KR20210060335A - 리그노 셀루로오스 재료를 정제하기 위한 정제기 및 이러한 정제기를 위한 리파이닝 세그머트 - Google Patents

리그노 셀루로오스 재료를 정제하기 위한 정제기 및 이러한 정제기를 위한 리파이닝 세그머트 Download PDF

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Abstract

제안 기술은 제 1 세그먼트(30) 및 제 2 세그먼트(31)를 포함하는 리파이너 세그먼트 쌍을 제공하며, 상기 제 1 세그먼트(30)는 리그노 셀룰로오스 재료의 정제 기용 회전자 디스크와 함께 사용되도록 구성되고, 상기 제 2 세그먼트는 상기 리그노 셀룰로오스 재료의 정제기를 위한 고정자 디스크와 함께 사용되며, 상기 제 1 및 제 2 정제 세그먼트 (30; 31)는 상기 리그노 셀룰로오스 재료의 분쇄를위한 돌출 구조 (40)를 포함한다. 상기 제 1 리파이닝 세그먼트(30)상의 돌출 구조(40)의 높이는 상기 제 2 리파이너 세그먼트(31)상의 돌출 구조(40)의 높이보다 적어도 3 배 더 크다. 제안 기술은 또한 리그노 셀룰로오스 재료를 정제하기 위한 정제기(1)에서 이러한 리파이너 세그먼트 쌍(30; 31)의 사용과 리파이너 세그먼트 쌍을 포함하는 정제기를 제공한다.

Description

리그노 셀루로오스 재료를 정제하기 위한 정제기 및 이러한 정제기를 위한 리파이닝 세그머트{REFINER FOR REFINING LIGNOCELLULOSIC MATERIAL AND REFINING SEGMENTS FOR SUCH A REFINER}
본 발명의 제안 기술은 리그노 셀룰로스 재료(lignocellulosic material)를 정제하기 위한 정제기 및 리파이닝 세그먼트(refining segment)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리파이닝 디스크(refining discs)에 재료의 이동을 개선시킨 정제기 및 리파이닝 세그먼트에 관한 것이다.
리그노 셀룰로스 재료(lignocellulosic material)의 정제를 위해 사용되는 정제기는 재료를 정제 또는 탈 섬유화시키는 2개의 상대적으로 회전하는 디스크를 포함한다. 상대적으로 회전하는 한 쌍의 디스크는 하나의 회전 디스크(회전자)와 하나의 정적 디스크(고정자)를 포함한다. 이러한 디스크에는 재료의 효율적인 정제가 목적인 리파이너 세그먼트(refiner segment)가 구비된다. 리파이너 세그먼트는 활성 표면(즉, 재료가 이동하는 세그먼트의 표면에 배열된 돌출 구조)이 구비되며, 리그노 셀룰로스 재료의 효율적인 정제를 위해 부분적으로 사용된다. 일부 정제기에서 바(bars)와 댐(dams)을 가지고 있는 돌출 구조는 리파이닝 세그먼트 표면의 재료 이동에 영향을 준다. 일반적으로 바(bars)는 방사 방향으로 구비되며, 댐(dams)은 인접한 두개의 바 사이에 걸쳐 바(bars)에 직각인 방향으로 구비된다. 이것은 종종 사용자가 원하지 않는 난류 효과(turbulence effects)라 표현되는 불균등한 이동을 발생시킬 수 있으며, 불균등한 이동은 일부 재료가 특정 섹션에 남아 있어 상당한 분쇄를 유발할 수 있지만 재료의 다른 부분은 신속하게 제거되어 분쇄 수준이 낮아 질 수 있다. 이러한 사실을 바탕으로 돌출 구조를 통한 효율적인 분쇄와 리파이닝 서페이스(refining surfaces)의 효율적인 표면에 매끄러운 재료의 이동 모두를 달성하기 위해 리파이닝 세그먼트를 설계하는데 두 개의 마주보고 있는 리파이너 디스크 사이의 간격으로 정의되는 갭(gap), 예를 들어 각각의 리파이닝 세그먼트를 운반하는 고정자 디스크와 회전자 디스크 사이에 배열된 디스크 갭(disc gap)이 고려되어야 한다. 디스크 갭에서 재료의 정제 또는 탈 섬유화가 이루어진다.
제안 기술은 리파이닝 서페이스의 매끄러운 재료 이동 외에도 돌출 구조에 의하여 효율적인 분쇄를 얻는 동시에 문제를 해결할 수 있는 이점을 나타내는 리파이닝 세그먼트 및 이를 포함하는 정제기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제안 기술은 재료에 대한 효율적인 분쇄 또는 정제 작업 뿐 아니라 더 매끄러운 이동을 가능하게 하는 회전자 디스크 및 고정자 디스크에 대한 리파이닝 세그먼트를 제공하는 것이다.
제안 기술의 또 다른 목적은 리그노 셀룰로스 재료 (lignocellulosic material)을 정제하기 위한 정제기를 제공하는 것인데, 여기서 정제기는 재료에 대한 효율적인 분쇄 또는 정제 작용을 가능하게 하는 리파이닝 세그먼트가 장착된 회전자 디스크와 고정자 디스크를 포함한다.
