RU2005121443A - Дисковый рафинер (варианты), пара рафинирующих элементов для дискового рафинера (варианты), комбинированная плита дискового рафинера и способ термомеханического рафинирования древесной щепы - Google Patents

Claims (46)

1. Дисковый рафинер для рафинирования древесной щепы, содержащий плоские вращающиеся друг относительно друга диски, каждый из которых содержит установленную на нем рабочую плиту, причем рабочие плиты устанавливают соосно одна напротив другой так, чтобы между ними был образован зазор рафинера, проходящий по существу в радиальном направлении от внутреннего края дисков к наружному краю дисков и образующий пространство для потока щепы, подлежащей рафинированию, отличающийся тем, что каждая плита содержит внутреннее в радиальном направлении разволокняющее кольцо и периферийное в радиальном направлении фибриллирующее кольцо, причем каждое кольцо содержит внутреннюю область подачи и периферийную рабочую область, при этом рабочая область внутреннего кольца образована первым рисунком чередующихся ножей и канавок, а область подачи периферийного кольца образована вторым рисунком чередующихся ножей и канавок, причем упомянутое пространство для потока увеличивается непосредственно от внутренней рабочей области в периферийную область подачи.

2. Рафинер по п.1, отличающийся тем, что зазор рафинера содержит периферийный зазор, образованный противолежащими периферийными кольцами, и внутренний зазор, образованный противолежащими внутренними кольцами, причем рафинер представляет собой рафинер для выработки термомеханической древесной массы, в периферийном зазоре которого между рабочими областями периферийных колец генерируется пар, и по меньшей мере одна из противолежащих плит содержит канал для обратного потока пара для направления некоторого количества упомянутого пара из периферийного зазора во внутренний зазор около внутренней области подачи или выше по ходу технологического процесса, в обход внутреннего зазора у внутренней рабочей области.

3. Рафинер по п.2, отличающийся тем, что канал для обратного потока пара содержит проход сквозь плиту, выход которого находится ниже внутренней рабочей области плиты.

4. Рафинер по п.2, отличающийся тем, что одна из плит установлена на диске статора, а канал для обратного потока содержит проход сквозь диск статора.

5. Рафинер по п.2, отличающийся тем, что канал для обратного потока пара выполнен в виде канавки, проходящей по поверхности рабочей области внутреннего кольца и направленной диагонально относительно ножей и канавок упомянутого рисунка ножей и канавок.

6. Рафинер по п.2, отличающийся тем, что содержит кольцевое пространство между внутренним кольцом и периферийным кольцом.

7. Рафинер по п.6, отличающийся тем, что канал для обратного потока пара имеет вход, расположенный около кольцевого пространства между внутренним и периферийным кольцами.

8. Рафинер по п.1, отличающийся тем, что внутреннее и периферийное кольца являются отдельными компонентами, прикрепленными к общему диску рафинера.

9. Рафинер по п.1, отличающийся тем, что внутреннее и периферийное кольца выполнены за одно целое на общем основании.

10. Рафинер по п.1, отличающийся тем, что каждая плита имеет общий радиус, проходящий к наружному краю периферийного кольца, каждое кольцо имеет соответствующую ширину в радиальном направлении, и ширина в радиальном направлении внутреннего кольца меньше ширины в радиальном направлении периферийного кольца.

11. Рафинер по п.10, отличающийся тем, что ширина в радиальном направлении внутреннего кольца меньше примерно 35% длины упомянутого общего радиуса.

12. Рафинер по п.10, отличающийся тем, что ширина в радиальном направлении области подачи внутреннего кольца больше ширины в радиальном направлении рабочей области внутреннего кольца, и ширина в радиальном направлении области подачи периферийного кольца меньше ширины в радиальном направлении рабочей области периферийного кольца.

13. Рафинер по п.10, отличающийся тем, что рисунок ножей и канавок в рабочей области периферийного кольца содержит, по меньшей мере, две зоны, причем одна из упомянутых зон граничит с областью подачи периферийного кольца, а другая из упомянутых зон граничит с наружным краем упомянутого периферийного кольца, и рисунок ножей и канавок упомянутой одной зоны менее плотный, чем рисунок ножей и канавок упомянутой другой зоны.

