁을 수 있다. 예를 들어, 공간(495)은 공급 물질이 디스크 장착 표면 및 경량 플레이트 세그먼트(400)의 배면 사이 영역에 들어가는 것을 방지하도록 충분히 좁은, 0.5 내지 2.5mm의 범위 내에 있을 수 있다. 공간(495)은 공간(495) 내 많은 지점들에서 내부 링(430)과 경량 플레이트 세그먼트(400) 사이 금속 접촉(metal contact)에 대해 금속에 의해 완전히 깨뜨려질 수 있다(breached).

도 6은 내부 링(430) 및 (도 4에 도시된 방사상 내부 영역(A-A)에 대하여) 대안적인 경량 플레이트 세그먼트(400A)를 단면도로 도시한다. 플레이트 세그먼트(400A)에서 홈이 있는 공간(grooved space; 496)은 내부 링(430) 및 경량 플레이트 세그먼트(400A)의 반대되는 가장자리 표면들(482, 452) 상에 형성된다. 홈이 있는 공간(496)은 각각의 가장자리 표면들(482, 452) 상에 융기 모서리들(raised corners) 사이에 있다. 반대되는 가장자리 표면들(482, 452) 사이에 형성된 홈이 있는 공간(496)은 (유연한 O-링 또는 개스킷 또는 다른 적절한 삽입물 같은) 유연한 시일(494)을 수용한다. 시일(495)은 홈이 있는 공간(496)을 채우고 공급 물질이 디스크 장착 표면 및 경량 플레이트 세그먼트(400)의 배면 사이 영역에 들어가는 것을 방지한다.

도 7은 내부 링(430) 및 (도 4에서 플레이트의 방사상 내부 영역(A-A)에 대하여) 추가적인 대안적인 경량 플레이트 세그먼트(400B)를 단면도로 도시한다. 경량 플레이트 세그먼트(400B)의 내부 가장자리 표면(483)은 정제기 디스크의 축에 대해, 기울어지고, 예를 들어 비스듬하다. 기울어진 가장자리 표면(453) 및 평행하는 내부 가장자리 표면(483) 사이의 기울어진 공간(slanted space; 497)은 또한 기울어진다. 기울어진 공간(497)은 물질이 디스크 장착 표면 및 경량 플레이트 세그먼트(400B)의 배면 사이 영역 내에 머무르고 정제기 플레이트 세그먼트들의 정제/분산 표면으로부터 들어가는 것을 방지하기 위해 내부 링(430)의 가장 외부 가장자리의 곧은 하부 표면(454)을 구비하여 사용될 때, 0.5 내지 2.5mm 사이의 공간 또는 충분히 좁은 공간을 구비할 수 있다.

내부 링(430)은 또한 기울어지지 않은, 예를 들어 디스크의 축에 평행하는 하부 표면(454)을 포함할 수 있다. 하부 표면(454) 및 기울어진 가장자리 표면(453) 사이의 모서리는 경량 플레이트 세그먼트(400B)의 기울어진 내부 가장자리 표면(483)에 대한 받침(abutment)을 제공한다. 받침은 파편 및 공급 물질이 기울어진 공간(497)을 통과하는 것을 방지하는 데 도움이 된다.

도 7에서, 내부 링(430)은 경량 플레이트 세그먼트(400B)의 두께(T3)보다 큰 높이(H1)를 구비한다. 내부 링(430)의 하부 표면(454)은 디스크 장착 표면(492) 및 플레이트 세그먼트의 배면 사이 영역(493)을 통해 연장한다.

도 8은 내부 링(430) 및 (도 4에서 방사상 내부 가장자리 영역(A-A)에 대해) 또 다른 대안적인 경량 플레이트 세그먼트(400C)를 단면도로 도시하고, 이때 내부 링(430) 상 내부 립(inner lip; 498)은 경량 플레이트 세그먼트(400C)의 내부 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 경량 플레이트 세그먼트(400C)는 기울어진 내부 링 가장자리 표면(483)을 포함하고 내부 링(430)의 기울어진 가장자리 표면(453)을 향한다. 내부 링(430)의 높이(H2)는 경량 플레이트 세그먼트(400C)의 두께(T4)보다 크다.

