专利名称：精磨机的精磨表面的制作方法
精磨机的精磨表面
背景技术：
本发明涉及一种用于离解含木质纤维素的材料的精磨机(refiner)的精磨表面 (refining surface)，该精磨表面具有指向待精磨材料的供给流的方向的供给边缘和指向精磨后的材料的排出流的方向的排出边缘，精磨表面包括至少一个第一刮刀槽和至少一个第二刮刀槽，在第一刮刀槽和第二刮刀槽之间设有刮刀杆。进一步地，本发明涉及一种用于离解含木质纤维素的材料的精磨机的精磨表面的刮刀段，该刮刀段可设置为形成精磨机的精磨表面的一部分，并且该刮刀段具有刮刀段的精磨表面，该精磨表面具有指向待精磨的材料的供给流的方向的供给边缘和指向精磨后的材料的排出流的方向的排出边缘，刮刀段的精磨表面包括至少一个第一刮刀槽和至少一个第二刮刀槽，第一刮刀槽和第二刮刀槽之间设有刮刀杆。进一步地，本发明涉及一种用于离解含木质纤维素的材料的精磨机。用于生产机械纸浆的精磨机通常包括相对定位且彼此相对旋转的两个或多个精磨机元件。固定的(即，静止的)精磨机元件称为精磨机的定子，旋转的或可旋转的精磨机元件称为精磨机的转子。在盘形精磨机中，精磨机元件是盘形的，在锥形精磨机中，精磨机元件呈锥形。除盘形精磨机和锥形精磨机之外，还有所谓的盘形-锥形精磨机，沿待离解的材料的流向首先到达盘形精磨机元件，此后待离解的材料在锥形精磨机元件之间进一步精磨。此外，还有圆柱形精磨机，其中精磨机的定子和转子都是圆柱形精磨机元件。精磨机元件的精磨表面由刮刀杆(即，杆)和位于刮刀杆之间的刮刀槽(即，槽)构成。刮刀杆的任务是离解木质纤维素的材料，刮刀槽的任务是在精磨表面上输送待离解的材料和已经离解的材料。在盘形精磨机(其代表了最普遍的精磨机类型)中，待精磨的材料通常是通过定子的中部(即，定子的精磨表面的内周)的开口供给到盘的精磨表面之间的空间(即，刮刀间隙)。精磨后的材料从刮刀间隙、从精磨机盘的精磨表面的外周排出，进而在纸浆生产工艺中被向前供给。精磨机盘的精磨表面可以是在精磨机盘上直接形成的表面，或者以每个刮刀段都形成连续的精磨表面的一部分的方式形成为邻近彼此定位的单独的刮刀段。通常，使两个相邻的刮刀杆彼此连接的挡板(dams)定位在精磨机的定子和转子的精磨表面的刮刀槽的底部。挡板的任务是将待精磨的材料和精磨后的材料引导至相对的精磨表面的刮刀杆之间的空间以进一步精磨。由于挡板将待精磨材料引导至相对的刮刀杆之间的空间，所以挡板需能够促进对材料的精磨。然而，同时，挡板造成刮刀槽中的带动待精磨的材料向前的蒸汽流减少，而且因限制了刮刀槽的横截面流动区域而阻止了待精磨的材料和精磨后的材料在精磨表面上的通行。这进而导致精磨表面上发生堵塞，于是导致精磨机产量降低、精磨后的材料的质量不均以及精磨所需的耗能增加。美国专利公开第4 166 584号中公开了一种精磨表面具有刮刀杆的精磨机。在刮刀杆之间，沿精磨表面的径向以如下的方式形成袋式结构，即，使得与精磨表面相对的袋式结构定位为沿精磨表面的径向部分交错。因此，待精磨的材料可由于袋式结构的影响而在精磨机的精磨表面上向前移动，使得待精磨的材料从一个袋式结构移动到与精磨表面相对的袋式结构上，由此，迫使待精磨的材料移动到刮刀间隙，并因此提高待精磨材料的精磨效果。美国专利公开第6 616 078号中公开了一种精磨表面具有刮刀杆且刮刀杆之间具有刮刀槽的精磨机。精磨表面的供给区中的刮刀槽的深度设置成以如下的方式改变，即， 当一个精磨表面上的刮刀槽的深度大时，相对的精磨表面上的刮刀槽在对应位置处的深度小，即刮刀槽在此位置浅，由此槽的浅部迫使待精磨的材料移动到相对的精磨表面。通过两个参考文献中披露的排布，能够增进将待精磨的材料引导到精磨表面之间的空间，因此也能增进精磨效果。然而，两个方案中均存在的一个缺陷是例如两个方案中均仅是在很大程度上将待精磨的材料沿精磨表面的深度方向从一个精磨表面移动到另一精磨表面。因此，在这两种方案中，待精磨的材料在刮刀间隙中的向前运动仍然相当不充分。而且，例如美国专利公开第6 616 078号中，由于仅在供给区实施刮刀槽深度的改变， 因此，对刮刀杆和刮刀槽的区域(即实际精磨区)的影响仍然不显著。
发明内容
本发明的目的是提供一种新颖的精磨机的精磨表面。根据本发明的精磨表面的特征在于，第一刮刀槽的底部和第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离，至少在所述刮刀槽的一部分，设置成沿刮刀槽的行进方向大致连续地改变；并且在刮刀槽的所述部分，第一刮刀槽的底部和第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离设置成，沿刮刀槽的行进方向，使第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离在距精磨表面的供给边缘大致相同的距离处与第一刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离相对于彼此存在偏差。根据本发明的刮刀段的特征在于，第一刮刀槽的底部和第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离，至少在所述刮刀槽的一部分，设置成沿刮刀槽的行进方向大致连续地改变；并且在所述的刮刀槽的所述部分，第一刮刀槽的底部和第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面设置成，沿刮刀槽的行进方向，使第二刮刀槽底部距刮刀杆的上表面的距离在距精磨表面的供给边缘大致相同的距离处与第一刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离相对于彼此存在偏差。