用于精磨纖維素材料的精磨機(jī)設(shè)備以及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于盤式精磨機(jī)設(shè)備(30)的磨片區(qū)段(1)，該磨片區(qū)段(1)適于在設(shè)備(30)的使用期間對在由對置的盤(20)限定的精磨間隙(17)中的飽和纖維素材料(M)進(jìn)行研磨，使材料從精磨機(jī)引入開口(21)朝向區(qū)段(1)的外邊緣(7)移動。區(qū)段(1)的外邊緣(7)包括阻擋裝置(15)，該阻擋裝置(15)用以增大精磨間隙(17)中的壓力，從而保持向外至所述外邊緣(7)的液相。本發(fā)明還涉及一種對在精磨間隙(17)中的飽和纖維素材料(M)進(jìn)行精磨的方法，該精磨間隙(17)由盤裝置的兩個對置的盤(20)限定。
【專利說明】
用于精磨纖維素材料的精磨機(jī)設(shè)備以及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及如由權(quán)利要求1的前序部分所限定的磨片區(qū)段。本發(fā)明還涉及如在權(quán)利要求5中所限定的精磨機(jī)設(shè)備以及根據(jù)權(quán)利要求11所述的精磨飽和纖維素材料的方法。 本發(fā)明涉及磨片蒸汽管理系統(tǒng)的盤式精磨機(jī)設(shè)備。
[0002]本發(fā)明主要涉及造紙行業(yè)，并且尤其針對精磨機(jī)生產(chǎn)者。本發(fā)明還涉及精磨機(jī)本身和紙漿生產(chǎn)單元。本發(fā)明還可以涉及纖維板的制作等。本發(fā)明還涉及尤其具有提高熱機(jī)械紙漿TMP設(shè)備或類似物的能效的目的的研究及開發(fā)項(xiàng)目。然而，本發(fā)明不局限于這些領(lǐng)域，而是還可以應(yīng)用于其他的研磨過程管理系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]已進(jìn)行了若干嘗試以提高針對例如造紙行業(yè)在制造高質(zhì)量紙漿的纖維素纖維材料的研磨方面的效率。使用精磨機(jī)的造紙行業(yè)具有節(jié)能的意愿，并且期望以最優(yōu)的方式使能耗與纖維素纖維材料精磨過程平衡。
[0004]US 6 607 153公開了一種包括用于精磨木質(zhì)纖維素材料的多個條和凹槽的磨片蒸汽管理系統(tǒng)。條以特定的圖型布置，以形成用于對精磨過程期間產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行接納和傳遞的路徑。壩狀件定位在凹槽中的適當(dāng)位置處，用于減緩木質(zhì)纖維素材料的運(yùn)動?，F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)提供了存在于沿區(qū)段的徑向方向觀察的中間部分中的壓力峰值，其中，蒸汽從壓力峰值的外側(cè)沿徑向向外流動，并且在壓力峰值的內(nèi)側(cè)沿徑向向內(nèi)(向后)流動，即，抵抗材料給送。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的精磨系統(tǒng)具有高能耗，并且待研磨的纖維素材料的流動通過相當(dāng)緩慢且效率不高。所得到的紙漿的質(zhì)量通常一個生產(chǎn)周期與另一生產(chǎn)周期不同，并且磨片區(qū)段由于區(qū)段的研磨條的高磨損而不得不相當(dāng)頻繁地改變。
[0006]存在改進(jìn)當(dāng)前的精磨系統(tǒng)和精磨機(jī)的必要。提供本發(fā)明以為精磨過程節(jié)能并且節(jié)省生產(chǎn)例如紙的時間。還提供本發(fā)明以使精磨機(jī)的維護(hù)和維修成本降至最低。還提供本發(fā)明用于改進(jìn)紙漿質(zhì)量并且在生產(chǎn)方面具有足夠且一致水平的質(zhì)量。
[0007]提供本發(fā)明用于解決由所附獨(dú)立權(quán)利要求所限定的、并且與技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]這已經(jīng)通過如在【背景技術(shù)】中所限定的并且特征在于權(quán)利要求1的特征部分的特征的模板區(qū)段得以實(shí)現(xiàn)。
[0009]以這種方式實(shí)現(xiàn)了一種精磨機(jī)，該精磨機(jī)用于以借助于蒸汽爆破過程通過降低能耗的有成本效益的方式使用，并且仍然實(shí)現(xiàn)了用于例如紙的生產(chǎn)的改進(jìn)的且均勻質(zhì)量的生物紙漿。借助于具有液體例如純凈水的飽和纖維素材料(并且通過盤研磨)的這種“爆破制衆(zhòng)”，實(shí)現(xiàn)了捕集在纖維素材料的空隙(孔)內(nèi)的液體的突然蒸發(fā)。因而，確切地，當(dāng)材料從精磨間隙噴射并且超過外邊緣直至外部環(huán)境時，即，從高壓環(huán)境至低壓環(huán)境時，注意到材料的“爆破”。借助于精磨間隙中的高壓環(huán)境一一該高壓借助于阻擋裝置增大并且向外至盤裝置 (包括至少兩個研磨盤)的外邊緣維持，飽和纖維素材料的壓力液體可以在精磨間隙內(nèi)一直到外邊緣保持處于液相中。由于所實(shí)現(xiàn)的精磨間隙中的高壓，因此與傳統(tǒng)的精磨機(jī)相比，材料的液體(純凈水或與化學(xué)物質(zhì)或其他混合的水)的沸點(diǎn)可以升高。