이들 및 다른 목적들은 제안 기술의 실시예들에 의해 충족된다.
첫번째 측면에 따르면, 제 1 세그먼트 및 제 2 세그먼트를 포함하는 리파이너 세그먼트 쌍이 구비되며, 여기서 제 1 세그먼트는 리그노 셀룰로스 재료의 정제기용 회전자 디스크와 함께 사용되도록 구성되고 제 2 세그먼트는 리그노 셀룰로스 재료의 정제기용 고정자 디스크와 사용되도록 구성된다. 제 1 및 제 2 리파이닝 세그먼트는 리그노 셀룰로스 재료를 분쇄하기위한 돌출 구조를 포함한다. 한 쌍의 리파이너 세그먼트는 첫 번째 리파이너 세그먼트의 돌출 구조의 높이가 두 번째 리파이너 세그먼트의 돌출 구조의 높이보다 적어도 3 배 더 크다는 것을 명시한다.
두 번째 측면에 따르면, 리그노 셀룰로스 재료를 정제하기 위한 정제기가 구비된다. 정제기는 회전자 디스크와 반대로 배열된 고정자 디스크를 포함한다. 회전자 디스크와 고정자 디스크에는 리그노 셀룰로스 재료를 분쇄하기위한 돌출 구조를 포함하는 리파이닝 세그먼트가 제공되며, 회전자 디스크에 리파아닝 세그먼트 돌출 구조의 높이는 고정자 디스크에 리파이너 세그먼트 돌출 구조의 높이보다 3배 이상 더 크다.
실시예는 리파아닝 세그먼트에서 이동하는 재료에 대한 효율적인 분쇄 또는 정제 작업뿐만 아니라 리파아닝 세그먼트에서 더 매끄러운 재료의 이동이 가능하게 한다. 제안된 리파이너 세그먼트 설계의 또 다른 이점은 서로 다른 리파아닝 세그먼트, 즉 회전자의 리파이닝 세그먼트와 고정자의 리파이닝 세그먼트가 서로 다른 경도(hardness)를 가진 재료로 제조 될 수 있다는 것이다. 이를 통해 리파이닝 세그먼트의 수명을 늘릴 수 있다.
자세한 설명을 읽으면 다른 이점을 알 수 있다.
실시예는 추가 목적 및 이점과 함께 실시 예는 첨부 된 도면과 함께 취해진 다음 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해 될 수 있다.
도 1은 공지된 리파이너의 단면도를 도시한다.
도 2는 리파이너에서 고정자 디스크-회전자 디스크 배열의 단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 리파이너 세그먼트 쌍의 측 단면도이다. 리파이너 세그먼트 쌍은 리파이닝 서페이스가 서로 마주 보도록 배열된다.
도 3b는 본 발명에 따른 리파이너 세그먼트 측 단면도이다. 리파이너 세그먼트 쌍은 나란히 정렬된다.
도 4는 본 발명에 따른 리파이너 세그먼트 쌍의 측 단면도이다. 리파이너 세그먼트 쌍은 리파이닝 서페이스가 서로 마주 보도록 배열된다.
도면 전체에서 유사하거나 상응하는 요소에 대해 동일한 참조 지정이 사용됩니다.
일반적으로, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은, 상이한 의미가 명확하게 주어지고 그리고/또는 그 용어가 사용되는 맥락으로부터 암시되지 않는 한, 관련 기술 분야에서의 그들의 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. 요소, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등에 대한 모든 언급들은, 명시적으로 달리 서술되지 않는 한, 요소, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등의 적어도 하나의 인스턴스를 언급하는 것으로 개방적으로 해석되어야 한다. 단계가 다른 단계를 뒤따르거나 그에 선행하는 것으로 명시적으로 설명되지 않는 한 그리고/또는 단계가 다른 단계를 뒤따르거나 그에 선행해야 한다는 것이 암시적인 경우, 본 명세서에 개시된 임의의 방법들의 단계들이 개시된 정확한 순서로 수행될 필요는 없다. 본 명세서에서 개시된 실시예들 중 임의의 것의 임의의 특징은, 적절한 경우, 임의의 다른 실시예에 적용될 수 있다. 마찬가지로, 실시예들 중 임의의 것의 임의의 장점은 임의의 다른 실시예들에 적용될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 개시된 실시예들의 다른 목적들, 특징들, 및 장점들은 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 더 나은 이해를 위해 일반 정제기에대한 간략한 개요로 시작하는 것이 유용할 수 있습니다. 이를 위해 도 1을 참조한다. 