精磨机磨片的制作方法

1.本发明涉及一种用在精磨机的精磨机盘中的精磨机磨片，该精磨机用于精磨木质纤维素材料。更具体地，本发明涉及包括刀齿和浆挡的精磨机磨片、包括这种精磨机磨片的精磨机的精磨机盘、以及包括精磨机盘的精磨机，该精磨机盘配备有包括刀齿和浆挡的精磨机磨片。


背景技术：

2.例如木质纤维素材料的常用的精磨机包括两个相对旋转的盘，在两个相对旋转的盘之间对材料进行精磨或离解(defibrated)。成对的相对旋转的盘可以特别地包括一个被称为转子的转动盘和一个被称为定子的静止盘。替代地，成对的相对旋转的盘可以包括两个在相反的方向上旋转的旋转盘。这些盘或它们中的至少一个通常设有被称为精磨机磨片的部件，其目的是获得对材料的更有效的精磨。特定类型的精磨机磨片设有成组的刀齿和浆挡。刀齿是基本上径向延伸和突出的结构，其布置在磨片的有效表面(active surface，工作表面)、即材料在其上流过的磨片表面上，并且主要用来实现木质纤维素材料的有效精磨。浆挡也是设在精磨机磨片的有效表面上的突出结构，但它们通常不设置在径向方向上。相反，这些浆挡设置在精磨机磨片上，使得特定的浆挡接触或连接两个相邻的刀齿。即，将浆挡设置成使其跨过连接两个邻近刀齿的方向。该方向可以大致正交于刀齿，但是也可以相对于刀齿成角度地设置。浆挡的特定目的是将在刀齿之间的区域中流动的材料在向上方向上抬升，朝向被限定为两个相对的精磨机盘之间的间隙的盘间隙，例如，转子和定子之间的盘间隙或者将两个相对旋转的盘分开的盘间隙。材料在盘之间的盘间隙中被精磨或离解。在每个刀齿都连接到一个或若干个浆挡的常见情况下，这种几何形状的自然结果是在邻近的刀齿之间产生许多部分封闭或界定的区域。这些区域在下面的详细描述中称为箱(box,腔)。精磨材料的主要部分将在这些区域中流动。与配备有刀齿和浆挡的精磨机磨片有关的特定问题是，作为从精磨机磨片的表面突出的结构，刀齿和浆挡由于它们与待精磨材料的磨蚀接触而被磨损。结果，精磨机磨片的效率将随着时间的流逝而降低，并且将需要更换精磨机磨片以实现例如浆的精磨材料的令人满意的质量。本发明旨在提供一种机构，该机构至少减轻一些与设置有刀齿和浆挡的精磨机磨片所经受的磨损相关的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是改善由精磨机磨片上的材料流动引起的精磨机的精磨机磨片的耐磨性。
4.本发明的另一个目的是提供精磨机磨片、包括精磨机磨片的精磨机盘、以及包括精磨机盘的精磨机，该精磨机具有改善的稳健性(robustness)，其能够抵抗由精磨机磨片上的材料流动引起的磨损。
5.通过根据独立权利要求的精磨机磨片、精磨机盘和精磨机来实现这些目的。
6.根据本发明的第一方面，提供了一种用在精磨机的精磨机盘中的精磨机磨片，该
精磨机用于精磨木质纤维素材料。所述精磨机磨片具有由精磨机磨片的内周缘、外周缘、第一侧边缘和第二侧边缘界定的有效表面，其中，所述有效表面包括：
[0007]-多个刀齿，其在有效表面上朝向精磨机磨片的外周缘延伸，由此形成多个凹槽，其中每个凹槽在两个邻近的刀齿之间；以及
[0008]-多个浆挡，其中每个所述浆挡在两个邻近的刀齿之间延伸，
[0009]
其中，凹槽中的至少一些包括一个或多个浆挡，该浆挡沿着凹槽延伸部而分开，且由此凹槽中的一些包括一个或多个箱，其中箱由两个邻近的刀齿和设置在同一凹槽中的两个邻近的浆挡界定，其中最末箱和最末浆挡分别被限定为用于凹槽的箱和浆挡，与设置在同一凹槽中的其它可能的箱和浆挡相比，该箱和浆挡定位成最靠近于精磨机磨片的外周缘，
[0010]