這暗示了在相對高的溫度下的沸點(diǎn)(蒸汽點(diǎn))，因而實(shí)現(xiàn)了紙漿在精磨間隙中的極具成本效益的精磨過程。磨片與其他磨片組合并且該磨片安裝在盤上以達(dá)到最佳研磨。相應(yīng)的板區(qū)段的研磨條定向成使得飽和纖維素材料的栗送得以實(shí)現(xiàn)，從而將材料沿徑向方向和/或沿朝向外邊緣的方向驅(qū)迫。 同時，通過至少一個盤的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的離心力也迫使熱飽和纖維素材料(水處于液相中)朝向外邊緣。借助于設(shè)置在盤外邊緣的有限區(qū)域處的阻擋裝置、盤的栗作用、離心力以及由于所產(chǎn)生的高壓而引起的材料的液體的高沸點(diǎn)，蒸發(fā)受控制以在盤裝置的外邊緣周邊處執(zhí)行。 因而，在將研磨的纖維材料從高壓帶至精磨間隙和阻擋裝置的外部的低壓的步驟中執(zhí)行蒸發(fā)，由此實(shí)現(xiàn)以上提到的“爆破制衆(zhòng)”。在材料/水(液體)/蒸汽混合物從精磨間隙突然排出時，截留在纖維素材料的空隙內(nèi)的水(液體)將變成蒸汽，由此提供了必要的能量，以生產(chǎn)適于例如造紙的高質(zhì)量的“松軟的”紙漿塊。在本文中，蒸發(fā)定義為液體或固體物質(zhì)至氣體或蒸汽的改變。
[0010]纖維素材料借助于與引入開口連通的栗(例如，螺桿栗，該螺桿栗具有單螺桿，該單螺桿在筒狀腔中旋轉(zhuǎn)，由此使材料沿著螺桿的芯軸朝向精磨間隙移動)裝置從磨盤的中央引入開口給送至精磨間隙。正被給送的纖維素材料用作“塞子”，并且甚至還具有密封功能，從而在精磨間隙中提供增大的壓力。
[0011]適當(dāng)?shù)兀峁┯糜跈z測精磨間隙的寬度的可調(diào)節(jié)的間隙傳感器(AGS)。優(yōu)選地，可調(diào)節(jié)的間隙傳感器(AGS)可以安裝在鄰近于盤的外邊緣的盤區(qū)段中，當(dāng)然，對于測量精磨間隙而言，其它位置也是可能的。適當(dāng)?shù)兀褂迷赪0 2005/083408中描述的類型的AGS。
[0012]優(yōu)選地，控制蒸汽點(diǎn)位于在精磨間隙中的外邊緣附近(位于阻擋裝置之前，即，位于阻擋裝置的上游)。也就是說，在使用精磨機(jī)期間，適當(dāng)?shù)?，從所檢測的纖維濃度控制精磨機(jī)性能。這可以通過使流入精磨間隙中的水量相關(guān)聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。用以檢測蒸汽點(diǎn)的位置的一種方式是使用在瑞典專利申請SE 1351299-1中公開的系統(tǒng)。通過使用本文中公開的精磨機(jī)設(shè)備，蒸汽點(diǎn)的這種連續(xù)測量將有助于改進(jìn)的生產(chǎn)。
[0013]適當(dāng)?shù)?，阻擋裝置包括連續(xù)的橫向條構(gòu)件。
[0014]以這種方式實(shí)現(xiàn)了精磨間隙的最佳密封。由于承載有區(qū)段的盤本身是稍帶彈性的，在超壓的情況下，盤將自動釋放壓力。由此提供了過載安全功能。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)提供區(qū)段時，阻擋裝置比如設(shè)置在盤的研磨表面處的圓形條的高度與研磨條的高度相同。
[0016]替代性地，阻擋裝置沿著區(qū)段的最外邊緣延伸并且面向相對的盤。
[0017]以這種方式，盤中的僅一個盤必須設(shè)置有下述阻擋裝置:該阻擋裝置在盤的外邊緣處仍然實(shí)現(xiàn)了較高壓力和明確限定的蒸發(fā)點(diǎn)。
[0018]優(yōu)選地，阻擋裝置包括橫向阻擋條，該橫向阻擋條具有面向精磨機(jī)的引入開口的內(nèi)側(cè)。
[0019]適當(dāng)?shù)兀钃鯒l還包括在與研磨條上側(cè)相同的平面處延伸的上側(cè)。這將促進(jìn)區(qū)段的有成本效益的磨邊和銳化，原因在于易于操控的磨邊設(shè)備可以在銳化期間在研磨條和阻擋條之上移動。
[0020]優(yōu)選地，阻擋裝置包括布置在區(qū)段的外邊緣中的多個阻擋條。
[0021]適當(dāng)?shù)?，阻擋條具有與阻擋條的內(nèi)側(cè)相反的外側(cè)，該外側(cè)優(yōu)選地與區(qū)段邊緣側(cè)以及盤的外側(cè)周邊齊平。
[0022]優(yōu)選地，阻擋裝置面向由區(qū)段的研磨條形成的通道的端部。[〇〇23]以這種方式建立了壓力，該壓力借助于下述方面得以實(shí)現(xiàn):研磨條的栗送效應(yīng)、以及離心力、以及在明確限定的位置中移出至盤的外邊緣(即區(qū)段的外邊緣)以及阻擋裝置。 材料通過以彼此相對運(yùn)動的方式移動的相應(yīng)的盤的相對的研磨條研磨，并且正被研磨的材料沿朝向盤的外邊緣(即，相應(yīng)區(qū)段的外邊緣)的方向在區(qū)段的所述通道中受驅(qū)迫。
[0024]這還通過特征在于權(quán)利要求5的特征部分的特征的精磨機(jī)設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。
[0025]由此，可以降低研磨材料的作用，并且過程所需的能量比當(dāng)前的精磨機(jī)少，仍然為例如紙制造高質(zhì)量的紙漿。這通過使用在盤的外邊緣中的阻擋裝置以及通過利用所謂的“梅森奈特纖維板效應(yīng)(masonite effect)”-即，捕集在纖維素材料的空隙(孔)內(nèi)的液體的突然蒸發(fā)--得以實(shí)現(xiàn)。