根据本发明的精磨机的特征在于，精磨机包括至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的精磨表面，或者至少一个根据权利要求10至18中任一项所述的刮刀段。用于离解含木质纤维素的材料的精磨机的精磨表面包括指向待精磨材料的供给流方向的供给边缘和指向精磨后材料的排出流方向的排出边缘，且精磨表面还包括至少一个第一刮刀槽和至少一个第二刮刀槽，在第一刮刀槽和第二刮刀槽之间设有刮刀杆。第一刮刀槽的底部和第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离，至少在所述刮刀槽的一部分，设置成沿刮刀槽的行进方向大致连续地改变；并且在刮刀槽的所述部分中，第一刮刀槽的底部和第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离设置成，沿刮刀槽的行进方向，使第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离在距精磨表面的供给边缘大致相同的距离处与第一刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离相对于彼此存在偏差。该方案提供了待精磨材料在定子的精磨表面与转子的精磨表面之间的动态运动。 同时，能够限制传统挡板的数量，或者可完全不设挡板，这样可促进待精磨的材料和精磨表面的精磨可能产生的蒸汽的通行。该方案能够应用于定子的精磨表面和转子的精磨表面，但当特定地应用于定子的精磨表面时，由于定子的固定(即静止)结构，通常对待精磨的材料没有如下的影响，即，显著地促进材料在精磨表面上的运动，因此，该方案更具优势。
在附图中更详细地公开了本发明的一些实施例，其中图1示意性示出传统圆盘精磨机的侧面剖视图；图2示意性示出传统圆锥精磨机的横截面的大体侧面剖视图；图3示意性示出从上沿对角观察的移走刮刀段的一部分的、具有刮刀杆的刮刀段；图4示意性示出类似图3中的刮刀段的在刮刀槽的一个位置处的刮刀段的侧面剖视图；图5示意性示出两个相邻刮刀槽的底部的形状的侧视图；图6示意性示出刮刀槽的底部的一些可能的形状；图7示意性示出当波形从一个刮刀段走向另一刮刀段时的一种可能的排布；图8示意性示出当波形从一个刮刀段走向另一刮刀段时的另一可能的排布。为了清楚，图中示出简化的本发明的一些实施例。在图中，相同的部分用相同的附图标记表示。
具体实施例方式图1示意性示出传统圆盘精磨机的侧面剖视图。根据图1的圆盘精磨机包括相对彼此同轴设置的两个圆盘状精磨表面1、2。第一精磨表面1位于旋转精磨机元件3 (即精磨机的转子3)中，而第二精磨表面2位于固定精磨机元件4 (即精磨机的定子4)中。精磨机元件3、4中的精磨表面1、2可在其中直接形成，或者它们可按本身公知的方式由单独的刮刀段形成。精磨机的转子3经由轴5以本身公知的方式借助马达(为了清楚而未示)而旋转。与轴5相连地设置有特定的加载器6，该加载器6连接为以能够将转子3推向定子4 从而调整它们之间的间隙10 (即精磨机嘴10，即刮刀间隙10)的方式经由轴5影响转子3。待离解的含木质纤维素的材料经由第二精磨表面2的中间的开口 7供给到精磨表面1、2之间的精磨机嘴，并在此被离解和精磨。待离解的含木质纤维素的材料也可经由第一精磨表面1的开口(为了清楚而未示)供给到精磨机嘴。离解后的含木质纤维素的材料从精磨表面1、2之间的精磨机嘴的外边缘排出到精磨机腔8的内部，并进一步沿排出通道 9离开精磨机腔8。图2示意性示出传统圆锥精磨机的侧面剖视图。根据图2的圆锥精磨机包括在彼此内同轴设定的两个圆锥精磨表面1、2。第一精磨表面1位于圆锥精磨机元件3 (即精磨机的转子3)中，而第二精磨表面2位于固定圆锥精磨机元件4 (即精磨机的定子4)中。精磨机元件3、4的精磨表面1、2可在其中直接形成，或者它们可按本身公知的方式由单独的刮刀段形成。精磨机的转子3经由轴5以本身公知的方式借助马达(为了清楚而未示)而旋转。与轴5相连地设置有特定的加载器6，该加载器6连接为以能够将定子3推向定子4 从而调整它们之间的刮刀间隙10的方式经由轴5影响转子3。待离解的含木质纤维素的材料经由第二精磨表面2的中间的开口 7供给到精磨表面1、2之间的圆锥精磨机嘴中，在此被离解并精磨。离解后的含木质纤维素的材料从精磨机元件3、4之间的精磨机嘴的外边缘排出到精磨机腔8的内部，并进一步沿排出通道9离开精磨机腔8。除圆盘精磨机和圆锥精磨机外，还有所谓的圆盘-圆锥精磨机，其中沿待离解的材料的流向首先是圆盘状精磨机元件，然后待离解的材料在圆锥精磨机元件之间进一步精磨。此外，还有圆柱精磨机，其中，精磨机的定子和转子都是圆柱精磨机元件。不同精磨机的总体结构和操作原理对本领域技术人员而言是本身公知的，所以本文将不再赘述。图3示意性示出从上方沿对角线方向观察的精磨机的精磨表面的刮刀段11的总图，该刮刀段可用来构成定子或转子的整个精磨表面的一部分。刮刀段11包括指向待精磨的材料的供给流方向的刮刀段11或精磨表面12的供给边缘14，和指向精磨后的材料的排出流方向的刮刀段11或精磨表面12的排出边缘15。刮刀段11能够例如用螺栓-螺母紧固件经由例如刮刀段11上的安装开口 13而紧固到精磨机的定子或转子。刮刀段11的精磨表面12还包括从供给边缘14的方向向排出边缘15的方向延伸的刮刀槽17，该刮刀槽借助刮刀杆16彼此分开。刮刀杆16和刮刀槽17构成刮刀段11的精磨表面12。为了使图3所示方案的一个实施例清楚，根据图3的刮刀段11，超过半数的刮刀段 11的精磨表面12的刮刀槽17已被从刮刀段上移除，由此能够更清楚观察体现本方案特征的刮刀槽17的底部18的形状。