도 1은 본 발명을 활용할 수 있는 정제기를 도시화한다. 리그노 셀룰로스 재료를 정제하기 위한 정제기, 예를 들어 펄프 정제기(1)의 횡단면을 도시한다. 배열은 본 발명을 이해하는데 필수적이지 않은 장치의 모든 컨포넌트와 함께 정제기 장치의 외부 케이싱을 나타내는 하우징(26)을 포함된다. 표시되지 않은 컨포넌트는 구동용 전기 모터이며, 예를 들면 회전축, 리그노 셀룰로오스 재료의 공급 메커니즘 등이 있다. 제 2 하우징(41) 내부에는 회전자 리파이너 디스크라고도하는 회전자 디스크(10)와 고정자 리파이너 디스크라고도하는 고정자 디스크(20)가 샤프트를 따라 선형으로 정렬된다. 회전자 디스크(10)는 베어링(16)에 배치된 회전 샤프트(15)에 부착된다. 회전 샤프트 (15)는 샤프트(15)를 회전시키는 모터(도시되지 않음)와 연결되며, 따라서 회전자 디스크(10)와도 연결된다. 회전자 디스크(10) 맞은편에 위치한 고정자 디스크(20)에는 리그노 셀룰로오스 재료용 공급 채널(14)과 리파이닝 갭(19) 사이에서 연장되는 중앙에 위치한 관통 구멍(32)이 구비 될 수 있다. 특정 실시예에서 회전자(10)는 리그노 셀룰로오스 재료가 유입되어 이동하는 방향의 표면에 중앙 플레이트(17)가 구비 될 수 있다. 중앙 플레이트(17)의 표면에는 리그노 셀룰로오스 재료를 바깥쪽으로 향하게 하는 구조가 구비 될 수 있다. 중앙 플레이트(17)는 리파이닝 세그먼트보다 디스크의 중앙에 더 가깝게 배열된다. 회전자 디스크(10) 및 고정자 디스크(20)에는 종종 리그노 셀룰로오스 재료의 스티어링(steering) 및 분쇄를 가능하게하는 돌출 구조가 구비된다. 이러한 리파이너 세그먼트에는 추가로 바(bars)와 댐(dams)이 구비 될 수 있다. 중앙 플레이트(17)는 리파아닝 세그먼트보다 디스크의 중앙에 더 가깝게 배치된다. 즉, 중앙 플레이트는 디스크의 중앙을 원점으로 방사 방향으로 리파이닝 세그먼트 내부에 배치된다. 특정 디스크들은 중앙 플레이트가 아니라 리파아닝 세그먼트 내부에 배열된 중앙 영역이 있을 수 있다.
사용하는 동안, 목재 칩 또는 준비된 목재, 예를 들어 펄프와 같은 리그노 셀룰로오스 재료는 공급 채널(14)을 통해 공급 장치(도시하지 않음)에 의해 공급 될 것이다. 재료는 고정자 디스크(20)의 홀(32)을 통과하여 갭(19)으로 들어간다. 갭(19)은 본질적으로 회전자 디스크(10)와 고정자 디스크(20) 사이의 개방 영역에 의해 정의되며, 이 영역은 작동 중에 매우 좁을 수 있다. 갭(19)으로 이동되는 리그노 셀룰로오스 재료는 회전자(30)의 중앙 플레이트(17)로 유입될 것이다. 중앙 플레이트(17)는 리그노 셀룰로오스 재료를 회전자 및 고정자의 리파이너 세그먼트를 향해 밖으로 내보내는 역할을 한다.
본 발명을 활용할 수 있는 일반 정제기를 상세하게 설명한 후, 본 발명과 관련된 특정 회전자 및 고정자 설계에 대해 상세하게 설명한다.
제안 기술이 사용될 수 있는 회전자-고정자 배열에 대한 보다 상세한 설명을 제공하기 위해 도 2를 참조한다. 도 2는 위에서 설명 한 바와 같이 정제기 하우징(41)에 포함된 회전자-고정자 배열의 측 단면도를 도시한다. 그림은 회전축을 중심으로 회전하도록 배열된 회전자이다. 회전자는 고정자에 마주하는 표면에 리파이너 세그먼트(30)를 포함하는 회전자 디스크(10)가 구비된다. 고정자는 리파이너 세그먼트(31)를 포함하는 고정자 디스크(20)와 회전자를 마주하는 표면에 구비된다. 리파이너 디스크의 목적 중 하나가 리파이너 세그먼트(30, 31)를 운반하는 것이기 때문에, 정제기의 특정 양태에서 회전자 및 고정자 디스크(10, 20)은 세그먼트 홀더로 지칭될 수 있다. 또한, 정제될 리그노 셀룰로오스 재료의 유입구(32)를 도 2에 도시한다. 유입구(32)는 고정자의 중앙 지역에 배열된다. 유입구(32)와 마주하는 회전자 쪽에 리파이너 디스크의 중앙 지역에는 중앙 플레이트(17)가 배치된다. 위에 명시된 도1을 참조하면, 중앙 플레이트(17)의 목적은 유입구(32)로부터 떨어지는 재료를 리파이너 디스크의 바깥쪽 섹션으로 분배하는 것이다. 즉, 중앙 플레이트(17)는 정제기 디스크 상에 배열된 정제기 세그먼트를 향해 재료를 분배하는 역할을 한다. 중앙 플레이트는 특정 양태의 정제기에서 선택 사항일 수 있다.