내부 립(498)은 경량 플레이트 세그먼트(400C)의 내부 부분 아래에서 방사상 외측으로 연장한다. 내부 립(498) 및 기울어진 공간(497) 사이의 모서리 및 내부 립(498)은 공급 물질 및 파편이 디스크 장착 표면(492) 및 경량 플레이트 세그먼트(400C) 사이 영역(493)에 들어가는 것을 방지한다. 시일(미도시)은 경량 플레이트 세그먼트(400C) 및 내부 립(498) 사이 그리고 영역(493) 내에 위치될 수 있다.

도 9는 경량 플레이트 세그먼트(500)의 단면도이고 도 10은 도 9에 도시된 B 구획의 확대된 단면도이다. 경량 플레이트 세그먼트(500)의 가장 내부 가장자리(585)는 환형 디스크(587)의 디스크 장착 표면(586)에 인접하도록 구성된다. 플레이트 위치 구획(210) 상 접촉 표면(215) 및 포스트(260) 상 접촉 표면들(212)은 디스크 장착 표면(586)에 인접한다. 배면 링 구획(back face ring section; 588)은 장착 표면(586)을 향한다. 배면 링 구획(588) 내 홈이 있는 섹터(grooved sector; 510)는 디스크 장착 표면(586) 및 경량 플레이트 세그먼트(500) 모두와 별개이거나 디스크 장착 표면(586)에 고정될 수 있는, 시일(520), 예를 들어 변형 가능한 환형 시일을 수용한다. 시일(520)은 원형, 타원형, 직사각형, 삼각형, 팔각형 또는 그것들의 조합인 단면 형상, 또는 홈이 있는 섹터(510)에 의해 수용되기에 적합할 수 있는 적합한 형상을 구비할 수 있다.

홈이 있는 섹터(510)는 경량 플레이트 세그먼트(500)의 가장 내부 가장자리(585)의 방사상 외측 및 가까이에 위치될 수 있다. 디스크 장착 표면(586) 및 배면 링 구획(588) 사이의 시일(520)은 공급 물질 및 파편이 디스크 장착 표면(586) 및 경량 플레이트 세그먼트(500) 사이 영역에 들어가는 것을 방지한다.

도 11은 대부분 융기 구조들이 없는 배면(404)을 구비하는 다른 경량 플레이트 세그먼트(400)를 도시한다. 볼트 홀들(420)을 위한 포스트(460), 플레이트 위치 구획들(410) 및 리브들(470)은 도 2, 3 및 9에 도시된 융기 구조들과 유사하다. 융기 구조들은 또한 (제조 프로세스 동안 필수적으로) 디스크 장착 표면에 부착하지 않으면서 경량 플레이트 세그먼트(400)를 이동시키기 위해 디바이스들에 의해 잡는 것을 가능하게 하는 핑거(finger; 411) 및 바(412)를 포함할 수 있다. 핑거(411), 바(412), 포스트(460) 및 플레이트 위치 구획들(410)을 구비하여, 배면(404)은 대부분 광범위한 융기 표면들과 연관된 질량 및 융기된 표면들에 의해 방해 받지 않은 채로 있다. 일부 실시예들에서, 핑거(411) 및 바(412)는 존재하지 않을 수 있다.

가장 내부 가장자리(414)는 도 10에 도시된 가장 내부 가장자리(585)와 유사하다. 가장 내부 가장자리(414)는 디스크 장착 표면에 반대되도록 구성된 배면(404)을 구비한다. 홈이 있는 섹터(416)는 도 10에서 홈이 있는 섹터(510)와 유사하고, 장착 표면 상에 시일(미도시)에 대해 안착되도록 구성된다.

도 12는 디스크(714, 716)의 장착 표면 상에 각각 장착된 한 쌍의 경량 플레이트 세그먼트들(710, 712)의 측면도이다. 경량 플레이트 세그먼트(710, 712)는 디스크(714, 716)의 장착 표면 상에 환형 어레이(annular array)를 형성하도록 나란히 배치된다. 플레이트 세그먼트들(710, 712)은 디스크(714)의 장착 표면 상에 장착되고, 환형 어레이 내 인접한 플레이트 세그먼트들 상에 장착되지 않는다. 디스크(714, 716)는 (도 12에 도시된 것과 같이) 분산기의 고정자 디스크 및 회전자일 수 있고 경량 플레이트 세그먼트들(710, 712)은 다른 물질들 및 재활용된 종이로부터의 다른 오염 물질들 및 잉크를 분산시키기 위해 치형을 구비할 수 있다.