图4示意性示出类似图3中刮刀段的刮刀段在刮刀槽17 的一个位置处的侧面剖视图。图3所示的刮刀段11的刮刀槽17的底部18形成为如下的波浪形，即，使得刮刀槽17的底部18距刮刀杆16的上表面16a(同时对应精磨表面12的上表面)的距离D设置成沿刮刀槽17的方向，S卩，沿刮刀槽17的行进方向(该方向由图4 中的箭头A表示)基本上连续地改变。在图4中，所讨论的刮刀槽17的底部18的距离D 在波形的波峰19以示意性方式表示。在图3所示的实施例中，每个刮刀槽17的底部18基本上整体为波浪形；换言之，每个刮刀槽17的底部18距刮刀杆16的上表面16a的距离设置成在刮刀槽17的全部区域上或几乎刮刀槽17的全部区域上沿刮刀槽17的方向基本上连续地改变。在图3中，刮刀槽17的底部18的波浪形状因此由几个沿刮刀槽17的行进方向相对彼此连续的单独波浪22构成。每个波浪包括刮刀槽17的底部18距刮刀杆16的上表面16a的距离最小的波峰19，和刮刀槽17的底部距刮刀杆16的上表面16a的距离最大的波谷20。两个连续的波谷彼此之间的距离对应波浪22的波长。在图3中，箭头21还指示刮刀槽17的底部18与刮刀杆16的侧表面之间的截面点，该截面点也示出刮刀槽17的底部18的波浪形状。根据图3的刮刀段11因此沿刮刀槽17的行进方向包括几个单独的波浪22，每个单独波浪22还设置成在刮刀段11的横向(如箭头W所示)上、沿倾斜方向以使得每个波浪22的波峰19距刮刀段11的供给边缘14的距离例如在两个相邻刮刀槽17之间不相等的方式穿过刮刀段11的几个刮刀槽17或者甚至所有的刮刀槽17而延伸。在根据图3的刮刀段11中，刮刀槽17的底部18的波浪形状因此实施为，使得沿刮刀槽17的行进方向，刮刀槽18的底部的波浪形状基本上在刮刀槽17的全部区域上形成。 在横切刮刀槽17的行进方向的方向，刮刀槽17的底部18的波浪形状因此实施为，使得在图3的刮刀段中，每个波浪22以例如每个波浪22的波峰19距刮刀段11的供给边缘14的距离在两个相邻刮刀槽17之间不相等的方式经由相邻刮刀槽17连续延伸。
然而，刮刀段11的精磨表面12可沿刮刀槽17的行进方向以如下的方式形成，即， 使得一个或多个刮刀槽17的底部18包括仅一个波浪或几个波浪22，这样使得刮刀槽17的底部18的波浪形沿刮刀槽17的行进方向并不在刮刀槽17的底部18的全部区域上延伸。 与图3比较，这样的情形因此将对应于图3所示从精磨表面12移除的一些波浪22，由此在此区域，槽的底部可例如为平坦的或倾斜的。如果是平坦的槽底部，那么槽的深度不变，然而如果是倾斜的槽底部，那么槽的深度线性改变。如果是倾斜的槽底部，即当槽底部线性改变时，两个相邻刮刀槽的底部能够设置成线性改变，以此方式使得在距精磨表面的供给边缘14的距离相同的位置处，相邻刮刀槽的底部距它们之间的刮刀杆16的上表面16a的距离不相等。进一步，刮刀段11的精磨表面12可沿刮刀段11的横向W形成，即沿横切刮刀槽 17的行进方向的方向形成，以此方式波浪22沿此方向不必连续，但在一个或多个刮刀槽17 上具有不连续的点；换言之，刮刀段11可能具有在刮刀段11的横向上根本没有单独波浪 22的刮刀槽17，即使在该刮刀槽的相邻刮刀槽中具有这样的波浪22。在此情况下，沿刮刀段11的横向的波浪22因此在其中一个刮刀槽17中被中断。甚至在类似的情况下，刮刀段 11仍具有至少两个或多个彼此相邻的刮刀槽17，其中至少一个单独的波浪22设置成沿刮刀段的横向W的方向延伸。因此，根据该方案，刮刀段11的精磨表面12具有图3中的附图标记17a表示的至少一个第一刮刀槽和图3中的附图标记17b表示的至少一个第二刮刀槽，第一刮刀槽17a 和第二刮刀槽17b彼此相邻，它们之间有刮刀杆16。进一步，根据该方案，由于刮刀槽17a、 17b的底部18的至少一些部分中的波浪形状，第一刮刀槽17a和第二刮刀槽17b距刮刀杆 16的上表面16a的距离D，沿刮刀槽的行进方向设置成在刮刀槽17a、17b的该部分中基本上连续地改变。在本文中，基本上连续改变意味着刮刀槽17的底部的该波浪形，在行进方向A沿刮刀槽移动时，至少在刮刀槽的一部分中，刮刀槽17的底部18距刮刀杆16的上表面16a的距离D基本上总是非线性改变。然而，在波浪形或波形中，由于涉及制造工艺的原因，可能有平直部和/或以恒定角度上升或下降的部分。此外，根据该方案，第一刮刀槽17a 的底部18距刮刀杆16的上表面16a的距离D和第二刮刀槽17b的底部18距刮刀杆16的上表面16a的距离D相对彼此设置成，沿刮刀槽17a、17b的行进方向，使得在距精磨表面12 的供给边缘14基本上相同的距离处，第二刮刀槽17b的底部18距刮刀杆16的上表面16a 的距离D与第一刮刀槽17a上的底部18距刮刀杆16的上表面16a的距离D相比具有偏差或不相等。换言之，单独的波浪22设置成沿刮刀段11的横向W从一个刮刀槽17走向另一刮刀槽，使得当波浪22沿刮刀槽17的行进方向的横截面形状保持不变时，例如彼此相邻的两个刮刀槽17中的波浪22的波峰19或波谷20距供给边缘14的距离D不相等。这在图5 中进一步示出，当波浪形状彼此对应时，顶部表示第二刮刀槽17b的底部18的波浪形状，而底部表示第一刮刀槽17a的底部18的波浪形状，在两个波浪形状中具有以附图标记22'、 22〃和22'"表示的波浪。从图5可看到，距刮刀段11的精磨表面12的供给边缘14指定距离SD处，第二刮刀槽17b的底部18距精磨刮刀16的上表面16a(即距精磨表面的上表面)的距离与在相同指定距离SD处的第一刮刀槽17a的底部18距精磨刮刀16的上表面16a的距离存在偏差，即不相等，这是因为在这些位置处，槽的底部距波谷的距离D17b、 D17a不相等。
