專利名稱：帶有錐形條帶式喂入裝置的盤磨機的制作方法
背景技術：
本發明涉及一種在超熱和超壓狀態下，對高濃度的本質纖維素木屑或類似材料進行纖維分離的精磨機，更具體地說，涉及將木屑喂入到該精磨機的一個或多個旋轉圓盤中。
對于一種盤磨機的旋轉盤來說，針對在超熱及超壓狀態下喂入木屑所存在的困難，從而已經采用了種種不同的措施，其中包括在一圓筒形傳送器的殼體內，采用一種螺旋條帶式喂入器，將之與旋轉圓盤同軸進行安裝，其中的一個例子如美國專利5,076,892(授予Fisher等人)所述，其中的條帶喂入組件不僅僅朝精磨機圓盤轉送木屑材料，同時還允許回流蒸汽的共軸分離，該蒸汽是在精磨過程中于圓盤中產生的，在有些情況下，該條帶喂入器是不受圓盤的主驅動軸驅動的，而有些情況下，它又是與該驅動軸共同轉動的。
當木屑朝著旋轉圓盤的入口區域沿軸向進行輸送時，木屑受到一種非常大的離心力，它迫使木屑沿徑向壓在傳送器的殼體上。其軸向分力是將材料送向圓盤中的主要作用力，而其數值又是非常之小的。雖然螺旋條帶本身的形狀可以提供一種用于運送木屑的軸向分力，但是最好能有一種方便的方式對木屑提供一種附加的軸向力，以便克服增大的回流蒸汽壓力，這種力產生于設計人員所制造的大功率精磨機中。
發明概述因此，本發明的一個目的便是為高濃度精磨機提供一種改進型條帶式喂入裝置，與已知的條帶式喂入裝置相比，它可以沿傳送方向產生更大的作用力。
就本發明的廣義而言，這一目的是這樣實現的放置一個細長的芯部，它具有第一端部和第二端部，以及一根螺旋形環繞的條帶，它被支承著沿縱向延伸，而且與芯部保持一定間距。沿著芯部朝向第一端的方向，條帶所圍成的螺旋圈的直徑逐漸增大。一個包括一錐體部的喂入殼體緊緊地環繞在條帶周圍，它還具有一個開口，通過該開口，木屑可以被送入條帶上。
在本發明的一個具體實施例中，上述目的是通過這樣一個喂給機構來實現的，它包括一個細長的芯部，該芯部具有一段錐形部，錐形部的大直徑端與旋轉圓盤的轂相連接，而其小直徑端則與轂相對置。一條螺旋條帶由芯部支承著并沿其縱向延伸。條帶形成若干個圓圈。在朝向芯部大直徑的方向上，圓圈的直徑逐漸增大，這樣便在條帶與芯部之間形成了一個送料通道。
在優選實施例中，一臺高濃度精磨機包括一個旋轉圓盤，它具有一個工作面，該工作面包括一個位于徑向內側的第一入口表面和一個位于徑向外側的第一研磨表面。一個第二入口表面與第一入口表面相并置，從而構成了一個帶有入口部的入口間隙。第二研磨表面與第一研磨表面相并置，從而形成了一個研磨間隙，它從入口間隙大致沿徑向向外延伸。一根軸與圓盤相接，以便使圓盤繞一旋轉軸旋轉。一個喂入機構被支承著以便繞旋轉軸旋轉，從而朝著圓盤的表面運送木屑，使之進入入口間隙內。該喂入機構包括一根大致呈螺旋狀的條帶，它形成了若干個螺旋圈，這些圈的直徑逐漸增大，從而使直徑最大的一圈位于入口間隙的進口處。喂入機構是整個喂入組件的一部分，喂入組件還包括一個錐形腔室，它緊緊地環繞在錐形條帶的周圍。還有一些裝置用來在壓力狀態下接收來自于精磨機外部的喂入材料，并將這些喂入的材料通過喂入腔室而送到喂入機構的條帶上去。
喂入機構最好與圓盤的轂相連接，以便與之共同旋轉，即用同一根驅動軸對圓盤和喂入機構同時進行驅動，其轉速最好為1500轉/分或更大。
喂入機構最好包括一個帶有錐部的芯子，錐部直徑的增大與條帶圈直徑的增大成比例，這樣便形成了一個大致為環形的通道，其橫斷面的流通面積大致是均勻的，但是，朝向圓盤入口間隙的方向上，通道的外直徑是漸增的。當木屑沿條帶被運送時，離心力將迫使木屑壓向條帶的外直徑，并頂靠著喂入腔體。隨著條帶直徑的增大，離心力也一并增大。但是，由于受條帶呈錐形的影響，一個附加的軸向分力將會產生，它將迫使纖維朝著入口間隙的方向運動，并最終抵達精磨機的圓盤。這一附加的軸向力產生于錐形的形狀，它與高速條帶喂入裝置的已知作用力相作合，強化了將木屑送入入口間隙內的能力，在這同時使回流蒸汽得以分離出。如同傳統的條帶喂入裝置，回流蒸汽是離開圓盤沿著喂入組件通道的內徑部分流出來的。