본 발명에서 정제기의 특징은 리파이너 세그먼트 표면에서 매끄러운 재료 이동과 효율적인 정제 작업에 대한 가능성을 동시에 갖는 리파이너 세그먼트 설계를 구비하는 것이다. 제안 기술은 이러한 기능을 갖는 리파이너 세그먼트를 제공한다. 이제 2 개의 대향하는 리파이닝 디스크, 회전자 디스크 (10) 및 고정자 디스크 (20)를 도시하는 도 3a를 참조한다. 디스크 (10, 20)은 돌출구조(예시:바(40))를 구비한다. 본 발명자는 회전자 디스크에 구조(40)가 고정자 디스크 세그먼트에 제공되는 돌출 구조와 비교하여 다른 높이를 가지도록 회전자 디스크 및 고정자 디스크상의 돌출 구조(40)가 구비되는 것을 깨달았다. 돌출 구조의 높이는 돌출 구조의 평범한 방향(즉, 정제기 사용시, 리파이닝 세그먼트의 표면에서 회전자 측 세그먼트와 고정자 디스크 세그먼트 사이의 의도된 디스크 갭 방향)으로 돌출 구조의 확장으로 정의된다. 이러한 서로 다른 높이의 제공은 일반적으로 리그노 셀룰로오스 재료 및 / 또는 정제 재료를 정제 할 때 생성되는 증기 수송을 위해 회전자 측과 고정자 측에 다른 부피가 있음을 보장한다. 바람직하게는 증기는 고정자 디스크 표면을 따라 이동해야하는 반면 질량 또는 리그노 셀룰로오스 재료는 회전자 디스크 표면을 따라 이동해야 한다. 제안 기술의 긍정적인 결과는 정제될 재료가 회전자 측에서 더 많은 부피를 차지하게 되므로 주로 회전자 측 세그먼트를 따라 이동할 수 있는 반면, 증기는 고정자 측 세그먼트에서 이동할 수 있으며, 증기와 정제할 재료 사이의 상호 작용의 감소를 보장한다. 고정자 디스크 세그먼트에는 하부 돌출 구조가 구비되고 따라서 재료 흐름의 더 낮은 부분으로 전달되어 전체 재료 이동에 실질적으로 영향을 주지 않고 보다 미세한 구조의 패턴으로 돌출 구조를 구비할 수 있다. 이 미세 구조화된 패턴은 실질적으로 더 많은 수의 모서리를 생성하는 대신 재료의 분포를 개선하고 재료의 효율적인 분쇄를 가능하게 한다.
고정자 디스크 세그먼트 돌출 구조의 상대적으로 낮은 높이로 인해 고정자 리파이닝 세그먼트의 유효 수명을 증가시킬 더 단단한 재료로 고정자 디스크의 리파이닝 세그먼트를 구비할 수 있다. 본 발명자는 고정자 측의 리파이닝 세그먼트상의 돌출 구조의 상대적으로 낮은 높이가 이러한 리파이닝 세그먼트를 위한 구성 재료로서 더 단단한 재료의 사용을 가능하게 한다는 것을 깨달았다. 단단한 재료의 더 높은 돌출 구조가 충격에 대한 취성(brittleness)으로 이어진다는 것을 인식함으로써 돌출 구조의 높이가 감소되었을 때 더 단단한 재료를 사용하는 것이 가능할 것이다. 즉, 제안 기술은 해당 돌출 구조 (예: 고정자 측 리파이닝 세그먼트의 바)의 상대적으로 낮은 높이 확장으로 인해 회전자 측에 비해 고정자 측에 상대적으로 단단한 건축 자재를 사용한다.
본 발명자는 회전자 측과 상대적으로 고정자 측에 다른 높이를 갖는 돌출 구조를구비하는 것이 회전자 측 세그먼트상 돌출 구조의 높이가 고정자 디스크 세그먼트의 높이에 적어도 3배 더 높을 때 재료 수송 체적과 관련하여 큰 개선을 가져온다는 것을 발견했다. 다음에서는 제안 기술의 다양한 실시예에 대한 자세한 설명을 제공한다. 제안 기술은 앞서 설명한 리파이너 설계와 관련하여 사용할 수 있다. 제안 기술의 첫 번째 측면은 리그노 셀룰로오스 재료의 정제를 위한 정제기를 제공한다.
제안 기술의 첫 번째 측면은 리그노 셀룰로오스 재료의 정제를 위한 정제기를 제공한다. 이 정제기에는 특정 설계에 따라 회전자 디스크 및 고정자 디스크용 리파이너 세그먼트가 장착되어 있다. 즉, 제안 기술은 리그노 셀룰로오스 재료을 정제하기위한 정제기(1)를 제공한다. 정제기는 회전자 디스크(10)와 마주하여 배열된 고정자 디스크(20)를 포함한다. 회전자 디스크(10) 및 고정자 디스크(20)에는 리그노 셀룰로오스 재료를 분쇄 또는 정제하기위한 돌출 구조(40)를 포함하는 리파이닝 세그먼트(30, 31)가 제공된다. 정제기는 회전자 디스크(10)에 구비되는 리파이닝 세그먼트(30)에 돌출 구조(40)의 높이가 고정자 디스크(20)에 구비되는 리파이너 세그먼트에 돌출구조(40)의 높이보다 적어도 3배 큰 리파이너 세그먼트를 나타낸다.
