專利名稱：具有傾斜以偏轉漿體的外排齒的精磨機的精磨方法
技術領域：
本申請總體上涉及一種用于從纖維材料中移除污染物的精磨機，所述纖維材料比 如回收或再生紙以及包裝材料。具體地說，本發明涉及精磨機定子板，尤其涉及所述定子板 上的外齒排。
背景技術：
精磨機板用于將機械功傳遞到纖維材料上。具有齒的精磨機板(與具有道桿的 板相對照)通常用來在其任務為添加或不添加化學制劑的情況下對纖維材料進行疏解 (deflake)、分散或者混合的精磨機上。本申請所公開 的精磨機板一般適用于所有專用于分 散機和一般精磨機的齒形板。分散工藝主要用在去墨系統，以再生用過的紙和紙板，從而作為用于生產新紙或 紙板的原材料而得以重新使用。分散工藝用以除去纖維中的墨，分散并使墨和污垢顆粒的 尺寸減小到有利于在后續階段將其移除，另外，使顆粒尺寸減小到可視檢測尺寸之下。分散 機還可用以破碎粘性物、涂層顆粒以及蠟(統稱為“顆粒物”)，這些顆粒物經常存在于送進 精磨機的纖維材料中。通過分散機將顆粒從纖維中移除，使其夾帶在由纖維材料及流過精 磨機的液體構成的懸浮體中，同時由于顆粒漂浮或從懸浮體中被沖洗出從而從懸浮體中被 移出。另外，分散機還可用以對纖維進行機械處理，以保持或改進纖維的強度并且將漂白化 學制劑與纖維漿體混合在一起。用在回收纖維材料上的機械分散機通常有兩種揉搓機(kneeders)和旋轉盤。本 說明集中于具有齒形精磨機定子板的盤式分散機板。盤式分散機類似于漿體或碎屑精磨 機。精磨機盤通常具有安裝在其上的環形板或配置成一圓形盤的一系列板節段。在盤式分 散機中，使用進料螺桿將漿體送進精磨機的中心，并且使其沿外圍移動而穿過分散區域，其 中所述分散區域為旋轉(轉子)盤和靜止(定子)盤之間的間隙，另外，漿體在盤的外周處 從分散區域排出。盤式分散機的一般構型為兩個彼此面對的圓形盤，其中一個盤(轉子)通常以高 達ISOOrpm的速度以及可能更高的速度旋轉。另一盤(定子)則靜止不動。也可以使兩個 盤沿相反的方向同時旋轉。在每一個盤面上都裝有具有齒(也稱為錐體)的板，其中所述齒安裝成切向排。板 可以是單個環形板或一系列的板段構成的環形板陣。每一齒排通常處于離盤中心的同一半 徑上。當位于精磨機或分散機中轉子盤和定子盤彼此相對時，轉子齒排和定子齒排互相交 錯。轉子齒排和定子齒排橫穿(intersect)位于盤之間的分散區域內的一平面上。在交錯 插置的齒排之間形成有通道。通道界定了盤之間的分散區域。當纖維漿體移動穿過連續的轉子齒排和定子齒排時，纖維漿體交替在轉子齒和定子齒之間流動。漿體從盤的中心入口移動到位于盤的外圓周處的外周出口。當纖維從轉子 齒流動到定子齒以及從定子齒流動到轉子齒時，由于轉子齒排在定子齒排之間旋轉而使纖 維受到沖撞。轉子和定子齒之間的空隙通常大約為1到12mm(毫米)。纖維并未由于齒的 沖撞而受到切割，而只是受到嚴重的和交替的揉曲。纖維所受到的沖撞使墨和色劑顆粒物 斷碎而變成更小的顆粒物，并且使粘性物顆粒斷碎而脫離纖維。用在盤式分散機上的板通常有兩種(1)具有嚙合齒形模式的錐體設計(也稱為 齒設計)，(2)精磨機道設計。已經研發出一種新穎的用于精磨機板的錐體齒設計，并且披 露于本申請中。參考圖la、lb、和Ic所示為具有傳統齒模式的示例性錐體板節段。在名稱為 "Grooved Pyramid Disperger Plate”的共同持有的美國專利申請公開第2005/0194482號 中，公開了一種增強型的示例性錐體齒型板節段。對于錐體板來說，纖維物料受到徑向推動 而穿過在相對的板上的齒之間的小通道，如圖Ic所示。漿狀纖維在流動穿過分散機時經受 高強度剪切，例如沖撞，這是由于纖維對纖維以及纖維對板的較強的摩擦造成的。通過參考圖la、lb、和Ic能看到，精磨機或分散機10包括分散機板14、15，這些分 散機板可各自緊固到相對的分散機盤12、13的其中一個盤的盤面上。