與該實施例有關的本發明的另一個顯著的優點是允許蒸汽直接從條帶喂入殼體沿精磨機的軸向向外析出，在該實施例中，喂入組件是從圓盤轂中懸臂式支承著的。而且由驅動圓盤的主驅動軸進行驅動。在該喂入組件的排汽端可以設置一些徑向葉片，以便強化纖維與排出蒸汽的分離效果。這些分離出的纖維然后被重新送入精磨區。
本發明所適用的增強傳送區域同樣可以適用于在常壓下進行作業的精磨機。
附圖簡述通過以下參照附圖對本發明的優選實施例所作的說明，本發明的上述目的和他目的及其優點將會被更加明了，附圖中
圖1是包括本發明優選實施例的一臺高濃度盤磨機的剖面示意圖；圖2是本發明的改進型喂入組件的一幅透視圖，該組件被用于圖1所示的精磨機中；圖3是一條曲線，它描述了本發明錐形條帶式喂給器對傳送力所作的改進。
優選實施例的詳述圖1和圖2分別表示了一臺盤磨機10及其局部的放大透視圖，該機器可以在超熱及超壓的狀態下對高濃度的木屑及類似材料進行分離。旋轉盤12具有一個工作面14，它可以包含若干用現有技術已知的方式結合到該旋轉盤上的板塊。工作面14具有一個位于徑向內側的第一入口表面16以及一個位于徑向外側的第一研磨表面18，表面16和18皆隨該圓盤一起旋轉。第二入口表面20與第一入口表面16相并置，從而形成了一個入口間隙22，該間隙具有一個入口部24。第二研磨表面26與第一研磨表面18相對合，由此形成了一個研磨間隙28，它構成了一個由入口間隙22大致沿徑向向外延伸的精磨區域。
在所述的實施例中，第二入口表面20及第二研磨表面都被靜態支承在壓力殼體30內，而圓盤12則在該殼體內旋轉。一根軸32與該圓盤相連，以便使該圓盤繞一旋轉軸線34旋轉，就此而論，上述盤磨機的特點可以如圖中所示出的，也可以如現有技術中各種其他類型的已商業化了的盤磨機。
根據本發明，有一個喂入機構36被支承著，可以繞轉軸34旋轉，以便在壓力狀態下，朝圓盤12的表面14輸送木屑，并使之進入入口間隙22內。該喂入機構包括一條大致呈螺旋狀的條帶32，它具有若干個螺旋圈40，從該喂入機構遠離圓盤表面14處的一端42，到該喂入機構靠近圓盤表面14處的另一端44，螺旋圈的直徑逐漸增大。直徑最大的一圈40′，其周邊位于入口間隙22的入口處24。
該喂入機構具有一個沿軸向延伸的芯部48，它最好含有一個圓錐體50，沿著從一端42向另一端44的方向，其直徑漸增，其增長的比例最好與螺旋圈40的直徑增大比例相同。憑借支柱39，將螺旋帶38間隙式地固定到芯部48上。
喂入殼體54也大致為錐形，它環繞著帶圈40，只是與喂入管56相接的開口部46除外。喂入管56形成了一個喂入通道57，以便沿著與該喂入組件的轉軸相垂直的方向將木屑送入螺旋圈內。在該喂入組件的錐形部50與螺旋圈40的外直徑之間形成一個間隙(它大致沿喂入殼體54的內表面延伸)，該間隙基本上是一個環形通道55，沿旋轉軸34看去，該通道具有一個大致相同的流通橫截面。但是，朝圖1和2的右側看，該通道55的外直徑漸增，當木屑由喂入通道57被送入該喂入組件36內時，受該旋轉喂入組件離心力的影響，木屑將會壓靠在螺旋圈40外直徑處的喂入殼體54上。在傳統的條帶式喂料機構中，由于條帶螺旋構形的影響，雖然也存在著一些軸向力的分量，但本發明沿傳送方向增大了條帶的直徑，這樣就沿傳送方向逐漸增大了對單位體積木屑的傳送力。
這一效果可以從圖3中看出，各圖表示出了由于圓周作用力，試圖將木屑沿徑向外推的，作用在木屑上的理論分離力與圖1及2中的喂入條帶長度的百分數之間的關系線。圖中還表示了一條有關傳送力的類似關系線，即傳送力與軸向間的關系，雖然沿該條帶式喂入器長度方向其分離力與傳送力之間的比保持大致不變，但本發明通過提高絕對傳送力的數值而獲得了明顯的優點。其比值取決于錐角的大小。沿喂入器的長度方向，其傳送力由重力的139倍增至233倍，并且該力是對傳統的圓形螺旋螺紋片所產生的傳送力的一個補充。