앞서 언급 한 바와 같이, 회전자 측 세그먼트와 고정자 디스크 세그먼트의 돌출 구조의 높이 차이가 회전자 측 세그먼트에 돌출 구조 높이가 고정자 디스크 세그먼트에 높이보다 적어도 3배 더 높을 때 재료 수송에 대한 개선을 가능하게 한다. 이 높이 차이로 인해 서로 다른 측면에서 운송 용적 차이가 발생하므로 정제될 재료는 고정자 측에 비해 회전자 측으로 이동할 수 있는 용적이 3 배 더 많다. 이제 제안 기술에 따른 정제기에 대한 리파이너 세그먼트 쌍의 개략적인 측 단면도를 개시하는 도 3b를 참조한다. 리파이너 세그먼트 쌍은 나란히 배열된다. 회전자 디스크 세그먼트(10)의 돌출 구조(40; 30)는 높이 H를 갖는 것으로 도시되고, 고정자 디스크 세그먼트(20)의 돌출 구조(40; 31)는 높이 H *를 갖는 것으로 도시되며, H와 H * 사이의 비율은 제안된 구조에 따라 적어도 3이어야 한다.(H / H * ≥ 3). 제안 기술에서 재료의 흐름의 대부분이 회전자 측에 있다는 사실은 부정적인 방식으로 전체 재료 이동에 영향을 주지 않고 특정 기능을 가진 고정자 디스크 세그먼트를 설계 할 수 있다. 특정 고정자 디스크 세그먼트는 본 개시에서 나중에 상세히 설명 될 것이다.
본 명세서에서 고려되는 실시예 중 일부는 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명 될 것이다. 그러나, 다른 실시예는 본 명세서에 개시된 주제의 범위 내에 포함되며, 개시된 주제는 여기에 설명된 실시예에만 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다; 오히려, 이들 실시예는 당업자에게 주제의 범위를 전달하기 위한 예로서 제공된다.
제안 기술의 특정 실시예는 회전자 디스크(10)에 제공된 리파이닝 세그먼트(30)가 고정자 디스크(20)의 리파이닝 세그먼트(31)의 재료보다 더 단단한 재료로 제조되는 정제기(1)를 제공한다.
회전자 측 세그먼트와 고정자 디스크 세그먼트에 높이가 다른 돌출 구조가 구비된다는 사실은 고정자 디스크 세그먼트가 회전자 디스크 세그먼트의 재료보다 더 단단한 재료로 제조 될 수 있음을 보장한다. 이것은 더 단단한 재료로 만든 확연한 확장을 가진 돌출 구조가 더 부서지기 쉽다는 발명가의 통찰력에서 비롯된 것입니다. 돌출 구조의 높이를 줄임으로써 리파이닝 세그먼트의 취성(brittleness)에 부정적인 영향을 주지 않고 더 단단한 재료를 사용할 수 있다. 재료의 경도는 예를 들어 Rockwell 척도에 따라 결정될 수 있습니다. Rockwell 척도는 재료의 압입 경도(indentation hardness)를 기반으로 하는 경도의 척도이다. Rockwell 테스트는 큰 하중에서 압자(indenter)의 침투 깊이를 측정하고, 더 작은 프리로드(preload)에 의한 침투와 비교하는 잘 알려진 테스트이다. Rockwell 테스트는 HRA, HRB, HRC와 같은 다양한 척도로 제공되며, 경도 특성에 따라 종종 N으로 표시되는 무 차원 매개 변수를 산출한다. 회전자 측 리파이닝 세그먼트는 바람직하게는 적어도 57-58의 N을 가져야하며, 훨씬 더 바람직하게는 60을 초과하는 N을 가져야한다.
상기 실시예의 특정 양태는 회전자 디스크 (10)에 구비된 리파이닝 세그먼트(30)가 철, 강철 또는 스테인리스 강 및 다이아몬드를 포함하는 재료로 만들어진 고정자 디스크(20)에서 제공되는 리파이너 세그먼트(31)로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되는 정제기(1)를 제공한다.
제안 기술의 다른 실시예는 회전자 디스크(10)에 구비된 적어도 리파이닝 세그먼트(30)의 돌출 구조(40)는 리파이닝 세그먼트(30)의 내주(30a)로부터 리파이닝 세그먼트의 외주(30b)까지 반경 방향으로 연장되는 바를 포함하는 정제기(1)을 제공한다. 도3 참조.
바(bars)는 리파이닝 세그먼트(30)의 내주(30a)로부터 리파이닝 세그먼트의 외주(30b)까지 방사상 방향으로 연장되도록 의도되었지만, 재료 이동 특성을 개선하기 위해 곡선 형상을 가질 수 있다.
