纤维精磨机中的精磨机区段的制作方法

本发明总地涉及纤维材料在纤维精磨机中的精磨，且更具体地涉及在精磨过程期间的进料变化。

背景技术：

用于将诸如木屑之类的纤维材料精磨成纸浆的精磨机通常包括一个或多个精磨机元件，这些精磨机元件相对地定位并且相对于彼此旋转。精磨机元件的一个或两个可以是可旋转的。固定、即静止精磨机元件称为定子，而旋转或可旋转精磨机构件称为转子。在盘式精磨机中，精磨机元件是盘形的，而在锥形精磨机中，精磨机元件是锥形的。除了盘式精磨机和锥形精磨机以外，还存在所谓的盘锥形精磨机，其中，待脱纤维的材料首先由盘形精磨机元件精磨，且然后进一步在圆锥形精磨机元件之间精磨。此外，还存在圆筒形精磨机，其中，精磨机的定子和转子均是圆筒形的精磨机元件。

精磨机元件定位成使得精磨空间/间隙形成在精磨机区段的内表面、即彼此相对的表面之间。在代表最常见的精磨机类型的盘式精磨机中，待精磨的材料通常通过精磨机盘之一(通常是定子)中部中的开口馈给至盘之间的中心空间。该材料然后由离心力驱使朝向盘的周缘，以出现在精磨空间/间隙中，在该精磨空间/间隙处，执行纤维材料的精磨/研磨。经精磨的材料从精磨机盘的精磨表面的外周界从精磨空间/间隙排出，从而在纸浆制造过程中向前馈送。

精磨机元件的内部(精磨)表面通常设有一个或多个精磨机区段，这些精磨机区段形成有不同尺寸和定向的条杆和中间沟槽的型式，用以改进纤维上的研磨动作。精磨机区段通常相邻地定位，以使得每个精磨机区段均形成连续精磨表面的一部分。条杆和沟槽的型式可分成位于彼此外侧的不同区域，例如，径向内部入口区域和径向外部精磨区域，在该径向内部入口区域中，纤维材料馈送到精磨机中，而在该径向外部精磨区域中，发生材料的精磨。在该入口区域中，通常存在较少的条杆和沟槽，且型式相较在精磨区域中更为粗糙。通常，精磨机区段的条杆和沟槽相对于精磨机元件的旋转中心基本上径向地延伸。

当纤维材料在精磨机元件之间的精磨空间/间隙中精磨时，材料中的一些湿气转变为蒸汽。蒸汽流动通常是极不规则的，但一些蒸汽会连同材料一起朝向精磨机元件的周缘流动，而其中一些蒸汽也会朝向精磨机元件的中心流动“返回”。蒸汽流动会尤其是取决于如何设计精磨机区段。回流蒸汽会主要在形成于精磨机区段的条杆之间的沟槽中朝向精磨机元件的中心流动。

通常，限流件或挡板插入在精磨机区段中的沟槽内，以防止未经处理的材料通过精磨间隙离开。挡板将材料引导至相对的精磨机条杆之间的空间，且由此能促进材料的精磨。然而，在精磨过程期间，挡板对精磨间隙中产生的蒸汽构成障碍。蒸汽还由挡板向上驱使离开沟槽，并且干扰通过精磨间隙的材料流动。这进而在精磨表面上引起堵塞，该堵塞会影响精磨间隙的稳定性，从而导致材料不均匀地流动通过间隙。精磨间隙内进料的变化导致精磨机的生产能力的降低、经精磨的材料的质量的不均匀性以及精磨所消耗的能量增大。因此，需要改进精磨机区段的设计，以克服上述缺点。

技术实现要素：

目的是提供一种精磨机盘，该精磨机盘在精磨过程期间减小进料变化。

通过所提出技术的实施例来满足该目的和其它目的。

根据第一方面，提供一种精磨机区段，该精磨机区段用于旨在精磨纤维材料的精磨机，该精磨机区段具有精磨表面并且能设置成形成精磨机中精磨机元件的精磨表面的一部分。精磨机区段具有径向内边缘和径向外边缘，并且设有一定型式的条杆和中间沟槽以及挡板，这些条杆和中间沟槽相对于精磨机区段的内边缘沿基本上径向方向沿着精磨机区段延伸，而这些挡板在这些条杆之间延伸并且在沟槽的表面上方突出。这些条杆设有蒸汽通道，这些蒸汽通道设置成通过这些条杆，其中，每个通道邻近于条杆和挡板之间的交叉部定位，相对于精磨机区段的内边缘径向地位于相应挡板的外部，并且相对于与精磨机区段的预期行进方向相对应的第一周向方向处于相应挡板的尾端部处，其中，蒸汽通道构造成允许蒸汽朝向精磨机区段的内边缘流动，以沿具有与第一周向方向相反的分量的方向通过蒸汽通道。

