專利名稱：一種離解含有木質(zhì)纖維素的材料的精磨機用的精磨表面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精磨機用的精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維素的材料，該精磨機具有兩個同軸旋轉(zhuǎn)的精磨表面，待離解的材料供入該兩精磨表面之間，該精磨表面具有凹槽和該凹槽中的桿。
背景技術(shù)：
將含有木質(zhì)纖維素的材料，例如木材或類似物在盤式和錐形精磨機中離解以產(chǎn)生不同的纖維紙漿。盤式精磨機和錐形精磨機都具有兩精磨機盤和位于該盤上的精磨表面。盤式精磨機具有盤狀精磨機盤，而錐形精磨機具有錐形精磨機盤。精磨機盤安裝成使其精磨表面對著彼此同軸旋轉(zhuǎn)。然后其中一個精磨機盤相對于固定的精磨機盤也即定子旋轉(zhuǎn)，或者兩精磨機盤相對于彼此沿相反方向旋轉(zhuǎn)。精磨機盤的精磨表面一般具有凹槽和位于兩凹槽之間的凸部或刀桿，下文稱為桿。這些凹槽和桿的形狀可按本來就公知的多種不同方式進(jìn)行改變。這樣，例如，可將精磨機盤徑向上的精磨表面分成兩個或多個圓形部分，每個部分具有不同形狀的凹槽和桿。類似地，每個圓形部分上桿和凹槽的數(shù)目和密度，它們的形狀和傾度可彼此不同。這樣，所述桿沿著精磨表面的整個半徑可以是連續(xù)的，或者在徑向上可以具有多個連貫的桿。
精磨機盤以這樣一種方式形成，即精磨表面之間的距離在精磨機盤的中心更長一些，精磨表面之間的間隙也即精磨區(qū)向外變窄，這樣可以根據(jù)需要在精磨機中處理和離解纖維物質(zhì)。因為待離解的材料總是含有大量的水分，所以在離解過程會發(fā)生大量的蒸發(fā)，這在許多方面影響了盤式精磨機的操作和性能。
為了控制精磨機的操作，必須能夠使精磨表面移動至一個離彼此適當(dāng)?shù)木嚯x。出于這個目的，一般將加載機連接作用于其中一個精磨機盤上從而根據(jù)精磨機中的內(nèi)壓條件將該精磨機盤推向第二精磨機盤或?qū)⑵鋸牡诙C盤拉開。根據(jù)例如蒸汽壓力、由于精磨表面的幾何形狀所影響的精磨材料的流動、精磨腔的反壓力和許多其它因素，由精磨機的精磨表面之間的壓力所引起的力在標(biāo)準(zhǔn)的精磨機中可以是負(fù)的或正的。這樣，當(dāng)精磨表面之間的間隙在某些應(yīng)用中很小時，精磨表面就會有彼此接觸的危險并引起額外的磨損甚至可能更大的損壞。在使用低加載力的特定情況下，精磨機盤之間的壓力狀態(tài)會從正變?yōu)樨?fù)，這種風(fēng)險非常高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種精磨機用的精磨表面，通過該精磨表面基本可以避免所述風(fēng)險。本發(fā)明的精磨表面的特征在于，精磨表面的至少某些桿的外表面上具有一種斜面，該斜面從第二精磨表面的桿的進(jìn)入方向開始變低，這樣當(dāng)精磨表面相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，將精磨表面推離彼此的力總是在該精磨表面之間產(chǎn)生。
本發(fā)明的基本思想在于，其中一個精磨表面的至少某些桿的外表面是這樣傾斜的，即所述斜面處于第二精磨表面的進(jìn)入方向上。這產(chǎn)生了一種情形，即在精磨表面之間總是產(chǎn)生一個正的力并且因為該力，它們在沒有獨立的支承力的情況下不會向彼此移動。
附圖的簡要說明將根據(jù)附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中


圖1是傳統(tǒng)盤式精磨機的示意性剖視圖；圖2是傳統(tǒng)錐形精磨機的示意性剖視圖；圖3是從精磨表面看的典型精磨機盤的示意性剖視圖；圖4a至4c是沿著精磨機盤周向的本發(fā)明的一些方案的示意性局部剖視圖；圖5是本發(fā)明的詳細(xì)尺寸的示意圖；圖6a至6c是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的示意圖；圖7a至7c是本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的示意圖；圖8a至8c是本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的示意 圖。
具體實施例方式
圖1為傳統(tǒng)盤式精磨機的示意性的側(cè)視剖面圖。該盤式精磨機具有兩個同軸安裝的精磨表面1和2。在這個實施例中，其中一個精磨表面1位于旋轉(zhuǎn)的精磨機盤3上并圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，另一精磨表面2位于固定的精磨機盤5也即定子上。精磨機盤3和5的精磨表面1和2可以直接形成于其上或通過本來就公知的方式由獨立的精磨片段形成。而且，