제안 기술의 또 다른 실시예는 고정자 디스크(20)에 구비된 리파이닝 세그먼트 (31)상의 각각의 바(bars)가 간격 [0.5 mm, 2.5 mm], 바람직하게는 간격 [0.5 mm, 2.2mm]에 놓인 폭을 갖는 정제기를 제공하며, 더욱 바람직하게는 간격 [0.5 mm, 2.0 mm]에서 그리고 회전축 디스크(10)에 구비된 리파이닝 세그먼트(30)의 각 바(bars)는 간격 [1.0 mm, 5 mm], 바람직하게는 간격 [1.4 mm, 4.5 mm], 그리고 간격 [1.6 mm, 4 mm]에서 더욱 바람직하다.
제안 기술의 또 다른 실시예는 방사상 방향으로 연장된 인접한 바 사이에 걸쳐있는 거리가 [0.1 cm, 1.0 cm] 간격에 있는 정제기를 제공한다. 거리는 [0.1cm, 0.8cm] 간격이 바람직하고, [0.1cm, 0.4cm] 간격이 더 바람직합니다. 이 실시예에서 거리는 회전자 디스크를 위한 리파이닝 세그먼트 및 고정자 디스크를 위한 리파이닝 세그먼트에 대해 동일하게 관련된다.
예를 들어, 제안 기술은 고정자 디스크(20)에 구비된 리파이닝 세그먼트(31)상의 돌출 구조(40)가 피라미드 또는 스터브(stub)의 형상을 갖는 돌출 구조를 포함하는 정제기를 제공한다.
돌출 구조에 대한 이러한 대체 모양과 형태는 제안 기술의 메커니즘에 의해 가능하다. 고정자 측의 돌출 구조는 예를 들어 리파이너 세그먼트의 벌크 재료보다 더 단단한 재료로 만들어 질 수 있다. 즉, 단단한 재료(예로, 다이아몬드, 벌크 재료에 결합)와 두번째의 돌출 구조가 구비된 철 또는 강철 또는 스테인리스 스틸과 같은 벌크 재료를 포함하는 복합 리파이너 세그먼트일 수 있다. 그러나 리파이닝 세그먼트는 돌출 구조가 벌크 재료의 표면에서 밀링되는 단일 재료 조각으로 만들어 질 수도 있다. 리파이닝 세그먼트는 특정 모양의 돌출 구조를 표시하는 단일 재료 조각으로 주조 될 수도 있다.
제안 된 리파이너의 다양한 실시예를 설명했으므로 이제 제안 기술의 두 번째 측면, 즉 기존 정제기와 함께 사용할 수 있는 리파이너 세그먼트 쌍(30;31)의 다양한 양태를 진행하고 설명한다. 즉, 리파이너 세그먼트 쌍은 알려진 정제기에 대해 별도의 장비로 제공 될 수 있다. 정제기 세그먼트 쌍의 협동 기능은 정제 작업에서 효율적인 분쇄 작업뿐 아니라 표면에서 부드러운 이동을 보장한다. 리파이너 세그먼트와 관련된 특정 이점은 적어도 부분적으로 위에서 설명되었으며 아래 섹션에서 반복하지 않는다.
제안된 리파이닝 세그먼트 쌍의 리파이닝 세그먼트는 리파이너 디스크(즉, 회전자 디스크 또는 고정자 디스크)에 부착되는 세그먼트의 형태로 제공 될 수 있다. 리파이닝 세그먼트는 선택적으로 중앙 영역이 제거된 원 모양 또는 원 섹터 모양으로 제공될 수 있다. 따라서 회전자 디스크 또는 고정자 디스크 모양의 특정 디스크에는 다수의 리파이너 세그먼트가 구비될 수 있으며, 이에 따라 리파이닝 세그먼트로 완전히 덮거나 부분적으로 덮일 수 있다. 따라서 리파이닝 디스크는 세그먼트 홀더(holder)라고도 한다. 그러나 리파이닝 세그먼트는 완전한 통합 디스크의 형태로도 구비될 수 있으며, 따라서 리파이닝 디스크 자체의 일부를 형성하거나 정의할 수 있다. 이 경우 리파이닝 세그먼트와 리파이닝 디스크는 회전자 또는 고정자에 부착할 수 있는 통합 구조를 형성한다. 리파이닝 세그먼트 쌍은 회전자 디스크와 함께 사용되도록 의도된 적어도 하나의 리파이닝 세그먼트를 포함하는 제 1 리파이닝 세그먼트 세트와 고정자 디스크와 함께 사용되도록 의도된 적어도 하나의 리파이닝 세그먼트를 포함하는 해당의 제 2 리파이닝 세그먼트 세트를 참조할 수 있다. 다양한 리파이닝 세그먼트 세트는 아래 설명의 기능이 제공된다.
아래에 설명하는 리파이너 세그먼트 쌍은 정제 작업 중에 부착된 부품이 분리되는 위험을 줄이기 위해 단일 부품으로 만들어지는 것이 바람직하다. 이러한 느슨한 부품은 리파이닝 세그먼트 표면을 손상시킬 수 있으므로 피해야한다. 그러나 복합 리파이닝 세그먼트가 유용 할 수 있는(예를 들어, 고정자 디스크 세그먼트에 단단한 재료의 돌출 구조를 제공) 몇 가지 시나리오가 있다.