14. Рафинер по п.13, отличающийся тем, что рисунок ножей и канавок по всей рабочей области внутреннего кольца имеет одинаковую плотность.

15. Рафинер по п.1, отличающийся тем, что канавки по всей рабочей области внутреннего кольца уже канавок области подачи периферийного кольца.

16. Рафинер по п.1, отличающийся тем, что вращающиеся друг относительно друга диски содержат диск ротора и противоположный диск статора, периферийное кольцо ротора содержит изогнутые ножи для подачи в области подачи, и область подачи периферийного кольца на статоре содержит по существу плоскую часть, образующую углубление для размещения изогнутых ножей для подачи.

17. Рафинер по п.1, отличающийся тем, что зазор рафинера включает в себя внутренний зазор для подачи между противолежащими внутренними областями подачи, внутренний рабочий зазор между противолежащими внутренними рабочими областями, периферийный зазор для подачи между противолежащими периферийными областями подачи и периферийный рабочий зазор между противолежащими периферийными рабочими областями, и внутренний рабочий зазор имеет минимальный размер непосредственно перед переходом к большему периферийному зазору для подачи.

18. Рафинер по п.17, отличающийся тем, что ширина в радиальном направлении области подачи внутреннего кольца больше ширины в радиальном направлении рабочей области внутреннего кольца, и ширина в радиальном направлении области подачи периферийного кольца меньше ширины в радиальном направлении рабочей области периферийного кольца.

19. Дисковой рафинер для обработки лигноцеллюлозного материала, имеющий пару противолежащих вращающихся относительно друг друга дисков, содержащих плиты рафинера, включающий в себя первую плиту, имеющую внутренний и наружный радиусы и рабочую лицевую сторону, содержащую рисунок возвышающейся и рельефной структуры, которая при рассмотрении ее в направлении, перпендикулярном оси ее вращения, имеет изменяющийся профиль в радиальном направлении, вторую плиту, имеющую внутренний и наружный радиусы и рабочую лицевую сторону, содержащую рисунок возвышающейся и рельефной структуры, которая при рассмотрении ее в направлении, перпендикулярном оси ее вращения, имеет изменяющийся профиль в радиальном направлении, причем упомянутая вторая плита противостоит в осевом направлении и отдалена от первой плиты, посредством чего образован зазор рафинера, проходящий в радиальном направлении, причем упомянутый зазор, если смотреть в направлении, перпендикулярном оси вращения, имеет переменный профиль от внутреннего к наружному радиусу плит, при этом внутренняя в радиальном направлении подающая часть сходится в радиальном направлении наружу к внутренней рабочей части, внутренняя рабочая часть проходит в радиальном направлении с минимальным зазором в диапазоне около 1,5-3,0 мм к переходной части, переходная часть имеет резкое увеличение зазора, составляющее более примерно 4,0 мм, в направлении к периферийной рабочей части, и периферийная рабочая часть сходится в радиальном направлении к периферийному минимальному зазору, находящемуся в диапазоне примерно 0,5-1,0 мм.

20. Дисковый рафинер по п.19, в котором лицевая сторона, по меньшей мере, одной из плит в зазоре в области внутренней подающей части содержит крупный рисунок ножей для подачи и канавок, лицевая сторона плит у зазора в области внутренней рабочей части содержит мелкий дефибрирующий рисунок ножей и канавок, лицевая сторона, по меньшей мере, одной из плит у переходной части зазора содержит крупный подающий рисунок ножей и канавок, и лицевая сторона плит у периферийной рабочей части зазора содержит мелкий фибриллирующий рисунок ножей и канавок.

21. Дисковый рафинер по п.20, в котором канавки дефибрирующего рисунка в области, где внутренний рабочий зазор является минимальным, уже канавок крупного подающего рисунка у переходной части зазора.