其中至少三个刀齿包括最末箱流体连接部，该最末箱流体连接部是穿过刀齿设置的流体连接部，用于将该刀齿一侧的最末箱与该刀齿另一侧的最末箱连接，以便可以经由最末箱流体连接部而平衡这两个最末箱之间的压力，其中所述最末箱流体连接部设置在刀齿中，与最靠近的最末浆挡的距离在0.0-15.0mm之间，该最靠近的最末浆挡从该刀齿延伸到另一个邻近的刀齿。
[0011]
根据本发明的第二方面，提供了一种精磨机盘，该精磨机盘包括根据第一方面的精磨机磨片。
[0012]
根据本发明的第三方面，提供了一种精磨机，该精磨机包括根据第二方面的精磨机盘。
[0013]
本发明提供了精磨机磨片以及相应的精磨机盘和精磨机，它们更好地承受了由浆挡和在精磨机磨片上流动的材料之间的磨蚀接触引起的磨损。这又将延长精磨机磨片的有效寿命。根据本发明，通过在至少三个刀齿处设置最末箱流体连接部，可以在两个或多个邻近的最末箱之间平衡压力，该两个或多个邻近的最末箱由包括有这种最末箱流体连接部的一个或多个刀齿分开。因此，可以避免在精磨机磨片的特定位置处产生更高的压力，从而导致不均匀磨损和可能的泄漏。此外，通过在凹槽的最末浆挡附近设置该最末箱流体连接部，可以避免凹槽的最末箱中的单独高压力，由此在多个最末箱之间平衡压力。因为最末箱的某处会提供压力峰值，这是精磨机盘对磨损最敏感的部分。因此，根据本发明，精磨机盘的磨损可以更均匀，这是合适的。此外，通过平衡多于一个最末箱之间的压力，这些最末箱中的每一个中的压力将小于先前的最高压力，这是合适的，并且这将减少精磨机磨片的磨损并延长精磨机磨片的寿命。由于最末箱中的单独压力至少在一些最末箱之间得到了平衡，单独的箱成为磨损/泄漏目标的可能性就会低得多。更进一步地，通过在刀齿中设置尽可能靠近(即，0-15mm之间的距离)最近的最末浆挡的最末箱流体连接部，该最近的最末浆挡从该刀齿延伸到另一个邻近的刀齿，与最末箱流体连接部相比，该刀齿每侧上的最末箱内压力峰值的位置更靠近外周缘的风险非常小。在大多数情况下，压力峰值的位置将设置在最末箱流体连接部与精磨机磨片的内周缘之间，这是合适的，因为压力平衡将更加有效。相反，如果压力峰值位于最末箱流体连接部与精磨机磨片的外周缘之间，则压力将不会被平衡或至少不会被有效地平衡。在这种情况下，压力峰值会阻止最末箱之间的流体平衡。因此，根据本发明的最末箱流体连接部的位置靠近于最近的最末浆挡(以下也称为压降线，pressure dropbelow)是有利的，并且提供了有效的压力平衡，并从而使精磨机磨片的磨
损更加均匀。
[0014]
在本发明的一些实施例中，精磨机磨片构造成定位在精磨机盘上，使其覆盖精磨机盘的表面的至少部分，并且使精磨机磨片的内周缘设置成相比外周缘更靠近于精磨机盘的中心c。
[0015]
在本发明的一些实施例中，所述精磨机磨片是具有中心开口的圆形的扇区。
[0016]
在本发明的一个实施例中，与设置在精磨机磨片中的总刀齿数的至少一半相对应的多个刀齿包括最末箱流体连接部。
[0017]
在本发明的一个实施例中，作为最末箱的部分的刀齿至少每隔一个包括最末箱流体连接部。
[0018]
在本发明的一个实施例中，至少三个邻近的刀齿各自包括最末箱流体连接部。
[0019]
在本发明的一个实施例中，所述最末箱流体连接部具有沿着设置在其中的刀齿的长度延伸部的0.1-5.0mm的宽度，并且该最末箱流体连接部具有与设置在其中的刀齿的上表面的距离为0.1-20.0mm的深度。
[0020]
在本发明的一个实施例中，设置在邻近的凹槽中的至少四个最末浆挡定位成使它们一起形成沿平滑曲线设置的连续浆挡。
[0021]
在阅读具体实施方式和从属权利要求书时，会理解到其它优点。
附图说明
[0022]
图1是精磨机的示意图，其中可以使用根据本发明的精磨机磨片。
[0023]