제 2 측면에 따르면, 제안 기술은 제 1 세그먼트(30) 및 제 2 세그먼트(31)를 포함하는 리파이너 세그먼트 쌍을 제공한다. 첫번째 세그먼트(30)는 리그노 셀룰로오스 재료의 정제기용 회전자 디스크와 함께 사용되도록 구성되고 두번째 세그먼트는 리그노 셀룰로오스 재료의 정제 기용 고정자 디스크와 함께 사용되도록 구성된다. 제 1 및 제 2 리파이닝 세그먼트(30;31)는 리그노 셀룰로오스 재료의 분쇄을 위한 돌출 구조(40)를 포함하며, 여기서 제 1 리파이닝 세그먼트(30)상의 돌출 구조(40)의 높이는 제 2 리파이너 세그먼트(31)의 돌출 구조(40)의 높이보다 적어도 3 배 더 크다. 이러한 특징을 갖는 리파이너 세그먼트 쌍이 도3b에 개략적으로 도시되어 있으며, 여기서 이들은 나란히 놓여 있고, 도 4에서는 이들 사이에 간격을 두고 서로 대향하고 있다. 이 간격은 디스크 간격이며 정제기에서 재료가 분쇄되거나 정제되는 영역이다.
제안 기술의 특정 실시예는 회전자 디스크(10)에 구비된 리파이닝 세그먼트(30)가고정자 디스크(20)와 사용되도록 구비된 리파이닝 세그먼트(31)의 재료보다 단단한 재료로 만들어져 함께 리파이너 세그먼트 쌍을 구성한다.
제안 기술의 다른 실시예는 회전자 디스크(10)와 함께 사용되도록 구성된 최소한의 리파이닝 세그먼트(30)의 돌출 구조(40)가 리파이닝 세그먼트의 내주(30a)로부터 외주까지 방사상 방향으로 연장되는 바를 포함하는 정제기 세그먼트 쌍을 제공한다.
제안 기술의 또 다른 실시예는 각각의 바가 [0.1 cm, 0.8 cm] 간격에 놓인 폭을 갖는 리파이너 세그먼트 쌍을 제공한다. 폭은 [0.1cm, 0.6cm] 간격이 바람직하고 [0.1cm, 0.3cm] 간격이 더 바람직하다.
제안 기술의 또 다른 실시 예는 고정자 디스크와 함께 사용될 리파이닝 세그먼트(31)의 각 바가 [0.5 mm, 2.5 mm] 간격, 바람직하게는 간격 [0.5 mm, 2.2mm], 더욱 바람직하게는 간격 [0.5 mm, 2.0 mm]에 놓인 폭을 갖는 정제 세그먼트 쌍을 제공하며, 회전자 디스크와 함께 사용되는 리파이닝 세그먼트(30)의 각 바는 간격 [1.0 mm, 5 mm], 바람직하게는 간격 [1.4 mm, 4.5 mm], 그리고 더욱 바람직하게는 간격 [1.6 mm, 4 mm]에 놓인 폭을 갖는다.
제안 기술의 또 다른 실시예는 방사상 방향으로 연장된 인접한 바 사이에 걸쳐있는 거리가 간격 [0.1 cm, 1.0 cm]에 있는, 바람직하게는 간격[0.1cm, 0.8cm], 더욱 바람직하게는 간격 [0.1cm, 0.4cm]에 있는 정제기를 제공한다.
예를 들어, 제안 기술은 피라미드 또는 스터브 형상을 갖는 돌출 구조를 포함하는 고정자 디스트(20)와 함께 사용되도록 구성된 리파이닝 세그먼트(31)에 돌출 구조(40)의 리파이너 세그먼트 쌍을 제공한다. 예를 들어, 이러한 피라미드 및 스터브는 회전자 디스크 세그먼트의 벌크 재료 및 / 또는 고정자 디스크 세그먼트의 벌크 재료보다 더 단단한 재료로 만들어 질 수있다.
제안 기술은 또한 리그노 셀룰로오스 재료의 정제를 위해 정제기(1)에서 상기에 따른 리파이너 세그먼트 쌍의 사용을 제공한다.

Claims (13)

  1. 회전자 디스크(10)와 반대 방향으로 배열된 고정자 디스크(20)를 포함하며,
    상기 회전자 디스크(10)와 고정자 디스크(20)는 리그노 셀룰로오스 소재의 분쇄를 위해 돌출 구조(40)를 포함하는 리파이닝 세그먼트(30; 31)를 구비하며, 상기 회전자 디스크(10)에 구비되는 리파이닝 세그먼트(30) 상부에 형성된 돌출 구조(40)의 높이가 고정자 디스크(20)가 구비되는 리파이너 세그먼트(31)에 돌출 구조(40)의 높이보다 적어도 3배 큰 특징을 갖는 리그노 셀룰로오스 소재를 정제하는 정제기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정자 디스크(20)에 제공되는 리파이닝 세그먼트(30)는 상기 회전자 디스크(10)에 구비되는 리파이닝 세그먼트(31)보다 더 단단한 재료로 제조되는 정제기(1).