在圖Ic中僅顯示出 盤12、13 —部分，這些盤各自具有盤的旋轉中心軸線19、徑向線32和大體為圓形的外周。可將一塊板分成板段或者不分。分成板段的板為通常安裝在分散機盤上的一系列 環形的板段陣。一不分節段的板則為接附在分散機盤上的單件環形板。板節段14用在轉 子盤12上，而板節段15則用在定子盤13上。轉子板段14以環形排布方式接附到轉子盤 12的盤面上從而形成一板。可通過任何便利或傳統方式將節段緊固到盤上，比如通過穿過 鉆孔17的螺栓(未示出)。按并排方式配置分散機板節段14、15，以形成接附到每一個盤 12、13的盤面上的板。每一分散機板節段14、15具有朝著其所接附的盤的中心19的內邊緣22以及位于 盤外周附近的外邊緣24。每一板節段14、15在其基面上具有錐體或者齒28的同心排26。 轉子盤12及其板段14的旋轉使得離心力施加到精磨的材料上，例如纖維，從而造成材料從 板的內邊緣22徑向向外移動到板的外邊緣24。絕大部分精磨材料穿過形成在相對的板段 14,15的相臨近的齒28之間的分散區域通道30。精磨材料徑向流出分散區域，進入到精磨 機10的殼體31中。各同心排26位于離盤中心19相同的徑向距離處(見半徑32)，并且互相嚙合，從 而使得轉子齒和定子齒28可以在盤與盤中間的平面上交合。由于轉子齒28靠攏定子齒28 運動，所以從轉子中心到達盤邊緣的纖維會受到沖撞。定子齒28與轉子齒28之間的通道 間隙通常為1到12毫米(mm)量級，所以纖維不會被切割或卡住，但是會在通過轉子盤12 上的齒和定子盤13上的齒之間的通道時被嚴格地、交替地彎曲。纖維的彎曲可以將纖維上 的墨和墨粉顆粒物破碎成更微小的顆粒物，并從纖維上去除附著的顆粒物碎片。圖2a和2b分別為定子盤外齒排上的一個標準齒幾何結構34的俯視圖和側剖視 圖。齒34具有一錐體設計，其由向齒頂38錐形減小的直側壁36構成。各標準齒28的側 壁基本上與板徑向32平行。分散機板的主要任務是在纖維穿過盤之間的通道期間，將能量脈沖(沖撞)傳輸 到纖維上。得到廣泛認可的齒形板一般包括方形錐體齒幾何構造，其在邊緣長度以及齒的排列方面有所變化，從而獲得期望的結果。由于轉子盤產生的離心力的作用，在盤之間流動的精磨材料可以被加速到高的速 度。一些精磨材料以高速度離開盤12、13，并沿徑向被排向精磨機的殼體31。精磨材料對 殼體的高速沖撞會導致殼體磨損并在殼體上產生破壞性的氣蝕作用。長期以來就存在著這 種需求，即減少精磨機和分散機殼體上的磨損和危害，特別是減少由于精磨材料沖撞殼體 而產生的磨損和危害。
發明內容
本申請提出一種改進了的應用在定子板最外側齒排的定子齒的幾何構造，例如成 角度的齒。這種改進的定子齒幾何構造的設計目的是想通過減少那些脫離精磨機盤的高速 精磨材料對殼體的沖撞來延長精磨機殼體的壽命。研發出一種具有多排同心齒排的精磨機定子板，其中一個外側齒排位于或者緊挨 著定子板段的外周邊。該外排齒包括前導側壁，其中所述側壁與板段的徑向成一角度。所 述板優選為分散機的定子板。該外齒排側壁的角度可能會與一個定子板的旋轉方向相反。 該側壁相對于徑向的角度在10度到60度的范圍內，優選為15度到45度。該側壁可以是 平面，具有一直的徑向內表面和一傾斜徑向外表面的V形，或者該側壁沿其長度彎曲。此外，所述外側定子排齒的帶角度的側壁垂直于徑向的突起(換句話說，沿切向) 的距離至少等于外側定子排的相鄰齒的間距。另外，該帶角度的側壁可以包括一個帶角度 的壁部和一個徑向取向的壁部。而且，外側齒排可以具有基本上垂直的后壁。研發出一種精磨機或分散機，其包括一轉子盤，該轉子盤具有一轉子板，該轉子 板包括若干同心轉子齒排；一與分散機中轉子盤相對的定子盤，其中定子盤包括一個定子 板，定子板包括與轉子齒互相嚙合的若干同心的定子齒排和一個外側定子齒排，所述外側 定子齒排包括與定子盤的旋轉相反的側壁，以偏轉所述外側齒排的齒之間流動的顆粒。研發出一種對精磨機中相對的盤之間的漿體材料進行精磨的方法，該方法包括 將漿體材料輸進所述盤的至少其中一個盤的入口 ；相對于另一盤旋轉其中一個盤，同時漿 體材料由于離心力的原因在所述盤之間移動；通過在旋轉盤上的齒排與在另一所述盤上的 齒排互相嚙合而引起的對漿體材料的沖撞來精磨漿體材料；并通過讓漿體材料流過在另一 個盤上的外側齒排來偏轉漿體材料，其中盤的外側排包括具有成角度的側壁的齒，其所述 成角度的側壁用來偏轉在齒之間移動的漿體材料。
