[发明专利]用于反向旋转精磨机的具有弯曲棱和锯齿状前缘的转子精磨机板元件

说明书

相关申请

本申请要求2012年7月12日申请的13/547,144号申请和2011年7月13日申请的61/507,450号申请的权益，这两个申请的全部内容通过引用包含在本申请中。

背景技术

本发明涉及用于木质纤维素材料的盘式精磨机，例如用于生产机械浆、热机械浆和各种化学-热机械浆的盘式精磨机（统称为机械浆和机械制浆工艺）。

在机械制浆工艺中使用的反向旋转精磨机中，通常为木材或者其它木质纤维素材料（统称为木屑）的原材料通过其中一个精磨机板的中部送入，并且被一个或两个转子盘的转动产生的腔离心力向外推。精磨机板安装在精磨机盘的每个相对面上。木屑在相对的精磨机板之间在大致径向上向板或盘的外周移动。

传统上精磨机以每分钟1200至1800转（PRM）的转速工作。当木屑在盘之间时，能量通过装配于盘的精磨机板传送到该材料。精磨机板一般具有以棱和槽以及坝为特征的图案，它们一起对木质纤维素材料施加反复的压缩和剪切作用。作用于该材料的压缩和剪切作用从原材料分离出木质纤维素纤维，对该材料提供一定量的展开和纤维化，并且产生一些通常不太希望的纤维切割。该纤维分离和展开是将原木屑改变为形成纤维制品的适当板材或纸张所必须的。

在机械制浆工艺中，大量的摩擦发生在如木屑和精磨机板之间。这种摩擦降低了工艺的能量效率。据估计，机械制浆中使用能量的效率在10%至15%左右。

开发以更高的能量效率例如低摩擦工作的精磨机板的努力已经取得成就，并且通常涉及减少盘之间的工作间隙。提高能量效率的传统技术通常涉及精磨机板区段前表面上的设计特征，这些特征通常加快木屑在精磨机板的精磨区上的给进。这些技术通常导致减小由在精磨机板之间流动的木屑形成的纤维垫的厚度。当能量被精磨机板施加到较薄的纤维垫时，对于给定的能量输入，施加到木屑的压缩率变得较大，并且在精磨木屑时导致更高效的能量使用。

减小纤维垫的厚度允许工作间隙（例如，相对的精磨机板之间的间隙）较小。减小该间隙可能会导致增加对木片纤维的切割，减小盘产生的浆的强度性能，增加精磨机板的磨损率以及降低精磨机板的使用寿命。精磨机板的使用寿命随着工作间隙的减小成指数减小。

能量效率被认为在精磨机盘的外围最大。在板的外围区域精磨机板的相对速度最大。在精磨机板的外围区域，相对的精磨机板上的精磨棱以较高的速度相互横越。精磨棱的较高的横越速度被认为增加了板外围区域的精磨效率。

木材纤维倾向于快速流过精磨机板的外围区域。纤维在外围区域的这种快速是由于强离心力和由盘之间产生的蒸汽的向前流动而产生的力量。在外围区域中的短促滞留期间限制了在精磨表面的最有效部分中可以完成的工作量。

发明内容

设计精磨机板以将更多的能量输入转向外围精磨区域应该增加总的精磨效率并且减少磨浆消耗的能量。将能量输入转向外围精磨区域，精磨机板之间较大的工作间隙可能足以为精磨机板区段提供长使用寿命。

已经构想出一种新颖的精磨机板，在一个实施例中，该精磨机板增强了能量效率并允许盘之间的工作间隙较大。该能量效率和大工作间隙可以减少生产浆所消耗的能量，提高所生产的浆的纤维质量，并且延长精磨机板区段的使用寿命。

在一个实施例中，精磨机板是具有外部精磨区的转子板区段的集合，该外部精磨区的棱至少具有弯曲的纵向形状的径向外部部分和壁表面为锯齿状、齿状或其它不规则形状的前侧壁。该弯曲的棱和棱之间的弯曲槽增加木屑进料在外部区中的滞留时间，从而增加外部区对该材料的精磨。此外，前侧壁的锯齿状表面也有助于增加进料在外部区中的滞留时间。

已经构想出一种精磨板，该精磨板具有面向另一个板的精磨表面，该精磨表面包括从所述表面竖起的多个棱，所述棱向所述板的外围边缘向外延伸，所述棱至少在所述棱的前侧壁上具有锯齿状或不规则表面，所述棱是弯曲的，如具有指数弧或者渐开线弧。所述精磨板可以是转子板并且与另一个转子板相对地设置在精磨机中。