[0026]以這種方式實(shí)現(xiàn)了有成本效益的精磨機(jī)設(shè)備。借助于在精磨間隙中的高壓環(huán)境， 與傳統(tǒng)的精磨機(jī)相比，材料的水(純凈水或與化學(xué)物質(zhì)或其他混合的水)的沸點(diǎn)可以升高。 這暗示了在相對高的溫度下的沸點(diǎn)，因而實(shí)現(xiàn)了在精磨間隙中紙漿的極有成本效益的精磨過程。相應(yīng)的板區(qū)段的研磨條定向成使得飽和纖維素材料的栗送得以實(shí)現(xiàn)，從而將材料沿徑向方向和/或沿朝向外邊緣的方向驅(qū)迫。
[0027]同時，由至少一個盤的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的離心力也迫使包括處于液相中的熱水的熱飽和纖維素材料朝向外邊緣。借助于設(shè)置在盤外邊緣的有限區(qū)域處的阻擋裝置、盤的栗作用、離心力、以及材料的液體在外邊緣處的高沸點(diǎn)，蒸發(fā)受控制以在精磨機(jī)的外邊緣的明確限定的區(qū)域處執(zhí)行。由此，沒有力沿朝向引入開口的方向向后作用在材料上。在材料/水/蒸汽混合物從精磨間隙突然排出時，截留在纖維素材料的空隙內(nèi)的水變成蒸汽，由此提供了必要的能量以生產(chǎn)適于例如造紙的高質(zhì)量的紙漿塊。穿過引入開口給送的纖維素材料用作“塞子”并且具有密封功能，從而甚至在精磨間隙中更多地提供壓力最終壓力得以增大。本精磨機(jī)還借助于由研磨條提供的栗作用以比當(dāng)前的精磨機(jī)更高的速率驅(qū)迫材料。本盤的栗作用具有所謂的材料從引入開口朝向外邊緣的“給送”。
[0028]以這種方式還實(shí)現(xiàn)了對研磨材料的所有質(zhì)量參數(shù)改進(jìn)。也就是說，將紙漿從水中干燥的速率是高的，因而進(jìn)一步改進(jìn)了精磨機(jī)的效率。通過使水的蒸汽點(diǎn)移動至盤的外邊緣，在盤的外邊緣的位置處，壓力下降至較低壓力，可以保證的是，蒸汽點(diǎn)實(shí)際上在本發(fā)明的精磨間隙中沒有不必要的前向和后向的運(yùn)動(沿徑向方向)。否則，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的這種運(yùn)動必須通過將水附加至材料或?qū)⑺畯牟牧现幸瞥齺淼窒?。例如，如果材料缺水，則需要用以研磨材料的非常高的效應(yīng)。通過設(shè)置在外邊緣處的本發(fā)明的明確限定的蒸汽點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了更類似的質(zhì)量以及在生產(chǎn)中具有較少波動的更均勻的生產(chǎn)。由于再也不需要將盤朝向彼此漸縮，因此本發(fā)明的盤區(qū)段將具有更長的壽命，這是因?yàn)閷⒉淮嬖谟杀P的漸縮調(diào)節(jié)引起的磨損。
[0029]通過本改進(jìn)，與當(dāng)前的精磨機(jī)相比，極大地降低了能耗，這是因?yàn)楝F(xiàn)今的造紙需要大量的能量。因而，本精磨機(jī)促進(jìn)了 “綠色技術(shù)”應(yīng)用。
[0030]優(yōu)選地，阻擋裝置沿著外邊緣連續(xù)地延伸。
[0031]以這種方式實(shí)現(xiàn)了精磨間隙的適當(dāng)密封，仍然地，阻擋裝置(條)形成窄孔口(狹槽)以及相對位置(具有或不具有任何阻擋裝置)。
[0032]適當(dāng)?shù)?，盤裝置包括一組設(shè)置有所述阻擋裝置的磨片區(qū)段。
[0033]以這種方式提供了對材料的到達(dá)精磨機(jī)的盤裝置的周向邊緣的流動通過的扼阻。 這種扼阻意味著一直到外邊緣存在高壓，用以在材料從精磨間隙和外邊緣至外環(huán)境、即從高壓環(huán)境至低壓環(huán)境“爆破”之前，保持沸點(diǎn)處于所述外邊緣處。在捕集在纖維素材料的空隙(孔)內(nèi)的液體的這種突然揮發(fā)時，實(shí)現(xiàn)了以上提到的“爆破制衆(zhòng)”。材料/水/蒸汽混合物向較低壓力的排出涉及截留在纖維素材料的空隙內(nèi)的水將蒸發(fā)，由此提供了必要的能量以生產(chǎn)適于例如造紙的“松軟的”紙漿塊。
[0034]優(yōu)選地，盤裝置包括研磨條，該研磨條相對于彼此以及相對于精磨機(jī)引入開口定向成使得附加的栗作用在至少一個盤的旋轉(zhuǎn)期間將材料朝向外邊緣驅(qū)迫。
[0035]相應(yīng)的板區(qū)段的研磨條定向成使得飽和纖維素材料的栗送得以實(shí)現(xiàn)，從而將材料沿徑向方向和/或沿朝向外邊緣的方向驅(qū)迫。因而，盤裝置可以包括盤，盤中的每個盤具有研磨條，所述盤在相對于彼此旋轉(zhuǎn)(僅一個盤旋轉(zhuǎn)或兩個盤都旋轉(zhuǎn))時用作徑向流動栗或離心栗。
[0036]適當(dāng)?shù)?，阻擋裝置通過研磨條的終止于外邊緣的周邊區(qū)域處的端部形成。[〇〇37]以這種方式實(shí)現(xiàn)了研磨條的研磨邊緣以最佳的方式用于所有的“出路”(all the “way out”)。[〇〇38] 優(yōu)選地，對置的盤包括用以增加所述壓力的相互互補(bǔ)的阻擋條。