볼트(718) 같은, 패스너는 디스크(714, 716)로부터 경량 플레이트 세그먼트들(710, 712)의 배면 상에 포스트들(720)의 볼트 홀들 안으로 연장한다. 볼트들(718)은 디스크(714, 716)에 경량 플레이트 세그먼트(710, 712)를 고정한다. 플레이트 위치 구획들(726) 상 접촉 표면(724)과 포스트(720) 상 접촉 표면(722)은 디스크(714, 716)의 디스크 장착 표면(728)에 인접한다. 장착 표면(728) 및 접촉 표면들(722) 사이에 볼트 패스너 및 받침들은 디스크(714, 716)에 경량 플레이트 세그먼트(710, 712)를 고정한다.

디스크 장착 표면(728) 상 돌기(ledge; 730)는 각각의 플레이트 위치 구획들(726) 상 측벽 접촉 표면(732)에 인접할 수 있다. 돌기(730)는 경량 플레이트 세그먼트(710, 712)의 방사상 이동을 저지시키고 디스크(714, 716) 상에 경량 플레이트 세그먼트(710, 712)를 정렬시킨다. 디스크 장착 표면 상 환형 시일(734)은 경량 플레이트 세그먼트(710, 712)의 내부 가장자리 영역 상 공간(736) 내에 안착한다. 시일(734)은 (화살표(738)에 의해 나타내진) 공급 물질이 디스크(714, 716) 및 경량 플레이트 세그먼트(710, 712) 사이 그리고 경량 플레이트 세그먼트(710, 712) 뒤 영역 내에 이르는 것을 방지한다. 공급 물질(738)은 경량 플레이트 세그먼트(710, 712)의 반대되는 정면들 사이에 그리고 방사상 외측으로 이동한다.

도 13은 플레이트 세그먼트를 제조하기 위한 예시적인 주조 프로세스를 도시하는 플로우 차트이다. 실선들에 의해 연결된 플로우 차트에 도시된 단계들은 프로세스의 바람직한 단계들을 언급한다. 점선들에 의해 연결된 단계들은 프로세시의 임의적인 단계들을 가리킨다.

플레이트 세그먼트들은 금속을 주조하는 것에 의해 형성될 수 있다. 종래의 제조 프로세스들은 관심의 구체적인 플레이트 세그먼트를 위한 바람직한 설계를 구비하는 몰드(mold) 안에 용융된 금속을 붓는 단계를 포함한다. 일단 주조된 플레이트 세그먼트가 냉각되면, 플레이트 세그먼트는 몰드로부터 제거되고 세척 및 게이트 제거(gate removal)를 위해 보내지며 그라인딩, 볼트 홀 준비를 포함하는 개략적인 검사, 제2 그라인딩 단계, 정밀한 그라인딩 및 열 처리에 앞서 플레이트 세그먼트의 로봇 그라인딩이 뒤이어진다.

여기에 개시된 경량 플레이트 세그먼트들에서, 변경된 종래의 제조 프로세스가 가능하다. 변경된 제조 프로세스는 경량 플레이트 세그먼트를 제공하여 새롭고, 경량 플레이트 세그먼트의 강도를 불리하게 충격을 주지 않고 제조 비용 및 제조 단계들을 상당히 감소시킬 수 있다.

경량의 플레이트 세그먼트 설계를 제작하는 것은 용융된 금속(molten metal; 901)을 취하는 것에 의해 플레이트 세그먼트의 주조(casting) 및 몰드(mold; 910) 안에 용융된 금속을 붓는 것으로 시작한다. 사용될 몰드는 리브들 및 특히 세그먼트의 측면들 및 가장자리들 주위에 리브들의 종래의 네트워크 같이, 대부분 융기 표면들이 없는 새로운 배면 설계를 구비한다. 몰드는 포스트, 위치 구획 및 질량 지지 리브들 같은, 융기 표면들을 형성하기 위한 특징들을 포함할 수 있다. 일단 몰드가 용융된 금속으로 채워지면, 몰드된(molded) 플레이트 세그먼트는 안전한 처리에 충분한 온도로 냉각시켜진다(912).