根据第二方面，提供一种用于精磨纤维材料的精磨机，该精磨机包括至少一个根据上文所述的精磨机区段。

通过在挡板附近在条杆中引入通道，由此产生用于供蒸汽朝向精磨机的中心的通道流动，而无需驱使蒸汽进入精磨间隙，从而能实现至少以下优点：

-减小精磨间隙中的进料冲突，这进而导致更少的进料干扰、更少的振动、更少的微脉冲等等。

-防止紧跟在挡板之后的区域变为具有较低蒸汽压力和较小材料运动的“死区域”，这意味着能避免沥青式堆积。

当阅读详细描述时，会理解到其它优点。

附图说明

通过结合附图参照以下描述，可最佳地理解本发明以及本发明的又一些目的和优点，附图中：

图1是根据现有技术的包括同轴设置的定子/转子盘对的典型精磨机的示意图。

图2是根据现有技术的包括多个精磨机区段的精磨表面的示意图。

图3a是根据现有技术的精磨机区段的一部分的示意图。

图3b是图3a所示精磨机区段的剖视图。

图4a是根据本公开一实施例的精磨机区段的一部分的示意图。

图4b是图4a所示精磨机区段的剖视图。

图5是根据本公开一实施例的精磨机区段的一部分的示意图。

图6a-b是根据本公开各实施例的精磨机区段的一部分的示意图。

图7a-b是根据本公开各实施例的精磨机区段的一部分的示意图。

图8是根据本公开一实施例的精磨机区段的一部分中的蒸汽流动的示意图。

具体实施方式

在整个附图中，相同的附图标记用于类似或对应的元件。

为了进一步说明现有技术，在图1中示意地说明根据现有技术的典型精磨机1，该精磨机包括呈同轴设置的定子/转子盘对2、3形式的精磨机元件。如图2中所示，精磨机元件/盘2、3中的至少一个设有精磨表面，该精磨表面包括多个精磨机区段4。每个精磨机区段4均具有径向内边缘41和径向外/周界边缘42，当精磨机区段4设置在精磨机元件2、3上时，该径向内边缘面向精磨机元件的中心，而该径向外/周界边缘面向精磨机元件的周界。定子/转子盘对2、3可例如包括一个定子2和一个转子3，或两个转子。在转子/转子结构的情形中，两个转子构造成具有相反的旋转方向。虽然在当前公开中主要着重于盘式精磨机，但本公开同样能等同地在其它精磨机几何形状中实施。

如同背景技术段落中描述的那样，在本领域中持续地需要进一步减小在精磨过程期间的进料变化。图3a是根据现有技术的能设置在精磨机元件上的精磨机区段4的一部分的示意图，其中，精磨机区段4设有条杆10和中间沟槽11以及挡板12，这些条杆和中间沟槽沿基本上径向方向延伸，而这些挡板在条杆10之间延伸并且在沟槽11的表面之上突出。附图示出，当精磨机区段4沿与精磨机区段4的预期行进方向相对应的第一周向方向20行进时精磨机区段4上的蒸汽流动8和纤维材料7的流动，当精磨机区段4设置在精磨机元件上时，该预期行进方向与精磨机元件的预期旋转方向相对应。图3a说明这样的示例，其中，精磨机区段4的第一周向方向20与精磨机元件的逆时针旋转方向相对应。材料7沿朝向精磨机区段4的周界的方向流动。在传统的精磨机区段设计中，条杆10和挡板12通常形成例如由虚线框b所说明的封闭“框”或“笼”，该封闭框或笼捕获蒸汽8并且驱使该蒸汽向上离开沟槽并且进入到精磨间隙中。至少以下问题与此种设计相关联：

-试图向后(或向前)行进的蒸汽8被“捕获在笼中”，并且受驱使寻找该蒸汽进入精磨间隙中的路径。这在精磨间隙中导致蒸汽8和纤维材料7之间出现进料冲突，而进料冲突会导致进料干扰、振动、微脉冲等等。

-紧跟在挡板12之后的区域变为具有较低蒸汽压力和小得多的材料7运动的“死区域”，该死区域导致材料在该区域中发生沥青式堆积(pitchbuild-up)9。一旦此种沥青式堆积开始，该沥青式堆积就会加剧。

图3b是精磨机区段4沿着图3a的线a-a剖取的剖视图，以从不同视角说明材料7在挡板12后面区域中的沥青式堆积9。

本实施例通过在挡板附近打开条杆中的通道来从笼中释放蒸汽以解决上述问题，而无需驱使蒸汽进入精磨间隙。图4a是根据本公开一实施例的能设置在精磨机元件上的精磨机区段4的一部分的示意图，其中，精磨机区段4设有条杆10和中间沟槽11以及挡板12，这些条杆和中间沟槽沿基本上径向方向延伸，而这些挡板在条杆10之间延伸并且在沟槽11的表面之上突出。在该实施例中，蒸汽通道13设置成通过条杆10，以提供用于回流蒸汽8的通道。附图示出，当精磨机区段4沿与精磨机区段4的预期行进方向相对应的第一周向方向20行进时精磨机区段4上的蒸汽流动8和纤维材料7的流动，当精磨机区段4设置在精磨机元件上时，该预期行进方向与精磨机元件的预期旋转方向相对应。图4a说明这样的示例，其中，精磨机区段4的第一周向方向20与精磨机元件的逆时针旋转方向相对应。这里，与图3b中类似的是，材料7朝向精磨机区段4的周界流动，但朝向精磨机区段4的内边缘行进的回流蒸汽8沿着挡板12流动，并且沿一方向通过条杆10中的通道13进入到相邻沟槽11中，且然后通过下个通道13并进而朝向精磨机区段的内边缘，该方向具有与第一周向方向20相反指向的分量。至少以下优点与此种设计相关联：