[0039]通過使用相同構(gòu)型的兩個盤，磨片區(qū)段可以制成為具有相同的圖型以及用于安裝在兩個盤處的阻擋裝置。這既在用于生產(chǎn)區(qū)段方面又在用于站點(diǎn)處的維護(hù)和維修方面是有成本效益的，這是因?yàn)閰^(qū)段在有效處理方面可以是相同的。
[0040]這還通過特征在于權(quán)利要求11的步驟的特征的方法得以實(shí)現(xiàn)。
[0041]以這種方式實(shí)現(xiàn)了針對材料的用以由于栗作用而穿過精磨間隙的高速率(與當(dāng)前的精磨機(jī)相比材料的高速流動通過)。以這種方式實(shí)現(xiàn)了高的栗送效應(yīng)。節(jié)能也就是研磨效應(yīng)需要較少的能量，原因在于“纖維板”效應(yīng)將考慮制作高質(zhì)量的紙漿。舊的當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)的精磨機(jī)在更大程度上仍使用研磨過程以精磨材料，這涉及高的能耗。以這種方式實(shí)現(xiàn)了， 向外至外邊緣提供用于達(dá)到材料的沸點(diǎn)的運(yùn)動的高的栗效應(yīng)，以扼阻外邊緣的明確限定的位置處的熱材料的流，進(jìn)而生成高壓力并且提高用于在明確限定的位置處汽化的溫度。
[0042]優(yōu)選地，研磨條相對于彼此以及相對于精磨機(jī)引入開口定向成使得徑向栗作用將材料朝向外邊緣驅(qū)迫。[〇〇43] 適當(dāng)?shù)?，該方法附加有借助于與AGS系統(tǒng)——例如，在W02005/083408中公開的類型的AGS系統(tǒng)一一相關(guān)聯(lián)的控制單元在線調(diào)節(jié)精磨間隙的寬度的步驟。[〇〇44]替代性地，控制單元還與如例如在SE 1351299-1中公開的溫度/導(dǎo)電系數(shù)指示傳感器相關(guān)聯(lián)，用于控制水供給至材料，其中，沸點(diǎn)(蒸汽點(diǎn))可以控制成定位在由阻擋裝置實(shí)現(xiàn)的明確限定的區(qū)域中。
[0045]優(yōu)選地，引入開口的密封通過使材料移動穿過引入開口的給送步驟來進(jìn)行，其中， 引入開口中的材料還用作塞子。
[0046]以這種方式，可以維持精磨間隙中的高壓并且保證了材料和液體朝向外邊緣的運(yùn)動，并且壓力峰值點(diǎn)被迫壓向外至外邊緣和阻擋裝置。
[0047]適當(dāng)?shù)?，暴露材料的步驟通過控制單元來控制，該控制單元聯(lián)接至間隙傳感器和/ 或材料混合物檢測器和/或盤旋轉(zhuǎn)測量裝置和/或間隙壓力檢測器器件。
[0048]優(yōu)選地，外邊緣的外部在包圍盤裝置的殼體中執(zhí)行。
[0049]以這種方式，高質(zhì)量精細(xì)紙漿材料可以在盤裝置的外部收集并且運(yùn)輸至收集站， 用于進(jìn)一步運(yùn)輸至例如造紙?jiān)O(shè)備?！靖綀D說明】
[0050]現(xiàn)將參照示意性附圖通過示例的方式對本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中:
[0051]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的磨片區(qū)段；
[0052]圖2a至圖2b圖示了圖1中的板的一部分；[〇〇53]圖3a至圖3e圖示了阻擋裝置的不同方面；[〇〇54]圖4a至4b圖示了具有研磨條的磨盤內(nèi)部面，該研磨條以圖型定向從而提高栗作用；[〇〇55]圖5a至圖5b圖示了根據(jù)一個方面的磨片區(qū)段；
[0056]圖6a至圖6e圖示了磨片區(qū)段的不同方面；[〇〇57]圖7a至圖7b圖示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的精磨機(jī)；[〇〇58]圖8圖示了根據(jù)一個方面從引入開口至外邊緣觀察的溫度分布曲線；
[0059]圖9a至圖9b分別圖示了現(xiàn)有技術(shù)的壓力分布曲線和在本發(fā)明的一個方面下存在的壓力分布曲線；
[0060]圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用以根據(jù)方法來精磨纖維素材料的精磨機(jī)；
[0061]圖11圖示了在高壓力下精磨纖維素材料的精磨間隙的一部分以及捕集在材料的孔內(nèi)的液體的蒸發(fā)使材料“爆破”成用于在有成本效益的造紙中使用的高質(zhì)量紙漿;以及
[0062]圖12a至圖12b圖示了精磨纖維素材料的不同方法的不同方面的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0063]在下文中，將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地描述，其中，為了清楚起見以及為了理解本發(fā)明，一些不重要的細(xì)節(jié)從附圖中刪除。