在图3所示的刮刀段11中，刮刀槽17的行进方向，自然地也是它们之间的刮刀杆 16的行进方向，基本上是从刮刀段11的供给边缘14的方向向刮刀段11的排出边缘15的方向的直线。然而，取决于精磨表面的实施情况，刮刀杆16和刮刀槽17的行进方向可呈曲线，或者相对供给边缘14和/或排出边缘15呈角度。在精磨表面12的刮刀槽17的行进方向，刮刀槽17的底部18的波浪形状可仅位于一个精磨区的一部分，或者可覆盖全部精磨区。然而，刮刀槽17的底部18的波浪形状可从一个精磨表面延伸到另一个精磨表面。精磨表面的意思是精磨表面的精磨属性在全部区域上基本上保持相同的精磨表面的区域。在由刮刀段构成的精磨表面中，一个刮刀段可包括一个或多个精磨区，或者一个刮刀段可仅构成一个精磨表面的一部分。该方案提供了待精磨的材料在定子的精磨表面与转子的精磨表面之间的动态运动。该方案能够应用于定子的精磨表面和转子的精磨表面，但当特定应用于定子的精磨表面时，具有更大优势，这是由于定子的固定(即静止)结构通常对待精磨的材料不会产生冲击，该冲击会显著地促进材料在精磨表面上的运动。图6示意性示出沿刮刀槽17的方向的波浪22的各种可能形状。图6的点(a)表示普通正弦波。图6的点(b)表示与正弦波形相似的波浪形状，但其中与普通正弦波相比， 上升边和下降边更陡，即波峰更窄，并且其中波谷的形状比传统正弦波更平。然而，上述两个波浪形状均可被认为是规则的波浪形状，因为其中，每个单独的波浪22的形状相同地重复，使得波长基本上保持不变。进一步，图6中的点(c)表示刮刀槽17的底部18的第三种可能的波浪形状，该波形从左侧观察以正弦波形开始，但随着向右移动，波浪的周期时间减少，使得波峰变得越来越窄。进一步，图6中的点(d)表示刮刀槽17的底部18的第四种可能的波浪形状，该波浪形状以如下方式从图中的左侧向右侧移动，即，每个在后的单独波浪22的波长比在前的波浪22的波长更短。因此，图6的点(c)和点(d)所示的波浪形状的相同之处在于，当波浪从左向右移动时，波浪22的周期时间减少。换言之，在此所包括的刮刀槽17的底部18的波浪形状变密，这优选在精磨表面上以如下的方式实施，即，随着波形从精磨表面的供给边缘的方向向精磨表面的排出边缘的方向移动，波长保持减小。图6中的点(c)和点(d)表示了波浪的几种可能形状，其中，波浪的周期时间可改变或变化，但是除这些示例之外，刮刀槽17的底部18的波浪形状可沿刮刀槽17的方向以几种方式形成，因此底部可包括不同波长的波浪。因此，波浪形状的波浪22的波长可按如下的方式变换，S卩，例如当沿刮刀槽17 从精磨表面的供给边缘的方向向精磨表面的排出边缘的方向移动时，波长不停地变短然后再次变长，或者反之亦然。在图6所示的不同波浪形状中，波谷和波峰之间沿波浪的升高方向的距离基本上保持不变，而且沿刮刀槽的行进方向，这样的波浪形状也是可行的，即，波谷与波峰之间沿波浪形状的升高方向的距离可变化。刮刀槽17的底部18的波浪形状沿刮刀槽的升高方向(即沿波浪形状的升高方向，即从刮刀槽17的底部的方向朝向刮刀杆16的上表面16a的方向的方向)的高度变化可按多种不同方式变化。根据一个实施例，波浪形状的高度变化优选仅在刮刀槽17的距刮刀槽17底部18的高度的最多75%的高度处发生。刮刀槽17的高度意思是从波浪形状的最低或最深的波谷20到刮刀杆16的上表面16a(即到精磨表面的上表面)的尺寸。
如先前描述的，可仅在精磨表面的刮刀槽的一部分上具有波浪形状。这个实施优选具体应用在转子中，由此在精磨空间产生更大体积的流动，以及因此还有促进待精磨的材料在精磨表面上的通行的更大的效果。然而，精磨表面的所有刮刀槽可具有波浪形状，由此在精磨表面的所有刮刀槽中有至少一个单独的波浪22。在精磨表面的横向，即相应地，在刮刀段的横向W，单独的波浪22以如下的方式前行，即，在两个相邻的刮刀槽17中，波浪22沿刮刀槽17的方向的横截面形状的指定点或位置距精磨表面的供给边缘的距离相互不同。在该点处，波浪22因此沿精磨表面的横向相对于精磨表面的半径呈角度地前行。然而，由此可以使波浪以如下方式沿精磨表面的横向前行，即，波浪22沿刮刀槽的方向的横截面的对应的指定点或位置(即刮刀槽的底部)在两个或多个刮刀槽(然而，不是彼此相邻的刮刀槽)中距精磨表面的供给边缘的距离相同。然而，根据实施例，单一的波浪22以如下方式沿精磨表面的横向前行也是可行的，即，波浪22沿刮刀槽的方向的横截面的指定对应点或位置(即刮刀槽的底部)在设置波浪22经过的所有刮刀槽中距精磨表面的供给边缘的距离不同。进一步，沿精磨表面的横向的一个或多个波浪设置成在精磨表面的供给边缘的一侧的一部分上以0°至90°的角(从精磨表面半径的方向测量)前行，并在精磨表面的排出边缘的一侧的一部分上以0°至90°的角前行。如果是圆柱精磨机或圆锥精磨机，则精磨表面半径的方向意味着精磨表面从精磨表面的供给边缘到排出边缘的方向，其投影位于圆柱精磨机或圆锥精磨机表面的轴向。换言之，第一刮刀槽17a和第二刮刀槽17b的底部 18的指定相互对应波浪点或位置距精磨表面的供给边缘的距离在所述刮刀槽17a、17b中以如下方式设置，即，组合点或位置的直线或曲线的假想线在精磨表面的供给边缘的一侧上的部分构成0°至90°角(从精磨表面半径的方向测量)，并在精磨表面的排出边缘上构成0°至90°角。根据实施例，全部精磨表面或精磨表面的一个或更多个区的至少50%的刮刀槽 17包括基本上以波浪形式连续改变的刮刀槽17的底部18的形状，这样，以波浪形式改变的刮刀槽17的底部18的形状在精磨表面的横向上构成一个或多个波浪，以此方式使得在所述一个或多个波浪与精磨表面半径之间形成角度。