TW201249538A - Abrasive apparatus and blade plate thereof - Google Patents

Description

201249538 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明是有關於一種磨料裝置，且特別是有關於一種可 對草本植物的纖維進行解纖及帚化的磨料裝置及其刀盤 組。 【先前技術】 [0002] 生態材料是自然界中無虞匱乏，容易取得的資源，在其 使用生命週期中，可以降低對資源的依賴、減少資源消 耗、無需開發新種資源的使用，加上能源消耗減少，因 〇 此逐漸受到重視。從植物中取得生態材料加以利用，並 將其轉化成新型態的工業產品，已成為重要趨勢，生態 纖維為其中相當重要的專案之一。 [0003] 天然植物纖維過去一直被使用於造紙、紡織及營造、建 築等相關工業上，國内目前所使用的纖維主要以木纖維 為主，但如今因原木砍伐以及全球溫室效應氣體減量壓 力與時倶增，若將這些植物纖維的需求，轉以國内豐富 Q 的植物（竹、稻、麥…）纖維來取代，將可創造更高的效 益。 [0004] 基於對生態纖維的需求，必須開發一種高效率且製程對 環境友善的解纖技術。傳統解纖方式包括化學解纖或蒸 氣爆破（steam explosion)等方式，利用驗液等化學藥 劑將纖維解開，於分解過程中會產生大量污染物，不利 於生態環保，且纖維多為化學藥劑腐蝕破壞，纖維取得 率低，大約只有40〜50%，此外，以化學藥劑解開的纖維 若應用於食器製造時，則必須將纖維徹底清潔去除化學 10110966#單編號 A〇101 第3頁/共20頁 1012016529-0 201249538 藥劑=免存在毒性，因此導致處理成本提高；至於利用 蒸氣瞬間降壓升壓反復操作原理，將纖維爆破解開其 過程耗時且耗能，且纖維成品均勻性差。 【發明内容】 [0005] 有鑑於此’本發明提供一種磨料裝置’以在不使用化學 藥劑的情況下完成植物纖維的解纖° [0006] 本發明還提供一種刀盤，以提高植物纖維的解纖率。 [0007] 本發明提出一種磨料裝置，包括殼體、刀盤組以及驅動 元件，其中殼體具有進料口與出料口，而刀盤組即是配 〇 置於殼體内，並包括兩個間隔一間距的刀盤，此間距在 兩刀盤之間構成連通於進料口與出料口之間的磨料空間 。各刀盤分別包括多個同心的環狀結構，各環狀結構具 有多個磨搓區，且相鄰的磨搓區之間及有至少一個坡道 ，其系沿其所對應的刀盤的法線方向延伸’並朝其所對 應的刀盤的外緣逐漸升高。驅‘元件是連接到其中一個 刀盤，以驅動此刀盤相對另一刀盤轉動。 〇 [0008] 本發明還提出一種刀盤，包括多個同心的環狀結構，其 中各環狀結構具有多個磨槎區’且相鄰的磨搓區之間設 有至少一個坡道，其系沿刀盤的法線方向延伸，並朝刀 盤的外緣的方向逐漸升高。 [0009] 在本發明的一實施例中，上述的磨料裝置還可以包括導 料螺桿，且上述兩個刀盤其中之一具有導料孔，大致上 位於刀盤的中心點，而導料螺桿即是穿設于導料孔内。 [0010] 在本發明的一實施例中，上述鄰近刀盤的外緣的第一環 10110966#單編號 A0101 第 4 頁 / 兴 20 頁 1012016529-0 201249538 狀區域内的坡道寬度小於相對遠離刀盤的外緣的第一環 狀區域内的坡道寬度。 [0011] 在本發明的一實施例中，上述相鄰的磨搓區之間可以設 有多個坡道，且這些坡道係沿刀盤的法線方向排列。 [0012] 在本發明的一實施例中，上述各磨搓區具有朝向刀盤的 相對轉動方向的前端，且此前端具有導角。 [0013] 本發明的磨料裝置的刀盤系具有環繞成多圈的坡道，可 使待磨材料沿著坡道移動至相對的磨搓區之間，以藉由 兩刀盤之間的交錯作用力來磨搓待磨材料。由此可知， 本發明的磨料裝置適於應用在造紙工業，如此將可藉由 兩77盤之間的機械作用力有效地對草本植物的纖維進行 解纖或帚化，因而無須使用化學藥劑，符合現代的環保 概念。 [0014] 〇 上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚 瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的内容予以實 施’並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點 能夠更明顯易僅，以下特舉較佳實施例，並配合附圖， 詳細說明如下。 【實施方式】 [0015]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技 術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本 發明提出的磨料裝置及其刀盤其具體實施方式、結構、 特徵及其功效，詳細說明如後。 [0016]第1圖為本發明的一實施例中磨料裝置的剖面示意圖，第 10110966^^'^^ A〇101 第5頁/共20頁 1012016529-0 201249538 2圖為本發明的一實施例中刀盤的示意圖。請參照第1圖 及第2圖’磨料裝置100包括殼體11〇、刀盤組12〇以及驅 動元件130。殼體110具有進料口 112與出料口 114，而刀 盤組120即是配置於殼體110内，並包括兩個刀盤122。 這兩個刀盤122是相隔一間距配置，因而在兩刀盤122之 間構成連通於進料口 112與出料口 114之間的磨料空間 128 ° [0017] 承上述，各刀盤122分別包括多個同心的環狀結構125， 各％狀結構125具有多個磨握區121，且相鄰的磨握區 121之間設有至少一個坡道12 7，其係沿固定刀盤12 2的 法線方向R延伸，並朝刀盤122的外緣逐漸升高。在本實 施例中，各環狀結構125的兩相鄰的磨搓區121之間，例 如是設有兩個坡道127，沿刀盤122的法線方向R排列。 [0018] 需要注意的是’在其他實施例中，同一環狀結構1 2 5的兩 相鄰的磨搓區121之間也可以設有兩個以上的坡道127， 本發明並不在此限定兩相鄰的磨搓區121之間所設坡道 127的數量。 [0019] 特別的是，磨搓區121還可以具有導角121a，位於磨搓區 121的前端。在此’係以刀盤122的相對轉動方向為准來 定義前、後。也就是說，導角121a在刀盤的相對轉動方 向上是位於前方。 [0020] 而且，在本實施例中，不同圈的環狀結構125的磨搓區 1 21可以以不同的間隔相隔。也就是說不同圈的環狀結構 125的坡道127可以具有不同的寬度。在本實施例中，愈 10110966#單編號 A0101 第6頁/共20頁 10120 201249538 接近刀盤122的外緣的坡道127其寬度愈小。 [0021] [0022] Ο