[0064]圖1圖示了磨片區(qū)段1且示出了包括研磨條3的圖型的磨片區(qū)段1的內(nèi)側(cè)。磨片區(qū)段 1與其他磨片區(qū)段1 一起布置在第一(轉(zhuǎn)子)磨盤和第二(定子)磨盤上。安裝在磨盤上的磨片區(qū)段1構(gòu)成盤式精磨機(jī)設(shè)備(未示出，例如從圖10中看出)的重要部件，磨片區(qū)段1適于在使用設(shè)備期間對在由對置的盤限定的精磨間隙(未示出)中的飽和纖維素材料進(jìn)行研磨，飽和纖維素材料從例如定子的精磨機(jī)引入開口朝向磨片區(qū)段的外邊緣移動。與磨片區(qū)段的外邊緣7相比，研磨條3在內(nèi)邊緣5處更厚。在研磨條3之間形成有通道9。研磨條3具有面向纖維素材料的交匯流用以進(jìn)行研磨的銳化邊緣。盤的相對運(yùn)動一一在這種情況下，僅第一盤處于運(yùn)動(轉(zhuǎn)子)而相對的盤處于靜止一一將導(dǎo)致將材料從第二盤的引入開口朝向盤裝置的外邊緣驅(qū)迫的栗送力。研磨條3相對于彼此以及相對于精磨機(jī)引入開口定向成使得附加的栗作用在至少一個盤的旋轉(zhuǎn)期間將材料朝向外邊緣7驅(qū)迫。在本實(shí)施方式中，研磨條3相對于徑向方向(定義為沿從中心至周邊PM的最短距離延伸的徑向線BL)傾斜。多數(shù)傾斜的研磨條 3以下述方式延伸:研磨條3的最接近盤中央的內(nèi)端11鄰近徑向線RL定位，并且相應(yīng)的研磨條3的相反的外端12(8卩，最接近外邊緣7)沿與盤的相對旋轉(zhuǎn)P相反的方向在距徑向線RL距離d處面向阻擋條15。因而，磨片區(qū)段1的外邊緣7包括阻擋裝置15(在圖1中形成為彎曲的且連續(xù)的橫向條構(gòu)件)，該阻擋裝置15用以增大盤20(例如參見圖7b)之間的壓力進(jìn)而保持向外至所述外邊緣7的液相。[〇〇65]圖2a至圖2b圖示了圖1中的板的部分X。圖2a示出了一些研磨條3的外端12。根據(jù)本實(shí)施方式，研磨條3終止于距橫向阻擋條15’一定距離處。在研磨條3之間布置有壩狀件18， 用于迫使處于運(yùn)動中的材料爬過研磨條3的銳化邊緣。壩狀件18在相對于彼此不規(guī)則位置處定位不同通道9中。圖2b圖示了阻擋條15’的截面A-A。[〇〇66]圖3a至圖3f圖示了阻擋裝置15的不同方面。圖3a示出了其中卸壓閥本體裝置15” 為阻擋裝置15的一部分的一個方面。該閥本體裝置包括多個桿條，所述多個桿條中的每個桿條可以下壓到盤的相應(yīng)凹槽中。彈性元件將相應(yīng)的本體按壓就位，用于扼阻熱飽和材料從精磨間隙流出，因而在阻擋裝置15借助于栗作用、例如以上所描述的類型的栗作用之前 (沿上游方向觀察)，增大了用于實(shí)現(xiàn)高蒸汽點(diǎn)的壓力并且將蒸汽點(diǎn)定位至外邊緣。圖3b圖示了以截面示出的阻擋裝置15的一個方面。阻擋條面向由區(qū)段1的研磨條3形成的通道9的端部。圖3c圖示了以截面示出的阻擋裝置15的一個方面。磨盤中的僅一個磨盤包括阻擋裝置15,仍然實(shí)現(xiàn)了在精磨間隙17中的所述增大的壓力。圖3d圖示了以截面示出的阻擋裝置 15的一個方面。阻擋條15”沿著區(qū)段1的最外邊緣延伸并且面向相對的盤，并且研磨條3與阻擋條15”相連，因而一直到外邊緣7形成了研磨的銳化邊緣。圖3e圖示了以截面示出的阻擋裝置15的一個方面，其中，面向彼此的相對阻擋條15”形成截面呈U形形狀的窄狹槽。因而， 對置的盤包括用以進(jìn)一步增大壓力的相互互補(bǔ)的阻擋條15” ’。[〇〇67]圖4a圖示了具有研磨條3的磨盤20的內(nèi)部面，該研磨條3以圖型定向，從而促使栗作用進(jìn)而將熱飽和纖維素材料沿從引入開口 21朝向外邊緣7的方向驅(qū)迫。盤20裝置包括一組設(shè)置有阻擋條15的磨片區(qū)段1。在至少一個盤20的旋轉(zhuǎn)期間，附加的栗作用將材料朝向外邊緣7驅(qū)迫。借助于迫使材料M朝向外邊緣7的栗作用以及沿徑向方向迫使材料(水處于液相中)的離心力，已經(jīng)增大了熱和壓力。材料以這種方式將具有所有的質(zhì)量參數(shù)。因而，最精細(xì)的材料位于外邊緣7的附近。根據(jù)本發(fā)明一個方面并且借助于以下方面:[〇〇68]i)設(shè)置在盤外邊緣7的周邊區(qū)域處并且增大壓力的阻擋件15;
[0069]ii)栗作用；[〇〇7〇]iii)離心力；以及
[0071]iv)產(chǎn)生的熱；
[0072]將實(shí)現(xiàn)提升內(nèi)含在材料M中的液體的高蒸汽點(diǎn)(沸點(diǎn))的高壓。蒸汽點(diǎn)位于精磨間隙中在外邊緣7附近(定位在阻擋裝置15之前、即定位在阻擋裝置15的上游)。精磨機(jī)的性能是由檢測的纖維濃度管理的。這通過使流入精磨間隙17中的水量相關(guān)聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。蒸汽點(diǎn)的位置通過測量蒸汽點(diǎn)的材料濃度傳感器系統(tǒng)來檢測。濃度傳感器25的位置位于外邊緣附近 (即，實(shí)際蒸汽點(diǎn)所處的位置處)。還布置有用于檢測精磨間隙17的寬度的可調(diào)節(jié)的間隙傳感器27(AGS)，其中，AGS傳感器27安裝在盤20中。AGS安裝在盤20的外邊緣7附近。圖4b以側(cè)視圖圖示了精磨機(jī)30的兩個磨盤20。飽和纖維素材料(以水飽和并且可選地還附加有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)技術(shù)化合物)受壓穿過引入開口20進(jìn)入精磨間隙中。由于一直到盤裝置的外邊緣存在的高壓，因此填充在纖維素材料的孔內(nèi)的水將在高溫下處于液相中。經(jīng)由如下步驟:將研磨的纖維素材料從高壓迫至低壓，該材料穿過由阻擋條形成的窄狹槽31，低壓存在于阻擋條的外部，由此實(shí)現(xiàn)了 “爆破制衆(zhòng)”。在纖維材料/水/蒸汽混合物從精磨間隙突然排出時，截留在纖維素材料的空隙內(nèi)的水將成為蒸汽，由此提供了必要的能量以生產(chǎn)“松軟的”紙漿塊。