图2是精磨机盘布置的横截面的示意图，其中可以使用根据本发明的精磨机磨片。
[0024]
图3是从上方观察的已知精磨机磨片的示意图。
[0025]
图4是附连到诸如转子盘或定子盘的精磨机盘的已知精磨机磨片的示意图。
[0026]
图5是根据本发明的一个实施例的精磨机磨片的示意图。
[0027]
图6是根据本发明的另一个实施例的精磨机磨片的示意图。
具体实施方式
[0028]
在整个附图中，相同的附图标记用于类似或对应的元件。通常，除非明确给出和/或从使用上下文中暗示不同的含义，否则本文中使用的所有术语将根据其在相关技术领域中的普通含义来解释。在适当的情况下，本文公开的任何实施例的任何特征可以应用于任何其它实施例。
[0029]
为了更好地理解本发明，首先对一般的精磨机进行简要描述并对本发明旨在缓解的技术问题进行简短分析可能是有用的。
[0030]
为此，参考图1，其示意性地示出了可以利用本发明的精磨机。图1以剖视图示意性地示出了示例性浆料精磨机100。该布置容纳在壳体26中，该壳体表示精磨机设备与该设备的所有部件的外壳，这些(未示出的)部件对理解本发明来说不是必要的。未示出的部件的示例是用于驱动例如旋转轴的电动马达、用于木质纤维素材料的馈送机构等。在第二壳体31内部，转子精磨机盘30和定子精磨机盘30* 沿着轴线性地对齐。转子精磨机盘30附接到布置在轴承16上的旋转轴15。旋转轴15连接到未示出的马达，该马达使轴15旋转，并因此使转子精磨机盘30旋转。面对转子精磨机盘30的定子精磨机盘30*可以设有位于中心的通孔
32，该通孔在用于木质纤维素材料的馈送通道14与精磨区域19之间延伸。材料进入精磨区域 19中的馈送不一定需要经由图1和图2所示的位于中心的通孔提供，相反，可以经由以另一种方式分布的通孔而不是精确在中心的通孔。在某些实施例中，转子精磨机盘30可以设有中心板17，该中心板17的表面面向木质纤维素材料的进入流。中心板17的表面可以设有将木质纤维素材料向外引导的结构。转子精磨机盘30* 和/或定子精磨机盘30设有精磨机磨片，以使浆料能够转向和磨解。这些精磨机磨片可以设有刀齿和浆挡，这将在下面更详细地描述。在某些精磨机中，可能有两个转子精磨机盘而不是一个转子和一个定子精磨机盘，其中这两个转子精磨机盘以相反的方向旋转。本发明也可以应用在这样的精磨机中。
[0031]
在使用期间，诸如木片或制备的木材之类的木质纤维素材料，例如浆料，将借助诸如未示出的螺旋馈送器的馈送机构来通过馈送通道14馈送。该材料将穿过定子精磨机盘30*中的孔32并进入区域19。区域19基本上由转子30与定子精磨机盘30*之间的开放区域限定，并且该区域在操作期间可以很小。流入区域19中的木质纤维素材料将入射到转子精磨机盘30上的中心板17上。中心板17用作将木质纤维素材料朝向转子和/或定子精磨机盘上的精磨机磨片转出。
[0032]
为了提供可以使用本发明的转子-定子布置的更详细的描述，参考图2。图2 示出了容纳在例如如上所述的精磨机中的壳体31中的转子-定子布置的侧视剖视图。示出了转子精磨机盘30，其布置成围绕旋转轴和定子精磨机盘30*旋转。转子精磨机盘30在面对定子精磨机盘30*的表面上设有至少一个精磨机磨片1。定子精磨机盘30*在面对转子精磨机盘30的表面上设有至少一个精磨机磨片1。分别设置在转子精磨机盘30和定子精磨机盘30*上的这些精磨机磨片1可以有相同或不同地设计。根据本发明的精磨机磨片可以设置到转子30和定子精磨机盘30*中的一个或两个，或者在两个旋转盘的情况下设置到两个转子精磨机盘中的一个或两个。在精磨机的某些形式中，转子和定子精磨机盘可被称为磨片保持器，因为精磨机盘的用途之一是承载精磨机磨片1。