냉각된 경량 플레이트 세그먼트는 몰드로부터 제거된다. 몰드된 플레이트는 세척되고 몰딩 게이트들(molding gates)은 그라인딩에 의해 제거된다(914). 개략적인 검사(rough inspection) 및 볼트 홀 준비 또한 몰드된 결량 플레이트 세그먼트에 대해 수행된다. 이때 경량 플레이트 세그먼트는 고객(950)에게 운송(918)될 준비가 될 수 있거나, 임의적으로, 경량 플레이트 세그먼트는 운송(918) 전에 로봇 개략적인 그라인딩(920) 및 정밀 그라인딩(922) 및 열 처리(924)의 제조 단계들을 진행할 수 있다. 만약 열 처리의 임의적인 제조 프로세스 단계가 제외된다면, 경량 플레이트 세그먼트를 형성하기 위해 사용된 금속 물질은 열 처리 단계가 불필요하도록 경량 플레이트 세그먼트를 산출하기 위해 충분한 강도를 구비할 수 있다.

경량 플레이트 세그먼트의 더 낮은 제조 비용에 의해, 정제기들 또는 분산기들을 구비하는 밀 플랜(mill plan)은 플레이트 세그먼트들의 세트들의 보다 빈번한 교체를 허용할 수 있다. 경량 플레이트들의 교체는 무거운 플레이트들에 비해 보다 용이하게, 더 짧은 시간에 그리고 더 안전하게 성취될 수 있다. 플레이트들의 보다 빈번한 교체는 그것들의 바들 또는 치형이 무뎌지거나 깨지기 전에 플레이트들이 교체되므로 보다 효율적인 정제 또는 분산을 허용한다.

내부 링이 존재할 때, 경량 플레이트 세그먼트들은 내부 링 그 자체를 제거하지 않고 고정자 및 회전자 디스크들로부터 제거될 수 있다. 내부 링은 디스크의 중앙 캡에 포함될 수 있다. 내부 링이 손상되고 교체가 필요할 때 그것은 경량 플레이트들과 동일한 시간으로 제거된다.

결합된 경량 플레이트 세그먼트와 경량 플레이트 세그먼트의 내부 직경 내 내부 링을 이용하는 것은 정제 및 분산 기계들에서 사용되는 종래의 플레이트 세그먼트들에 대하여 많은 이점들을 가져올 것이다. 이러한 이점들은 다음을 포함한다: 플레이트 세그먼트들을 제조하는 데 필요한 적은 물질; 플레이트 세그먼트들을 용이하게 제거 및 설치하여 플레이트 세그먼트들을 제거하고 설치하는 데 요구되는 시간 감소; 밀에 전달되는 양쪽의 새로운 플레이트 세그먼트들을 위한 감소된 운송 비용 및 사용된 플레이트 세그먼트들을 반환하는 비용(사용된 플레이트 세그먼트들은 일반적으로 금속이 재생될 수 있도록 제조업자에게 반환된다); 플레이트 세그먼트들의 경량에 의해, 경량 플레이트 세그먼트들의 취급은 플레이트 세그먼트들의 운송과 연관된 다른 것들뿐만 아니라 밀 인력을 위해 더 안전하다.

다른 대안적인 실시예에서, 경량 플레이트 세그먼트의 배면은 시일을 유지하기 위해 플레이트 세그먼트의 배면 상에 홈이 있는 공간을 구비할 수 있다. 시일을 위한 홈이 있는 공간은 경량 플레이트 세그먼트의 배면의 내부 주변부의 가장자리로부터 방사상 내측으로, 뒤에 놓여진다. 시일 물질은 디스크의 장착 표면에 경량 플레이트 세그먼트를 유지하면서 변질되지 않고 기계의 작동(온도, 화학적 등) 환경을 견딜 수 있는 유연한(flexible) 물질이다.

바람직한 실시예들이 도시되고 설명되었으나, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경들 및 대체들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 국한이 아닌 예시에 의해 설명되었다는 것이 이해될 것이다.

200, 300, 400, 500: 플레이트 세그먼트
205: 편평한 표면
210: 플레이트 위치 구획들
212, 215: 접촉 표면
220: 볼트 홀
260: 포스트
270: 리브
280: 접촉 표면
330: 내부 링
350: 가장 외부 가장자리
385: 가장 내부 가장자리
390: 시일
402: 치형
404: 배면
406: 접촉 평면
410: 플레이트 위치 구획
411: 핑거
412: 바
414: 가장 내부 가장자리
416: 홈이 있는 섹터
420: 볼트 홀
430: 내부 링
450: 가장 외부 가장자리
451, 481: 가장자리 표면
452, 482: 가장자리 표면
453: 기울어진 가장자리 표면
454: 곧은 하부 표면
460: 포스트
483: 내부 가장자리 표면
485: 가장 내부 가장자리
492: 디스크 장착 표면
493: 영역
495: 공간
496: 홈이 있는 공간
497: 기울어진 공간
498: 내부 립
510: 홈이 있는 섹터
520: 시일
585: 가장 내부 가장자리
586: 디스크 장착 표면
587: 환형 디스크
588: 배면 링 구획
710, 712: 플레이트 세그먼트
714, 716: 디스크
718: 볼트
720: 포스트
722: 접촉 표면
724: 접촉 표면
726: 플레이트 위치 구획
728: 장착 표면
730: 돌기
732: 접촉 표면
734: 시일
736: 공간
738: 화살표