箭頭P指示向外至外邊緣7增大的壓力，因而在“爆破”之前保持材料和水處于液相中。 [〇〇73]圖5a至圖5b以及圖6a至圖6e圖示了根據(jù)不同方面的磨片區(qū)段1。圖5a以立體圖示出了磨片區(qū)段1，并且圖5b示出了板面。出于清楚的原因，圖中的研磨條3的數(shù)量示意性地圖示為少于實(shí)際的數(shù)量。[0〇74]接下來圖6a至6e還示出了盤的旋轉(zhuǎn)方向和材料的給送。圖6a圖示了具有研磨條3 的磨片區(qū)段1，該研磨條3包括位于研磨條3的端部處用以增大精磨間隙中的內(nèi)部壓力的阻擋“密封鉤狀件”15””。圖6b圖示了具有沿著區(qū)段1的周邊布置的斷續(xù)的阻擋條的磨片區(qū)段 1。圖6c圖示了具有連續(xù)阻擋件15的磨片區(qū)段1。圖6d圖示了包括具有全長的一半的連續(xù)阻擋件15并且仍產(chǎn)生高的內(nèi)部壓力的磨片區(qū)段1。圖6e圖示了沿著區(qū)段的外邊緣7延伸的阻擋件15的一個方面，其中，研磨條3連結(jié)至阻擋件15。[〇〇75]圖7a至圖7b圖示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的精磨機(jī)設(shè)備30。精磨機(jī)設(shè)備30包括轉(zhuǎn)子盤41和定子盤43,轉(zhuǎn)子盤41和定子盤43各自具有多個研磨條3。在使用設(shè)備30期間，螺桿栗 50將與水W混合的纖維素材料朝向引入開口 21驅(qū)迫。精磨機(jī)設(shè)備30的盤20適于在精磨間隙 17中研磨飽和的木質(zhì)纖維素材料，間隙17由對置的盤20限定。借助于螺桿栗50,使材料M從盤的引入開口 21朝向外邊緣7移動。通過使材料M移動穿過引入開口 21得到引入開口 21的密封，其中，引入開口21中的材料M借助于螺桿栗50的給送還用作塞子。以這種方式，連同離心力和由研磨條3圖型實(shí)現(xiàn)的栗作用一起，塞子和螺桿栗50的栗送涉及精磨間隙17在“下游” 方向上被“密封”。盤20的相應(yīng)的外邊緣7包括阻擋條15,用以增大精磨間隙17中的壓力，從而保持向外至外邊緣7的液相。圖7b示出了作用在被研磨的材料M上的徑向力RF。
[0076]圖8圖示了在計(jì)算機(jī)屏幕上示出的正在精磨間隙17中被研磨的材料M的溫度分布曲線。圖示了根據(jù)一個方面的從引入開口 R0至外邊緣ED的溫度分布曲線。R1的位置為板區(qū)段1的內(nèi)邊緣5，R3為位于磨盤20的外邊緣7附近的位置。R2為R1與R3之間的居間位置。由于借助于根據(jù)本發(fā)明一個方面的阻擋裝置15強(qiáng)化所得到的高壓，蒸汽點(diǎn)SP可以具有高的值并且維持飽和纖維素材料一直到外邊緣7處于液相中，在外邊緣7處，壓力從高到低。這在圖9b 中示出。也就是說，在材料/水/蒸汽混合物從精磨間隙17突然排出時，截留在纖維素材料的空隙內(nèi)的水將變成蒸汽，由此提供了必要的能量，以生產(chǎn)適于例如造紙的“松軟的”紙漿塊。 因而，所研磨材料的溫度在阻擋裝置15的“下游”(超過阻擋裝置15)下降到較低的溫度。在該示例中，溫度在R2處處于其最高水平。[〇〇77]圖9a圖示了現(xiàn)有技術(shù)的壓力分布曲線。沿磨盤20的徑向方向看出，壓力峰值PP在相當(dāng)大的距離上波動。壓力峰值PP有時抵消材料的運(yùn)動并且將材料向后按壓。圖9b圖示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的壓力分布曲線。壓力峰值PP’借助于阻擋裝置15保持在磨盤20裝置的明確限定的位置中，即，在鄰近于阻擋裝置15的位置處(位于上游側(cè)和阻擋件“之前”)。壓力峰值PP’高于現(xiàn)有技術(shù)的壓力峰值PP。壓力在外邊緣ED的位置處下降，或外部壓力在外邊緣的外部處較低。
[0078]圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明一個示例的精磨機(jī)30以及用以精磨纖維素材料(此處為木肩材料)的方法。引入開口 21位于定子盤43的中央。飽和材料穿過引入開口 21栗送至精磨間隙17。精磨間隙17由通過盤裝置的兩個對置的盤20的研磨表面(通道9和研磨條3的“濕”表面)形成的間隙17限定。在研磨條3之間形成有通道9。被精磨的飽和材料從盤裝置的引入開口 21朝向外邊緣7移動。外邊緣7包括阻擋裝置15,該阻擋裝置15呈布置在相應(yīng)的盤20的最外邊緣處的相應(yīng)的周邊條列形式。中央控制單元100的處理器CPU與木肩排出裝置111相關(guān)聯(lián)，用以將適量的纖維素材料經(jīng)由主管道112分配至精磨間隙17。供水閥113連接至主管道， 用以將適量的水(及可選地化學(xué)品)附加至木肩，用于木肩的混合和飽和。栗114將飽和材料 M驅(qū)迫至定子盤43的引入開口 21。相對的轉(zhuǎn)子盤41旋轉(zhuǎn)用于研磨材料M。在主管道112處布置有混合物檢測器115,并且該混合物檢測器115與CPU 110相關(guān)聯(lián)，用以檢測飽和材料M的適當(dāng)混合。材料M借助位于引入開口 21外部的栗114給送穿過引入開口 21且進(jìn)入精磨間隙17 中。栗114與CPU 110相關(guān)聯(lián)，用以控制材料M以適當(dāng)?shù)乃俾式o送到精磨間隙17中。轉(zhuǎn)子盤41 的旋轉(zhuǎn)由CPU 110控制。