[0023] G

[0024] 本實施例的兩個刀盤122僅有一個在磨料裝置100運作時 會相對殼體110轉動’另一個則是相對殼體110固定，但 本發明並不限定於此。在其他實施例中，兩刀盤122也可 以均相對殼體110轉動，並具有不同的轉速’以使兩刀盤 122之間具有相對運動。 以本實施例來說，可相對殼體110轉動的刀盤122即是連 接至驅動元件130的轉動軸132，以藉由驅動元件130帶 動其轉動。具體來說，驅動元件130例如是馬達。另一方 面，相對殼體110而固定的刀盤122則可以具有導料孔 123，其大致位於刀盤122的中心點，並連通至進料口 112。而且，本實施例是利用導料螺桿140將從進料口 112投入的待磨材料運送至兩刀盤122之間的磨料空間 128内。詳細來說’導料螺桿14〇係穿設於刀盤122的導 料孔123内，並位於殼體no的進料口 112下方。 本發明的磨料裝置適用于利用植物纖維製造紙漿的製程 中，為使熟習此技藝者更加瞭解本發明，下文將舉實施 例說明本發明的磨料裝置的應用。 第3圖為#桿在兩刀盤之間的移動路徑示意圖。請參照第 1圖至第3圖，在取得稻稈或麥桿等草本植物的转捍，並 利用散浆機（圖未示）將結稈的表皮震落之後，將這些 心稈從進料d 112投人’並同時將水自進料口 注入， 此時k些棺桿會掉在導料螺桿⑷的螺紋間的空隙， 因而跟者水流藉由轉動中的導料螺桿14〇自導料孔m被 議祕^單編號A0101 第7頁/共20頁 1012016529-0 201249538 輸送至兩刀盤122之間的磨料空間128内，並隨著因刀盤 122轉動產生的離心力所造成的水流而循徑向向外移動至 坡道丨27上。在本實施例中，第3圖所示的刀盤122例如是 順時針旋轉，因此转稈200相對刀盤122的移動方向則是 沿徑向向外同時偏向左方。 [0025] 第4A圖至第4D_示為磨搓區對#稈施予作用力的示意 圖4參照第3圖及第4A圖，稍稈2〇〇會隨著水流順著坡 道127向上移動，此時由於兩刀盤122仍持續相對轉動， 使得兩刀盤的磨搓區121分別依第4A_箭頭所標示的丨 〇 向移動，因而可藉由磨搓區121前端的導角⑵靖練 2〇〇施予作用力，使秸稈200被擠壓朝向磨搓區ΐ2ι的表 面移動。 [0026] [0027] *如第圖所示，隨著刀盤122的轉動，秸稈200會 移動至彼此相對的磨搓區121前端的導角121a之間。 ^如第4C圖所示，隨著刀盤122繼續轉動，秸稈2〇〇 被導角121a導入彼此相對的磨搓區121之間。此時，由於 相對的磨搓區121之_間距小於转稈⑽原本的直徑， 所以秸稈2〇〇會受到磨搓力。

Q

[0028] 接著，如第3圖及第侧所示，當兩刀盤122的磨握區 121相對遠離時，秸稈200脫離磨搓區進入至下一坡道 m上’朗環境_間真空效應而發生纖維爆裂的現象 ，因此可對纖維產生所謂的解纖或帚化作用。 [0029] 10110966^單編號 A0101 =說，若原投入磨料裝置内的單根转稈為多根細 、、、且摘—束喊維，壯料料“將稽样解 第8頁/共20頁 1012016529-0 201249538 多根細纖維，也就是所謂的解纖。此外，若原投入磨料 裝置内的秸稈已經過解纖處理而為單根細纖維，則上述 過程可使秸稈表皮更為細小的纖絲翹起，也就是所謂的 帚化，以利於提高紙漿中纖維間的交織力，進而增強後 續所製成的紙張的強度及韌性。 [0030] 以解纖過程為例，本發明的磨料裝置100還可以藉由不同 寬度的坡道127來提高每一次磨料時的解纖率。詳細來說 ，請參照第3圖，初始的秸稈200會沿著最内圈的坡道127 的底面浮升至兩刀盤122的磨搓區121之間，並解纖為較 細的纖維。之後，這些纖維會再沿著下一圈的坡道127的 底面浮升至兩刀盤122的磨搓面121之間，並再解纖為更 細的纖維。如此依序沿各圈坡道127的底面浮升至兩刀盤 122的磨搓面121之間以進行解纖之後，秸稈的解纖率可 高達約95%。最後，從第1圖的出料口 114流出的即為漿料 [0031] 綜上所述，本發明的磨料裝置的刀盤組系具有環繞成多 圈的環狀結構，其包括可有效地使待磨材料浮升至兩刀 盤間的磨搓區的坡道，以藉由兩刀盤之間的交錯作用力 來磨搓待磨材料。由此可知，本發明的磨料裝置可用於 造紙工業，以藉由兩刀盤之間的機械作用力有效地對草 本植物的纖維進行解纖，因而無須使用化學藥劑，符合 現代的環保概念。 [0032] 而且，本發明的磨料裝置還可以用來對已完成解纖的細 纖維進行帚化，以提高利用這些纖維所製成的紙張的強 度與韌性。 10110·#單編號應01 第9頁/共20頁 1012016529-0 201249538 [0033] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發 明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭 露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技 術人員，在不脫離本發明技術方案範圍内，當可利用上述 揭示的技術内容作出些許更動或修飾為等同變化的等效 實施例，但凡是未脫離本發明技術方案内容，依據本發明 的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變 化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍内。