在所述的實施例中，圓盤12是借助于一個轂或轂部52而與軸32相連接的，而且其喂入機構是沿著旋轉軸從轂中懸臂式伸出來的，這樣，條帶便在圓盤軸的帶動下以與圓盤相同的速度旋轉，例如1800轉/分，在更為現代化的設計中，其速率高達2400轉/分。螺旋圈40′的外徑部分若對著通向入口間隙22的進口部位24，離心作用力將有力地向外推動木屑，使之進入間隙內。在研磨間隙28內(即精磨區)的精磨作用會產生一些蒸汽，其中的一部分將從圓盤中沿徑向向外流動，而其中的另一部分將會回流到入口間隙22之外。這些回流的蒸汽將沿著通道55的徑向內部區域順遠離圓盤12的方向被抽出，并且將通過喂入殼體腔54中的共軸線蒸汽排放管道58而排出精磨機。喂入機構36將與這種回流蒸汽相反向右方輸送木屑，將它們送往40′的部位，在此處通過離心力將木屑送入進口24并被入口間隙22截獲。
由于芯部48或者其延伸部分與轂52之間存在著螺栓連接74，使得喂入組件36與圓盤轂52之間形成一種緊密配合的關系，從而有利于上述作用的實現。在如圖所示的單盤磨機中，最好軸32的一端60緊固在轂52上，而遠離圓盤表面的另一端62適合于作旋轉驅動。殼體前壁部30′最好裝有靜止板64，66，它們分別形成了第二入口表面和第二研磨表面。直徑最大的螺旋圈的外周40′正好位于板64的下方，并與之有一定間隙，從而確保在通向入口間隙的進口處24的木屑保持徑向運動的狀態。
喂入組件36的蒸汽排放端42包括一個葉輪68或類似裝置，它具有多個徑向葉片70，該裝置至少局部位于排放通道58內。葉片70從芯部48沿徑向伸出，它最好位于至少一個螺旋圈40之內。葉片將影響回流蒸汽中所夾帶的纖維，使之朝著喂入腔作徑向運動，以便將木屑重新送往入口間隙22內。芯部48最好還包括一個大致呈圓筒形的部分72，它從錐體部軸向伸出，葉片與之相連接。芯部本身，具體說是錐體部具有一個大直徑端76，它配有用來將該大直徑端與轂52相連接的裝置，例如螺栓74。
該精磨機10的其他方面可以與傳統的機器相同。一框架100環繞著外殼30，一個增強結構102環繞著喂入組件。在框架100的內部，外殼30的外部，存在著一些部件，它們用來實現一臺高濃度精磨機的普通功能。例如，標號106為一密封件，它可防止殼體內的高壓沿軸12流露到腔體內。一止推軸承裝置108消除任何不穩定狀態，這種不穩定可能來自于圓盤表面14處所進行的精磨作用。這種功能也可以存在于相同的整體安排之內，它被用于對板塊的位移進行控制，如標號110所示，由此可以根據被精磨的木屑的類型，或者欲達到的具體參數指標即精制紙漿的特性對研磨間隙28進行調節。至少需要一個軸承，如標號112所示。
對于本領域的普通技術人員來說是很容易理解的，上述的發明也可用于對附圖所示的類型之外的其他各種精磨機。例如，在一個替換實施例中，條帶機構可以不受主驅動軸的驅動，而由一臺專用的外部馬達來驅動。還應當理解，如上所述，所謂的“錐形”一詞應包括“截頭圓錐形”在內。
權利要求
1.一種用于纖維素木屑精磨機的喂入組件(36)，它包括一個具有第一、二端部(44、42)的細長芯部(48)，一個由芯部支承并與之有一定間隙的縱向延伸的螺旋條帶(38)，該條帶由若干圈(40)構成，一喂入殼體(54)環繞著該條帶，還有一個開口部(46)，穿過開口部木屑可以進入條帶上，其特征在于在沿著芯部朝著第一端的方向上，條帶圈的直徑漸增，而且喂入殼體包括一個錐形部，它緊緊地環繞著條帶。