材料M在高壓和高熱下受研磨。當(dāng)蒸汽點(diǎn)借助于由阻擋條15實(shí)現(xiàn)的高壓而保持處于高水平時，材料M的水處于液態(tài)。材料M在高壓和高溫下借助于用作徑向栗的旋轉(zhuǎn)盤41提供，從而保持材料M向外至外邊緣7處于液相中?？烧{(diào)節(jié)的間隙傳感器116檢測精磨間隙17的寬度并且向CPU 110發(fā)送信號，用以調(diào)節(jié)精磨間隙17以借助于線性馬達(dá)(未示出)來校正測量。導(dǎo)電傳感器117感測包括處于液態(tài)的水的研磨材料M的導(dǎo)電性，用以控制使得研磨材料的水不處于氣態(tài)。這種控制通過CPU 110來執(zhí)行，從而進(jìn)行控制使得從液態(tài)至氣態(tài)的轉(zhuǎn)變執(zhí)行超過阻擋條15，用于實(shí)現(xiàn)以上提到的“爆破制衆(zhòng)”。然后，材料M暴露于外邊緣7 的外部，其中，外部壓力P2比精磨間隙17中的壓力P1低(P2〈P 1 )，以實(shí)現(xiàn)材料M的爆破失壓。 轉(zhuǎn)子盤41和定子盤43布置在殼體118中。通過“爆破制衆(zhòng)”得到的紙漿121由于通過空氣栗 119在殼體118中產(chǎn)生的輕微超壓而被迫壓出殼體118。紙漿收集在容器120中。盤旋轉(zhuǎn)測量裝置131聯(lián)接至CPU 110，用于測量旋轉(zhuǎn)盤41的轉(zhuǎn)速(rpm)。
[0079]研磨條3相對于彼此以及相對于精磨機(jī)引入開口 21定向成使得徑向栗作用將材料 M朝向外邊緣7驅(qū)迫，如在圖11中所示。圖11中示出的實(shí)施方式示出了具有傾斜內(nèi)表面的阻擋條。
[0080]圖12a中示出了列舉根據(jù)本發(fā)明一個方面的方法的步驟的流程圖。在步驟100中， 實(shí)現(xiàn)了飽和纖維素材料的精磨的開始程序。在步驟101中，材料的精磨在精磨間隙17中執(zhí)行，該精磨間隙17由盤裝置的兩個對置的盤限定，盤裝置的兩個對置的盤包括在其間形成有通道9的研磨條3,其中，材料從包括阻擋裝置15的盤裝置的中央引入開口 21朝向外邊緣移動。步驟101還包括下述步驟:使至少一個盤20旋轉(zhuǎn);借助于位于引入開口外部的壓力栗將材料穿過引入開口 21給送到間隙17中；在高壓和高溫下借助于用作徑向栗的旋轉(zhuǎn)盤20提供材料，從而保持材料向外至外邊緣處于液相中；以及，最后將材料暴露于外邊緣的外部， 其中，外部壓力低于精磨間隙中的壓力，以實(shí)現(xiàn)材料的爆破失壓。在步驟102中，程序停止。
[0081]圖12b中示出了用于精磨飽和纖維素材料的方法的另一方面。在步驟200中，程序開始。在步驟201中，定子盤通過電動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。在步驟202中，將精磨間隙調(diào)節(jié)至選自經(jīng)驗(yàn)值的寬度測量值。在步驟203中，將材料與主要包括液態(tài)水的液體混合。在步驟204中，將混合物給送到精磨間隙中用以進(jìn)行研磨。在步驟205中，使材料朝向外邊緣給送、研磨、在高壓下產(chǎn)生熱，從而一直到外邊緣維持材料的水處于液態(tài)。在步驟206中，借助于對鄰近于外邊緣的材料的電阻率進(jìn)行測量的傳感器裝置，測量精磨間隙中的材料的電阻率。由此，能夠檢測電阻率的變化。這改進(jìn)了精磨機(jī)性能。對變化的檢測與改變的纖維濃度有關(guān)。執(zhí)行例如對纖維墊附加的水量的調(diào)節(jié)，用以改變纖維濃度。在步驟207中，程序停止。
[0082]以這種方式實(shí)現(xiàn)了:在磨盤之間的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)在線測量。
[0083]因而，能夠根據(jù)所檢測的纖維濃度和/或蒸汽點(diǎn)來控制精磨機(jī)性能。因而，精磨機(jī)的使用者可以在生產(chǎn)期間以有成本效益的方式執(zhí)行自動重新校準(zhǔn)并且連續(xù)地關(guān)聯(lián)流入磨盤之間的水量，由此控制蒸汽點(diǎn)在磨盤的徑向方向上的位置。這種連續(xù)的測量也意味著改進(jìn)的生產(chǎn)率。
[0084]對于以有成本效益的方式達(dá)到產(chǎn)生適當(dāng)?shù)募垵{質(zhì)量并且同時沒有精磨機(jī)的不必要過載一一這又涉及高能耗一一而言，蒸汽點(diǎn)的位置是重要的。
[0085]暴露材料的步驟通過控制單元來控制，該控制單元聯(lián)接至間隙傳感器和/或材料混合物檢測器和/或盤旋轉(zhuǎn)測量裝置和/或間隙壓力檢測器器件。