22. Дисковый рафинер для обработки лигноцеллюлозного материала, имеющий пару противолежащих вращающихся друг относительно друга дисков, содержащих соответствующие рафинирующие плиты, включающий в себя первую плиту, имеющую внутренний и наружный радиусы R_i и R₀ и рабочую лицевую сторону, содержащую рисунок из возвышающихся и рельефных структур, вторую плиту, имеющую внутренний и наружный радиусы R_{i и} R₀ и рабочую лицевую сторону, содержащую рисунок из возвышающихся и рельефных структур, в соответствии с чем выступающая в радиальном направлении область А для потока лигноцеллюлозного материала проходит от внутреннего радиуса R_i до наружного радиуса R₀ так, что

dA/dr<0 на отрезке от R_i до R_a,

dA/dr>0 на отрезке от R_a до R_b,

dA/dr<0 на отрезке от R_b до R₀,

где R_i<R_a<R_b<R₀.

23. Дисковый рафинер по п.22, в котором диаметр плит составляет, по меньшей мере, 36 дюймов, величина А частично определена проходящим в радиальном направлении зазором между противолежащими плитами, а dA/dr при радиусе непосредственно снаружи от R_a определяется сочетанием упомянутого зазора и перехода от относительно мелкого рисунка ножей и канавок на каждой из противолежащих плит на R_a к крупному рисунку ножей, канавок или углублений непосредственно снаружи R_a.

24. Пара противолежащих взаимодействующих рафинирующих элементов в виде плит, предназначенных для рафинера с плоскими дисками для размалывания и рафинирования лигноцеллюлозного материала в рафинирующем зазоре между двумя противолежащими вращающимися друг относительно друга рафинирующими дисками, в которой элементы в виде плит предназначены для их непосредственного расположения друг перед другом на противолежащих рафинирующих дисках, отличающаяся тем, что оба элемента в виде плит выполнены с внутренним кольцом, включающим в себя ножи и канавки, и периферийным кольцом, включающим в себя ножи и канавки, причем ножи и канавки на каждом из внутренних колец образуют внутреннюю область подачи, вслед за которой идет периферийная рабочая область, причем ножи и канавки на каждом периферийном кольце образуют внутреннюю область подачи, вслед за которой идет периферийная рабочая область, а зазор, образованный при установке одной плиты напротив другой, увеличивается между внутренней рабочей областью и периферийной областью подачи.

25. Пара рафинирующих элементов по п.24, отличающаяся тем, что канавки во внутренней рабочей области уже канавок периферийной области подачи.

26. Пара рафинирующих элементов по п.24, отличающаяся тем, что зазор увеличен около кольцевого пространства между внутренним и периферийным кольцами.

27. Пара противолежащих взаимодействующих рафинирующих элементов в виде плит, предназначенных для рафинера с плоскими дисками для размалывания и рафинирования лигноцеллюлозного материала в рафинирующем зазоре между двумя противолежащими вращающимися друг относительно друга рафинирующими дисками, в которой элементы в виде плит предназначены для их непосредственного расположения друг перед другом на противолежащих рафинирующих дисках и таким образом образуют проходящий в радиальном направлении путь для прохода потока материала, отличающаяся тем, что оба элемента в виде плит выполнены кольцом, включающим в себя ножи и канавки, и периферийным кольцом, включающим в себя ножи и канавки, причем ножи и канавки на каждом из внутренних колец образуют внутреннюю область подачи, вслед за которой идет периферийная рабочая область, а ножи и канавки на каждом периферийном кольце образуют внутреннюю область подачи, вслед за которой идет периферийная рабочая область, и площадь потока пути радиального потока, образованного в результате установки плит одна напротив другой, увеличивается между внутренней рабочей областью и периферийной областью подачи.

28. Пара рафинирующих элементов по п.27, отличающаяся тем, что канавки внутренней рабочей области уже канавок периферийной области подачи.

29. Пара рафинирующих элементов по п.27, отличающаяся тем, что зазор увеличен у кольцевого пространства между внутренним и периферийным кольцами.

30. Комбинированная плита, прикрепляемая к плоскому диску рафинера с вращающимися дисками, содержащая внутреннее кольцо, снабженное внутренней областью подачи, образованной первым крупным рисунком ножей и канавок, и периферийной рабочей областью, образованной первым мелким рисунком ножей и канавок, периферийное кольцо, снабженное внутренней областью, образованной вторым крупным рисунком ножей и канавок, и периферийной рабочей областью, образованной вторым мелким рисунком ножей и канавок, причем канавки второго крупного рисунка ножей и канавок уже канавок первого крупного рисунка ножей и канавок, а канавки второго мелкого рисунка ножей и канавок уже канавок первого мелкого рисунка ножей и канавок.