圖Ia和Ib分別為傳統上使用在盤式分散機上的齒形定子板段的正視圖和側剖視 圖。圖Ic是其間具有間隙的定子和轉子分散機板和盤的側剖視圖。圖2a和2b分別為傳統的定子分散機板的外齒排的齒的幾何構造的俯視圖和側立 體圖。圖3a和3b分別為定子分散機板外側排的一個有角度的齒的俯視圖和側立體圖。 其中每一個齒的側壁都相對于盤的徑向成角度。圖4a和4b分別為采用了用于外部齒排的具有成角度的齒形幾何構造的分散機定子板段的正平面圖和側剖視圖。圖5是可選擇的定子板外側排的成角度的齒形幾何構造的俯視立體圖。
圖6是另一種可選擇的定子板外側排的成角度的齒形幾何構造的俯視立體圖。
具體實施例方式研發出一種用于齒形精磨機定子板齒的新穎排列方式，其中所述外側周邊齒排具 有用來偏轉穿過分散區域的精磨材料的角度，所述精磨材料例如為漿體。所述偏轉可以降 低精磨材料顆粒物的速率，否則顆粒物可能以高速度沿徑向線從精磨機盤之間進入精磨機 殼體。這種新穎的外排定子齒設置方式可以應用于任何類型的齒形精磨機板，尤其適用于 盤形分散機。定子齒外排成角度偏斜，用來控制流出分散區域并從盤之間流出的漿體的供料。 特別是在外側齒排上的定子齒前導側壁也成角度偏斜，用以傾斜齒從而偏轉在外側定子齒 排間沿著徑向線移動的顆粒物。偏轉精磨材料可以降低流出的精磨材料的速率并最小化精 磨材料對精磨機殼體壁的沖撞。成角度設置的定子齒外側齒排可以防止漿體沿著一個徑直的徑向通道從定子齒 最外排進入殼體，在那里高速率漿體可以損壞殼體壁。定子齒外排的角度和這些齒成角度 部分的長度的選擇，使得定子齒最外排成角度的側壁偏轉穿過分散區域的精磨材料，例如 漿體。外排齒至少沿著齒的一部分傾斜，使得齒的傾斜部分沿切向突出的距離至少等于相 鄰齒之間的間隙。這樣的偏轉可以防止精磨材料高速地沿徑向從盤拋向精磨機殼體。圖3a和圖3b分別展示了一個成角度的定子齒40的俯視圖和側立體圖，其中，齒 側面相對于盤中心的徑向32成角度傾斜。定子齒40優選位于定子板外排。定子齒40的 一個或兩個側壁42相對于盤徑向32形成角度44。另外，側壁42朝向齒頂46呈錐形逐漸 減小。齒的底部48位于板的基部上。齒的前壁50徑向朝內，齒的后壁52徑向朝外。前壁 和后壁可以各自基本上沿排和板的切線排列。前壁可以朝向齒的頂端傾斜。后壁優選為基 本上垂直于板的基部。定子齒外排的傾斜(角度44)用以偏轉穿過定子齒外排的精磨材料。偏轉的目的 在于，當精磨材料、漿體和夾帶的顆粒物離開盤之間的通道時并在精磨材料進入分散機或 精磨機殼體之前，降低其速度。通過降低精磨材料的速率會減小因精磨材料撞擊殼體所產 生的對殼體的損壞。圖4a和4b分別為安裝在分散機盤上的示例性定子板54的正平面圖和側剖視圖。 定子盤與轉子盤相對，并且通過這兩個相對的盤之間的溝槽形成一個分散區域。轉子板的 轉動方向(箭頭55)是逆時針方向(從表示定子板段的圖4a的角度來看是順時針方向。)定子分散機板段54包括齒68的排56、58、60、62、64和66。內側齒排(56、58、60、 62和64)可以具有一個錐體形狀，如圖2a和2b所示。內側齒排側壁可以沿盤徑向取向，或 者相對于徑向傾斜。相似地，當板在精磨機內排列好后，轉子板(未示出)可以具有與定子 齒排交錯插置的齒排。定子齒40的外側排66具有側壁角度，所述側壁角度設置成與轉子轉向55同向或 者與轉子轉向55反向。無論外側定子齒排傾斜是朝向旋轉方向還是背向旋轉方向，對殼體 保護沒有差別。