圖1示出了通過軸4連接作用于精磨盤3上的加載器6，這樣可將該加載器推向精磨機盤5從而調(diào)節(jié)它們之間的間隙。精磨機盤3以本來就公知的方式利用附圖中未示出的電機圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。
將含有木質(zhì)纖維素的待離解材料通過精磨表面2中間的開口7供至精磨表面1和2之間的間隙、也即精磨區(qū)中，在此離解并研磨所述材料同時該材料中的水分被蒸發(fā)。所離解的纖維紙漿材料在精磨機盤之間從所述間隙也即精磨區(qū)的外緣排出至腔8中并通過排出通道9從腔8排出。
圖2示出了傳統(tǒng)錐形精磨機的示意性側(cè)視剖面圖。該錐形精磨機具有兩個精磨表面1和2，它們相對于中心軸形成錐形精磨區(qū)。在這個實施例中，第二精磨表面1位于旋轉(zhuǎn)的精磨錐體3上并圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，另一精磨表面2位于固定的精磨錐體5也即定子上。精磨錐體3和5的精磨表面1和2可以直接形成于其上或通過本來就公知的方式由獨立的精磨片段形成。而且，圖2示出了通過軸4連接作用于精磨錐體3上的加載器6，這樣可將該加載器推向精磨錐體5從而調(diào)節(jié)它們之間的間隙。精磨錐體3以本來就公知的方式利用附圖中未示出的電機圍繞軸4旋轉(zhuǎn)。
將含有木質(zhì)纖維素的待離解材料通過精磨表面2中間的開口7供至精磨表面1和2之間的間隙、也即精磨區(qū)中，在此離解并研磨所述材料同時該材料中的水分被蒸發(fā)。所離解的纖維紙漿材料在精磨錐體之間從所述間隙也即精磨區(qū)的外緣排出至腔8中并通過排出通道9從腔8排出。
圖3示出了從軸向看的盤式精磨機的典型精磨表面的示意性剖視圖。在精磨機的周向上，精磨表面具有交替的凹槽10和處于相同狀態(tài)的桿。舉例來說，這里的精磨表面被分成兩個徑向連貫的圓周，該圓周具有形狀不同的凹槽和桿。這樣，外部圓周上的桿在圖3的箭頭A所示的旋轉(zhuǎn)方向上可以至少部分地彎曲，從而將精磨表面外輪緣上的材料從精磨機稍稍向外抽吸?？梢灾苯有纬捎诰C盤上或以本來就公知的方式由不同的表面元件形成的這種類型的精磨表面，以多種形式出現(xiàn)并可應(yīng)用于本發(fā)明。
圖4a至4c為精磨機圓周方向的示意性剖視圖，其示出了兩相對精磨表面1和2及其中的凹槽10和桿11的剖面。例如，右側(cè)的精磨表面2也即定子是固定的，左側(cè)的精磨表面1是旋轉(zhuǎn)的、也即沿著圖4a至4c的箭頭A的方向相對于定子旋轉(zhuǎn)。這兩精磨表面可以是可動的或以本來就公知的方式同軸旋轉(zhuǎn)。精磨表面一般是垂直的并繞水平軸旋轉(zhuǎn)，但本發(fā)明還可以采用水平的精磨表面。
圖4a示出了一種情況，其中旋轉(zhuǎn)的精磨表面上具有凹槽10，凹槽之間具有桿11。桿11可以具有多種形狀的橫剖面，但是在行進(jìn)方向上具有一種斜面12的情況下，當(dāng)切割纖維時該斜面在某種程度上充當(dāng)切割機。第二精磨表面具有凹槽20和在該凹槽之間的桿21。凹槽10和20可具有多種形狀。在第二精磨表面2的至少一些桿上，外表面22具有收斂的斜面23、也即從第一精磨表面的桿的11進(jìn)入方向至桿21的后端變低。第二精磨表面2的桿21的部分外表面22可以是平坦的，這樣使精磨表面的桿之間的纖維材料在其間摩擦且研磨得更細(xì)。相對于彼此旋轉(zhuǎn)的精磨表面的運動使得所述材料離解，并且盤式精磨機中的蒸汽和氣體在桿11的外表面與桿21的斜面23之間壓縮，這就造成一種將精磨表面推離彼此的遞升壓力。通過在桿徑向上適當(dāng)?shù)赜媱澓驮O(shè)計斜面23的形狀、尺寸和位置就會產(chǎn)生這樣一種情況，即，將精磨表面1和2推離彼此的力總是作用在所述精磨表面之間。由于這樣，精磨表面彼此從不接觸，而是試圖拉開彼此，僅通過調(diào)節(jié)支承裝置的支承力就可以容易且可靠地調(diào)節(jié)它們之間的距離，該支承裝置從外側(cè)將精磨表面壓制在一起。
圖4b示出了一種實施例，其中移動的轉(zhuǎn)子1也即圍繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的桿11具有斜面13。這些部件的操作本身就與圖4a中的操作相一致。