2.一種用來分離本質纖維素喂入材料及類似物的精磨機(10)，它包括一個帶有工作面(14)的旋轉圓盤(12)，該工作面包括一個位于徑向內側的第一入口表面(16)和一個位于徑向外側的第一研磨表面(18)；一個與所述第一入口表面相并置的第二入口表面(20)，從而構成一個入口間隙(22)，它帶有一個進口部(24)；一個第二研磨表面(26)與所述的第一研磨表面相并置，從而構成一個研磨間隙(28)，它從所述的入口間隙沿徑向向外延伸；一根軸(32)與所述的圓盤連接，使圓盤繞一旋轉軸線(34)旋轉；一喂入組件包括一個喂入機構(36)，它被支承著可繞所述的旋轉軸線旋轉，還有一個喂入腔室(54)圍繞著該喂入機構，以便將喂入材料送向圓盤的表面并使之進入所述的入口間隙內，所述的喂入機構包括一個大致呈螺旋狀的條帶(38)，它包含有若干個螺旋圈(40)；裝置(56)用來接收喂入材料，并將之送至喂入組件的條帶處；其特征在于從喂入機構中遠離圓盤表面的一端(42)到喂入機構中靠近圓盤表面的另一端(44)，螺旋圈的直徑漸增，從而使直徑最大的一圈(40′)的外周位于通向入口間隙的進口處，而且所述的喂入殼體朝著所述圓盤表面的方向擴大，并緊緊地包圍著所述的條帶。
3.如權利要求2所述的設備，其特征在于喂入機構(36)還包括一個置于所述條帶(38)內部的芯部(48)，它沿軸向延伸，還包括一個錐形部(50)，從喂入機構的一端(42)到其另一端(44)，該錐形部的直徑增大，從而在所述的芯部和條帶之間形成一條通道(55)。
4.如權利要求2或3所述的設備，其特征在于所述的喂入機構(36)是由所述的軸(32)驅動的，而且與所述的圓盤(12)一起旋轉。
5.如權利要求2至4中任一權利要求所述的設備，其特征在于所述的圓盤(12)通過轂(52)而與所述的軸(32)相連接，而且所述的喂入機構(36)從所述的轂上懸臂式支承著，沿旋轉軸線(34)延伸。
6.如權利要求2至5中任一權利要求的設備，其特征在于所述的用于接收及運送喂入材料的裝置還包括一條喂入管道(56)，它形成一條沿垂直于所述旋轉軸線(34)的方向進入所述喂入殼體的喂入通道(57)。
7.如權利要求2至5中任一權利要求所述的設備，其特征在于所述的用于接收及運送喂入材料的裝置還包括一條喂入管道(56)，它形成一條沿垂直于所述旋轉軸線(34)的方向進入所述條帶(38)的喂入通道(57)。
8.如權利要求2至7中任一權利要求所述的設備，其特征在于所述的喂入腔(54)還包括一根排汽管道(58)，它相對喂入機構(36)的一端(42)共軸延伸。
9.如權利要求2至8中任一權利要求所述的設備，其特征在于環繞所述條帶(38)的喂入腔室大致為截頭圓錐形。
10.如權利要求8或9所述的設備，其特征在于所述的喂入機構(36)的一端(42)還包括一個多葉片的葉輪(68)，它至少一部分位于所述排汽通道(58)內。
11.如權利要求10所述的設備，其特征在于葉片(70)在一個螺旋圈內沿芯部(48)軸向延伸。
12.如權利要求10或11所述的設備，其特征在于芯部(48)包括一個大致呈圓筒形的部分(72)，它從錐形部(50)沿軸向延伸出來，而且與所述的葉片(70)相連接。
13.如權利要求2至12中任一權利要求所述的設備，其特征在于該精磨機具有一個單盤(12)，它與所述軸(32)的一端(60)相連，所述的軸還有遠離圓盤表面的另一端(62)，該端可被旋轉式驅動；所述的圓盤與一靜止殼體(30)相連，限定出第二入口表面(20)及第二研磨表面(26)的板塊裝置(64，66)固定連接在該靜止殼體上；以及直徑最大的螺旋圈(40′)的圓周與所述的限定出第二入口表面的板塊裝置之間在垂直方向上有一狹小的間隙。
全文摘要
一種用于木質纖維素木屑精磨機(10)的喂入組件(36),它具有一個錐形的芯部(50),該芯部有一個大直徑端和一個小直徑端。一個螺旋形條帶(38)由該芯部支承著沿縱向延伸,條帶與芯部間有一定間隙。條帶中的螺旋圈(40),其直徑沿著從芯部小端到大端的方向漸增,一個錐形的喂入殼體(54)環繞著條帶。
文檔編號D21B1/00GK1188521SQ9619492
公開日1998年7月22日 申請日期1996年3月22日 優先權日1996年3月22日
發明者G·R·科勒爾 申請人:安德里茲·斯普勞特-鮑爾有限公司