进一步，在精磨表面的横向上或刮刀段11的横向上，每个单独的波浪22可考虑波浪是否对待精磨材料提供泵送作用(即促进精磨表面上的待精磨材料通行的作用)，或者波浪是否对待精磨的材料提供保持作用(即防止或减缓精磨表面上的待精磨材料的通行的作用)，而以多种方式形成。泵送波浪意味着对待精磨的纸浆微粒既产生沿精磨表面的圆周方向(即垂直于刮刀段半径的方向)的速度分量，又产生沿精磨表面半径的方向(从精磨表面的供给边缘的方向指向精磨表面的排出边缘的方向)的速度分量的波浪。保持波浪意味着对待精磨的纸浆微粒既产生沿精磨表面的圆周方向(即垂直于刮刀段半径的方向) 的速度分量，又产生沿精磨表面半径的方向(从精磨表面的排出边缘的方向指向精磨表面的供给边缘的方向)的速度分量的波浪。例如，当观察图3中的单独波浪22时，假设图3所示的刮刀段作为转子的全部精磨表面的一部分沿图3的箭头W指示的方向的反方向旋转， 每个单独的波浪22对待精磨的材料具有泵送作用。同样地，当观察图3中的单独波浪22 时，假设图3所示的刮刀段作为转子的全部精磨表面的一部分沿图3的箭头W指示的方向旋转，则每个单独波浪22对待精磨的材料具有保持作用。进一步，当观察图3中的单独波浪22时，假设图3的刮刀段构成定子的全部精磨表面的一部分，并假设转子沿图3的箭头 W指示的方向旋转，则定子的精磨表面的单独波浪22对待精磨的材料具有泵送作用。进一步，当观察图3中的单独波浪22时，假设图3的刮刀段构成定子的全部精磨表面的一部分， 并假设转子沿图3中的箭头W指示的方向的反方向旋转，则定子的精磨表面的单独波浪22 对待精磨材料具有保持作用。当波浪处在45°角(从精磨表面半径测量)时，可实现最大的泵吸作用。波浪角的值高于或低于该角度时，泵吸作用开始减弱。从半径的方向测量，泵吸波浪的最小可用角约为5°，最大约为85°。对于小于约5°并大于约85°值的角而言，实际上没有太多的泵吸作用。对于非常大的角度值，波浪形状可变得非常紧密，由此，之后当期望波浪从一个刮刀段向另一刮刀段连续地或表面连续地延伸时，沿刮刀段的横向的上升保持较小。当期望通过波浪形状实现有效的泵吸作用时，波浪在精磨表面上定位为更接近 45°角(从半径的方向测量)而非0°或90°角。当在5°至85°之间选择角度时，可实现良好的泵吸作用，在15°至75°之间时可实现更有效的泵吸作用。当在精磨表面上使用以保持方式定位的波浪时，对应的角度值是可能的，换言之， 从精磨表面半径的方向测量的波浪角的值可保持在0°至90°之间。优选地，角度保持在 5°至85°之间，并且更优选地保持在15°至75°之间。采用45°的保持角可实现最有效的保持作用。将波浪以15°至75°的角度(从径向方向测量)定位在转子的精磨表面上可促进精磨表面上待精磨的材料在精磨机的刮刀间隙中的有效湍流运动。例如在圆盘精磨机或圆锥精磨机的情形下，越接近精磨表面的供给边缘，波浪的泵吸作用可设置成更有效，尤其是当精磨表面上接近供给边缘的圆周速度比接近排出边缘的圆周速度低时。这种作用可通过在最接近供给边缘的精磨表面区使用30°至60°泵吸角的波浪来实现。相应地，越接近精磨表面的排出边缘或在精磨表面的最外区，由于更高的圆周速度和需要减慢材料的运动，优选地，转子选择较小的泵吸波浪角，由此优选角度可例如为5°至35°或者55°至 85°，从径向方向测量。当转子和定子的波浪均选择为泵吸时，波浪在相同的方向作用，促进材料在刮刀间隙中的运动，这既具有增加精磨容量的作用又具有增加精磨程度的作用。由于刮刀间隙中的运动随着混合流的加剧而发生，精磨程度增加，这会导致纤维的往复精磨及其运动，特别的，会导致重的较少的精磨纤维材料运动到刮刀杆之间的空间，以在此精磨。当转子的波浪为泵吸而定子的波浪为保持时，可优选定子的保持角与转子的泵吸角具有偏差，由此材料能够在刮刀间隙中总是均勻流动，并可能具有适当的容量，因为如果角度相同，则相反表面上的波浪在波长的间隔彼此相遇，由此材料的流动将在波长的间隔内重复地被妨碍。当期望剧烈的压力变化时，可优选后者，但容量能够妥协，这是因为当波浪同时彼此相遇时，压力产生巨大改变，随着转子相对定子移动，波长的间隔重复以上变化。如果精磨表面上的一个或多个波浪22以如下方式在转子和定子上形成，即，对待精磨的材料的影响是泵吸的方式，则能够以低能耗实施精磨。如果精磨表面上的一个或多个波浪22在转子和定子上以它们对待精磨的材料的影响是保持的方式形成，则待精磨材料的通行会减慢，这导致待精磨材料的长的精磨时间，从而会产生已经精磨到很大程度的纤维悬浮液。然而，在一些情况下，该方案的实用性可能受到用于精磨所需的能量的显著增加的事实的限制，并且精磨的质量也可能由于待精磨的材料未必在刮刀间隙中可控并均勻地前行的事实而变化。转子的精磨表面上的一个或多个波浪22设置成泵吸而定子的精磨表面上的一个或多个波浪22设置成保持的实施例是两个之前的实施例的折衷，由于该实施例既提供对待精磨的材料的泵吸作用，另一方面同时还提供纤维材料的相对长的保持时间或停留时间，因而是优选的。因此，待精磨的材料在刮刀间隙中可控并均一地运动，且长时间被精磨， 因此可保持均勻质量。而且，能耗保持合理，并可实现良好质量的纤维材料。一个可行的实施例也是将转子的精磨表面上的一个或多个波浪22设置成保持而将定子的精磨表面上的一个或多个波浪22设置成泵吸；提供了一种使待精磨的材料在刮刀间隙中相对缓慢通行的方案，这导致待精磨材料的长的精磨时间，因此产生已经精磨到很大程度的纤维悬浮液。由于泵吸波浪2对定子的精磨表面的影响，用于精磨的能量仍可保持合理。一种可行的实施例也是将转子的精磨表面上的一个或多个波浪22形成为泵吸， 而将定子的精磨表面上的一个或多个波浪22形成为在精磨表面的起始部(更接近刮刀段 11的供给边缘14而不是排出边缘15)泵吸，然后至少在精磨表面的最终部(更接近刮刀段 11的排出边缘15而不是供给边缘14)开始形成为保持。