圖4c示出了一種實施例，其中精磨表面1和2的桿11和21具有相應(yīng)的斜面13和23。這樣，將精磨表面推離彼此的力比起僅一個精磨表面的桿具有斜面的時候?qū)兊酶鼜姶蟆?br> 圖5是本發(fā)明的尺寸的詳細(xì)示意圖。為了簡單起見，僅示出了一個精磨表面兩側(cè)的桿。它表示出了兩個精磨表面的桿的端面之間的最大距離H1和最小距離也即間隔H2。
有幾個因素影響會精磨表面推離彼此的力的大小。這些因素包括精磨表面的桿的斜面處的相互速度，精磨機中的材料數(shù)量和水蒸氣，斜面的尺寸、傾度和形狀。
根據(jù)上述內(nèi)容，可以建立這樣一種環(huán)境，通過斜面獲得的最大力可根據(jù)流體力學(xué)例如在B.J.Hamrock，液膜潤滑的基本原理(McGraw-Hill機械工程系列，1994年紐約McGraw-Hill Inc.)中披露的公知表達(dá)式來定義，具體如下FT=6·μap·Vb·lb2(kc-1)2·H22·[ln(kc)-2·(kc-1)kc+1],]]>其中Kc＝H1/H2(桿端面的輸入間隔與輸出間隔之間的比率)，Vb＝精磨表面之間的速度，lb＝斜面長度所述最大力通過計算函數(shù)FT相對于變量kc的最大點而獲得。該最大力利用值為2.2的Kc獲得。
FTmax=0,16·μap·Vb·lb2H22]]>圖6a至6c示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中已經(jīng)可以考慮當(dāng)精磨表面之間的距離變化時，精磨表面之間作用的力相應(yīng)地根據(jù)需要發(fā)生變化。該實施例示出了一種精磨機盤的桿22的實例，該桿可以是沿著整個精磨機盤的徑向桿、也可以是僅形成部分精磨機盤的部分桿。該實施例采用這樣一種方案，即所述桿具有三個傾度不同的斜面，在精磨表面之間的特定距離處每個斜面的操作是最佳的。這樣，當(dāng)精磨表面之間的距離變化時，可以利用在所述距離處最佳操作的斜面來獲得必需的推力。圖6a示出了從精磨機盤的表面看的實施例，圖6b示出了從箭頭B的方向看的桿22的頂面，圖6c示出了從箭頭C方向、也即桿端部看的桿22。這些附圖示出了如何沿著桿22在不同的位置制成不同的斜面?？梢跃哂幸粋€或多個斜面。在該方案中，具有三個斜面。
圖7a至7c示出了本發(fā)明的第二實施例。該實施例從相應(yīng)的方向示出了與圖6a至6c類似的方案。但是，該實施例與上述其它實施例的不同在于，它不是具有相同傾度的連貫斜面的組合，而是最優(yōu)選地使斜面的傾度從桿22的一端至另一端連續(xù)變化，這樣斜面23的傾度尺寸從桿22的一端向另一端變化。對于制造而言，當(dāng)然優(yōu)選在一端具有最高傾度而在另一端具有最低傾度。類似地，圖7b特別示出了桿22橫向上的斜面寬度不必恒定，而是可以改變并可根據(jù)操作條件以不同方法來設(shè)計。
圖8a至8c示出了本發(fā)明的第三實施例。該實施例從對應(yīng)的方向上示出了與圖6a至6c類似的方案。但是，本實施例與上述其它實施例的不同在于，它不是相同傾度的連貫斜面的組合，而是在桿22縱向上具有至少兩個平行的斜面lb和lb′，從桿22的箭頭C方向、也即從桿22的端部看，所述斜面處于不同的角度。
圖8c所示的方案例如可以這樣形成，即桿22的全寬l+lb+lb′為6.5mm，其中桿lb的寬為3mm，桿lb′的寬為3mm。當(dāng)?shù)睹?blade surface)的間隔、也即輸出間隔H2，例如為0.1mm時，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的輸入間隔H1為0.22mm，同時該輸入間隔H1為第二斜面的輸出間隔H2′，于是得到0.484mm作為輸入間隔H1′的最優(yōu)選值。輸入和輸出間隔利用上述輸入和輸出間隔比率的表達(dá)式來計算。適于本方案的公式H1＝kc×H2和H1′＝kc×H2′已用于所述的計算中。用值為2.2的輸入和輸出間隔比率kc來計算間隔值，根據(jù)該比率值得出將精磨表面推離彼此的最大力FTmax。通過為兩個局部斜面計算將精磨表面推離彼此的力并將所述力相加，得出將本方案的精磨表面拉開的力。在該實例中，兩相對的精磨刀片之間的距離H2為0.1mm。通過改變該值可將所述刀片優(yōu)化至一個期望的刀片距離，由此斜面的值也可隨著公式變化。
當(dāng)已知精磨表面徑向上的桿的數(shù)目和位置以及旋轉(zhuǎn)速度時，可以按不同方法設(shè)計斜面的寬和長，據(jù)此可以計算通過斜面和將精磨表面推離彼此所獲得的力的大小。因此，所述斜面可以與整個桿一樣寬或更窄些。類似地，所述斜面可以與桿一樣長或更短些。也可以僅在某些桿上具有斜面，例如在每個第二桿上，等等。類似地，所述斜面的寬可在桿的縱向上發(fā)生改變，例如，其可從中心向外變窄，等等。即使為了獲得最大力，參數(shù)kc的值為2.2，也可以偏離該值，實際上該值的有用范圍為kc＝2.2+/-50％，優(yōu)選kc＝2.2+/-20％。不同傾度的斜面還可以在徑向上緊挨著不同斜面連貫形成或在精磨表面的周向上交替形成。