同样在图2中示出的是用于经受精磨的木质纤维素材料的入口32。入口32布置在定子精磨机盘30*的中心区域中，然而，如上所述，入口32的中心位置不是必需的。在转子精磨机盘的中心区域中，与入口32 相对地布置有中心板17。已经在上面参考图1进行了描述的中心板17的用途是将从入口32流入(fall，掉落)的材料朝向转子精磨机盘30的外部段分配。即，中心板17用作将材料朝向布置在转子精磨机盘30上的精磨机磨片1分配。在包括有两个在相反方向上旋转的转子精磨机盘的示例中，如本领域众所周知的，用于材料馈送的入口可以不同地布置。
[0033]
上文已结合图1和图2描述了可利用本发明的通用精磨机。图3提供了精磨机磨片1的示例的示意图。精磨机磨片1将被设置到精磨机盘30。这可以是转子精磨机盘30和定子精磨机盘30*两者，但在下文中将仅称为精磨机盘30。在该特定示例中，精磨机磨片1包括圆形扇区。存在精磨机磨片的其它型式，但是本发明对于所有特定的精磨机磨片形状同样有效。精磨机磨片1被设置成要附接到精磨机盘30的磨片的形状。精磨机磨片1可设置成圆形的，可选地具有去除的中心区域，以用于为中心板17或如上所述的入口32留出空间。精磨机磨片1也可设置成圆形的扇区，其中该圆形可选地具有去除的中心区域，或者磨片1可以具有圆形的其它部分的形状。精磨机盘30因此可以设有许多精磨机磨片1，由此它将被精磨机磨片1完全覆盖或部分覆盖。在精磨机磨片1形成转子精磨机盘的部分的情况下，转子精磨机盘的中心区域可以包括如上所述的中心板17。
[0034]
图3示出了具有内周缘18a和外周缘18b的精磨机磨片1。内周缘18a是精磨机磨片1的周缘，当精磨机磨片1已经附接到精磨机盘30的中心c时，该内周缘旨在最靠近精磨机盘30的中心c。精磨机磨片1包括设置有多个刀齿10的有效表面2。该刀齿在有效表面上朝向精磨机磨片1的外周缘18b延伸。刀齿10可以基本上径向地延伸，并且以几乎平行的方式沿着精磨机磨片的有效表面、即面向材料流的表面行进。然而，刀齿10也可以设置在稍微偏离径向延伸部的方向上，并且它们可能并非全部是如图3所示地平行行进的，这在该技术领域中是众所周知的。还示出了多个浆挡11，这些浆挡可以设置成相对于刀齿10基本上正交，但也可以设置成倾斜于刀齿10，且其中每个浆挡11连接到成对的邻近刀齿10中的两个刀齿10。刀齿10和浆挡11的布置限定了由两个邻近的刀齿10和两个浆挡11围成的界定区域(section，部段)，称为箱23。
[0035]
图4是当图3中的精磨机磨片1附接到具有中心c的定子或转子的精磨机盘30时的简化视图。径向方向借助标示为r的箭头示出。径向方向从精磨机盘30的中心c朝向精磨机盘30的周缘延伸，途中经过精磨机磨片1的内周缘18a和外周缘18b。
[0036]
再次参考图3。在精磨机磨片1的使用期间，木质纤维素材料的主要部分将在凹槽19中流动，该凹槽设置在刀齿10之间。如前所述，当材料朝向精磨机磨片1 的外周缘18b流动时，该材料将冲击在设置在凹槽19中的浆挡上并朝向精磨机盘间隙被抬升。流动材料与浆挡11和刀齿10之间的相互作用将在浆挡11和刀齿10 上造成大量磨损，并且可能很快损坏至少部分浆挡11和刀齿10，从而降低精磨机磨片1的效率。箱23可各自具有单独且不同的压力，这可能导致不均匀磨损，其中具有最大压力的箱23将受到最大影响。尤其是在每个凹槽19中的径向方向r 上的最末箱23a可能受到磨损的影响，因为在这些最末箱23a中将存在压力峰值。每个凹槽19的最末箱23a中的压力将具有最高压力。然而，最末箱23a的压力对于每个凹槽19来说将是独立的。具有最高的单独压力的最末箱23a将受到磨损的最大影响。即使只有一个或某些最末箱23a受到更大的磨损影响或者甚至被损坏，那么精磨机磨片1也将无法适当地工作。将无法对木质纤维素材料进行有效且均匀的精磨，整个精磨机磨片1将需要更换。