Claims

분쇄된 셀룰로오스 물질을 처리하기 위해 분산기 또는 정제기의 디스크 상에 장착되도록 구성된 플레이트 세그먼트에 있어서,
상기 플레이트 세그먼트는,
분산기 치형(402) 또는 정제 바들을 포함하는 플레이트 세그먼트의 정면;
융기 플레이트 위치 구획(210, 726) 및 볼트 홀(220)를 둘러싸는 융기 포스트(260, 720)를 포함하는, 상기 정면에 반대되는 플레이트 세그먼트의 배면(205);
상기 정면 및 상기 배면(205)의 가장자리들을 따라 위치된 플레이트 세그먼트의 측면 가장자리들; 및
상기 측면 가장자리들 사이에 연장하는 방사상 외부 가장자리 및 방사상 내부 가장자리;
를 포함하고,
상기 배면(205)에는 상기 측면 가장자리들을 따라 융기 구조들이 없는 플레이트 세그먼트.
제1항에 있어서,
상기 융기 플레이트 위치 구획(210, 726)은 상기 플레이트 세그먼트가 상기 분산기 또는 정제기의 디스크 상에 장착된 상태에서 상기 분산기 또는 정제기의 디스크의 축으로부터 연장하는 방사상 라인을 따라 상기 융기 포스트(260, 720)와 방사상으로 정렬되는 플레이트 세그먼트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 플레이트 세그먼트가 상기 분산기 또는 정제기의 디스크 상에 장착된 상태에서 상기 분산기 또는 정제기의 디스크의 축으로부터 연장하는 방사상 라인을 따라 정렬된 제2 융기 플레이트 위치 구획 및 제2 융기 포스트를 더 포함하는 플레이트 세그먼트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 방사상 외부 가장자리에는 융기 구조가 없는 플레이트 세그먼트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 융기 포스트(260, 720) 및 융기 플레이트 위치 구획(210, 726)은 각각 접촉 표면들(212, 215; 722, 724)을 구비하고, 상기 접촉 표면들(212, 215; 722, 724)은 공통된 평면(406) 내에 정렬되는 플레이트 세그먼트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 융기 포스트(260, 720)로부터 상기 융기 플레이트 위치 구획(210, 726)으로 방사상 외측으로 연장하는 리브(270)를 더 포함하는 플레이트 세그먼트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 배면 상에 상기 방사상 내부 가장자리에 인접한 홈이 있는 공간(510)을 더 포함하고, 상기 홈이 있는 공간은 시일(520)을 수용하도록 구성된 플레이트 세그먼트.
제7항에 있어서,
상기 배면의 방사상 내부 가장자리(585)는 융기 플레이트 위치 구획(210, 726) 및 융기 포스트(260, 720) 상에서 접촉 표면들(212, 215; 722, 724)과 공통된 평면 내에 있는 플레이트 세그먼트.
정제기 또는 분산기를 위한 디스크 및 플레이트 세그먼트의 어셈블리에 있어서,
제1항 또는 제2항에 따른 플레이트 세그먼트; 및
상기 플레이트 세그먼트에 장착하도록 구성된 디스크 장착 표면(586, 728)을 구비하는 디스크(714, 716);
를 포함하고,
상기 플레이트 세그먼트 및 상기 디스크(714, 716)는 상기 플레이트 세그먼트가 상기 디스크(714, 716)에 장착된 상태에서 상기 디스크 장착 표면(586, 728)이 상기 플레이트 세그먼트의 융기 플레이트 위치 구획(210, 726) 및 융기 포스트(260, 720)에 맞대도록 구성되는 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 디스크(714, 716)의 장착 표면(586, 728) 상에 환형 어레이를 형성하기 위해 상기 디스크 장착 표면(586, 728) 상에 나란히 장착된 복수 개의 플레이트 세그먼트들을 포함하고, 상기 플레이트 세그먼트들은 인접한 플레이트 세그먼트들에 장착되지 않는 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 플레이트 세그먼트의 배면(205) 및 상기 디스크 장착 표면(586, 