以这样的精磨表面方案实施的精磨机可以低能耗操作，因为待精磨的材料在刮刀间隙中有效且均勻地移动。另外，由于定子的精磨表面的最终部的保持作用，精磨机由于在刮刀间隙形成充分厚的纤维材料层而被适当地加载，这依次会导致精磨表面的长的使用寿命。如果转子的精磨表面上的波浪特定地形成为泵吸，即，如果其相对半径的角度接近45°，则定子的精磨表面上的波浪优选较少泵吸，即其相对半径的角度相对较大；纤维悬浮液在精磨表面，即在刮刀间隙停留较长时间。该方案中，从精磨表面的精磨区中可获得对待精磨材料的性能的最大影响，同时在精磨表面的供给区获得较小的影响。这是因为精磨表面比供给区具有更高的圆周速度， 由此该方案的泵吸和保持作用在圆盘精磨机、圆锥精磨机和圆盘-圆锥精磨机中可被特别地加强。当精磨表面由刮刀段构成时，构成特定精磨表面的刮刀段优选以每个单个波浪以从一个刮刀段向另一个刮刀段不间断或实质上不间断的方式从一个刮刀段向另一刮刀段连续地形成。在此情况下，实质上不间断的连续波浪意味着，在该波浪上的两个刮刀段的连接点处可有中断，由于具有这样的形状和这样的相对精磨表面半径的角度(该角度能够基于在前的刮刀段的波浪的形状而预先设计)，使得该波浪在其中一个刮刀槽的两个刮刀段的连接点处不存在，但是波浪稍后在随后的刮刀段继续。换言之，波浪形状及其假想延长线基本上在刮刀段的相对边缘的两个刮刀段的连接点处的相同半径上。因此，每个单独的波浪或整个波前总是从一个刮刀段均勻前行到相邻刮刀段。根据该原理实施的刮刀表面提供对待精磨材料的连续和均一的作用，由此产生均一的流动。该原理在图7和图8中示出，图 7和图8中均示出了彼此相邻设置的多个刮刀段11。图7所示的波浪22具有穿过刮刀段 11的直线形状，而图8所示的波浪具有穿过刮刀段的曲线形状。为了清楚，已经从图7和图 8的刮刀段省略了刮刀段的刮刀杆和刮刀槽。图7示出了当波浪从一个刮刀段移动到另一刮刀段时，每个单独波浪22如何继续基本上维持不间断，同时能够在在前的刮刀段的波浪的形状的基础上预先设计相对相同刮刀段的半径的波浪角。当定子的精磨表面和转子的精磨表面具有至少一个波浪22时，优选当所讨论的精磨表面彼此相抵靠时相对彼此以波浪的角度或上升相反的方式定位所述波浪。然后，当精磨机操作时，波浪交叉且不会造成波峰彼此完全抵靠时将会造成的这种流动妨碍。当通过彼此时，波峰在精磨表面的刮刀槽中产生压力变化，由此推动待精磨材料在刮刀间隙中混合，比之前更大部分的纤维能被引导至刮刀杆之间的空间。在以上描述中，借助单独的刮刀段及其精磨表面已经审视了该方案，但是对本领域技术人员显而易见的是，与该已经提出的单独刮刀段及其精磨表面相关地也涉及形成为一个连续结构的精磨表面。精磨表面的刮刀杆可以是径向的泵吸刮刀杆，即促进待精磨材料离开精磨表面之间的刮刀间隙的通行的这种刮刀杆，或者保持刮刀杆，即趋向防止待精磨材料移动离开刮刀间隙的这种刮刀杆。因此，刮刀杆22的实施形式不会对在精磨表面上实施波浪形状或单独波浪22强加任何限制。在一些情况下，本申请中描述的特征可独立于其他特征来使用。另一方面，如果需要，本申请中描述的特征可以进行组合以构成各种组合。附图及有关描述仅旨在揭示本发明的构思。本发明的细节可在权利要求的范围内变化。
权利要求
1.一种用于离解含木质纤维素的材料的精磨机的精磨机精磨表面(1，2)，所述精磨表面(1，幻具有指向待精磨的材料的供给流方向的供给边缘(14)和指向精磨后的材料的排出流方向的排出边缘，并且所述精磨表面(1，2)包括至少一个第一刮刀槽(17a)和至少一个第二刮刀槽(17b)，在所述第一刮刀槽和所述第二刮刀槽之间具有刮刀杆(16)，其特征在于，所述第一刮刀槽(17a)的底部(18)和所述第二刮刀槽(17b)的底部(18)距所述刮刀杆(16)的上表面(16a)的距离(D，D17a, D17b)至少在所述刮刀槽(17a，17b)的一部分设置成沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向(A)基本上连续地改变；以及在所述刮刀槽(17a，17b)的所述部分中，所述第一刮刀槽(17a)的所述底部(18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的距离(D17a)和所述第二刮刀槽(17b)的所述底部 (18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的距离(D17b)沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向(A)相对彼此以如下方式设置，即，在距所述精磨表面(1, 的所述供给边缘(14) 基本上相同的距离(SD)处，使所述第二刮刀槽(17b)的底部(18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的所述距离(D17b)与所述第一刮刀槽(17a)的底部(18)距所述刮刀杆 (16)的所述上表面(16a)的所述距离(D17a)存在偏差。
2.根据权利要求1所述的精磨表面，其特征在于，所述精磨表面(1，2)的所述第一刮刀槽(17a)和所述第二刮刀槽(17b)的所述底部(18)的形状设置成至少在所述刮刀槽(17a， 17b)的一部分以如下方式改变，即，使得所述刮刀槽(17a，17b)沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向(A)包括至少一个波浪(22)，使得至少在所述刮刀槽(17a，17b)的所述部分中，所述第一刮刀槽(17a)的底部(18)和所述第二刮刀槽(17b)的底部(18)距所述刮刀杆(16) 的所述上表面(16a)的所述距离(D17a，D17b)设置成沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向 (A)基本上连续地改变。