[0037]
图5是根据本发明的一个实施例的精磨机磨片101的示意图。图6是根据本发明的另一个实施例的精磨机磨片201的示意图。许多细节与已经在图3中描述的相同，且这些细节被赋予相同的附图标记，将不再详细描述。
[0038]
参考图5和6，提供了一种用于精磨木质纤维素材料的精磨机100的精磨机盘 30、30*中使用的精磨机磨片101、201。所述精磨机磨片101、201具有由精磨机磨片101、201的内周缘18a、外周缘18b、第一侧边缘19a和第二侧边缘19b界定的有效表面2。当精磨机磨片101、201附接到精磨机盘30、30*时，内周缘18a 将被定位成最靠近于精磨机盘的中心c，而外周缘18b将被定位成距离中心c更远，即其相比内周缘18a距离中心c的径向距离更大。在该示例中，精磨机磨片是圆形的扇区，该圆形具有开放的中心。因此需要多个这样的精磨机磨片来覆盖精磨机盘30、30*的表面。然而，精磨机磨片也可以具有其它几何形状。
[0039]
有效表面2包括多个刀齿10，这些刀齿10在有效表面2上朝向精磨机磨片的外周缘18b延伸，由此形成多个凹槽19，其中每个凹槽19形成于两个邻近的刀齿 10之间。要在精磨机中精磨的材料沿着凹槽19朝向精磨机磨片101、201的外周缘18b输送。至少一些刀齿10基本上彼此平行地延伸。至少一些刀齿10可以沿着在精磨机磨片的内周缘18a和外周缘18b之
间的方向在有效表面2上延伸。然而，这可能不是所有刀齿10的情况。有效表面2还包括多个浆挡11，其中每个所述浆挡11在两个邻近的刀齿10之间延伸。凹槽19可以包括一个或多个浆挡11，该浆挡沿着凹槽19的延伸部而分开。因此，在由相邻的刀齿10和至少两个浆挡11限定的区域中，形成了基本上是箱形的区域，称为箱23。凹槽19可以包括一个或多个箱23，其中箱23由设置在同一凹槽19中的两个邻近的刀齿10和两个邻近的浆挡11界定。最末箱23a和最末浆挡11a分别被定义为，与设置在同一凹槽19中的其它可能的箱23和浆挡11相比，凹槽19中位于最靠近精磨机磨片的外周缘18b 的箱23和浆挡11。在仅设有一个箱23或仅一个浆挡11的凹槽19中，其相应地被定义为最末箱23a和最末浆挡11a。
[0040]
根据本发明，至少三个刀齿10包括最末箱流体连接部21，该最末箱流体连接部是穿过刀齿10设置的流体连接部，用于将该刀齿一侧的最末箱23a与该刀齿10 另一侧的最末箱23a连接，以便可以经由最末箱流体连接部21而平衡这两个最末箱23a之间的压力。所述最末箱流体连接部21设置在刀齿10中，其与最靠近的最末浆挡11a的距离在0.0-15.0mm之间，该最靠近的最末浆挡从该刀齿10延伸到另一个邻近的刀齿10。在本发明的另一个实施例中，最末箱流体连接部21设置在刀齿10中，其与最靠近的最末浆挡11a的距离在0.0-10.0mm之间，该最靠近的最末浆挡从该刀齿10延伸到另一个邻近的刀齿10。
[0041]
如上所述，在用于精磨材料的精磨机中使用时，精磨机磨片中将存在压力峰值。压力峰值将位于最末箱23a中的某处。凹槽19中的最末浆挡11a将与连接最末浆挡11a的刀齿10的部段12一起构成屏障，该屏障将两个精磨机盘30、30*之间的压力与精磨机磨片出口处的压力分开，该压力与精磨机壳体的压力相同。该屏障被称为压降线13a并且在图5中用虚线13a标记。在没有根据本发明的最末箱流体连接部21的情况下，每个最末箱23a中的压力是独立的，并且在压降线13a上的磨损和泄漏的风险将在具有最高压力的最末箱23a中最高。通过在至少一些刀齿 10中包括最末箱流体连接部21，最末箱23a中的压力将在至少一些最末箱23a之间得到平衡，这将是有利的。在压力更平衡的情况下，最高压力会更小，而精磨机磨片上的磨损也将更均匀地分布。