-蒸汽从框或笼中释放，而不会驱使蒸汽逸出到精磨间隙中。这减少精磨间隙中进料冲突，由此进而导致更少的进料干扰、更少的振动、更少的微脉冲等等。

-通道的位置在紧跟在挡板之后的区域中产生蒸汽流动和运动，以防止该区域变为具有较低蒸汽压力和较小材料运动的“死区域”，这意味着能避免沥青式堆积。

这会在不干扰木材/纤维材料的流动的情形下实现。

图4b是精磨机区段4沿着图4a的剖线a-a剖取的剖视图，以说明挡板12后面的区域中的蒸汽流动8如何防止材料7在挡板12后面区域中的沥青式堆积。来自流动蒸汽8的压力有助于将材料7从该区域中“冲走”。

在图4a中说明的实施例中，每个通道13均设置成邻近于挡板12和条杆10之间的交叉部通过条杆10，相对于精磨机区段4的内边缘设置在相应挡板12周围，即径向地设置在挡板12外部。通道13相对于与精磨机区段4的预期行进方向相对应的第一周向方向20设置在挡板12的尾端部处，其中，精磨机区段4的预期行进方向与精磨机元件的预期旋转方向相对应，以将回流蒸汽8通过通道13引导到相邻的沟槽11中。此外，挡板12在该实施例中倾斜，以使得挡板12的尾端部设置成比挡板12的前引端部更靠近于精磨机区段4的内边缘，从而使得这些挡板向内倾斜地“指向”精磨机区段4，以将回流蒸汽8沿着挡板12的周界边缘/壁朝向通道13引导。通道13也应倾斜，以使得这些通道在该实施例中向内倾斜地指向精磨机区段4，即通道13的尾端部设置成比通道13的前引端部更靠近于精磨机区段4的内边缘。

图5是根据本公开一实施例的精磨机区段4的一部分的示意图，以示出通道13的不同位置。在根据本公开的用于精磨纤维材料的精磨机区段的特定实施例中，挡板12的周界壁/边缘和通道13的入口开口之间的距离l不超过10mm。如果距离l过大，则如同通过实验和模拟所示出的那样，蒸汽会难以找到通过通道并且进入相邻沟槽的途径。在图5中右下侧处示出的两个通道并不满足此种条件。

类似地，图6a-b是根据本公开各实施例的精磨机区段的一部分的示意图，以示出通道13的不同形状。用于蒸汽的出口开口(o)位于通道(13)的尾端部处，而用于蒸汽的入口开口(i)位于通道(13)的前引端部处。在用于精磨纤维材料的精磨机区段的特定实施例中，如图6b中所示，通道13的入口开口i小于出口开口o。如图6a中所示，如果出口开口o小于入口开口i，则存在这样的风险，即通过通道13的蒸汽流动会被通道13的缩窄所限制。

图7a-b是根据本公开各实施例的精磨机区段的一部分的示意图，以示出通道13的不同深度。在用于精磨纤维材料的精磨机区段的特定实施例中，通道13的深度d大于沟槽的深度d的一半，即d>d/2，其中，深度d、d分别从条杆10的顶部表面至通道13和沟槽11的底部表面测得。图7a中示出的两个最左侧通道并不满足此种条件。

图8是根据本公开一实施例的精磨机区段4的一部分中蒸汽流动的示意图，该精磨机区段包括至少一个精磨区域6。如图8中所示，通道13在该实施例中设置在精磨机区段4的精磨区域6的整个表面之上，由此产生/形成通过整个精磨区域6的自由通道，以供蒸汽8通过通道和沟槽朝向精磨机区段的内边缘和精磨机元件/盘的中心流动。这会允许蒸汽能在与木材/纤维材料的流动发生最小冲突的情形下从精磨区域6中排出。在特定的实施例中，通道13设置成邻近于精磨机区段4上的所有挡板12。

本公开的所有实施例能装配于本领域众所周知的精磨机结构，例如具有定子-转子结构的精磨机以及具有两个转子而非转子-定子结构、即具有能独立地旋转的两个转子的精磨机。虽然在本公开中主要着重于盘式精磨机，但本公开同样能等同地在其它精磨机几何形状中实施。

上文描述的实施例仅仅作为示例给出，且应理解的是，所提出的技术并不局限于此。本领域技术人员应能理解，可在不偏离由所附权利要求所限定的本范围的情形下，对诸实施例作出各种修改、组合和改变。具体地说，不同实施例中的不同部件方案能以其它构造组合，只要技术上可行即可。