3.根据权利要求1或2所述的精磨表面，其特征在于，所述精磨表面(1，2)的所述第一刮刀槽(17a)的所述底部(18)和所述第二刮刀槽(17b)的所述底部(18)的形状至少在所述刮刀槽(17a，17b)的一部分设置成以如下方式改变，即，使得所述刮刀槽(17a，17b) 沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向(A)包括至少一个波浪(22)，使得在距所述精磨表面 (1,2)的所述供给边缘(14)基本上相同的距离(SD)处，所述刮刀槽(17a，17b)中所述波浪0 的沿所述刮刀槽(17a，17b)的方向的横截面的指定对应点或位置设置为距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的距离相互不同的位置处。
4.根据权利要求2或3所述的精磨表面，其特征在于，所述波浪02)设置为相对于所述精磨表面(1, 的径向呈0°至90°的角度，优选地呈5°至85°的角度，并更优选地呈 15°至75°的角度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的精磨表面，其特征在于，所述刮刀槽(17a，17b) 的所述底部(18)从所述刮刀槽(17a，17b)上所述刮刀槽(17a，17b)的所述底部(18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的距离最大的点处向所述刮刀杆(16)的所述上表面 (16a)的方向最多延伸到75%的高度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的精磨表面，其特征在于，所述刮刀槽(17a，17b) 的所述底部(18)的改变形式对应波长基本不变的规则波形。
7.根据权利要求6所述的精磨表面，其特征在于，所述刮刀槽(17a，17b)的所述底部(18)的改变形式对应正弦波形。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的精磨表面，其特征在于，所述刮刀槽(17a，17b) 的所述底部(18)的改变形式对应波长设置成至少在所述刮刀槽(17a，17b)的一部分改变的不规则波形。
9.根据权利要求8所述的精磨表面，其特征在于，当沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向㈧从所述精磨表面(1，2)的所述供给边缘(14)的方向向所述排出边缘(15)的方向移动时，所述波形的波长设置成变短。
10.一种用于离解含木质纤维素的材料的精磨机的精磨表面(1，2)的刮刀段(11)，所述刮刀段(11)能设置成构成所述精磨机的所述精磨表面(1，2)的一部分，并且所述刮刀段(11)具有所述刮刀段(11)的精磨表面(12)，所述精磨表面具有指向待精磨的材料的供给流方向的供给边缘(14)和指向精磨后的材料的排出流方向的排出边缘(15)，并且所述刮刀段(11)的所述精磨表面(12)包括至少一个第一刮刀槽(17a)和至少一个第二刮刀槽 (17b)，所述第一刮刀槽和所述第二刮刀槽之间具有刮刀杆(16)，其特征在于，所述第一刮刀槽(17a)的底部(18)和所述第二刮刀槽(17b)的底部(18)距所述刮刀杆(16)的上表面(16a)的距离(D，D17a, D17b)至少在所述刮刀槽(17a，17b)的一部分设置成沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向(A)基本上连续地改变；以及在所述刮刀槽(17a，17b)的所述部分中，所述第一刮刀槽(17a)的所述底部(18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的距离(D17a)和所述第二刮刀槽(17b)的所述底部 (18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的距离(D17b)沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向(A)相比彼此以如下方式设置，即，使得在距所述精磨表面(1 的所述供给边缘 (14)基本上相同的距离(SD)处，使所述第二刮刀槽(17b)的底部(18)距所述刮刀杆(16) 的所述上表面(16a)的所述距离(D17b)与所述第一刮刀槽(17a)的底部(18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的所述距离(D17a)存在偏差。
11.根据权利要求10所述的刮刀段，其特征在于，所述精磨表面(12)的所述第一刮刀槽(17a)和所述第二刮刀槽(17b)的所述底部(18)的形状，至少在所述刮刀槽(17a, 17b) 的一部分，设置成以如下方式改变，即，使得所述刮刀槽(17a，17b)沿所述刮刀槽(17a， 17b)的行进方向(A)包括至少一个波浪(22)，使得至少在所述刮刀槽(17a，17b)的所述部分中，所述第一刮刀槽(17a)和所述第二刮刀槽(17b)的底部(18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的所述距离(D17a，D17b)设置成沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向㈧ 基本上连续地改变。