728) 사이에 공간 영역을 더 포함하고 상기 배면(205)은 상기 디스크 장착 표면(586, 728)에 맞대지 않는 반면, 상기 융기 포스트(260, 720) 및 상기 융기 플레이트 위치 구획(210, 726) 상의 표면은 상기 디스크 장착 표면(586, 728)에 맞대는 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 디스크 장착 표면 상에 환형 링을 더 포함하고, 상기 환형 링은 상기 플레이트 세그먼트의 방사상 내부 가장자리(485)에 인접하고 방사상 내부에 있는 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 플레이트 세그먼트의 방사상 내부 가장자리(485)의 표면(481, 482)은 상기 환형 링의 표면(451, 452)을 향하고, 마주보는 표면들(481, 451; 482, 452)은 상기 정제기 또는 분산기의 축 방향으로 곧고, 마주보는 표면들(481, 451) 사이의 환형 공간(495)은 0.5 내지 2.5mm의 범위 내인 두께를 구비하는 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 플레이트 세그먼트의 방사상 내부 가장자리(485)의 표면(481, 482)은 상기 환형 링의 표면(451, 452)을 향하고, 마주보는 표면들(481, 451; 482, 452)은 환형 시일(390, 494, 734)을 수용하도록 환형 공간(495)을 형성하며, 상기 환형 시일(390, 494, 734)은 변형 가능한 시일이 되는 어셈블리.
제13항에 있어서,
상기 마주보는 표면들(481, 451; 482, 452)은 상기 플레이트 세그먼트의 내부 가장자리를 따라 다양한 지점들에서 맞대는 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 플레이트 세그먼트의 방사상 내부 가장자리의 표면(482)은 상기 환형 링의 표면(452)을 향하고, 마주보는 표면들(482, 452)은 각각 홈이 있는 공간(496)을 구비하고, 상기 홈이 있는 공간들(496)은 환형 시일(494)을 수용하기 위해 트랙을 형성하며, 상기 환형 시일(494)은 변형 가능한 시일이 되는 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 플레이트 세그먼트의 방사상 내부 가장자리의 표면(483)은 상기 환형 링의 표면(453)을 향하고, 마주보는 표면들(483, 453)은 서로에 대해 평행하고 상기 정제기 또는 분산기의 축 방향으로 비스듬하며, 상기 환형 링의 표면(453)은 상기 플레이트 세그먼트 아래에 연장하는 립(498)을 포함하는 어셈블리.
제17항에 있어서,
상기 환형 링은 상기 방사상 내부 가장자리에서 상기 플레이트 세그먼트의 두께(T3, T4)보다 큰 두께(H1, H2)를 구비하여, 상기 방사상 내부 가장자리가 상기 디스크 장착 표면에 맞대지 않는 어셈블리.
제1항에 따른 플레이트 세그먼트를 형성하는 방법에 있어서,
상기 방법은,
몰드 안으로 용융된 금속을 붓는 것에 의해 상기 플레이트 세그먼트를 주조하는 단계, 상기 몰드는 상기 플레이트 세그먼트의 배면(205)을 위한 자국들(impressions)을 포함함;
상기 용융된 금속을 부은 후에 상기 플레이트 세그먼트를 냉각시키고 상기 몰드로부터 상기 세그먼트를 제거하는 단계;
상기 냉각된 플레이트 세그먼트로부터 주조 게이트들을 세척 및 제거하는 단계; 및
상기 냉각된 플레이트 세그먼트를 그라인딩 하는 단계;
를 포함하는 방법.
제19항에 있어서,
상기 배면(205)을 위한 상기 몰드 내 오목부들(depressions)은 볼트 홀을 둘러싸는 적어도 하나의 융기 포스트(260, 720), 각각의 상기 융기 포스트(260, 720)와 방사상으로 정렬된 적어도 하나의 융기 플레이트 위치 구획(210, 726), 및 각각 정렬된 융기 포스트(260, 720) 및 융기 플레이트 위치 구획(210, 726) 사이에서 연장하는 적어도 하나의 리브(270)를 위한 오목부들에 한정되는 방법.
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