【圖式簡單說明】 [0034] 第1圖為本發明的一實施例中磨料裝置的刳面示意圖； [0035] 第2圖為本發明的一實施例中刀盤的示意圖； [0036] 第3圖為秸桿於磨料裝置中移動路徑示意圖；以及 [0037] 第4A圖至第4D圖為坡道對施予秸稈作用力的示意圖。 【主要元件符號說明】 [0038] 100 磨料裝置 [0039] 110 殼體 [0040] 112 進料口 [0041] 114 出料口 [0042] 120 刀盤組 [0043] 121 磨搓區 [0044] 121a 導角 [0045] 122 刀盤 10110966#單編號應01

1012016529-0 第10頁/共20頁 201249538 [0046] 123 導料孔 [0047] 125 環狀結構 [0048] 127 坡道 [0049] 128 磨料空間 [0050] 130 驅動元件 [0051] 132 轉動軸 [0052] 140 導料螺桿 [0053] 142 螺紋 [0054] 200 秸稈 [0055] R ; 法線方向 Ο 觀刪^單編號Α0101 第11頁/共20頁 1012016529-0

Claims (1)

1. 201249538 七、申請專利範圍： 1 . 一種磨料裝置，包含： 一殼體，具有一進料口與一出料口； 一刀盤組，包括二刀盤，配置於該殼體内，並相距一 間距而構成一磨料空間，該磨料空間連通於該進料口與該 出料口之間，各該刀盤分別包括多個同心的環狀結構，各 該環狀結構具有多個磨搓區，相鄰的該等磨搓區之間設有 至少一坡道，各該坡道沿其所對應之該刀盤之法線方向延 伸，並朝其所對應之該刀盤之外緣方向逐漸升高；以及 一驅動元件，連接至該等刀盤其中之一，適於驅動其 所連接之該刀盤相對另一刀盤轉動。 2. 如請求項1所述之磨料裝置，更包括一導料螺桿，且未與 該驅動元件相連之該刀盤具有一導料孔，大致位於該刀盤 中心點，而該導料螺桿係穿設於該導料孔内。 3. 如請求項1所述之磨料裝置，其中鄰近該等刀盤之外緣之 該等坡道寬度小於相對遠離該等刀盤之外緣之該等坡道寬 度。 4 .如請求項1所述之磨料裝置，其中相鄰之該等磨搓區之間 設有多個坡道，且該等坡道沿該刀盤之法線方向排列。 5 .如請求項1所述之磨料裝置，其中各該磨搓區具有朝向該 等刀盤之相對轉動方向之一前端，且該前端具有一導角。 6 . —種刀盤，包含多個同心的環狀結構，各該環狀結構.具有 多個磨搓區，相鄰之該等磨搓區之間設有至少一坡道，各 該坡道沿該刀盤之法線方向延伸，並朝該刀盤之外緣方向 逐漸升高。 10110966产單編號A_ 第12頁/共20頁 1012016529-0 201249538 7 .如請求項6所述之刀盤，其中鄰近該刀盤外緣之該等坡道 之寬度小於相對遠離該刀盤外緣之該等坡道寬度。 8 .如請求項6所述之刀盤，其中相鄰之該等磨搓區之間設有 多個坡道，且該等坡道沿該刀盤之法線方向排列。 9 .如請求項6所述之刀盤，其中各該磨搓區具有朝向該等刀 盤之相對轉動方向之一前端，且該前端具有一導角。 0966#單編號鹿01 第13頁/共20頁 1012016529-0