12.根据权利要求10或11所述的精磨表面，其特征在于，所述精磨表面(12)的所述第一刮刀槽(17a)和所述第二刮刀槽(17b)的所述底部(18)的形状，至少在所述刮刀槽 (17a, 17b)的一部分，设置成以如下方式改变，即，使得所述刮刀槽(17a，17b)沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向(A)包括至少一个波浪(22)，使得在距所述精磨表面(1 的所述供给边缘(14)基本上相同的距离(SD)处，所述刮刀槽(17a，17b)中所述波浪0 的沿所述刮刀槽(17a，17b)的方向的横截面的指定对应点或位置设置在与所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)距离相互不同的位置处。
13.根据权利要求11或12所述的刮刀段，其特征在于，所述波浪02)设置成相对于所述精磨表面(12)的径向呈0°至90°的角度，优选呈5°至85°的角度，并更优选呈15°至75°的角度。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的刮刀段，其特征在于，所述刮刀槽(17a， 17b)的所述底部(18)从所述刮刀槽(17a，17b)上的所述刮刀槽(17a，17b)的所述底部 (18)距所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的距离最大的点向所述刮刀杆(16)的所述上表面(16a)的方向最多延伸到75%的高度。
15.根据权利要求10至14所述的刮刀段，其特征在于，所述刮刀槽(17a，17b)的所述底部(18)的改变形式对应波长基本不变的规则波形。
16.根据权利要求15所述的刮刀段，其特征在于，所述刮刀槽(17a，17b)的所述底部 (18)的改变形式对应正弦波形。
17.根据权利要求10至14中任一项所述的刮刀段，其特征在于，所述刮刀槽(17a， 17b)的所述底部(18)的改变形式对应波长设置成至少在所述刮刀槽(17a，17b)的一部分改变的不规则波形。
18.根据权利要求17所述的刮刀段，其特征在于，当沿所述刮刀槽(17a，17b)的行进方向㈧从所述精磨表面(12)的所述供给边缘(14)的方向向所述排出边缘(15)的方向移动时，所述波形的波长设置成变短。
19.一种用于离解含木质纤维素的材料的精磨机，其特征在于，所述精磨机包括至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的精磨表面(1，2)或至少一个根据权利要求10至18 中任一项所述的刮刀段(11)。
20.根据权利要求19所述的精磨机，其特征在于，所述波浪02)设置成相对于所述精磨表面(12)的径向呈0°至90°的角度，优选地呈5°至85°的角度，并更优选呈15°至 75°的角度，由此使得所述波浪0 对待精磨的材料的影响促进或保持待精磨材料在所述精磨表面上的通行。
21.根据权利要求19或20所述的精磨机，其特征在于，所述精磨机的转子(3)的精磨表面(1)和定子的精磨表面上的一个或多个波浪0 设置成促进待精磨的材料在所述精磨表面(1，2)上的通行。
22.根据权利要求19或20所述的精磨机，其特征在于，所述精磨机的所述转子(3)的所述精磨表面(1)上的一个或多个波浪0 设置成促进待精磨的材料在所述精磨表面(1) 上的通行，以及所述定子(4)的所述精磨表面( 上的一个或多个波浪0 设置成保持待精磨的材料在所述精磨表面(2)上的通行。
23.根据权利要求19或20所述的精磨机，其特征在于，所述转子(3)的所述精磨表面 (1)上的一个或多个波浪0 和所述定子的所述精磨表面( 上的一个或多个波浪 (22)均设置成保持待精磨的材料在所述精磨表面(1, 上的通行。
24.根据权利要求19或20所述的精磨机，其特征在于，所述精磨机的所述转子(3)的所述精磨表面(1)上的一个或多个波浪0 设置成在所述精磨表面(1)上保持待精磨的材料，以及所述精磨机的所述定子(4)的所述精磨表面( 上的一个或多个波浪0 设置成在所述精磨表面(2)上推进待精磨的材料。
全文摘要
一种用于离解含木质纤维素的材料的精磨机的精磨机精磨表面(1，2)。精磨表面具有指向待精磨的材料的供给流方向的供给边缘(14)和指向精磨后材料的排出流方向的排出边缘(15)。精磨表面(1，2)包括至少一个第一刮刀槽(17a)和至少一个第二刮刀槽(17b)，它们之间是刮刀杆(16)。第一刮刀槽(17a)和第二刮刀槽(17b)的底部(18)距刮刀杆(16)的上表面(16a)的距离(D，D17a，D17b)至少在所述刮刀槽的一部分设置成沿刮刀槽的行进方向(A)基本上连续地改变。第一刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离(D17a)和第二刮刀槽的底部(18)距刮刀杆的上表面的距离(D17b)沿刮刀槽的行进方向相对彼此设置成，使得在距精磨表面的供给边缘基本相同的距离(SD)处，第二刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离与第一刮刀槽的底部距刮刀杆的上表面的距离存在偏差。此外，还涉及精磨机的刮刀段(11)和精磨机。
文档编号B02C7/02GK102378840SQ201080015102
公开日2012年3月14日 申请日期2010年3月16日 优先权日2009年4月3日
发明者C·赫德鲁德, 维莱·洛拉 申请人:美卓造纸机械公司