  3. 제 1항 내지 제 2 항에 있어서,
    적어도 회전자 디스크(10)에 구비되는 리파이닝 세그먼트(30)의 돌출 구조(40)는 상기 리파이닝 세그먼트의 내부 주변(30a)으로부터 상기 리파이닝 세그먼트의 외부 주변(30b)으로 방사상으로 확장되는 바(bar)를 포함하는 정제기(1).
  4. 제 3 항에 있어서,
    고정자 디스크(20)에 구비되는 리파이닝 세그먼트(31) 각각의 바(bar)의 간격은 [0.5 mm, 2.5 mm], 더 선호되는 간격은 [0.5 mm, 2.2 mm], 그리고 그보다 더 선호되는 간격은 [0.5 mm, 2.0 mm]이며, 회전자 디스크(10)의 리파이닝 세그먼트(30)에 구비되는 각각의 막대의 간격은 [1.0 mm, 5 mm], 선호되는 간격은 [1.4mm, 4.5 mm], 그리고 더 선호되는 간격은 [1.6 mm, 4 mm]인 정제기.
  5. 제 3항 또는 제 4 항에 있어서,
    방사형으로 확장하는 인접한 바(bar) 사이의 거리의 간격은 [0.1 cm, 1.0 cm], 선호되는 간격은 [0.1 cm, 0.8 cm], 그리고 더 선호되는 간격은 [0.1 cm, 0.4 cm]인 정제기.
  6. 제 1항 내지 제 5항에 있어서,
    고정자 디스크(20)에 구비되는 리파이닝 세그먼트(31)의 돌출 구조(40)는 피라미드 모양이나 스터브 모양의 돌출 구조를 포함하는 정제기.
  7. 제 1 세그먼트(30) 및 제 2 세그먼트(31)를 포함하는 리파이너 세그먼트 쌍으로서,
    상기 제 1 세그먼트(30)는 리그노 셀룰로오스 재료의 정제기용 회전자 디스크와 함께 사용되도록 구성되고,
    상기 제 2 세그먼트는 상기 리그노 셀룰로오스 재료의 정제기용 고정자 디스크와 함께 사용되도록 구성되며,
    상기 제 1 및 제 2 리파이닝 세그먼트(30; 31)는 상기 리그노 셀룰로오스 재료의 분쇄을 위한 돌출 구조(40)를 포함하며,
    상기 제 1 리파이닝 세그먼트(30)에 돌출 구조(40)의 높이는 상기 제 2 리파이닝 세그먼트 (31)상의 돌출 구조(40)의 높이보다 적어도 3 배 더 큰 특징을 갖는 정제기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정자 디스크(20)에 구비되는 리파이닝 세그먼트(30)는 회전자 디스크(10)와 함께 사용되도록 구비되는 리파이닝 세그먼트(31)의 재료보다 더 단단한 재료로 구성되는 리파이너 세그먼트 쌍.
  9. 제 7 항 내지 제 8 항에 있어서,
    상기 회전자 디스크 (10)와 함께 사용되도록 구비되는 적어도 리파이닝 세그먼트(30)의 돌출 구조(40)는 상기 리파이닝 세그먼트(30)의 내부 주변부(30a)로부터 상기 리파이닝 세그먼트의 외부 주변부 (30b)까지 방사상 방향으로 연장되는 바(bar)를 포함하는 리파이너 세그먼트 쌍.
  10. 제 9 항에 있어서,
    고정자 디스크와 함께 사용되는 리파이닝 세그먼트(31)의 각각의 바(bar)는 간격 [0.5 mm, 2.5 mm], 바람직하게는 간격 [0.5 mm, 2.2mm]에 놓인 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 정제 세그먼트 쌍이며, 간격 [0.5 mm, 2.0 mm]에서 더욱 바람직하며, 회전자 디스크와 함께 사용되는 리파이닝 세그먼트(30)의 각각의 막대는 간격 [1.0 mm, 5 mm], 바람직하게는 간격 [1.4 mm, 4.5 mm], 그리고 더욱 바람직하게는 간격 [1.6 mm, 4 mm]의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 정제기.
  11. 제 9 항 내지 제 10 항에 있어서,
    반경 방향으로 연장되는 인접한 바(bar)들 사이에 걸쳐있는 거리는 간격 [0.1 cm, 1.0 cm], 바람직하게는 간격 [0.1 cm, 0.8 cm]에 있고, 간격 [0.1 cm, 0.4 cm]에서 더욱 바람직한 리파이너 세그먼트 쌍.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항에 있어서,
    고정자 디스크(20)와 함께 사용되도록 구성된 리파이닝 세그먼트(31)상의 돌출 구조(40)는 피라미드 또는 스터브 형상을 갖는 돌출 구조를 포함하는 리파이너 세그먼트 쌍.
  13. 리그노 셀룰로오스 재료의 정제를 위한 정제기(1)에서 제 7 항에 따른 리파이너 세그먼트 쌍의 용도.



















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