[0086]本發(fā)明當(dāng)然不以任何方式局限制于以上所描述的優(yōu)選實(shí)施方式，但是在不脫離如在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的基本思想的情況下，對所描述的實(shí)施方式進(jìn)行修改或進(jìn)行組合的許多可能性對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。優(yōu)選地，纖維墊材料包括用于制作紙漿的纖維素纖維。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于盤式精磨機(jī)設(shè)備(30)的磨片區(qū)段(1)，所述磨片區(qū)段(1)適于在所述設(shè)備 (30)的使用期間對在由對置的盤(20)限定的精磨間隙(17)中的飽和纖維素材料(M)進(jìn)行研 磨，所述材料從精磨機(jī)引入開口(21)朝向所述區(qū)段(1)的外邊緣(7)移動，其特征在于，所述 區(qū)段(1)的所述外邊緣(7)包括阻擋裝置(15)，所述阻擋裝置(15)用以增大所述精磨間隙 (17)中的壓力，從而保持向外至所述外邊緣(7)的液相。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)段，其中，所述阻擋裝置(15)包括連續(xù)的橫向條構(gòu)件。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的區(qū)段，其中，所述阻擋裝置(15)沿著所述區(qū)段的最外邊緣 延伸并且面向相對的盤。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的區(qū)段，其中，所述阻擋裝置(15)面向由所述區(qū) 段(1)的研磨條(3)形成的通道的端部。5.—種精磨機(jī)設(shè)備(30)，所述精磨機(jī)設(shè)備(30)包括盤裝置(20)，所述盤裝置(20)適于 在所述設(shè)備(30)的使用期間對在由對置的盤限定的精磨間隙(17)中的飽和木質(zhì)纖維素材 料(M)進(jìn)行研磨，所述材料(M)從所述盤裝置(20)的精磨機(jī)引入開口(21)朝向外邊緣(7)移 動，其特征在于，所述盤裝置(20)的所述外邊緣(7)包括阻擋裝置(15)，所述阻擋裝置(15) 用以增大所述精磨間隙(17)中的壓力，從而保持向外至所述外邊緣(7)的液相。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的精磨機(jī)設(shè)備，其中，所述阻擋裝置(15)沿著所述外邊緣(7)連 續(xù)地延伸。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的精磨機(jī)設(shè)備，其中，所述盤裝置(20)包括一組設(shè)置有所述 阻擋裝置(15)的磨片區(qū)段(1)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的精磨機(jī)設(shè)備，其中，所述盤裝置(20)包括研磨 條(3)，所述研磨條(3)相對于彼此以及相對于所述精磨機(jī)引入開口(21)定向成使得:在至 少一個盤(41)的旋轉(zhuǎn)期間，附加的栗作用將所述材料(M)朝向所述外邊緣(7)驅(qū)迫。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的精磨機(jī)設(shè)備區(qū)段，其中，所述阻擋裝置(15)通 過研磨條(3)的終止于所述外邊緣(7)的周邊區(qū)域處的端部形成。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的精磨機(jī)設(shè)備區(qū)段，其中，所述對置的盤(20)包 括用以增大所述壓力的相互互補(bǔ)的阻擋條(15’、15”、15” ’、15””)。11.一種用于對在精磨間隙(17)中的飽和纖維素材料(M)進(jìn)行精磨的方法，所述精磨間 隙(17)由盤裝置的兩個對置的盤(20)限定，所述盤裝置的所述盤包括研磨條(3)，在所述研 磨條(3)之間形成有通道(9)，其中，所述材料(M)從所述盤裝置的中央引入開口(21)朝向外 邊緣(7)移動，所述外邊緣(7)包括阻擋裝置(15 )，所述方法包括下述步驟:-使所述盤(20)中的至少一個盤旋轉(zhuǎn)；-借助位于所述引入開口(21)外部的壓力栗(50)，將所述材料(M)穿過所述引入開口 (21)給送到所述間隙(17)中；-在高壓和高溫下借助于用作徑向栗的旋轉(zhuǎn)的所述盤(20)提供所述材料(M)，從而保持 所述材料(M)向外至所述外邊緣(7)處于液相中；并且-將所述材料(M)暴露于所述外邊緣(7)的外部，所述外部壓力低于所述精磨間隙(17) 中的壓力，以實(shí)現(xiàn)所述材料(M)的爆破失壓。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述研磨條(3)相對于彼此以及相對于所述精 磨機(jī)引入開口(21)定向成:使得所述徑向栗作用將所述材料(M)朝向所述外邊緣(7)驅(qū)迫。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，所述引入開口(21)的密封通過使所述材料 (M)移動穿過所述引入開口(21)的給送步驟而進(jìn)行，其中，所述引入開口(21)中的所述材料 還用作塞子。14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，暴露所述材料(M)的步驟通過 控制單元(110)控制，所述控制單元(110)聯(lián)接至間隙傳感器(116)和/或材料混合物檢測器 (117)和/或盤旋轉(zhuǎn)裝置(131)和/或間隙壓力檢測器器件。
【文檔編號】B02C7/12GK105980628SQ201580008232
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月6日
【發(fā)明人】本特·?？瞬悸迥?
【申請人】達(dá)普羅克斯公司