[0042]
在图5所示的实施例中，作为最末箱23a的部分的所有刀齿10包括最末箱流体连接部21。在精磨机磨片中可能有其它不是最末箱23a的部分的刀齿，例如图5 所示，其中某些较短的刀齿设置为更靠近于精磨机磨片的内周缘18a。因此，没有伸出到精磨机磨片101的外周缘18b的这种刀齿不需要流体连接部。此外，不是所有确实伸出到外周缘18b并且是最末箱23a的一部分的刀齿10都需要包括最末箱流体连接部21，即使这在图5中示出。根据本发明，至少三个刀齿10包括最末箱流体连接部21。在本发明的一个实施例中，与设置在精磨机磨片中的刀齿10的总数的至少一半相对应的多个刀齿10包括最末箱流体连接部21。在本发明的另一个实施例中，作为最末箱23a的一部分的刀齿10至少每隔一个包括最末箱流体连接部21。在本发明的又一个实施例中，至少三个邻近的刀齿10各自包括最末箱流体连接部21。在本发明的再一个实施例中，至少五个邻近的刀齿10各自包括最末箱流体连接部21。
[0043]
在本发明的某些实施例中，所述最末箱流体连接部21具有沿着设置在其中的刀齿10的长度延伸部的0.1-5.0mm的宽度，并且该最末箱流体连接部具有与设置在其中的刀齿10的上表面的距离为0.1-20.0mm的深度。
[0044]
图6示出了根据本发明的精磨机磨片201的另一个实施例。大多数细节与关于图5描述的实施例相同，且这些细节也被赋予相同的附图标记，将不再详细描述。在本发明的该
实施例中，设置在邻近的凹槽19中的至少四个最末浆挡11a定位成使它们一起形成沿平滑曲线设置的连续浆挡。因此，该连续浆挡将构成压降线13b，在这种情况下，与图5的精磨机磨片101中设置的压降线13a相比，该线沿平滑曲线设置。因此，可以避免如图5所示的设置在精磨机磨片101的压降线13a的拐角处的薄弱点，即，在最末浆挡11a与连接该最末浆挡11a和另一个最末浆挡11a的刀齿的部段12之间的拐角处的薄弱点。这样的拐角可能更多地受到压力差的影响，并可能暴露于更大的磨损，因此，与其它位置相比，这样的拐角可能更经常地发生泄漏。根据图6所示的精磨机磨片201，沿着平滑曲线的连续浆挡不包括这样的拐角并且因此包括较少的薄弱点。此外，在如图6所示的结构中，最末箱流体连接部 21可以容易地设置在非常靠近于压降线13b的位置。最末箱流体连接部21可沿着与压降线13b相对应的线或曲线设置到刀齿10，但其位置仅比压降线13b更靠近于内周缘18a几毫米。在一个实施例中，压降线13b与最末箱流体连接部21的位置之间的距离为0-15mm，而在另一实施例中，该距离为0-10mm。通过将最末箱流体连接部21定位为靠近于压降线13b，可以避免或至少可以大大降低压力峰值位于最末箱流体连接部21和压降线13b之间的风险。因此，压力平衡将更加有效。
[0045]
在图6所示的实施例中，有8-9个最末浆挡11a，它们被定位成形成沿着平滑曲线设置的连续浆挡。然而，被定位成形成连续浆挡的最末浆挡11a的数量是可以变化的。根据本发明，至少四个最末浆挡被定位成形成沿着平滑曲线设置的连续浆挡。
[0046]
根据本发明，还提供了一种精磨机盘30、30*，其包括至少一个根据本发明的精磨机磨片101、201。所述精磨机盘30、30*可以是转子盘或定子盘。根据本发明，还提供了一种用于精磨木质纤维素材料的精磨机100。所述精磨机包括精磨机盘 30、30*，该精磨机盘包括至少一个根据本发明的精磨机磨片101、201。