31. Комбинированная плита по п.30, содержащая кольцевое пространство между внутренним и периферийным кольцами.

32. Комбинированная плита по п.31, в которой некоторые, но не все, ножи области подачи периферийного кольца проходят в упомянутое кольцевое пространство.

33. Комбинированная плита по п.30, в которой внутреннее и периферийное кольца являются отдельными компонентами.

34. Комбинированная плита по п.33, в которой внутреннее и периферийное кольца прикреплены к общему диску.

35. Комбинированная плита по п.30, в которой внутреннее и периферийное кольца выполнены за одно целое на общем основании.

36. Комбинированная плита по п.30, имеющая общий радиус, проходящий к наружному краю периферийного кольца, каждое кольцо имеет соответствующую ширину в радиальном направлении, и ширина в радиальном направлении внутреннего кольца меньше ширины в радиальном направлении периферийного кольца.

37. Комбинированная плита по п.36, в которой ширина в радиальном направлении внутреннего кольца меньше приблизительно 35% длины упомянутого общего радиуса.

38. Комбинированная плита по п.36, в которой ширина в радиальном направлении области подачи внутреннего кольца больше ширины в радиальном направлении рабочей области внутреннего кольца, и ширина в радиальном направлении области подачи периферийного кольца меньше ширины в радиальном направлении рабочей области периферийного кольца.

39. Комбинированная плита по п.38, в которой рисунок ножей и канавок рабочей области периферийного кольца содержит, по меньшей мере, две зоны, причем одна из упомянутых зон граничит с областью подачи периферийного кольца, а другая из упомянутых зон граничит с наружным краем упомянутого периферийного кольца, и рисунок ножей и канавок упомянутой одной зоны менее плотный, чем рисунок ножей и канавок упомянутой другой зоны.

40. Комбинированная плита по п.39, в которой рисунок ножей и канавок по всей рабочей области внутреннего кольца имеет равномерную плотность.

41. Комбинированная плита по п.36, в которой рисунок ножей и канавок рабочей области периферийного кольца содержит, по меньшей мере, две зоны, причем одна из упомянутых зон граничит с областью подачи периферийного кольца, а другая из упомянутых зон граничит с наружным краем упомянутого периферийного кольца, и рисунок ножей и канавок упомянутой одной зоны менее плотный, чем рисунок ножей и канавок упомянутой другой зоны.

42. Комбинированная плита по п.30, в которой крупный рисунок ножей и канавок внутренней области подачи периферийного кольца содержит множество изогнутых ножей.

43. Комбинированная плита по п.42, в которой ножи области подачи и рабочей области периферийного кольца имеют соответствующие высоты, а изогнутые ножи области подачи имеют высоту, большую высоты ножей рабочей области.

44. Комбинированная плита по п.30, в которой область подачи периферийного кольца имеет более крупный рисунок, чем рабочая область внутреннего кольца.

45. Способ термомеханического рафинирования древесной щепы при повышенных температуре и давлении, при котором выдерживают щепу в среде пара для ее размягчения, вымачивают и частично разволокняют размягченную щепу в сжимающем устройстве, подают измельченную и частично дефибрированную щепу при повышенном давлении в первичный рафинер с вращающимися дисками, в котором каждый из противолежащих дисков имеет рисунок ножей и канавок внутреннего кольца и рисунок ножей и канавок периферийного кольца, каждое кольцо содержит внутреннюю область подачи и периферийную рабочую область, по существу завершают разволокнение щепы в рабочей области внутреннего кольца, фибриллируют волокна в рабочей области периферийного кольца, при котором генерируется пар, поддерживают повышенное давление при упомянутой подаче путем направления части упомянутого генерированного пара вокруг рабочей области внутреннего кольца.

46. Способ по п.45, при котором кольца образуют в плитах, прикрепляемых к дискам, а при направлении части пара пропускают пар по каналу, выполненному в плите, в месте, находящемся по радиусу внутри периферийной рабочей области периферийного кольца.