以相反于旋轉方向傾斜定子齒外排使齒處于“阻滯位置”，以相同于旋轉方向傾斜定子齒使齒處于“供料位置”。另外，相對于板和盤的徑向，齒40的側壁角度范圍可以是10°到60°，優選范圍為15°到45°。定子齒40的最后排66的側壁角度(見圖3a 的44)是用來偏轉穿過齒排的精磨材料，并使材料流不受到更多阻礙。后壁(見圖3b的52)延伸到定子板外邊緣24。齒40的側壁通過后壁與定子板 54的基層72基本垂直而得到延伸。延伸側壁提供了附加的偏轉精磨材料的側壁面積。側 壁的長度和角度應該足以使快速移動的顆粒物不能沿著徑向移動并穿過齒間縫隙而不受 到齒側壁撞擊。因此，沿著切向的側壁寬度的突出應該至少與外側定子排的齒間縫隙的寬 度相同。外排定子齒40的兩側外壁優選為與徑向成同一角度。前導側壁(朝向轉子轉動 方向)用以偏轉漿體。尾部側壁在齒的相反一側，并且朝向相鄰定子齒的前導側壁。使齒 的兩側都保持同樣的角度可以確保齒間縫隙沿著齒的長度保持不變。因此，定子齒的前導 和尾部側壁最好是對稱的。圖5為定子板最末排的可選擇齒70的俯視立體圖。該可選擇齒具有一個雙角度 側壁72，其中包括一個徑向側壁截面78和一個角度壁截面80。徑向側壁截面78基本上沿 定子板徑向取向。角度壁截面80從徑向偏移一個角度，范圍為10度到60度，優選為15度 到45度。角度側壁80的長度和角度被設置成用來偏轉所有在最后排定子齒間沿徑向移動 的精磨材料。特別地，側壁80的長度的切向突出81跨越最末定子排的相臨齒之間的縫隙 寬度。圖6為另一可選擇的用于定子板最末排的齒84的俯視立體圖。所述齒具有一個 曲面側壁86，其從一個基本上徑向的側壁截面88開始，并漸進轉向角度壁截面90。朝內徑 向側壁截面88與定子盤徑向基本對正。側壁86的長度和曲度用以偏轉所有在定子齒的最 后齒排之間沿徑向移動的精磨材料。特別地，側壁86的長度的切向突出應跨越最末定子排 的相臨齒之間縫隙寬度。盡管已經針對目前看來最為實用和最為優選的實施例對發明進行了描述，但是應 當理解的是，本發明并不限于所披露的實施例，相反，本發明旨在涵蓋包括在權利要求的精 神和范圍之內的各種改進以及等同的實施方式。
權利要求
一種對精磨機內的相對盤之間的材料進行精磨的方法，包括將漿狀材料輸進所述盤的其中至少一個盤的入口；相對于另一盤旋轉一個盤，同時使漿體材料由于離心力的原因在盤間移動；使所述材料承受由于旋轉盤上的齒排與另一盤上的齒排嚙合而產生的沖撞；當漿體材料流過在另一個盤上的外側齒排時，偏轉所述的精磨材料，其中所述盤的外側排包括具有前導側壁的齒，所述前導側壁形成一定角度，從而偏轉在齒之間徑向移動的漿體材料。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述前導側壁相對于板的徑向形成的角度范圍是 10度到60度。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述偏轉包含偏轉基本上沿著經由外側齒排的徑 向通道移動的漿體。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述前導側壁沿切向突出的距離至少等于外側定 子排相鄰齒之間的間距。
全文摘要
本發明涉及一種對精磨機內的相對盤之間的材料進行精磨的方法，包括將漿狀材料輸進所述盤的其中至少一個盤的入口；相對于另一盤旋轉一個盤，同時使漿體材料由于離心力的原因在盤間移動；使所述材料承受由于旋轉盤上的齒排與另一盤上的齒排嚙合而產生的沖撞；當漿體材料流過在另一個盤上的外側齒排時，偏轉所述的精磨材料，其中所述盤的外側排包括具有前導側壁的齒，所述前導側壁形成一定角度，從而偏轉在齒之間徑向移動的漿體材料。
文檔編號D21D1/30GK101831828SQ201010158
公開日2010年9月15日 申請日期2006年9月1日 優先權日2006年1月9日
發明者呂可·金格拉斯 申請人:安德里茲有限公司