本發(fā)明體現(xiàn)在通過實例所描述的上述說明書和附圖中，但其不限于此。重要的是至少在精磨表面的某些桿中具有一種斜面，該斜面在桿的邊緣上從桿的一邊向另一邊收斂地傾斜，當(dāng)精磨表面移動時，另一精磨表面的桿從該桿的邊緣接近。精磨表面一般為垂直的并圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，但也可以將本發(fā)明應(yīng)用于精磨表面為水平的解決方案中。間隙成對的精磨機的普遍問題是，即使在其中一個精磨區(qū)中發(fā)生較小流動，刀片間隔在兩精磨區(qū)中也不保持相同。本發(fā)明的方案使電機的操作穩(wěn)定并防止刀片單側(cè)碰撞。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于低濃度精磨及精磨纖維板的纖維。
權(quán)利要求
1.一種精磨機用的精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維素的材料，該精磨機具有兩個同軸旋轉(zhuǎn)的精磨表面，待離解的材料供入該兩精磨表面之間，該兩精磨表面具有凹槽和該凹槽中的桿，精磨表面的至少某些桿的外表面具有一種斜面，該斜面從另一精磨表面的桿的進(jìn)入方向開始變低，這樣當(dāng)精磨表面相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，該精磨表面之間產(chǎn)生將該精磨表面推離彼此的力，其特征在于，所述斜面窄于桿的全寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精磨表面，其特征在于，所述斜面僅存在于一些桿中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的精磨表面，其特征在于，所述斜面設(shè)計成這樣，即當(dāng)預(yù)先規(guī)定精磨表面的桿之間的最小間隔(H2)時，最大間隔(H1)與最小間隔(H2)之間的比率為H1/H2＝2.2+/-50％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的精磨表面，其特征在于，所述比率為H1/H2＝2.2+/-20％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的精磨表面，其特征在于，所述比率為H1/H2＝2.2。
6.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的精磨表面，其特征在于，所述斜面短于所述桿的全長。
7.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的精磨表面，其特征在于，它具有不同傾度的多個斜面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的精磨表面，其特征在于，所述斜面在軸向上連貫地形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的精磨表面，其特征在于，具有不同傾度的斜面在精磨表面的圓周方向上交替地形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的精磨表面，其特征在于，至少某些斜面的傾度在桿的縱向上發(fā)生改變。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種精磨機用的精磨表面，用于離解含有木質(zhì)纖維素的材料，該精磨機具有兩個同軸旋轉(zhuǎn)的精磨表面。待離解的材料供入都具有凹槽和桿的兩精磨表面之間。根據(jù)本發(fā)明，至少一些精磨表面的外表面上具有一種斜面，該斜面從另一精磨表面的桿的進(jìn)入方向開始變低，這樣當(dāng)精磨表面相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，在它們之間產(chǎn)生將該兩精磨表面推離彼此的力。
文檔編號B02C7/12GK1665596SQ03815648
公開日2005年9月7日 申請日期2003年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月2日
發(fā)明者J－P·胡赫塔寧, R·卡爾維寧 申請人:美卓紙業(yè)公司